文 / 張 辛 劉國(guó)維 張慶陽

法國(guó)裝配式建筑主要采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)（構(gòu)服役期間預(yù)加壓應(yīng)力可全部或部分抵消荷載導(dǎo)致的拉應(yīng)力，避免結(jié)構(gòu)破壞），常用于混凝土結(jié)構(gòu)裝配式建筑。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是在結(jié)構(gòu)承受荷載之前，預(yù)先對(duì)其施加壓力，使其在外荷載作用時(shí)的受拉區(qū)混凝土內(nèi)力產(chǎn)生壓應(yīng)力，用以抵消或減小外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)在正常使用的情況下不產(chǎn)生裂縫或者裂得比較晚?；炷裂b配式框架結(jié)構(gòu)體系，其裝配率可達(dá)80%。

1891年，巴黎Ed.Cigent公司首次在Biarritz的俱樂部建筑中使用預(yù)制混凝土梁。至今，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的使用已經(jīng)歷了130多年的發(fā)展歷程，1959～1970年開始，至80年代后期成體系。絕大多數(shù)為預(yù)制混凝土構(gòu)造體系，尺寸模數(shù)化，構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，少量鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)。裝配式鏈接多采用焊接和螺栓鏈接。

法國(guó)預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)裝配式建筑的特點(diǎn)

法國(guó)裝配式建筑以混凝土體系為主，鋼、木結(jié)構(gòu)體系為輔，多采用框架或者板柱體系，向大跨度發(fā)展，焊接連接等干法作業(yè)流行，結(jié)構(gòu)構(gòu)件與設(shè)備、裝修工程分開，減少預(yù)埋，生產(chǎn)和施工質(zhì)量高，主要采用預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式框架結(jié)構(gòu)體系，裝配率達(dá)到80%，腳手架用量減少50%，節(jié)能可達(dá)到70%。1959～1970開始，上世紀(jì)80年代后期成體系。絕大多數(shù)為預(yù)制混凝土。構(gòu)造體系，尺寸模數(shù)化，構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化。少量鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)。裝配式鏈接多采用焊接和螺栓鏈接。近年來，法國(guó)裝配式建筑呈現(xiàn)的特點(diǎn)是：焊接連接等干法作業(yè)流行；結(jié)構(gòu)構(gòu)件與設(shè)備、裝修工程分開，減少預(yù)埋，使得生產(chǎn)和施工質(zhì)量提高。

在信息化應(yīng)用上，法國(guó)上個(gè)世紀(jì)在90年代裝配式混凝土建筑中開始推廣應(yīng)用G5軟件系統(tǒng)，促進(jìn)了預(yù)制構(gòu)件的大規(guī)模生產(chǎn)、成本的降低和效率的大幅提升?，F(xiàn)階段基于建筑信息模型（BIM）的裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)維等，已經(jīng)成為各國(guó)裝配式建筑技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)整合和集成出口的重要工具。

預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土建筑技術(shù)的主要制品

法國(guó)預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土建筑技術(shù)經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段。目前的產(chǎn)品體系包括預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式建筑（PC）梁、PC板、SCOPE體系（多層建筑）、PC樓梯、PC殼屋面、PC窗框。

空心板：空心板十多年前就是應(yīng)用最廣泛的預(yù)制樓板，其優(yōu)點(diǎn)主要是具有高效的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方法、方便合理的構(gòu)件厚度和承載力、面層選擇及較高的結(jié)構(gòu)效率?？招陌逋瑯泳哂写罂缍鹊墓ぷ髂芰?，能很好地滿足靈活性和適應(yīng)性的要求。目前厚400mm、跨度17m、承受5kN/m2活載的空心板已得到廣泛應(yīng)用。在芬蘭，厚500mm、承受5kN/m2活載的空心板跨度已達(dá)到21m。在瑞典，沒有中間支承的空心樓板已在辦公樓中應(yīng)用，且規(guī)模在不斷擴(kuò)大。

疊合實(shí)心樓板：法國(guó)疊合實(shí)心板由預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土基層板和后澆層組成?；鶎影宓臉?biāo)準(zhǔn)厚度分為50、60、80、100、120mm五種，總厚度為100～300mm；寬度一般為2.5m，也可改小，跨度最大可達(dá)10m以上。疊合實(shí)心樓板的優(yōu)點(diǎn)是：

施工速度快：每平米樓板的現(xiàn)場(chǎng)工作僅需0.4h。

用途廣泛：幾乎適用于任何類型和外形的建筑；質(zhì)量?jī)?yōu)良：工廠化生產(chǎn)可長(zhǎng)期地、嚴(yán)格地控制建筑構(gòu)件的質(zhì)量。

安全可靠：以工業(yè)化生產(chǎn)建筑構(gòu)件大大減少了現(xiàn)場(chǎng)施工所帶來的事故。

安裝方便：有不少預(yù)制構(gòu)件的重量較輕，沒有吊車也可施工。

節(jié)省用地：減少現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆混凝土量、節(jié)約材料堆放場(chǎng)地。

重量輕：有利于提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

自動(dòng)化程度高：產(chǎn)品的生產(chǎn)和供應(yīng)都由計(jì)算機(jī)控制。

經(jīng)濟(jì)效益明顯：相對(duì)于現(xiàn)澆鋼筋混凝土（RC），節(jié)省鋼材、混凝土。

PC梁：PC梁的跨度可以控制，而且種類齊全，用途廣泛，有矩形梁（梁高h(yuǎn)=150～900mm）和工形梁（梁高h(yuǎn)=700～1250mm）兩種。

多層預(yù)制結(jié)構(gòu)體系：典型的多層預(yù)制結(jié)構(gòu)體系具有以下特點(diǎn)：用途廣泛，可用于不同地形和建筑外形中；采用具有較好抗震性能的疊合樓板；柱固接于獨(dú)立基礎(chǔ)，但連接較為簡(jiǎn)捷；安裝速度快；符合防火大于2h的標(biāo)準(zhǔn)。

梁柱連接：典型的梁柱連接梁與柱的連接采用鍵槽節(jié)點(diǎn)；預(yù)制柱層間連接節(jié)點(diǎn)處應(yīng)增設(shè)交叉鋼筋，并與縱筋焊接，用以保證施工過程中預(yù)制柱的穩(wěn)定性；梁下設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)支撐，用以承擔(dān)施工過程中梁的自重。其特點(diǎn)自動(dòng)化程度高，產(chǎn)品的生產(chǎn)和供應(yīng)都由計(jì)算機(jī)控制，經(jīng)濟(jì)效益明顯。相對(duì)于現(xiàn)澆鋼筋混凝土（RC），其更節(jié)省鋼材、混凝土，并且不需要模板。

預(yù)制RC柱：典型的預(yù)制RC柱預(yù)制柱層間連接節(jié)點(diǎn)處應(yīng)增設(shè)交叉鋼筋，并與縱筋焊接。交叉鋼筋每側(cè)應(yīng)設(shè)置一片，其直徑應(yīng)按運(yùn)輸、施工階段的承載力及變形要求計(jì)算確定，且不應(yīng)小于12mm。此外，柱就位后用可調(diào)斜撐校正并固定。

其他產(chǎn)品：其他的產(chǎn)品主要有⊥形預(yù)制PC小梁（磚拱空心塊及建筑聚丙乙稀作模板建造的樓面結(jié)構(gòu)）、槽形梁、樓梯、窗框等。

預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土建筑結(jié)構(gòu)及SCOPE（世構(gòu)）體系的施工安裝

圖1是馬賽一個(gè)36000m2的超級(jí)市場(chǎng)預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土建筑技術(shù)施工現(xiàn)場(chǎng)。工地的機(jī)械化程度都很高，大部分的工作是由建筑機(jī)械實(shí)施預(yù)制構(gòu)件的安裝，僅有少量的混凝土節(jié)點(diǎn)需要完成現(xiàn)場(chǎng)澆筑工作。工地上現(xiàn)澆混凝土的工作量很小，一般工地上僅能看到一臺(tái)混凝土攪拌機(jī)，工人數(shù)量不多。工地現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔，混凝土制品的堆放場(chǎng)地很小。

SCOPE體系是一種優(yōu)良的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土建筑結(jié)構(gòu)體系（圖2）。它在一般工業(yè)與民用建筑以及農(nóng)村住宅建筑中有廣泛的適應(yīng)性。建造時(shí)，不需要特別的大型建筑機(jī)械和安裝設(shè)備。SCOPE體系采用預(yù)制PC梁、疊合板及預(yù)制RC柱等構(gòu)件，通過樓板面層及梁柱節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)澆混凝土構(gòu)成裝配整體式PC結(jié)構(gòu)。它使通常需大量現(xiàn)澆混凝土的現(xiàn)場(chǎng)施工建造過程變成工廠化構(gòu)件的生產(chǎn)和組裝過程，從而不僅大大加快房屋施工速度，同時(shí)也大量減少現(xiàn)澆混凝土量和施工現(xiàn)場(chǎng)建筑材料的堆放面積，提高工地文明施工程度，而且經(jīng)濟(jì)效益大為提高。

法國(guó)推進(jìn)預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)裝配式建筑的特點(diǎn)

建筑師可以采用其中的構(gòu)件，像搭積木一樣組成多樣化的建筑（積木式體系）。法國(guó)住房部委托建筑科技中心（CSTB）組建由工程師、建筑師和經(jīng)濟(jì)師三方面人員組成的評(píng)審委員會(huì)，對(duì)構(gòu)造體系進(jìn)行審批。到1981年，全國(guó)已選出25種構(gòu)造體系，其中有木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土預(yù)制體系。其構(gòu)造體系最突出的優(yōu)點(diǎn)是建筑設(shè)計(jì)靈活多樣。法國(guó)于1982年后發(fā)展面向全行業(yè)的通用構(gòu)配件的商品生產(chǎn)，并開發(fā)出“構(gòu)造邏輯系統(tǒng)”的軟件，可以設(shè)計(jì)出多樣化的建筑，不僅能進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，而且可快速提供工程造價(jià)。

圖1 馬賽某超級(jí)市場(chǎng)預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土建筑技術(shù)施工現(xiàn)場(chǎng)

圖2 建造中的法國(guó)SCOPE（世構(gòu)）體系