本文作者：王曉鋒，工學(xué)博士，研究員，中國(guó)建筑科學(xué)研究院標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范處副處長(zhǎng)，建筑工業(yè)化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長(zhǎng)。
裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的早期發(fā)展
新中國(guó)成立到改革開放前，我國(guó)處于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期，主要采用高度標(biāo)準(zhǔn)化的模式建造房屋。在我國(guó)高校的專業(yè)設(shè)置中，建材專業(yè)的前身大多是“混凝土制品”專業(yè)，主要原因是那時(shí)沒有預(yù)拌混凝土，混凝土只有預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)拌制兩種應(yīng)用方式。
由于這個(gè)時(shí)期模板與混凝土輸送技術(shù)較為落后，且鋼產(chǎn)量低難以發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)，造成除少數(shù)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)外，建筑結(jié)構(gòu)形式以砌體結(jié)構(gòu)和PC居多。典型的PC應(yīng)用形式有全裝配干連接排架工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)、采用預(yù)應(yīng)力空心板的磚混及各類砌體結(jié)構(gòu)、裝配式大板多高層結(jié)構(gòu)以及各類預(yù)制疊合樓板應(yīng)用等，還有少數(shù)地區(qū)應(yīng)用的工業(yè)屋面折板結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆預(yù)制結(jié)合的升板結(jié)構(gòu)等。這個(gè)時(shí)期的各類PC均具有較高的工業(yè)化水平，能夠做到節(jié)約材料、降低造價(jià)。
房屋建設(shè)高度標(biāo)準(zhǔn)化，有限的設(shè)計(jì)圖紙不斷復(fù)制，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件編制設(shè)計(jì)圖集，在這些條件下，數(shù)量有限的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可以滿足工程建設(shè)需要。
現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的蓬勃發(fā)展
由于早期的PC技術(shù)體系成本過低，存在整體性差、使用功能不良等問題，再加上PC建造的各個(gè)環(huán)節(jié)無法滿足上世紀(jì)90年代開始的大規(guī)模建設(shè)需求，最終使PC的比例迅速降低并造成行業(yè)萎縮。同時(shí)，巨大的工程建設(shè)量及農(nóng)民工進(jìn)城提供的廉價(jià)勞動(dòng)力，隨著預(yù)拌混凝土及泵送技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了我國(guó)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的蓬勃發(fā)展。現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展離不開標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的支撐，特別是由中國(guó)建筑科學(xué)研究院牽頭編制的系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，具體包括可靠度規(guī)范、荷載規(guī)范、抗震規(guī)范、混凝土規(guī)范、高層技術(shù)規(guī)程等。
上述規(guī)范以組織全行業(yè)完成系統(tǒng)科研工作為基礎(chǔ)，成果作為“公共技術(shù)”為全社會(huì)共享、受益。在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代，為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制提供依據(jù)是廣大建筑工程行業(yè)的共同目標(biāo)與榮譽(yù)。以89系列結(jié)構(gòu)規(guī)范為基礎(chǔ)，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展，系列規(guī)范又在本世紀(jì)的2002、2010兩個(gè)年代完成了兩輪修訂，形成了目前正在實(shí)施的2010版結(jié)構(gòu)規(guī)范。由于在這兩輪規(guī)范修訂期間，PC還沒有發(fā)展起來，造成2010版結(jié)構(gòu)規(guī)范的規(guī)定多是針對(duì)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)提出。
曾經(jīng)有專家說過玩笑話，“目前推廣PC難度很大，與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的系列結(jié)構(gòu)規(guī)范編的太好了有很大關(guān)系”。真實(shí)的情況也是這樣的，我國(guó)的PC在近20多年沒有與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)同步發(fā)展、進(jìn)步。例如，邊緣構(gòu)件（暗柱、端柱）的配筋構(gòu)造現(xiàn)行規(guī)定是規(guī)范多輪修訂逐漸加嚴(yán)形成的，對(duì)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)來說這是可以克服的施工難點(diǎn)，但修訂過程中并沒有考慮過PC如何處理，也造成了現(xiàn)今PC剪力墻的尷尬（如下圖）。
新型裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展問題
新型裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在近年來的發(fā)展中遇到諸多問題，很多問題都會(huì)牽出標(biāo)準(zhǔn)問題，下面分別介紹。
等同現(xiàn)澆問題
如前所述，我國(guó)目前的結(jié)構(gòu)規(guī)范在混凝土結(jié)構(gòu)領(lǐng)域主要是針對(duì)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)規(guī)定的。具體到抗震設(shè)計(jì)，針對(duì)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的三水準(zhǔn)兩階段設(shè)計(jì)，對(duì)于大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)，是以小震彈性設(shè)計(jì)結(jié)合概念設(shè)計(jì)、抗震構(gòu)造措施來滿足設(shè)計(jì)要求。
目前以我國(guó)高層住宅為主的PC結(jié)構(gòu)主要是“等同現(xiàn)澆”裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)，“等同現(xiàn)澆”主要指與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)采用相同的計(jì)算方法與構(gòu)造措施，這樣才能在現(xiàn)有條件下做到“能設(shè)計(jì)、會(huì)設(shè)計(jì)”?！暗韧F(xiàn)澆”的設(shè)計(jì)方法沒有問題，但機(jī)械化地照搬現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施，對(duì)裝配需要考慮不夠，會(huì)給PC發(fā)展造成困難。如剪力墻邊緣構(gòu)件配筋（如上圖）與分布鋼筋連接的構(gòu)造都模仿現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，且現(xiàn)場(chǎng)施工組織與協(xié)調(diào)也是現(xiàn)澆工程的模式，造成的結(jié)果就是難于安裝且效率低、經(jīng)濟(jì)性差。
標(biāo)準(zhǔn)與研究
標(biāo)準(zhǔn)的編制需要系統(tǒng)研究與工程實(shí)踐總結(jié)。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014在2003年立項(xiàng)，歷時(shí)11年才完成編制工作，主要原因就是研究工作不充分、工程實(shí)踐偏少，造成編制依據(jù)不足。至2016年底，目前PC領(lǐng)域設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收方面的主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如下表，表中標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以已有研究與工程經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，已能滿足目前主流PC工程建設(shè)的基本需求。依據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，還編制了系列裝配式混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)的國(guó)家建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖集。
目前行業(yè)還缺少的主要是針對(duì)構(gòu)配件（如吊件、夾心墻板連接件、密封膠及各類預(yù)制構(gòu)件等）的檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用技術(shù)規(guī)程，這些標(biāo)準(zhǔn)的編制難度較大，短時(shí)期內(nèi)估計(jì)仍將是以企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（多為參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)）為依據(jù)。
新結(jié)構(gòu)體系
全面發(fā)展PC，進(jìn)一步接近“像搭積木一樣造房子”，就要進(jìn)一步突破“等同現(xiàn)澆”，開發(fā)新的結(jié)構(gòu)體系，并積極將PC與消能減震技術(shù)相結(jié)合。相比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的研究與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷史，新型PC體系需要做的工作還很多，有限的研究工作并不能說明所有問題，這也是部分新結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)與構(gòu)造方法難以在行業(yè)形成共識(shí)的主要原因。
PC領(lǐng)域的研究，要充分考慮設(shè)計(jì)、施工的聯(lián)動(dòng)，不考慮施工操作的結(jié)構(gòu)體系是沒有生命力的。研究工作還需考慮與結(jié)構(gòu)體系、整體設(shè)計(jì)方法關(guān)聯(lián)，部分研究很重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不等式（S≤R、S≤C）左邊（S）如何計(jì)算，而對(duì)于右邊的限值則往往重視不夠。對(duì)于新結(jié)構(gòu)體系，層間位移角之類的整體驗(yàn)算指標(biāo)限值如何確定、是否可以突破抗震設(shè)計(jì)的多道防線等，是不可回避的系列問題。
行業(yè)管理
現(xiàn)有的行業(yè)管理體制主要與長(zhǎng)期發(fā)展的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)互相適應(yīng)，但對(duì)PC發(fā)展來說還存在諸多管理上的弊端。如EPC模式及隨之的工程驗(yàn)收等技術(shù)管理問題，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)同樣會(huì)遇到，只是沒有發(fā)展PC需求這么急迫；工程項(xiàng)目過分追求速度帶來的設(shè)計(jì)周期過短及大量的“三邊”工程，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)或許還可以克服，但PC則很難適應(yīng)。
在標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)方面，以往政府控制所有標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)與供應(yīng)，造成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更新周期長(zhǎng)，標(biāo)準(zhǔn)缺失問題日趨明顯，這些問題通過工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)改革將有所改變。
人員
在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件和平法標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集提高了建造工作效率，也降低了對(duì)從業(yè)人員的專業(yè)水平要求?，F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建設(shè)的固有模式已經(jīng)形成，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)量爆發(fā)性增長(zhǎng)，造成從業(yè)人員（特別是施工、質(zhì)量監(jiān)督領(lǐng)域的基層人員）漸漸養(yǎng)成不看標(biāo)準(zhǔn)的不良習(xí)慣。
對(duì)于缺少規(guī)范的說法，最常聽到的是缺少預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)及工程驗(yàn)收的依據(jù)，而這些規(guī)定在《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2015、《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ 355-2015中均有明確規(guī)定。PC的建造要比現(xiàn)澆更復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定也更為繁瑣。不但要看規(guī)范，還要看懂規(guī)范，目前PC行業(yè)中因?yàn)槲磮?zhí)行規(guī)范或錯(cuò)誤執(zhí)行規(guī)范已產(chǎn)生一些質(zhì)量問題。
發(fā)展展望
在標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)方面，國(guó)家已開啟標(biāo)準(zhǔn)化工作的全面改革。國(guó)務(wù)院2015年3月印發(fā)了《深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革方案》，提出將形成政府引導(dǎo)、市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)、社會(huì)參與、協(xié)同推進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)化工作格局，并將發(fā)展團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)作為重要改革措施；質(zhì)檢總局、國(guó)標(biāo)委于2016年3月正式印發(fā)《關(guān)于培育和發(fā)展團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)意見》，正式推進(jìn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制工作；住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2016年8月印發(fā)《關(guān)于深化工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化工作改革的意見》，確定政府制定強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、社會(huì)團(tuán)體制定自愿采用性標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，并將建立以強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)為核心、推薦性標(biāo)準(zhǔn)相配套、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)為支撐、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為補(bǔ)充的新型標(biāo)準(zhǔn)體系。
改革為標(biāo)準(zhǔn)供給提供了新的供應(yīng)渠道，未來缺失標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)再成為無法推廣PC的理由。所有新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品都可以通過編制團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)滿足工程建設(shè)需要，遇到問題的企業(yè)不應(yīng)考慮等著國(guó)家提供標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，而是考慮如何自己建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，不是編出了標(biāo)準(zhǔn)就可滿足工程建設(shè)需要，標(biāo)準(zhǔn)編制渠道放開，并不意味著在編制程序與安全適用方面的放松。
未來政府主要負(fù)責(zé)制定有限的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和公共基礎(chǔ)類推薦性標(biāo)準(zhǔn)，管理標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量將進(jìn)一步減少，將在標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)及每部具體標(biāo)準(zhǔn)上將要給予更大的投入。對(duì)于影響全行業(yè)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，除了給予更多的經(jīng)費(fèi)支持與扶持，在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后的執(zhí)行期如何維持，如何與國(guó)家投入的各類研究項(xiàng)目互動(dòng)，都是需要考慮的問題。
由于在科研與標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的“舉國(guó)體制”模式已不存在，建筑業(yè)也很難復(fù)制航天、鐵路、公路等領(lǐng)域的“辦大事兒”經(jīng)驗(yàn)，而我國(guó)還缺乏發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專有技術(shù)的保護(hù)機(jī)制與社會(huì)意識(shí)，這些又都不利于PC技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2017年1月發(fā)布了《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)涉及專利管理辦法》，允許通過一定程序在推薦性國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中納入專利，學(xué)會(huì)協(xié)會(huì)發(fā)布的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)也不排斥專利。未來在研發(fā)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面予以投入的企業(yè)，可通過編制標(biāo)準(zhǔn)并納入專利的方式，在推動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)保護(hù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。但也不得不承認(rèn)，目前國(guó)內(nèi)PC領(lǐng)域能夠在專利、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)推廣與經(jīng)濟(jì)效益多方面共贏的企業(yè)，還很少見。
對(duì)PC技術(shù)本身，牢記提高質(zhì)量、提高效率、減少人工、減小消耗的發(fā)展“初心”，充分發(fā)揮建筑工業(yè)化與裝配式建筑的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化連接方式，積極推廣高強(qiáng)混凝土與預(yù)制預(yù)應(yīng)力技術(shù)，擴(kuò)展裝配式建筑的類型、結(jié)構(gòu)形式與應(yīng)用范圍，才能促進(jìn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，最終惠及全社會(huì)及所有行業(yè)企業(yè)、從業(yè)者。這些技術(shù)創(chuàng)新與突破，都需要技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)工作同步。
具體在新結(jié)構(gòu)體系方面，既可以通過研究編制標(biāo)準(zhǔn)，也可以在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范框架內(nèi)采用抗震性能設(shè)計(jì)的方式，采用“一事一議”的設(shè)計(jì)模式。對(duì)于行業(yè)普遍關(guān)注的低多層“干連接”PC建筑，相信近期就會(huì)通過這種方式開展試點(diǎn)應(yīng)用。
結(jié)語
以上對(duì)我國(guó)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的一些問題談了淺顯的個(gè)人看法，在此僅供各位同仁參考，歡迎給予批評(píng)、指正。希望在大家共同的努力下，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)行業(yè)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范事業(yè)的明天會(huì)更好。
我要評(píng)論