一、PC結構的概念

  1、PC(Prestressed Concrete)結構，就是構件預制現場裝配的結構。PC構件是以工廠化制作而形成的成品混凝土構件。

  2、預制混凝土構件是在工廠或現場預先制作的混凝土構件。

  3、裝配式混凝土結構是由預制混凝土構件通過可靠的連接方式裝配而成的混凝土結構。即純PC結構。

  4、裝配整體式混凝土結構是由預制混凝土構件通過可靠的方式進行連接并與現場后澆混凝土、水泥基灌漿料形成整體的裝配式混凝土結構。即PC與現澆共存的結構。

  PC構件種類主要有：外墻板，內墻板，疊合板，陽臺，空調板，樓梯，預制梁，預制柱。

  預制率是指裝配式混凝土建筑室外地坪以上主體結構和圍護結構中預制構件部分的材料用量占對應構件材料總用量的體積比。

  預制率是單體建筑的預制指標，如某棟房子預制率15%，是指預制構件體積150立方占總混凝土量1000立方的比率。

  裝配率是指裝配式建筑中預制構件、建筑部品的數量(或面積)占同類構件或部品總數量(或面積)的比率。裝配率是一般是指工程項目裝配式建筑所占比例，如一個項目共有10棟建筑，有5棟是PC結構，即裝配率為50%。

  二、PC結構的歷史

  早在上世紀五十年代，我國從前蘇聯引入預制裝配式混凝土建筑技術，大力發(fā)展基于PC的各類建筑，至上世紀八十年代，基本形成完整的PC技術體系。產品涉及工業(yè)與民用建筑、市政施設、大型基礎設施等。

  后來出現了分化，建筑領域，PC應用逐漸萎縮，退出，甚至絕跡，全面轉向現澆模式。而在市政工程領域，預制技術始終占主導地位，高速公路、橋梁、港口、城市高架、地下管道、地鐵盾構管片和預制綜合管廊都PC化；鐵路建設領域，PC的應用更是達到了極致。

  究其原因，建筑產品以消費者的多樣性需求為主導，多元化個性化設計理念不利于產品標準化，造型復雜參差交錯的構件也很難工廠化預制。

  即使是PC率高的市政工程，復雜的立交橋也只能現澆，故不能一概而論。同時隨著商品混凝土、大模板等技術的發(fā)展，降低了工地現澆施工的難度和成本；而當時PC建筑的一些缺陷(抗震性、防水、隔音差等)沒有持續(xù)改進，PC建筑與傳統(tǒng)現澆建筑相比造價偏高，質量降低，甚至二者兼而有之。

  裝配式有局限性，不是所有的建筑中所有的部位之所有的構件都能PC化的，如基礎和地下室底部加強部位等不能使用PC。

  三、近年PC結構受到重視

  現在PC建筑在國內又逐步受到重視，2005年后，以萬科和中南建設為代表的開發(fā)商對PC建筑情有獨鐘，大膽探索建筑工業(yè)化的路徑，嘗試了一大批試點項目，這些項目無論從技術水平、材料選擇、施工工藝、質量標準都與30年前不可同日而語。

  萬科與中南，最先嘗試PC，卻沒有在后續(xù)的項目中大面積使用，偃旗息鼓，為什么？存在的都是合理的，也許PC一個或某幾個優(yōu)點仍然不足以成為完全取代現澆混凝土的理由，或者說PC的綜合優(yōu)勢仍然不敵現澆混凝土。

  現澆混凝土的優(yōu)點是整體性、可塑性、易操作性、造價低等，這些優(yōu)點恰恰是裝配式建筑的劣勢。

  企業(yè)沒有使用PC積極性，這時，政府出場了，強勢發(fā)文，用行政的力量力推裝配式建筑，不知是否進行過市場調研和技術論證？還是因為PC廠家的游說而動心？

  預制混凝土裝配整體式構具有建造速度快、質量易于控制、節(jié)省材料、構件外觀質量好、耐久性好以及減少現場濕作業(yè)、有利環(huán)保等優(yōu)點。

  為了進一步加強低碳、綠色、環(huán)保理念，促進裝配式建筑發(fā)展，住建部和地方政府多次出臺政策，鼓勵和強制使用裝配式建筑。

  《上海市綠色建筑發(fā)展三年行動計劃》

  (2014-2016)[滬府辦發(fā)〔2014〕32號]

  “新建裝配式建筑2014年不少于25%；2015年不少于50%；2016年，外環(huán)線以內符合條件的新建民用建筑原則上全部采用裝配式建筑?！?

  在政策期限內，對符合示范要求的裝配式建筑項目，由市級財政給予60元/平方米的資金補貼(單個項目最高補貼600萬元)，同等條件下優(yōu)先獲獎。

  《關于推進本市裝配式建筑發(fā)展的實施意見》

  [滬建管聯〔2014〕901號]

  預制裝配率達到40%及以上的，每平方米補貼100元，單個項目最高補貼1000萬元，項目預制外墻或疊合外墻的預制部分可不計入建筑面積，但不超過裝配式住宅±0.00以上地面計容建筑面積的3%.

  上海市《關于進一步強化綠色建筑發(fā)展推進力度提升建筑性能的若干規(guī)定》的通知

  [滬建管聯(2015) 417號]文件(2015.6.16日發(fā)布)

  “新建民用建筑實施裝配式建筑?！?

  “新建工業(yè)建筑應全面按照裝配式要求建設?！?

  “裝配式建筑項目推行設計、施工一體化總承包模式，并在政府投資項目中率先采用?！?

  可見政府對裝配式建筑的重視、支持和推廣的力度。

  但要求裝配式建筑樓板加厚，厚度不小于150 mm的規(guī)定不太合理，裝配式就體現不出優(yōu)勢，反而是既增加造價又不綠色環(huán)保且抗震性能差，最終影響應用裝配式結構的積極性。

  如果裝配式建筑確實好(這個好應該是綜合的，不是單方面的，應滿足如下條件：造價低、質量好、抗震性能優(yōu)、環(huán)境影響少)就不需要政府行政干預，開發(fā)商自然會大量使用。

  時隔多年，PC建筑在國內再次受到重視。這似乎是歷史的輪回，但它不是簡單的重復，PC技術和建造方式已經有了根本性變化。

  四、PC結構的優(yōu)勢

  站在歷史坐標系上，七八十年代大量的PC建筑被證明是“短命”的，留下大量后遺癥，許多成了危房，需要加固、改造和拆除。常州有些PC結構已經十分破舊，外墻板開裂脫落、樓梯與墻有裂縫、陽臺梁板混凝土保護層剝落、欄桿斷裂。

  質量方面，國內PC建筑無法克服 “連接差、接縫滲漏、保溫性低”等通病。

  但這些不是PC本身的錯，而是其他外在因素的作用，如缺乏工匠精神，粗制濫造。日本、德國、法國的PC技術基本上不存在這些問題，可以說，國際上PC技術已相當成熟。

  PC建筑要做好，需要從商業(yè)模式、技術路線、管理手段上進行創(chuàng)新和完善。

  PC結構有如下優(yōu)勢：

  1、抗震性能高

  PC結構計算主要按照每個構件本身的承載力進行，通過適當方式連接成整體。節(jié)點、接縫壓力通過后澆混凝土或灌漿或座漿直接傳遞；拉力由連接筋、預埋件焊接件傳遞。當預制混凝土接縫界面的粘結強度高于構件本身混凝土抗拉、抗剪強度時，可視為等同于現澆混凝土。

  連接部位根據變形的方向和大小可做成滑動、鉸接或者固支(裝配式很難做成剛接)。當出現地震等災害的時候，PC結構主要通過節(jié)點處的應變來消除應力，不至于讓應力在結構內部持續(xù)傳遞，防止結構連續(xù)倒塌。

  2、工廠化生產

  PC構件由于工廠化生產，可以采用干硬性混凝土、擠壓成型、高頻振搗、高溫養(yǎng)護、離心成型等工藝，混凝土的抗壓強度可以輕松做到80MPa以上。而現場現澆結構限于條件，很難做到。同時，由于工藝不同，在不增加成本的前提下很容易做成“清水混凝土”和“裝飾混凝土”，以減少后續(xù)粉飾和裝修的成本。PC構件由于規(guī)模式自動化流水作業(yè)生產，其成品生產成本遞減。

  3、PC構件產品化

  一些工業(yè)廠房和一些民用建筑中的構件屬于高度標準化的產品，可以按制造業(yè)生產方式批量化連續(xù)性生產，形成工業(yè)品庫存進行采購和銷售。訂單定制一定是增加生產成本。PC的優(yōu)點也恰恰是現澆混凝土所難以具備的。

  五、PC結構造價高嗎？

  目前行業(yè)推進PC建筑遇到最大的問題是“成本高”，這是事實，也可能是一個偽命題。

  PC建筑造價構成與現澆結構肯定有差異，其工藝與傳統(tǒng)現澆工藝有本質的區(qū)別，建造過程不同，建筑性能和品質也會不一樣，二者的“成本”并沒有可比性。建筑領域不斷進行技術和工藝創(chuàng)新，最終的目標只有兩個：在同等造價條件下提高建筑性能，或者在同等建筑性能條件下降低造價。如果一個新工藝能夠既能降低造價又能提高建筑品質當然更好，但也不要太理想化。

  開發(fā)商對“成本”敏感，出于對成本的考量，為了完成成本控制目標，以及要求新工藝 “低成本”的心態(tài)，在決策時瞻前顧后，反復測算，錙銖必較，政府的容積率獎勵和補貼不足以抵消成本的增加，導致開發(fā)企業(yè)很少主動采用PC建筑。這是完全可以理解的。建議在現階段，技術沒成熟，造價又高，只要達到政府強制規(guī)定的PC指標下線即可，暫不用這么積極。

  放在更宏觀的思考維度，成本只是需要考慮的一個因素和一個點，從全局，從整體，從長遠進行思考，未來，為了綠色環(huán)保低碳和提高建筑品質，適當增加造價也是能接受的，并且隨著PC技術的不斷進步，成本會逐漸下降。

  PC標準化，設計和生產標準化構配件，能在裝配建筑上通用，建筑工業(yè)化就先完成“模數協(xié)調原則標準”。只有這樣才能降低PC成本。中國PC部品非標化是裝配式建筑推廣的梗阻。

  六、PC設計與建造的優(yōu)化

  推廣PC結構還是通過技術改進等手段，以降低成本為突破口。

  優(yōu)化PC建筑設計，采用適合預制的設計方案，提高PC建筑的附加值，降低成本。應滿足建筑使用功能、模數、標準化要求，采用現澆與預制相結合的方式，同時不斷優(yōu)化設計。

  1、設計優(yōu)化措施：

  裝配式結構采用高強混凝土、高強鋼筋。

  采用主體結構、裝修和設備管線的裝配化集成技術。設備管線應進行綜合設計、減少平面交叉，采用同層排水設計。廚房和衛(wèi)生間的平面尺寸滿足標準化整體櫥柜及整體衛(wèi)浴的要求。

  建筑的圍護結構以及樓梯、陽臺、隔墻、空調板、管道井等配套構件、室內裝修材料采用工業(yè)化、標準化產品。門窗采用標準化部件。

  外墻飾面、采用耐久、不易污染的材料。采用反打一次成型的外墻飾面材料。外墻保溫改成內保溫，噴涂發(fā)泡膠。

  適當提高PC率，PC率高可降低成本。

  2、建造方面的優(yōu)化措施：

  改進PC構件制造工藝，降低工廠措施攤銷費用；

  改進安裝施工工藝，降低機械、人工消耗；

  室內裝修減少施工現場的濕作業(yè)；

  裝配式建筑，連接是施工的難點和重點，一是預制構件之間的連接，二是預制構件與新澆筑混凝土之間的連接。解決了連接的技術難題和效率問題，那么，裝配式的應用瓶頸等問題就迎刃而解。

  3、造價管理方面的優(yōu)化措施：

  完全相同房的兩棟房子，裝配式建筑的造價指標比現澆結構高約20%，裝配式建筑的鋼筋含量混凝土含量指標高于普通現澆混凝土結構約15%；但裝配式建筑造價增加不完全是鋼筋和混凝土含量的提高，其他方面到有抵消，如PC價格提高了，但砌體含量下降了，措施費減少了等；

  PC甲供，選擇以一般納稅人計稅的廠家，進項稅可抵扣成本；

  甄選供應商，市場價一般在2200~3000元/立方，爭取更優(yōu)惠的價格；

  選擇承包商，PC安裝費用綜合單價報價，按不同的構件類型，安裝費一般在400~1000元/立方，爭取得到更有競爭性的價格。

  結語：裝配式來了，正如營改增來了，都會對行業(yè)造成沖擊，原有的做法和思路都得因之而變。我們必須打破固有的思維模式，對新生事物，我們應了解它，掌握它，適應它。