万科面向未来的建筑结构：纯干法施工的建筑

什么是PC建筑

PC建筑是指预制混凝土（Precast Concrete）建筑。预制混凝土在PC工厂中加工成型，按照图纸需要生产各种各样强度高、密实度好，精密度高的钢筋混凝土构件。通过不同构件之间的搭配组合，形成各种类型的建筑形态，独自实现建筑功能、表现设计创意、满足使用需求。

工业化生产的PC建筑可以提供大量优质稳定的产品，制造出熟练工人都无法制造的精美建筑产品，像著名的悉尼歌剧院双曲面屋面就是用PC结构建造的杰出代表。

▲悉尼歌剧院

纯干法预应力PC

预应力PC建筑在设计中将预先可能发生的拉应力转化为压应力。通过预应力将零散的PC构件牢固地紧压在一起，构件之间为压应力，受力面为整个接触面。这种结构体系改变了现有用湿法现浇方式连接各处节点的构造做法，在地面以上的结构中，可以完全取消所有的节点现浇、楼板叠合现浇等湿法作业，成为名符其实的全干法施工。

由于混凝土本身抗压能力强，抗拉能力很弱，因此预应力特别适用于PC结构。在预应力PC结构中，混凝土在预应力作用下始终保持最佳的受压状态，避免了构件的细微开裂。同时，由于PC构件通过导入预应力，构件承载能力也明显增大，塑造大跨度空间也具有得天独厚优势。

▲预应力PC建筑拥有天然的抵震能力，地震过程中结构构件之间允许发生轻微错动变形耗散能量，并可通过预应力自动恢复震前状态。

万科的实践

万科预应力PC实验楼项目是对纯干法预应力PC结构设计与建造体系的首次实践。

▲万科预应力PC实验楼原型

1、结构体系：采用核心筒-壁柱结构，适用于100米高层建筑。所有地面以上构配件，如竖向构件（核心筒、PC壁柱）、水平向构件楼板等，均采用PC工厂预制，现场吊装拼接。

2、PC构件连接：竖向壁柱、核心筒构件采用PC钢棒预应力拉接紧固。水平楼板件采用纵横两个方向的钢绞线预应力拉接紧固。

▲结构预应力张拉示意

3、PC构件基本安装工序：

▲步骤一，连接竖向PC钢棒。步骤二，安装壁柱，穿套PC钢棒。步骤三，安装上一层楼板，施加竖向预应力，套筒灌浆。

4、PC构件缝隙：所有构件接触面均采用平缝连接，依靠摩擦力紧固。缝隙使用粘接剂防水封堵。

▲PC壁柱之间拼接处理

▲PC梁柱之间拼缝处理

5、施工特点：

1）现场安装速度快。结构构件在现场直接吊装安装，没有支模浇注流程，因此施工进度主要取决于构件吊装转运速度。施工效率远远超过一般混凝土结构建筑，基本等同于一般钢结构的施工速度。

2）无噪音施工。由于所有建筑构件均在工厂内生产加工完成，现场仅有平板货车、吊车、小型液压机、灌浆机等辅助机械，操作噪音非常低。可以在密集居民区内安静的施工，没有扰民问题。

3）施工作业干净整洁、精细化。完全取消了湿法操作，几乎所有的施工误差都可以避免。由于设计及现场管理工作的前置，施工现场可以实现像制造车间一样的干净、整洁、精细。

▲剪力墙安装

▲楼板安装

▲预应力张拉

▲楼板安装完成

未来应用

纯干法预应力PC结构具有类似钢结构的工业化生产、强度高、品质稳定、加工性能好等特点，同时减少了现浇钢筋混凝土因结构工作机理导致的裂缝、干缩等问题，具有高耐久度，长达300年的结构寿命。施工现场干净整洁、无噪音、施工速度快，适用于对施工噪音及施工现场要求度高的环境，并且拥有天然抗震能力。是一种应用前景的崭新结构。

本文内容来自：万科建筑研究中心微信

微信公众号：xuebim

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