作者：彭超
何为PC建筑？PC为precastconcrete的英文缩写，也即预制混凝土。混凝土最大的魅力在于可塑性，现场可以浇筑成自由的曲面结构，但是工厂预制混凝土结构强度高，质量更为可控，结合预应力技术也可有效的提高RC的抗开裂能力，对于人工相对较贵的地区也是个不错的选择。由于PC建筑对模数化要求很高，所以高效且美观对设计便有了更高的要求，本期的案例分享希望能缓解大家对PC建筑的一些刻板印象。
01L-mark工厂（意大利米兰）
▲L-mark工厂
L-mark工厂由3种构件单元（柱、梁和屋面板）组成。结构体系非常简单，首先是悬臂柱，柱头放大设置凹槽，预制梁伸出一个挑耳用于抗剪，插入柱头凹槽内，梁间再架设1.6mx8m的预制板。
▲构件拆解
梁上表面中部的凹槽兼做排水沟。混凝土构件单元采用聚酯模板制作，表面比较光滑。构件长度也都控制在20m以内，方便运输。
02有卡丽文化幼儿园（东京）
有卡丽文化幼儿园建造于年，建筑师为丹下健三，结构师为川口卫，位于东京都世田谷区。由于是幼儿园，如果建筑做的太大太空的话，就会与小朋友们小小的身体不协调，尺度的把控成为关键要素。
▲有卡丽文化幼儿园
主构件的断面酷似飞翔的海鸥，由于场地的限制，道路狭窄，没有采用工厂预制，而是采用现场预制的方式，一方面考验施工水平，另一方面需要尽量减少开模量。
▲断面放大示意
出于这个考量，建筑平面按照放射状展开，每个折板都是同心圆中切出的扇形按照角度等分的一部分。
▲结构拆解
折板最大跨度为16m,高度为mm,板厚悬挑根部为mm，其余大面为65mm。折板上覆预制楼板，中间的空腔用于走管。每个折板的中部和端部均有肋梁，用于放置预应力钢筋，两端的肋宽mm,高mm。中央肋宽mm,高为~mm不等。
▲折板预应力钢筋
跨度方向，折板单元与下方的短墙连接，由于第一层的力较大，所以设计的时候，在楼板单元上与柱头对应的位置上设置了横向肋，以形成框架。
03千叶县立图书馆（千叶市）
图书馆位于千叶市，建于年，建筑师为大高正人，结构师为木村俊彦。这个建筑算是“预制网格体系”较早的作品。
▲千叶县立图书馆
▲网格分布
网格梁单元为一十字形梁，断面呈V形，梁高mm,长2.4m。通过控制V形断面的开槽率以及配筋量来适应不同的跨度，从而能保证外观上网格梁都是同样的尺寸。工厂中通过先张法沿着一个方向串联十字梁，现场再通过后张法串连另外一个方向。
▲预制十字梁
柱头处的设计小i觉得比较有意思，柱子为变截面十字柱，柱头没有顶在十字梁的中心，这样柱头梁端会有较大的弯矩，比较难控制网格梁尺寸的标准化。于是柱头顶在网格的中心，通过一个预制的柱头挂起四边的网格，交接处解决抗剪问题即可。结构体系也从框架体系变成由柱子和楼板组成的平板体系，有点像离散化的无梁楼盖，但是没有柱头冲切问题。
▲柱头交接
▲变截面十字柱
主结构完工后，网格可选择预制板覆盖，开天窗或者是放置灯具，比较灵活自由，由于室内外分界一定要卡在十字梁轴线上才能形成封闭空间，于是端部会有一截短V梁突出，也是获得了有趣的空间体验。
▲预制楼板吊装
▲室内外分界
04标准银行总部（南非）
标准银行于年决定将其南非总部从比勒陀利亚迁至约翰内斯堡，其是南非历史上最悠久的标准银行总部。建筑总高度为m,平面为边长34.3m的正方形的4角切掉4.7m的正方形后得到的一个粗大的十字形。其地上34层，地下5层，建筑师为Hentrich，项目于年完工。
▲标准银行总部
作为标准银行的总部，脑门上就写着不差钱，需要打造一个令人影响深刻的地标建筑。通过挂在芯筒上的三个伸臂层悬吊楼面，悬臂长度约为9.75m，形成室内及底部的无柱空间。每层的外圈梁为槽型预制混凝土构件，长24.8m,高cm,宽56cm,内侧用来铺设空调管道。
▲结构图解
预制混凝土悬吊构件总长35m,为变高度矩形截面，悬吊根部高度为cm,最下端高度为76cm,宽度为53cm。每两根为一组，悬吊住其他9层的外圈梁，并且通过11根预应力索将各层的外环梁连接在一起。11根索中，有9根分别锚固在各层外圈梁下端，其余2根锚固在悬吊构件的下端。
▲结构图解
井字形伸臂釆用现浇钢筋混凝土制成，梁截面为I形，梁高沿长度变化，在核心筒两侧为cm,两端则减小到cm,梁宽为cm,腹板厚为61cm，算是一个巨型的伸臂大梁，梁截面上部沿梁全长分布有12根预应力索。
▲伸臂大梁
核心筒采用现浇钢筋混凝土制成，由4个筒组合而成。外皮的尺寸为14.2mxl4.2m。墙厚由61cm过渡到19cm，基础为4根直径5m的混凝土嵌岩桩。
▲现浇伸臂大梁（左）/芯筒爬模（右）
这种纯混凝土制的悬挑超高层还是比较少见，材料的选择以及高空现场作业的难度也注定吊杆以及内部梁板采用PC构件，可能不太需要考虑地震，才有了这个“挑扁担”的混凝土巨构，结构总归有办法，也就是代价的问题了。
05海之博物馆-库房（鸟羽市）
▲库房
这个建筑位于伊势志摩湾内，用来收藏渔民使用过的传统生活用具以及渔船等，由于地处海边，考虑到台风、盐碱腐蚀以及地震，混凝土相较于钢结构来说更为合适。由于形态也是单榀的韵律，采用PC构件比较经济。建筑师为内藤广，结构师为渡边邦夫，项目于年完工。
▲结构拆解
预制双坡屋盖梁形成三铰拱，底部推力会比较大，如果设置一个水平系杆平衡推力，对室内空间会有较大影响，于是结构师采用一个半腰的“联系拱“去异化水平系杆。联系拱与屋面梁错开半格，通过纵向的系梁相互连接，在方便节点构造的同时也形成了特殊的空间韵律。
▲库房实景
联系拱与屋面梁均为预应力混凝土梁，保证基本处于受压状态，从底部看，像是船体的构造，也是契合了建筑的用途，周边还有个房子采用了木结构，结构的形成策略也基本一致，简洁且合理。
▲海之博物馆-木构
06岐阜VR中心（各务原市）
▲VR技术中心
岐阜VR中心并非全PC结构，采用了是现浇混凝土柱+PC梁+钢结构轻质屋面，跨度约25m，PC拱梁架设在6m的悬臂柱上，拱梁分成3段，由两侧往中间分别吊装合龙，之后再进行后张拉形成整体，建筑师为罗杰斯，结构师为梅泽良三。
▲结构剖面
拱梁柱头通过传统的预留套筒连接，并且增设钢板补强，这种组合的钢混预制结构比纯PC自重减低约60%，截面减小约40%，从而使得制作、运输以及施工费用大大降低。
▲柱头节点
▲内部
07写在最后
我国PC建筑自50年代开始发展以来，一波三折，市政工程应用居多，公建这些年因为政策要求也逐渐多了起来，但主要还是集中在钢结构或者混合结构。单调缺少变化会令人感到乏味，如果在单纯的构件集合中创造出新的秩序，依靠工厂的高品质构件、节点完成度构建成丰富多彩的空间，这或许就是PC建筑的初衷与魅力。
关于“等同现浇”的说法似乎容易让设计师产生惰性，让节点就是铰接，假想都是木构件，通过设置耗能单元或者斜撑等提高结构的安全冗余度，让PC构件受力简洁而清晰或许也可以额外激发灵感，以上为小i的一点不成熟的想法，欢迎专业人士拍砖留言。
参考文献：
1）渡边邦夫,齐玉军,叶列平校.PC建筑实例详图图解[M].中国建筑工业出版社,.
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