預制混凝土結構的初步運用階段是從預制構件開始的，1891年巴黎公司Ed. coignet在Biarritz的俱樂部建筑中率先使用了預制混凝土梁。20世紀初，美國、德國等西方國家，開始建造由預制混凝土構件組成的結構。第二次世界大戰結束之后，由于戰爭的破壞，急需建造大量建筑物，促使預制混凝土結構以其施工速度快、建設工期短、產品質量高，并能節約大量勞動力等優點長期處于發展和應用階段，在工程領域中發揮著較大的怍用。
1 預制混凝土結構的建造和效益評價
預制混凝土結構的建造方法，簡單說來，就是用起重機及其他運載施工機械將工廠化生產的預制混凝土構件(如梁、板、柱)進行組合安裝的一種快速施工技術。其施工分為兩個階段：第一階段在工廠制作預制構件，第二階段在現場安裝。預制混凝土結構的建造工序為：設計、制作、運輸、安裝、裝飾等。
1.1 預制混凝土技術的經濟優勢
1.1.1混凝土預制產品在工廠控制條件下生產，質量保證率高
與傳統的建筑工地現場澆筑混凝土工藝相比，工廠化生產勞動效率高，生產環境穩定。由于構件的定型化和標準化，預制構件比用其他施工方法生產的等效構件可節省較多的材料和人工，且產品按既定標準嚴格檢驗出廠，故質量保證率高。
位于美國夏威夷檀香山的阿拉莫那旅館，是一座38層的全預制的混凝土建筑，其樓板的整體厚度為152mm，包括63mm厚的預制預應力混凝土底板和89 mm厚的現澆疊合面層。若使用現場澆筑混凝土結構，按照樓面荷載和跨度計算，樓板厚度要達到229mm。由于該建筑總體采用預制混凝土結構，樓板采用預應力混凝土疊合結構，僅樓蓋結構就節省2 500mm厚的混凝土，不僅減輕了結構自重，還節約柱、梁、抗震墻和基礎支撐體系的費用。
1.1.2建造速度快，對周圍的工作和生活影響小
預制構件制作完成后，先臨時存放，然后直接運到施工現場安裝，可以緩解現場施工場地緊張的壓力，方便快捷。對于鬧市區的百貨公司、停車場、過街天橋這類工期緊、施工文明要求高的工程，尤其適用。預制構件可在非交通高峰時刻運輸，如午夜車少的時候，可有效減少對周圍工作和生活的影響。如在洪都拉斯San Pedro Sula市Bufalo工業園區建造的預制預應力混凝土懸索人行撟，橋中央的橋塔由兩根柱支撐，主跨的預制橋面板和梁采用預制結構，整座橋的組合安裝僅用時一個星期，而且施工過程中始終保證有兩個逆向的車道通行。
1.1.3使用材料、人工少，投資回收快
國外大量工程實例表明，采用預制混凝土結構代替現澆結構可以節約550%，的混凝土和40％的鋼筋。據歐洲國家統計，按傳統建筑方法，每平方米建筑面積可節約人工25％～30％，降低造價10％一15％，縮短工期約50％左右。另外，預制混凝土結構由于減少了現澆結構的支模、拆模和混凝土養護等時間，施工速度大大加快。從而縮短了貸款建設的還貸時間，縮短了投資回收周期，減少了整體成本投入，具有明顯的經濟效益。澳大利亞悉尼有一棟13層的樓房，上部結構均采用預制構件，梁柱接頭采用的是預埋件焊接方法，柱與柱接頭采用預應力鋼筋連接(即通過施加預應力使柱與柱連接緊密)，采用預制的樓板和墻板，基礎采用預制樁基礎，僅承臺和基礎用現澆混凝土施工，其全部施工工期僅用了三個月。
1．2預制混凝土技術的環境效益
1.2.1建筑材料的節約可減少環境污染
建筑材料(如水泥、石子、砂子、鋼材、木材等)的節約不僅降低了采礦、加工和處理過程中的能耗，而且也由于能耗的降低而減輕了空氣的污染。實驗表明，生產一噸水泥大約有一噸的C02會釋放到大氣中。另外，節省建筑材料不僅節約了自然資源，也節約了能源，這種節約一直貫穿在建筑材料的開發、生產、運輸和安裝的全過程中。例如在現澆混凝土結構施工中，臨時支撐、腳手架、模板等會耗費掉大量的木材、鋼材。
1.2.2施工技術的革新有利于工廠化生產
采用預制及半預制混凝土結構，將減少現澆混凝土作業，結構構件和建筑構件實行工廠化生產，還可以將裝修和設計、施工一體化，有利于環境保護和減少施工擾民。
1.2.3建筑自重的減輕，有利于結構防震
通過預制混凝土技術可建造輕質高強的抗震結構，使結構自重減輕，可以減少災后救援和災后重建的能源消耗，有利于生態系統和環境的保護。目前預制混凝土結構經過國內外大量的工程研究和實驗，已經達到了對任何常用的框架，都可以采用拼裝預制構件的做法來建造具有抗震能力的整體結構，從而解決了預制混凝土結構在抗震區建造的難題，有助于預制混凝土結構的推廣應用。
2 預制混凝土結構在我國的發展
2.1 我國預制混凝土結構的應用現狀
我國預制混凝土結構的應用起于20世紀50年代，借鑒前蘇聯的經驗，在全國建筑生產企業推行標準化、工廠化和機械化，發展預制構件和預制裝配建筑。從20世紀60年代初到80年代中期，預制混凝土構件生產經歷了研究、快速發展、使用、發展停滯等階段，到20世紀80年代末，全國已有數萬家預制混凝土構件廠，全國預制混凝土年產量達2500萬m3。20世紀80年代初期，建筑業曾經開發了一系列新工藝，如大板、升板體系、南斯拉夫體系、預制裝配式框架體系等，但在進行了這些有益的實踐之后，均未有大規模的推廣。究其原因，主要有以下方面：(1)在建筑高度、建筑形式、建筑功能要求等方面有較大的局限；(2)受到當時的經濟條件制約，建筑機具設備和運輸工具落后，運輸道路狹窄，無法滿足相應的工藝要求，(3)受技術水平的限制，體系及構件接頭處理不善，極易造成漏水，影響正常使用；(4)節點構造復雜，受力可靠性差，尤其在地震設防區對結構產生較大的影響，如唐山大地震時，大量磚混結構遭到破壞使人們對預制混凝土樓板的應用更加保守；(5)勞動力價格低廉，自20世紀80年代初期我國改革開放后，農村大量勞動者涌向城市，由于這些勞動者未經過專門技術訓練，大部分投入了建筑工地，從事勞動強度大、收入低的現場澆筑混凝土結構現場施工，從而使得需要有一定技術難度的預制混凝土結構發展停滯。總之，這些客觀的技術經濟條件嚴重阻礙了預制混凝土結構在我國的發展。
目前，我國大部分地區，尤其有抗震設防要求的地區，混凝土結構基本為全現澆結構。工廠化的發展主要使得預拌混凝土有了較大發展，大、中城市(尤其是我國東部地區)基本上都已擁有預拌混凝土生產企業，年生產能力已達到3000萬m3以上，部分大城市的預拌混凝土產量已超過現澆混凝土總量的80％。預制混凝土產品主要是一些初級產品，如預制混凝土樓板等。
2.2 我國新型預制混凝土結構的研究與應用
進入21世紀后，伴隨著我國城鎮化和城市現代化進程的快速發展，能源、礦產、水、土地等資源不足的矛盾越來越突出，生態建設和環境保護的形勢日益嚴峻，原來建立在我國勞動力價格相對低廉的基礎之上的建筑行業，正在面臨勞動力成本的不斷上升，逐漸成為制約我國建筑業進一步發展的瓶頸。參照國際上建筑業的發展過程，當國內生產總值達到人均1000-3000美元后，開發新型的預制混凝土結構體系，實現工廠化生產就成為解決傳統建筑人工化生產方式缺陷、促進建筑業快速發展的主要途徑。
基于上述觀點，作為2005—2006年參加了國內首棟全預制方案的框架結構建筑試驗研究。該項目全部結構及非結構構件都采用預制形式，并按創新設計方法設計，該試驗樓結構的特點是梁柱采用三維構件的形式預制，現場通過后澆混凝土將各構件連接形成框架承重體系，樓板采用疊合樓板，并通過延性節點設計，使其在平面內能夠在地震作用下自由變形；外墻采用了工廠化生產的已進行了內外裝飾的多種形式的混凝土墻板、復合幕墻等，廚房和浴室采用了整體預制、現場拼裝形式。
在設計過程中已考慮了機電管道的預留，既滿足運輸和安裝要求，同時減少了現場的濕作業。由于采用先進預制混凝土技術與輕質保溫隔聲墻板相結合，提高了結構整體質量和改善了使用功能。
通過對國內首棟全預制方案的框架結構建筑的全面試驗研究，在設計、施工上對新型預制混凝土結掏體均做了有益的探索。
試驗數據表明：新型預制混凝土結構體系使建造過程和住宅產品更環保，資源利用更合理；工廠化的方式給客戶帶來品質更高，性能更優，更個性化的住宅產品。比如未來實現工廠化可以有效減少現場垃圾，材料損耗減少60％，建筑用材可回收率達到66％以上；建造人員減少89％；建造周期縮短70％有效地降低了能源的消耗。因此新型預制混凝土結構體系具有較大的推廣意義。
3 結語
2l世紀前20年，是我國建筑業發展的鼎盛時期，每年建成的房屋面積將高達16～20億m2。可以預見，隨著國家建筑政策的進一步完善，建筑材料性能的逐步改進和施工工藝水平的不斷提高，預制混凝土結構的發展應用前景廣闊．
