[摘要] 为了更好地为装配式建筑生产、施工和安装等提供技术支撑，有必要开展装配式建筑公差控制研究。本文对比分析国内外典型标准中有关装配式建筑混凝土构件尺寸公差要求，以提供参考。
前言
各国有关装配式建筑公差要求不同，对不同结构体系和构件类型尺寸的允许公差也不统一，导致了装配式建筑生产制作、施工安装和结构验收等环节质量难以检控。为了更好地为装配式建筑生产、施工和安装等提供技术支撑，有必要开展装配式建筑公差控制研究。本文对国内外典型标准中有关装配式建筑混凝土构件尺寸公差要求进行了对比分析，研究成果可为装配式建筑高精度施工和公差控制提供参考。
01
生产制作阶段
构件尺寸公差控制
装配式建筑构件类型、结构体系和尺寸大小等不同，导致现行标准及规程等对构件尺寸允许公差要求存在差异。为更好地分析地方标准与规程对装配式建筑构件允许公差控制差异，分析了典型的标准中构件尺寸允许公差要求，如DB 21/T 1872—2011、DB42 /T1225—2016 和DB 37 /T 5020—2014。
从表1可知，地方标准对装配式构件尺寸允许公差数值控制严格，各地方标准中构件允许公差要求根据构件类型、种类、尺寸等略微存在异同。有关装配式构件宽度和厚度的允许公差基本相同，分别为± 5mm和± 3mm; 构件表面平整度、扭曲和弯曲的允许公差则为5mm。各标准有关构件允许公差要求不同主要体现在长度方面——梁和柱类构件长度尺寸生产制作允许公差为±10mm; 板类( 如楼板、内墙板和梯板) 构件长度尺寸允许公差为± 5mm，部分构件因类型不同( 内外墙板) 所允许公差要求更为严格(±3mm)。DB 42 /T 1225—2016 对构件的允许公差根据构件类型进行限定——墙板类的高度和宽度允许公差为±3mm，墙板外表面平整度允许公差为3mm。表2为相应的构件尺寸允许公差要求。
从表2可知，国家标准和行业标准等根据构件类型对允许公差进行了划分。对于梁、板、柱、桁架类构件，长度尺寸允许公差均基于长度大小划分为三个等级——允许公差为± 5mm( 长度尺寸小于12m) 、±10mm( 长度尺寸为12～18m) 和± 20mm( 长度尺寸大于18m) 。对于墙板构件的长度尺寸允许公差一般为± 4mm。楼板、梁、柱、桁架类构件的宽度、高( 厚)度允许公差为±5mm，而墙板则为±4mm。墙板对角线差的允许公差一般为5mm，板类则为10mm。表面平整度的允许公差略有差异，多控制在5mm以内。
从表3中可知，DIN 18202—1997和DIN 18202—2005根据构件尺寸大小将相应的允许公差划分为五个等级，并且采用了构件尺寸允许公差的正负容许值数值相等的公差配分形式，这与我国标准表示方法相同( 如表1和表2) 。这种表示方法简单、易操作，既考虑了构件尺寸效应对尺寸公差的影响，又能保证构件尺寸精度，具有较佳的现实意义。然而，上述允许公差取值及其依据多基于经验确定，缺乏数理统计理论研究。
从表4中可以看出，DIN 18203根据构件尺寸将相应的尺寸允许公差分为八个等级，且区分了构件的三维尺寸取值及范围，提高了装配式建筑构件生产制作过程中尺寸允许公差要求，这更有利于从起始制作阶段控制装配式建筑的精度。
部分标准对构件尺寸允许公差采用正负公差容许值不相等的公差配分形式，如CECS 40—92 和EN 13369—2008等，表5为这两个标准中构件尺寸允许公差。
从表5可知，CECS 40—92与EN 13369—2008对构件生产制作尺寸允许公差采用了正负公差容许值相等和不相等两种公差配分形式，两者对构件尺寸允许公差取值及范围要求不同。EN 13369—2008根据构件尺寸大小对构件尺寸和保护层厚度( 含钢筋、预应力筋) 等影响的允许公差划分为三个等级，偏差值基本趋于正值。然而，CECS 40—92多关注构件类型，未考虑构件尺寸影响。
对比表1～5 可知，标准中构件生产制作若采用统一允许公差则便于制作，但会因构件尺寸效应导致精度不足; 若采用不同允许公差、不相等公差正负容许值则可能导致制备繁琐。因此，应根据装配式建筑构件生产制作和施工安装环节综合需求确定。
02
施工安装阶段
构件尺寸公差控制
装配式建筑标准限定了施工安装阶段尺寸允许公差，如DIN 18203和DIN 18202、MNL-135、ACI 117、GB/T 51231等。这些标准为装配式建筑工程的施工质量控制和结构验收提供了支撑，如德国Tour Total大厦预制混凝土构件安装缝误差小于1.5mm。国外较为经典的装配式建筑构件安装尺寸允许公差标准有MNL-135和ACI 117—2010，表6为预制构件安装尺寸允许公差。
从表6可知，两者对预制构件安装尺寸允许公差要求存在异同——各类预制构件偏离轴线允许公差相等(±13mm) 。然而，构件标高、垂直度、接缝宽度和搁置长度等安装尺寸允许公差取值与公差配分形式不同。与MNL-135 相比，ACI 117—2010中构件的标高采用正负容许值不等的公差配分形式且公差范围要求适中，垂直度允许公差范围增大，但搁置长度允许公差数值较小。与MNL-135和ACI 117—2010相比，DIN18203—1997采用了粗略划分构件类型和注重构件尺寸原则，表7为相应的构件安装尺寸允许公差。
从表7中可知，DIN 18203—1997侧重于分析构件尺寸大小对安装允许公差的影响，且将安装尺寸允许公差划分为六个等级，这可能考虑了精度控制的经济性和制备工艺等。该标准对构件类型没有进行详细划分，只是简单地划分为线性( 梁、柱) 和面构件( 墙、板) 两类。我国现行国家标准、行业规程和地方规范等对构件安装尺寸允许公差要求侧重于构件类型和种类划分，也考虑了构件尺寸大小等，如GB/T 50204—2015、GB/T 51231—2016、JGJ 1—2014、湘建科〔2016〕199号文件等。表8为相应的预制构件安装尺寸允许公差。
从表8可知，各标准对构件安装尺寸允许偏差要求存在差异，主要体现在构件类型划分、公差配分形式、允许公差数值及范围等方面。GB/T 5123—2016和GB/T 50204—2015对安装尺寸允许公差要求基本相同，差异是其所包含部分构件种类不同。JGJ 1—2014对构件安装尺寸允许公差要求主要体现为轴线位置、垂直度方面的安装允许公差要求略宽松; 部分安装构件安装尺寸允许偏差与国家标准相同，如标高、搁置长度、接缝宽度。此外，湘建科〔2016〕199号文件吸纳了国家标准和行业标准优点，对构件安装尺寸允许公差要求表现为轴线位置和标高的允许公差要求更为严格，而垂直度、搁置长度和接缝宽度的允许公差要求则与国家标准等相同。
03
问题与不足
当前国内外现行标准、规范和规程等对装配式建筑构件生产制作与施工安装尺寸允许公差控制方面已被关注，部分研究成果也被应用在实际工程中。但装配式建筑构件尺寸允许公差控制研究仍存在不足，具体如下:
1.国内外对装配式建筑构件生产制作与施工安装尺寸允许公差要求尚未达成共识，标准及规范等系统性差，缺乏公差确定准则和确切方法。
2.既有研究基于工程经验，缺少公差控制理论和概率统计分析等方面研究，构件允许公差取值、配分形式和理论依据等尚待探讨。
3.装配式建筑构件尺寸允许公差偏重于数值及取值范围的控制，缺少全过程或全流程的公差控制理念，尚未引入各阶段构件公差累积和抵消效应。此外，构件尺寸公差控制还应综合考虑工艺流程和经济成本等因素。
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