秦小龙与大跨度预应力技术和筒体剪力墙体系

秦小龙，中华建规划设计研究院第六设计所长。他在传统结构设计基础进行大胆的技术创新，请看秦小龙对这一技术创新的理解。  结构创新：地下车库无代价  众所周知，车位配比的高低，是衡量一个物业档次的重要指标。尤其在北京，私家车拥有量逐年上升，购房人对小区车位的需求也日益膨胀，甚至有人预言，将来一个车位可能会比一套房子还值钱。采取何种途径，可以在有限的项目用地上获得最大比例的车位配置，且资金投入最少？这个问题一直困扰着开发商。  根据规范要求，小区必须保证30％的绿化率。若在北京高容积率小区内建停车场，恐怕连道路都被泊车位覆盖了。在北京，城区的项目解决停车问题，通常的做法是建地下车库，由于受制于传统结构设计，地下车库上不能承载过多建筑物，因此，车库上多被规划成绿地或广场，出现了地下车库占地面积越大，绿地或广场越大的现象，使得这一地面有效利用率降低。  传统结构设计还带来另一弊端，就是楼座开发中因打地基而形成的大面积的地下室很难利用。主要原因在于，传统设计方法所构筑起的地下空间是相互分隔的一个个零碎的小空间，只适宜用做库房，或是物业治理用房，更有甚者干脆用土做了回填。这种设计方法造成很大资源浪费，且形成大量不良面积，并成了开发商的一大心病――面积分摊问题。分摊系数大了，面积“缩水”，购房人不干；让购房人满足，开发商又担负不起。开发商不得不用地上赚的钱来补地下。  目前在北京出现了以“大跨度预应力技术”为基础形成的新型剪力墙体系，这一结构设计使这些难题迎刃而解。该技术创新实践者秦小龙先生将这种新型结构形象地称之为“筒体剪力墙结构”。该结构是由外筒、内框筒和核心筒组成的筒中筒结构受力体系，比现行使用较多的框剪结构和框筒结构要好得多，是较好的抗震受力体系。这种结构已成功地实现在北京鹏润家园、今日家园、今典花园二期“空间·蒙太奇”、亮马河名居等项目中，赢得了市场的广泛关注和好评。  此种技术采用高强度预应力钢丝和先进的工艺，可以架构起开敞、流畅的大空间，这就使原来相互分隔的地下室得以全部打开。秦小龙先生介绍说，应用大跨度预应力楼板技术，与筒体剪力墙的转换能产生大空间，给裙房商业和多功能使用及地下车库带来极大的方便，并减少地下库房分摊系数较高的麻烦。结合建筑物的地下室做的地下车库（而不是单纯地建一个大面积的地下车库），与传统方法做出来的地下车库有着本质的不同。归纳起来，大跨度预应力技术在车位问题上产生了三重效应：一是缓解了车位紧张问题，也为小区总平面布置更加合理化创造了条件；二是解决了面积分摊问题，地下空间资源的有效利用，把不良面积消化了，除了设备用房，就是车位，没有库房，地下室不用分摊了，分摊面积系数自然就降低了；三是把地下室做成了车位，不仅能把投资于地下的成本收回来，甚至还能赚钱。  据称，结合楼体地下室而建的地下车库，要比一个纯地下车库造价至少低20％－30％。不仅如此，筒体剪力墙结构较易实现转换，转换形式采用框支梁形式，框支梁高范围内穿越给水管、排水管、热水管、采暖管等，取消专用的管道转换层，由框支梁高的净空代替。采用这一结构可在不增加用地的同时，车位比例增加一倍以上。  今日家园原来设计的地下车位共有800辆，且难以满足开发商所设想的将地下空间用于大面积商业用房的要求。在一次研讨会上，该项目开发商安地公司董事长张宝全熟悉了介绍大跨度预应力技术的秦小龙，双方不谋而合。很快，秦先生接手设计改造了今日家园，并使地下车库车位增加了一倍多。而且将地下一层和首层、二层空间连贯起来，形成了一个5万多平方米的大型商业空间。  摒弃传统：空间流动更自如  传统的剪力墙结构设计出的套型，因受结构的制约，基本不具有可变性。  为提高静态住宅对居住动态需求的适应性，国内外专家做了大量研究。秦小龙总结的以“大跨度预应力技术”为基础的筒体剪力墙体系所构筑的空间连续平坦，无梁无柱，从根本上解决了套型的可变性、灵活性问题，实现了空间的自由流动，置业投资者能够根据租赁市场需要轻松改造物业。被称为是积木式自由组合典的今典花园二期小户型2代，就是应用了这一技术，而且还有一个十分形象的名称――“空间·蒙太奇”。  现在市场上还有一种项目，即在一栋楼内功能变化点较多，比如上部是住宅，中部是办公区，下部是底商。传统的剪力墙结构很难解决不同功能的空间变化，而筒体剪力墙体系则完全可以适应这一要求。从建造成本看，筒体剪力墙体系采用的预应力砼楼板结构比普通砼结构更经济。预应力钢筋强度是普通钢筋强度的6倍。用钢量为普通钢筋的1/6。预应力每吨价格不高于普通钢筋的6倍就基本合理，与普通钢筋砼结构造价持平。按现行市场价，预应力结构略便宜于普通钢筋砼结构。  筒体剪力墙体系的出现，不仅仅是一种设计手法和技术手段，而是为北京整个房地产开发走向产品竞争提供了强有力的支持。相信这种技术进步对整个行业发展所产生的积极影响会在今后日益显现出来。  秦小龙深有感慨地说，他是每做一个项目，就受一次启发，就会发现以前的思路还不够宽，还有局限性，从而促使自己又往前跨出一步。秦自信地表示，有这样一个又一个的新实践，相信今后还会有更大的提高。  可以说，秦小龙是这一结构创新的开拓者，敢于创新不仅需要勇气，更要靠科学和理性。秦认为，他所领导的设计所之所以能领先其他院所进行设计革新，得益于灵活的机制。传统设计体制鼓励人求稳、不犯错误，因而抑制了人的创新精神。而一些小设计院体制虽活，但却没有技术方面的综合优势。因为做这种结构，要求技术人员既要懂预应力，又要懂高层建筑，还得懂抗震，而且要懂筒体剪力墙，没有很强的综合优势的人是根本不可能做的。秦是学结构出身的，他深知其所从事的工作对社会负有的责任十分重大。比如，安全问题就是首要问题。但秦认为，忽视安全是犯错误，而造成资源浪费实际上也是犯错误。作为结构工程师，应努力寻找一个安全性与经济性的平衡点。随着国际先进的技术和设计涌入国门，国内设计界若仍固步自封，将会面临生存考验，创新有风险，但不创新即灭亡。现年37岁的秦小龙表示，他希望自己在50岁以前能成为中国工程院院士，为技术推广起到更大作用。  附：解读筒体剪力墙  1、将高层住宅地下室大面积的无用库房可改为地下车库。既可增加车位，又可减少分摊。  2、高层住宅地下室车库和地下车库连通形成大型地下车库，解决日趋紧张的车位不足的矛盾。大型地下车库还可改造成大型地下超市或地下娱乐城。  3、高层建筑首层以上、转换层以下和裙房大窨贯通，可做商场、体育、娱乐、办公、写字楼等。  4、较易实现空间转换和高位空间转换，使不同性质的空间组合在一起。  5、总平面布局可不受地下车库的影响。可更好地调整楼群布局和间距。  6、地下室不好使用的死角做设备用房，提高地下室的使用效率。  7、住宅具有较强的可改造性。住宅平面灵活变化，户与户之间可分可合。  8、大跨度预应力技术使用到住宅上，使户内大部分墙成为可拆移的轻墙，户内空间更加灵活自由。  9、采用预应力技术，整层为预应力平板，住宅内没有梁，增加了观瞻性给装修带来了方便。  10、结构自重减轻，筒中筒空间受力性能更好，抗震性能提高。  11、厅和阳台之间门洞可尽量开大，阳台空间成为厅的一部分，使厅的使用更为舒适。  12、消费者可以买一户也可买几户或整层买下。排水管、排风道尽量靠墙边，给水管相对集中，为装修改造提供方便。  13、减轻结构自重，减少基础造价。减少地基处理费用。  由于预应力钢材生产量加大和大面推广使用，总体成本造价比普通结构降低。  （中国建设报）