預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合板的研究現(xiàn)狀

李大鵬 吳潛 李娜

摘要：目前，我國裝配式建筑中疊合板是使用頻率最高的預(yù)制構(gòu)件，疊合板構(gòu)造類型的選取直接影響其力學(xué)性能。對目前各種構(gòu)造類型疊合板的研究 現(xiàn)狀進(jìn)行分類，并分析各種類型的優(yōu)缺點(diǎn)，為該種樓板的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;預(yù)應(yīng)力;疊合板;力學(xué)性能

近年來，我國的建筑工業(yè)化得到大力發(fā)展，預(yù)制疊合板因具有生產(chǎn)工 藝相對簡單、現(xiàn)場安裝便捷、連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造可靠、能大量節(jié)省模板等優(yōu)點(diǎn)，使其成為裝配式建筑的首選構(gòu)件。目前建筑工程對疊合板構(gòu)造類型的選取 大致可以分為如下幾類：預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合板、預(yù)制預(yù)應(yīng)力帶肋疊合板、預(yù) 制預(yù)應(yīng)力帶鋼桁架疊合板。為此本文對預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合板各種類型的研究 現(xiàn)狀進(jìn)行分析，為建筑工程中對疊合板構(gòu)造類型的選取提供依據(jù)。

1 疊合板的優(yōu)缺點(diǎn)

疊合板與全預(yù)制樓板相比，其整體剛度和抗震性能較好，與現(xiàn)澆樓板 相比，其施工速度快，更有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。預(yù)制底板在工廠制造，機(jī)械化程度高，流水線生產(chǎn)速度快，構(gòu)件品質(zhì) 得以保證，而且不受季節(jié)性 影響。預(yù)制底板的模板可以重復(fù)使用，施工現(xiàn)場只需拼裝預(yù)制底板，可兼 做 后澆混凝土的模板，大大降低支模工作量，減少現(xiàn)場濕作業(yè)，改善現(xiàn)場 作業(yè)環(huán) 境，提高施工效率，明顯縮短工期。由于疊合樓板是由預(yù)制底板部 分和疊合層現(xiàn)澆部分組成，這兩部分混凝土存在著齡期上的差異，因而會 存在收縮應(yīng)力上的差別，當(dāng)兩部分的齡期差異越大，其收縮應(yīng)力相差亦越 大。實(shí)際施工過程中，疊合樓板的施工工序較多，板跨度大時需要加支撐，為實(shí)現(xiàn)雙向板傳力，板-板連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較為復(fù)雜，要求構(gòu)件安裝的精細(xì)化 程度 比較高，因此對施工單位的施工質(zhì)量管理提出更嚴(yán)格的要求。

2 預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合底板

2.1 對疊合板拼縫的 研究

裘翀等對疊合板預(yù)制底板兩種拼縫構(gòu)造進(jìn)行分析，一個是分離式接縫，另一個是整體式接縫，兩者是在不同條件下使用的，單向板宜采用密拼縫;雙向板宜使用整體式接縫，使疊合板符合雙向受力狀態(tài)。兩種拼縫構(gòu)造在?受力上、施工工藝上各有優(yōu)劣[1]。

2.2 對預(yù)制預(yù)應(yīng)力帶鋼筋桁架疊合底板的研究

蘭州大學(xué)李縣準(zhǔn)等對桁架鋼筋預(yù)應(yīng)力底板疊合板力學(xué)性能進(jìn)行了研究 發(fā)現(xiàn)施工階段的桁架鋼筋預(yù)應(yīng)力底板和使用階段的疊合板的力學(xué)性能符合 規(guī)范要求;增加底板的厚度或增加上層板寬度可以提高底板承載力，增大 配筋率或 桁架鋼筋的直徑可以提高疊合板的承載力，因?yàn)檫@些途徑增大了 底板剛度或混凝土受壓區(qū)面積;有限元模擬與理論計(jì)算結(jié)果表明，底板和 疊合板開裂彎矩、極限承載能力、撓度的理論計(jì)算結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻 合良好。[2]

山東建筑大學(xué)王順對預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管桁架疊合板受力性能進(jìn)行研究 得出在施工階段的受力過程中，預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管桁架疊合板預(yù)制底板的 受力過程與普通疊合板的底板受力過程類似;在試驗(yàn)及吊裝過程中，底板承載力及整體剛度顯示出較好的效果;所有的預(yù)制底板試件的破壞，都是 從鋼管先屈曲開始，且鋼管的上、下表面均承受壓應(yīng)力，緊接著底板下表 面出現(xiàn)大量的裂縫，而預(yù)應(yīng)力鋼絲沒有達(dá)到屈服，屬于壓彎破壞[3]。

2.3 對預(yù)制預(yù)應(yīng)力帶肋疊合底板的研究

吳方伯等對預(yù)制預(yù)應(yīng)力帶肋底板混凝土疊合板的雙向受理效應(yīng)理論進(jìn) 行研究發(fā)現(xiàn)預(yù)制預(yù)應(yīng)力帶肋底板一混凝土疊合板在彈性階段存在雙向受力 效應(yīng)，并且在一定范圍內(nèi)，雙向受力效應(yīng)十分明顯，此受力效應(yīng)隨疊合層 厚度的增加而變得更為顯著[4]。對于矩形板，雙向受力效應(yīng)隨長短跨跨度比 值的增加而逐漸減弱。李金華等對預(yù)制帶肋底板混凝土雙向疊合板的彈性 計(jì)算方法進(jìn)行簡化[5]。重慶大學(xué)的呼輝峰對預(yù)應(yīng)力混凝土帶肋底板疊合板靜 力性能進(jìn)行研究疊合板（剪跨比為 6）在豎向荷載荷載作用下，三種帶肋 形式的疊合板均發(fā)生受彎破壞，疊合板現(xiàn)澆層與預(yù)制層協(xié)同工作良好，試 件的開裂荷載、承載力和變形性能基本一致;通過 ABAQUS 有限元軟件得 到疊合板的荷載一位移曲線及破壞模式與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好;基于試驗(yàn)和 有限元計(jì)算結(jié)果，建立力學(xué)分析模型，提出截面承載力簡化計(jì)算公式;疊 合板不同剪跨比試件發(fā)生的破壞形式也不同[6]。

3 結(jié)語

混凝土疊合板的大量運(yùn)用使得建筑工程的施工效率和環(huán)境得到了很大 的提升，在得到提升的同時出現(xiàn)了很多類型疊合底板用其制成的疊合板的 力學(xué)性能也有所不同，目前對于預(yù)應(yīng)力疊合板板的研究雖然取得了一定的 研究成果，但缺少對各類疊合板性能的綜合評估，為工程設(shè)計(jì)選用合理疊 合板提供依據(jù)，因此后續(xù)有待加強(qiáng)該方面的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]裘翀，潘旭明，張柏年，孟家輝，李濱.疊合板預(yù)制底板拼縫構(gòu)造分 析[J].價值工程，2018，37（ 01）：125-127.

[2]李縣準(zhǔn).桁架鋼筋預(yù)應(yīng)力底板疊合板力學(xué)性能的研究[D].蘭州大學(xué)，2021.

[3]王順.預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管桁架疊合板受力性能研究[D].山東建筑大 學(xué)，2019.

[4]吳方伯，黃海林，陳偉，周緒紅，劉彪.預(yù)制預(yù)應(yīng)力帶肋底板-混凝 土疊合板雙向受力效應(yīng)理論研究[J].工業(yè)建筑，2010，40（11）：55-58.

[5]李金華. 預(yù)制帶肋底板混凝土雙向疊合板簡化彈性計(jì)算方法研究[D]. 湖南科技大學(xué)，2018.

[6]呼輝峰. 預(yù)應(yīng)力混凝土帶肋底板疊合板靜力性能研究[D].重慶大學(xué). 基金項(xiàng)目：遼寧省教育廳青年育苗項(xiàng)目（lnqn201907）