預(yù)制空心疊合板性能研究進(jìn)展

劉亦斌 呂熒 孫天威 李運鵬

摘 要：隨著國家對建筑節(jié)能減排，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的大力推進(jìn)，裝配式結(jié)構(gòu)的地位與日俱升。預(yù)制疊合空心板作為裝配式結(jié)構(gòu)中的一種新型鋼筋混凝土板，與傳統(tǒng)混凝土板相比的各方面優(yōu)勢使其擁有良好的前景。由于這種樓板的相應(yīng)研究工作還較少，因此，該文將國內(nèi)學(xué)者的研究情況進(jìn)行了匯總并加以整理。該文從裝配式結(jié)構(gòu)談起，介紹了裝配式結(jié)構(gòu)體系，之后介紹了預(yù)制空心疊合板，并就這種板材的特性和研究情況做出了分析，進(jìn)行了總結(jié)，最后給出結(jié)論與展望。

關(guān)鍵詞：裝配式結(jié)構(gòu) 預(yù)制 疊合 性能研究

中圖分類號：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）03（c）-0134-02

裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一種基于建筑的節(jié)能減排，住宅產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的要求，以現(xiàn)場裝配為基礎(chǔ)而研發(fā)的新型建筑結(jié)構(gòu)體系[1]，目前在發(fā)達(dá)國家中應(yīng)用廣泛，我國也逐步開展了相關(guān)研究。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)研究正越來越受到眾多學(xué)者的重視與參與，中國建筑科學(xué)研究院及各高校都對裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)展開了研究，一些研究成果也成功應(yīng)用到房地產(chǎn)項目之中。這種裝配式鋼筋混凝土樓板結(jié)構(gòu)中的組合結(jié)構(gòu)可在工廠加工預(yù)制，到施工現(xiàn)場裝配組裝，節(jié)省工期，提高生產(chǎn)效率。

1 裝配式樓板結(jié)構(gòu)體系

我國目前主要的裝配式樓板形式主要有：預(yù)應(yīng)力疊合板，預(yù)制雙T樓板和PK預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板。

預(yù)應(yīng)力疊合板結(jié)構(gòu)是將混凝土的預(yù)制方式與現(xiàn)澆方式結(jié)合形成的一種形式。它的制作過程是這樣的：首先在預(yù)制構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)上澆筑一層混凝土，使之形成一個半裝配式的結(jié)構(gòu)。在制作預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板時，可以將預(yù)制的預(yù)應(yīng)力混凝土薄板作為模板，在模板上澆筑一層混凝土形成疊合層，經(jīng)支模、固定、成型、養(yǎng)護(hù)后，兩者結(jié)合成為預(yù)制疊合樓板。這種結(jié)構(gòu)形式在梁板、剪力墻結(jié)構(gòu)中較為常見。

預(yù)應(yīng)力疊合板的優(yōu)點是穩(wěn)固性好，抗拉強(qiáng)度和承載能力高，抗震性能好，加快了施工速度，經(jīng)濟(jì)實用。但是這種結(jié)構(gòu)也有明顯的缺點，就是結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行二次澆注。而兩次澆筑的混凝土能不能在同一構(gòu)件中協(xié)調(diào)工作并發(fā)揮作用決定了這種結(jié)構(gòu)中能否體現(xiàn)它的優(yōu)越性。

預(yù)制雙T樓板作為預(yù)制樓板的一種，在引入國內(nèi)時就被看重。但由于是新式樓板，整個雙T預(yù)制樓板體系的設(shè)計方法沒有相關(guān)的設(shè)計手冊，其節(jié)點連接方式及細(xì)部構(gòu)造措施相關(guān)規(guī)程又較少，使得其推廣受到了阻礙。

PK預(yù)應(yīng)力混凝土疊合樓板則是對傳統(tǒng)的混凝土疊合樓板的改良。PK預(yù)應(yīng)力混凝土疊合樓板的底板是倒“T”型的，肋薄板是由預(yù)應(yīng)力混凝土制作而成的底板，預(yù)制鋼筋采用的螺旋肋消除應(yīng)力高強(qiáng)鋼絲。PK預(yù)應(yīng)力混凝土疊合樓板受力階段分為兩個。在施工過程中，只需要在樓板上設(shè)置一些支撐，不需另外設(shè)置施工模板，減少了模板使用量，降低施工成本，提高施工效率。

2 預(yù)制空心疊合板

預(yù)制疊合空心板主要用于預(yù)制砼結(jié)構(gòu)的樓、屋面板，在板內(nèi)按一定規(guī)律填入許多小尺寸箱體內(nèi)模，從而形成蜂窩式孔洞。這種板由下部敞口預(yù)制空心板和上部現(xiàn)澆層構(gòu)成，板內(nèi)配有鋼筋桁架，縱筋及分布筋。這種樓板跨度大、自重輕，適合大柱網(wǎng)、大開間建筑的樓蓋結(jié)構(gòu)體系。但目前國內(nèi)外對此結(jié)構(gòu)體系研究較少，受力性能、設(shè)計方法還不明確。

3 預(yù)制空心疊合板性能研究

為研究空心疊合板的受力性能，國內(nèi)學(xué)者做了大量的研究工作，張仟朋，程文瀼等人[2]對4 m×4 m柱網(wǎng)、板厚90 mm的樓板模型的澆混凝土蜂窩式空心板進(jìn)行了試驗研究，用配重塊模擬均布荷載進(jìn)行加載，實驗結(jié)果表明：空心雙向板在均布荷載作用下的受力階段可分為未裂階段、裂縫階段和破壞階段。板的受力和變形性能與普通實心板極為相似，最后的破壞機(jī)構(gòu)也符合普通板的塑性鉸線理論。

程遠(yuǎn)兵，程文瀼等人[3-4]為了研究周邊支承的現(xiàn)澆混凝土蜂窩式空心雙向板的受力與變形性能，進(jìn)行了豎向均布荷載作用下4 m×4 m柱網(wǎng)、板厚為90 mm的模型試驗。空心板內(nèi)模為聚苯乙烯泡沫塊。實驗得出現(xiàn)澆混凝土蜂窩式空心板塑性變形性能較好，承載力較高，厚度薄，變形小，自重輕，適于在中大跨度的多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用。現(xiàn)澆混凝土蜂窩式空心板的肋很密，現(xiàn)澆混凝土蜂窩式空心板與普通實心板計算理論相似。在未裂階段，可用彈性理論近似計算撓度。

徐有鄰，姜紅等人[5]對雙鋼筋疊合樓板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了性能檢驗，觀測不同因素（疊合結(jié)合面，接縫位置和結(jié)合筋）對樓板撓度的影響。試驗表明：在撓度指標(biāo)上，結(jié)合面進(jìn)過處理后撓度增長小，開裂晚；結(jié)合筋對撓度影響較小，而接縫位置對撓度影響較大，試驗顯示1/4跨度拼接板撓度指標(biāo)明顯優(yōu)于跨中拼接板。實驗也表明這種疊合板結(jié)鉤性能良好，其剛度、強(qiáng)度、裂縫寬度均能滿足有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，可以在實際工程中放心使用。

4 結(jié)語

建筑工業(yè)化是我國今后發(fā)展必然的趨勢，而裝配式結(jié)構(gòu)通過整合材料、結(jié)構(gòu)等各方面技術(shù)，在提高構(gòu)件性能的同時，對建筑工業(yè)化、住宅產(chǎn)業(yè)化也具有重要意義。預(yù)制空心疊合板作為裝配式結(jié)構(gòu)中的一種新型板材，確實具有自重輕等若干方面的優(yōu)勢，對裝配式結(jié)構(gòu)而言具有重大意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳建偉，蘇幼坡，陳海彬，等.帶邊框預(yù)制裝配式剪力墻關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J].河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2013，35（3）：96-101.

[2] 張仟朋，程文瀼，黨紀(jì)，等.現(xiàn)澆混凝土蜂窩式空心板的試驗研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2005，31（8）：231-235.

[3] 程遠(yuǎn)兵，程文瀼，黨紀(jì).邊支承現(xiàn)澆混凝土蜂窩式空心雙向板試驗[J].東南大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2007，37（2）：217-221.

[4] 程遠(yuǎn)兵.邊支承大跨現(xiàn)澆混凝土蜂窩式空心雙向板的試驗研究[D].南京：東南大學(xué)，2006.

[5] 徐有鄰，姜紅，郭少先.雙鋼筋疊合樓板結(jié)構(gòu)性能的檢驗[J].建筑科學(xué)，1993，20（12）：727-730.