宋廣深 吳潛 李娜
摘要:裝配整體式建筑兼具裝配式建筑與現澆式建筑的優點,樓板作為重要的承受豎向荷載的構件,其中的疊合板一直是研究的熱點。疊合板由預制 底板和疊合層后澆混凝土組成,本文總結了國內近些年預制底板的研究成果后提出自己對未來預制底板發展方向的看法為接下來對其的研究提供參考。
關鍵詞:裝配式;疊合板;預制底板;鋼筋桁架
隨著建筑工業化的發展,疊合結構作為融合了現澆結構與裝配結構優?點的一種結構形式具有巨大的發展潛能,對其的研究也日漸深入。疊合結?構兼具現澆結構整體性好的優點與裝配式結構方便施工,快捷經濟的優點。由于底板的作用,幾乎不需要或只需要少量的模板與支撐,方便布置管線,底板采用工廠預制,不僅提高了工作效率還減少污染、節約能耗、節約資?源。已有的對疊合板形式的研究有很多,本文總結了疊合板的各種不同形?式,并對它們的特點進行概括,并對未來疊合板的研究方向提出自己的見?解。
1 典型預制底板的形式
典型的預制底板包括鋼筋桁架預制底板和帶混凝土肋預制底板兩種形 式。
鋼筋桁架預制底板主要包括三種,自承式鋼筋桁架預制底板,其利用?彎折成型的鋼筋把底板中的下層受力鋼筋與上層受力鋼筋連接起來,形成 平底板加上鋼筋桁架形式的底板。以達到承受更高荷載的要求。這種底板?提高了施工效率,但也有相應的缺點,如底板厚重、安裝不便、剛度差等[1]。鋼管桁架預制底板[2] ,其將自承式鋼筋桁架底板中的上弦鋼筋替代為鋼管,鋼管內注入砂漿。此種底板繼承了自承式鋼筋桁架預制底板的優點,且兼?有底板薄、易于穿插管線、承載力高的特點。
帶混凝土肋預制底板主要包括兩種:普通帶肋預制底板,其在平面型 底板的基礎上在板上設置混凝土肋條,以達到提高底板剛度與承載力,從 而改善底板在運輸、吊裝與施工中出現的提前開裂、折斷等問題。且混凝 土肋的出現提高了疊合面抗剪剛度,是在平板式底板基礎之上的一種形式 [3]。大跨度低肋復合預制底板,其在混凝土預制板上設置橫縱兩方向的低肋,肋之間放置蒸壓加氣混凝土砌塊。此種方法優點有:整體性較好;由于采 用蒸壓加氣混凝土砌塊,此種樓板具有較好的抗震性能、保溫隔熱性能、?且自重輕,造價低[4]。蜂窩肋預制底板[5] ,這種預制底板由預應力鋼筋混凝 土薄板和上層蜂窩孔式肋架組成。此種底板的優點有:肋架形成的孔洞可 以填充輕質功能性材料提高板的隔音保溫等功能,同時可以減輕自重,具 有環保經濟的效果;底板上整個肋架提高了底板的剛度減少了底部支撐,使其在運輸和制作過程中不像薄板一樣易碎,且肋架大大提高了底板的側 向剛度。缺點:存在不易布置管線,由于班上孔洞存在造成疊合層和底板 接觸面接變小,疊合面的抗剪強度下降,需要采取一定的措施來保證疊合 面的抗剪承載力。
2 其他形式預制底板
與典型預制底板的同時,也伴隨出現了一些其他形式的疊合板。
帶抗剪鍵預制底板,它是一種由預制混凝土抗剪鍵代替鋼筋桁架的形 式,其中抗剪鍵由素混凝土或素混凝土內置鋼筋籠制作。制作過程是先把 預制混凝土抗剪鍵預埋于預制底板中,使預制抗剪鍵與預制底板先結合成 一個整體,然后再澆筑現澆層混凝土。此種結構形式較之鋼筋桁架疊合板,減少了鋼筋用量,還能減小板厚節省造價。此種形式的疊合板板由抗剪鍵承擔疊合面的剪力與拉力,研究表明抗剪鍵能明顯提高疊合板的剛度和承 載力,且當有一定數量的抗剪鍵時,其承載力可基本接近同等條件的現澆 板同時具有整體性較好的特點[6]。
蜂窩孔壓型鋼板-混凝土預制底板。壓型鋼板混凝土組合板按壓型鋼板 的作用分為三類,其中,壓型鋼板在疊合板中僅在施工階段起承受自重及 濕混凝土重量和施工荷載的作用,并作為永久性模板留在樓板中,而在使 用階段中樓板的承載構件為鋼筋混凝土,此種類型屬于疊合板。壓型鋼板 在組合板中不僅在施工階段承受荷載,還在使用階段中與混凝土板共同承 受使用荷載的組合樓板或在使用階段壓型鋼板作為主要承載構件,混凝土 僅起面層和分布荷載作用的組合樓板不屬于疊合板。[7]
蜂窩孔壓型鋼板-混凝土預制底板由開有蜂窩孔的薄鋼板彎折或壓軋 成型的波形鋼板與混凝土澆筑結合形成。還可穿過孔洞布置橫向鋼筋,實 現雙向受力。蜂窩孔壓型鋼板-混凝土疊合板由三部分構成:蜂窩孔壓型鋼 板、預制混凝土板、后澆混凝土。其中蜂窩孔壓型鋼板與混凝土預制板共 同構成疊合板的底板,為了使橫向鋼筋具有較大的受拉區高度,混凝土預 制底板不宜太厚。此種底板具有很多優點,包括方便快捷易施工、承載力 高等。
3 結論展望
(1)目前很多種類疊合板都是按照單向板做的試驗與研究,如何加強 板縫的承載力,或者如何設計出一種減少板縫或無需板縫的雙向疊合板有 待研發。
(2) 當前的疊合板為了后澆層的澆筑在施工現場設置繁多的底部支 撐,如何設計一種承載力強的疊合結構使施工時無需設置底部支撐或優化 支撐體系擴大底部可用空間。
(3)當前的疊合板不適用大跨度的疊合板,研究人員需要設計一種適 用于大跨度的高承載力疊合結構,以滿足實際工程需要。
參考文獻:[1]自承式鋼筋桁架混凝土疊合板性能研究[D].浙江大學,2006.
[2]王順. 預應力混凝土鋼管桁架疊合板受力性能研究[D].山東建筑大 學,2019.
[3]黃海林. 預制帶肋底板混凝土疊合樓板受力性能及設計方法[D].湖 南大學,2013.
[4]羅斌. 不同構造形式預制底板疊合板受彎性能試驗與設計方法研究 [D].西安建筑科技大學,2019.
[5]尹益飛. 蜂窩肋疊合板力學性能研究[D].武漢科技大學,2013.
[6]王立國. 帶抗剪鍵疊合板的力學性能及影響因素研究[D].沈陽建筑 大學,2016.
[7]譚永超. 蜂窩孔壓型鋼板—混凝土疊合板力學性能研究[D].中國礦 業大學,2016.
基金項目:遼寧省教育廳青年育苗項目(lnqn201907)