裝配式鋼筋混凝土疊合板研究綜述

鐘春玲 張維國 張云龍

(1 吉林建筑大學土木工程學院， 吉林 長春 130118；2 吉林建筑大學交通科學與工程學院， 吉林 長春 130118 )

0 引言

李克強總理在2016年9月14日主持召開的國務院會議中指出：決定大力發展鋼結構、混凝土等裝配式建筑。裝配式疊合板的底板在工廠按照統一的標準預制，作為澆筑上層混凝土的永久性模板，然后上下兩層混凝土成為整體來承受荷載。與現澆板相比，疊合板抗裂性能大，節省模板和模板支撐，施工安裝方便，節約工期，增加結構構件的延性等。與預制板相比，疊合板抗震性能好，耐久性能好。疊合板兼顧現澆板和預制板的優點，符合我國的國情，將成為我國結構體系的重要研究方向。近年來研究專家和學者們對裝配式疊合板的剛度和內力的計算方法、疊合面的抗剪承載力、二次受力等幾個方面進行研究。本文將對目前的研究成果進行歸納和總結，并對裝配式疊合板的進一步研究方向提出了展望。

1裝配式疊合板計算分析方法的研究

在國外，美、日、德、英等發達國家早已經出版了疊合樓板的規范，對裝配式疊合板的設計進行了系統的規定，我國起步較晚，專家學者們進行了系統的探討和分析。

對于剛度和內力，可以通過正交各向異性板和彈性薄板理論進行推導。2005年，周友香[1]利用線彈性方法計算裝配式空心疊合板的配筋。韓彬彬[2]利用彈性薄板理論，得到一邊固支三邊簡支的疊合板受均布荷載時的撓度的表達式，進而推導出了內力表達式。黃海林[3]采用正交異性板理論推導了疊合板彎矩表達式，將疊合板等效為同性板，提出了簡化的彈性計算方法。2006年，周緒紅[4]等按照正交異性板理論，對四邊簡支單向板的計算公式進行了推導，給出了計算系數。2011年，吳方伯[5]等基于塑性絞線理論，推導了均布荷載作用下雙向疊合板的極限承載力與塑性絞線形成位置，同時也提出了雙向疊合板單位寬度極限彎矩的簡化計算公式。

2 裝配式疊合板疊合面抗剪性能研究

目前的研究主要集中在疊合板混凝土等級、疊合面的處理方式、植筋構造、抗剪強度理論等影響疊合面抗剪性能的影響因素上。

時成林[6]在研究橋面鋪裝層與橋面板的抗剪剛度時，采用在橋面板上設置凹槽的方法，自行設計了試驗裝置，提出采用抗剪剛度來定量表征疊合面的接觸狀態。何大治[7]以Z型柱單剪面試驗進行研究，結果表明配筋疊合面抗剪性能優于無筋疊合面的抗剪性能，混凝土的強度等級也能提高疊合面的抗剪強度。王曉光[8]對植筋、鑿毛、開槽等不同處理方法疊合面抗剪性能的試驗研究，提出了疊合面抗剪強度的經驗公式。

3 裝配式疊合板二次受力研究

二次受力是疊合板受力的一個顯著特征，目前的研究學者們從理論的角度分析疊合板的二次受力。陳立[9]認為疊合板的二次受力會使鋼筋出現“應力超前”現象，應力超前對疊合構件的極限強度影響不大。陳占峰[10]認為對于混凝土疊合板，跨中第一階段彎矩 M1在預制簡支階段就己形成。等整個疊合板完全形成后，M1是疊合截面預制部分的局部內力，當二次受荷后,跨中截面將產生M2，第二階段的彎矩 M1和 M2的出現,就發生了兩部分的相互影響和共同作用，并導致轉移，由局部轉向全截面。

隨著研究的進一步深入，研究學者們采用有限元的方法來研究疊合板的二次受力。吳學輝[11]分析疊合板的受力分三個過程。底板預應力施加過程、底板承受施工期間荷載過程、疊合板整體受力過程。利用 ansys 程序中特有的單元生死功能來模擬分步加載過程。孫冰[12]引入生死單元模擬疊合結構的二階段制造和二次受力過程。通過數值分析，驗證有限元分析方法的正確性和可靠性。

4 有待進一步研究的問題

雖然對疊合板的研究取得了一定進展，但是仍存在不足，有必要開展以下研究

（1）由于鋼筋混凝土雙向板撓度計算理論的欠缺，影響著雙向疊合板的變形驗算，因此鋼筋混凝土雙向板撓度計算方法有待進一步研究。

（2）疊合面是疊合板整體受力的薄弱部位，為了提高疊合面的抗剪強度，實際工程往往采用多種構造措施組合的方式來提高疊合面的抗剪強度，帶肋底板和鋼筋桁架組合不僅可以提高疊合面的抗剪性能，還可以提高疊合板整體的抗彎性能，而且自然粗糙面、肋和鋼筋桁架對疊合面抗剪強度的貢獻是否是簡單的疊加還有待進一步的探究。

（3）但是隨著科學技術的進一步發展，新材料、新工藝也漸漸用到了裝配式疊合板上，能否采用鋼纖維薄板、玻璃纖維網格布增強、鋼絲網水泥砂漿薄板等抗拉強度高的結構構件作為疊合板的底板還有待進一步通過試驗驗證。