装配式钢筋混凝土叠合板研究综述

钟春玲 张维国 张云龙

(1 吉林建筑大学土木工程学院， 吉林 长春 130118；2 吉林建筑大学交通科学与工程学院， 吉林 长春 130118 )

0 引言

李克强总理在2016年9月14日主持召开的国务院会议中指出：决定大力发展钢结构、混凝土等装配式建筑。装配式叠合板的底板在工厂按照统一的标准预制，作为浇筑上层混凝土的永久性模板，然后上下两层混凝土成为整体来承受荷载。与现浇板相比，叠合板抗裂性能大，节省模板和模板支撑，施工安装方便，节约工期，增加结构构件的延性等。与预制板相比，叠合板抗震性能好，耐久性能好。叠合板兼顾现浇板和预制板的优点，符合我国的国情，将成为我国结构体系的重要研究方向。近年来研究专家和学者们对装配式叠合板的刚度和内力的计算方法、叠合面的抗剪承载力、二次受力等几个方面进行研究。本文将对目前的研究成果进行归纳和总结，并对装配式叠合板的进一步研究方向提出了展望。

1装配式叠合板计算分析方法的研究

在国外，美、日、德、英等发达国家早已经出版了叠合楼板的规范，对装配式叠合板的设计进行了系统的规定，我国起步较晚，专家学者们进行了系统的探讨和分析。

对于刚度和内力，可以通过正交各向异性板和弹性薄板理论进行推导。2005年，周友香[1]利用线弹性方法计算装配式空心叠合板的配筋。韩彬彬[2]利用弹性薄板理论，得到一边固支三边简支的叠合板受均布荷载时的挠度的表达式，进而推导出了内力表达式。黄海林[3]采用正交异性板理论推导了叠合板弯矩表达式，将叠合板等效为同性板，提出了简化的弹性计算方法。2006年，周绪红[4]等按照正交异性板理论，对四边简支单向板的计算公式进行了推导，给出了计算系数。2011年，吴方伯[5]等基于塑性绞线理论，推导了均布荷载作用下双向叠合板的极限承载力与塑性绞线形成位置，同时也提出了双向叠合板单位宽度极限弯矩的简化计算公式。

2 装配式叠合板叠合面抗剪性能研究

目前的研究主要集中在叠合板混凝土等级、叠合面的处理方式、植筋构造、抗剪强度理论等影响叠合面抗剪性能的影响因素上。

时成林[6]在研究桥面铺装层与桥面板的抗剪刚度时，采用在桥面板上设置凹槽的方法，自行设计了试验装置，提出采用抗剪刚度来定量表征叠合面的接触状态。何大治[7]以Z型柱单剪面试验进行研究，结果表明配筋叠合面抗剪性能优于无筋叠合面的抗剪性能，混凝土的强度等级也能提高叠合面的抗剪强度。王晓光[8]对植筋、凿毛、开槽等不同处理方法叠合面抗剪性能的试验研究，提出了叠合面抗剪强度的经验公式。

3 装配式叠合板二次受力研究

二次受力是叠合板受力的一个显著特征，目前的研究学者们从理论的角度分析叠合板的二次受力。陈立[9]认为叠合板的二次受力会使钢筋出现“应力超前”现象，应力超前对叠合构件的极限强度影响不大。陈占峰[10]认为对于混凝土叠合板，跨中第一阶段弯矩 M1在预制简支阶段就己形成。等整个叠合板完全形成后，M1是叠合截面预制部分的局部内力，当二次受荷后,跨中截面将产生M2，第二阶段的弯矩 M1和 M2的出现,就发生了两部分的相互影响和共同作用，并导致转移，由局部转向全截面。

随着研究的进一步深入，研究学者们采用有限元的方法来研究叠合板的二次受力。吴学辉[11]分析叠合板的受力分三个过程。底板预应力施加过程、底板承受施工期间荷载过程、叠合板整体受力过程。利用 ansys 程序中特有的单元生死功能来模拟分步加载过程。孙冰[12]引入生死单元模拟叠合结构的二阶段制造和二次受力过程。通过数值分析，验证有限元分析方法的正确性和可靠性。

4 有待进一步研究的问题

虽然对叠合板的研究取得了一定进展，但是仍存在不足，有必要开展以下研究

（1）由于钢筋混凝土双向板挠度计算理论的欠缺，影响着双向叠合板的变形验算，因此钢筋混凝土双向板挠度计算方法有待进一步研究。

（2）叠合面是叠合板整体受力的薄弱部位，为了提高叠合面的抗剪强度，实际工程往往采用多种构造措施组合的方式来提高叠合面的抗剪强度，带肋底板和钢筋桁架组合不仅可以提高叠合面的抗剪性能，还可以提高叠合板整体的抗弯性能，而且自然粗糙面、肋和钢筋桁架对叠合面抗剪强度的贡献是否是简单的叠加还有待进一步的探究。

（3）但是随着科学技术的进一步发展，新材料、新工艺也渐渐用到了装配式叠合板上，能否采用钢纤维薄板、玻璃纤维网格布增强、钢丝网水泥砂浆薄板等抗拉强度高的结构构件作为叠合板的底板还有待进一步通过试验验证。