装配式楼盖平面内受力性能研究综述

李 强

(河北浚源建筑设计有限公司邢台分公司，河北 邢台 054000)

在建筑物的设计和建造过程中，关于建筑整体结构的设计不仅要具备足够的科学性与合理性，更要在建筑物的整体结构强度和内部的受力分布等角度达到稳定的状态。在一般的建筑整体结构划分中，楼盖部分负责对竖向的荷载和水平荷载进行力的传递和分配。楼盖能够在水平荷载的作用下，凭借自身足够的水平刚度和整体性，将水平荷载与竖向压力进行转换与传递。从而使其内部各处的受力均匀，荷载集中的部分能够均匀分散到各处。

一、装配式楼盖平面内受力性能分析的意义

按照建筑物结构功能模块的划分，楼盖体系在建筑物的整体结构中负责平面的荷载及承重。常见的楼盖形式主要有木制楼盖体系和组合楼盖体系两类。伴随着近年来建筑施工技术的水平和工艺快速提升，装配式结构体系已在我国的大量建筑施工项目中得到了相对广泛的应用。并且在施工效率和质量方面获得了普遍认可。但由于装配式楼盖在刚性楼盖的假设应用方面存在设计上的争议和分歧，具体的应用方式和受力分析情况存在着较大的差异。因此，针对楼盖体系平面内的受力性能进行分析和研究，不但能针对楼盖体系相对于楼盖平面内的水平荷载分布及传递状况进行全面把握，还能在评估楼盖体系的整体变形性能及装配时平面内受力的情况方面给出准确数据。

二、装配式楼盖的特点及其平面内受力性能

(一)装配式木楼盖体系

建筑结构中的木楼盖体系来源已久，其经过了较长时间的发展和演变。从建筑结构的设计到施工环节都具备着一定的成熟度。木楼盖体系的主要组成部分有楼面搁栅、覆面板及二者之间的栓钉连接组成。在长期的发展和演变过程中，木楼盖体系组件的功能和样式也愈发复杂。楼盖搁栅已经从原始的原木材质逐步发展为矩形材和复合工字形材及桁架等诸多类型。与此同时，覆面板的类型和样式也衍生出了多种门类。装配式木楼盖在设计时需要充分考虑搁栅的连续性，确保离散的覆面板与搁栅之间能够通过足够数量的栓钉进行稳固的连接，以增强建筑物楼盖整体的结构强度。栓钉的抗剪连接性能同样对楼盖的水平方向受力和承载性能有着决定性的作用。经过较长时间的普及应用，木楼盖体系凭借其节能效果突出，建设速度快且抗震性能优越等优势，在大量建筑项目中得以应用。并且其应用范围广泛的覆盖了世界多个地区。其中，北美、东亚等诸多国家更是将木楼盖作为他们的主要建筑形式。

木楼盖平面内受力性能的实验表明了其荷载和位移之间的关联性。即在外界循环条件作用下楼盖的刚度退化表现。对木楼盖平面内的动力测试可得出结论，木楼盖的阻尼比在0.07至0.11之间。木楼盖的阻尼效应和楼盖的跨度呈正相关。对于覆面板性能、钉节点滑移和加载方式的分析同样使木楼盖平面内刚度和阻尼特性产生关联。结合木楼盖平面内抗剪实验的结果，能够更加精确地确定木楼盖的计算模型及其在不同动力水平荷载下的结构响应程度。国外学者对木楼盖的不同应用环境和受力情况下的模拟实验，获得了大量关于木楼盖平面内刚度的真实数据。结合应用木楼盖的实际高层建筑进行分析，也得出了水平荷载条件下木楼盖的整体受力性能结果。这些研究表明，木楼盖体系更适用于高层建筑，而对于大跨度建筑则难以保证其结构强度。

(二)装配式组合楼盖体系

从理论上说，楼盖形式和结构特征的差异会导致其内部的绝对刚性存在较大差别。如若遇到地震等自然外力作用时，可能会存在不同程度的水平变形情况。考虑到单一材质的构件所组成的楼盖结构可能存在一定不足，为了更全面的满足和适应现代建筑的建造需求。并在楼盖的角度充分提升其刚性和受力能力，组合楼盖体系就应运而生。将组合楼盖体系和成熟的装配式技术相组合，能够产生物理性能优异的装配式组合楼盖体系。例如常见的装配式钢-混凝土组合，木-混凝土组合等种类。

三、结语

在计算装配式楼盖内部的受力性能时，可将这部分刚度无限放大。将其假定为刚性楼盖，为平面内受力性能的分析和相关物理指标的计算提供便利。同时，对于整体结构的抗震性能研究也能起到一定效果。木楼盖体系能有效提升建筑的结构刚度，增加平面受力性能。将其与其他建材配合使用能够进一步凸显优势。装配式组合楼盖在楼盖体系中的整体应用效果较好，但在整体性方面又存在一定问题。可逐步通过后浇带及灌缝处理来加强其装配的整体性。