预制预应力叠合板的研究现状

李大鹏 吴潜 李娜

摘要：目前，我国装配式建筑中叠合板是使用频率最高的预制构件，叠合板构造类型的选取直接影响其力学性能。对目前各种构造类型叠合板的研究 现状进行分类，并分析各种类型的优缺点，为该种楼板的设计提供依据。

关键词：装配式建筑;预应力;叠合板;力学性能

近年来，我国的建筑工业化得到大力发展，预制叠合板因具有生产工 艺相对简单、现场安装便捷、连接节点构造可靠、能大量节省模板等优点，使其成为装配式建筑的首选构件。目前建筑工程对叠合板构造类型的选取 大致可以分为如下几类：预制预应力叠合板、预制预应力带肋叠合板、预 制预应力带钢桁架叠合板。为此本文对预制预应力叠合板各种类型的研究 现状进行分析，为建筑工程中对叠合板构造类型的选取提供依据。

1 叠合板的优缺点

叠合板与全预制楼板相比，其整体刚度和抗震性能较好，与现浇楼板 相比，其施工速度快，更有利于实现产业化生产。预制底板在工厂制造，机械化程度高，流水线生产速度快，构件品质 得以保证，而且不受季节性 影响。预制底板的模板可以重复使用，施工现场只需拼装预制底板，可兼 做 后浇混凝土的模板，大大降低支模工作量，减少现场湿作业，改善现场 作业环 境，提高施工效率，明显缩短工期。由于叠合楼板是由预制底板部 分和叠合层现浇部分组成，这两部分混凝土存在着龄期上的差异，因而会 存在收缩应力上的差别，当两部分的龄期差异越大，其收缩应力相差亦越 大。实际施工过程中，叠合楼板的施工工序较多，板跨度大时需要加支撑，为实现双向板传力，板-板连接节点构造较为复杂，要求构件安装的精细化 程度 比较高，因此对施工单位的施工质量管理提出更严格的要求。

2 预制预应力叠合底板

2.1 对叠合板拼缝的 研究

裘翀等对叠合板预制底板两种拼缝构造进行分析，一个是分离式接缝，另一个是整体式接缝，两者是在不同条件下使用的，单向板宜采用密拼缝;双向板宜使用整体式接缝，使叠合板符合双向受力状态。两种拼缝构造在 受力上、施工工藝上各有优劣[1]。

2.2 对预制预应力带钢筋桁架叠合底板的研究

兰州大学李县准等对桁架钢筋预应力底板叠合板力学性能进行了研究 发现施工阶段的桁架钢筋预应力底板和使用阶段的叠合板的力学性能符合 规范要求;增加底板的厚度或增加上层板宽度可以提高底板承载力，增大 配筋率或 桁架钢筋的直径可以提高叠合板的承载力，因为这些途径增大了 底板刚度或混凝土受压区面积;有限元模拟与理论计算结果表明，底板和 叠合板开裂弯矩、极限承载能力、挠度的理论计算结果与数值模拟结果吻 合良好。[2]

山东建筑大学王顺对预应力混凝土钢管桁架叠合板受力性能进行研究 得出在施工阶段的受力过程中，预应力混凝土钢管桁架叠合板预制底板的 受力过程与普通叠合板的底板受力过程类似;在试验及吊装过程中，底板承载力及整体刚度显示出较好的效果;所有的预制底板试件的破坏，都是 从钢管先屈曲开始，且钢管的上、下表面均承受压应力，紧接着底板下表 面出现大量的裂缝，而预应力钢丝没有达到屈服，属于压弯破坏[3]。

2.3 对预制预应力带肋叠合底板的研究

吴方伯等对预制预应力带肋底板混凝土叠合板的双向受理效应理论进 行研究发现预制预应力带肋底板一混凝土叠合板在弹性阶段存在双向受力 效应，并且在一定范围内，双向受力效应十分明显，此受力效应随叠合层 厚度的增加而变得更为显著[4]。对于矩形板，双向受力效应随长短跨跨度比 值的增加而逐渐减弱。李金华等对预制带肋底板混凝土双向叠合板的弹性 计算方法进行简化[5]。重庆大学的呼辉峰对预应力混凝土带肋底板叠合板静 力性能进行研究叠合板（剪跨比为 6）在竖向荷载荷载作用下，三种带肋 形式的叠合板均发生受弯破坏，叠合板现浇层与预制层协同工作良好，试 件的开裂荷载、承载力和变形性能基本一致;通过 ABAQUS 有限元软件得 到叠合板的荷载一位移曲线及破坏模式与试验结果吻合良好;基于试验和 有限元计算结果，建立力学分析模型，提出截面承载力简化计算公式;叠 合板不同剪跨比试件发生的破坏形式也不同[6]。

3 结语

混凝土叠合板的大量运用使得建筑工程的施工效率和环境得到了很大 的提升，在得到提升的同时出现了很多类型叠合底板用其制成的叠合板的 力学性能也有所不同，目前对于预应力叠合板板的研究虽然取得了一定的 研究成果，但缺少对各类叠合板性能的综合评估，为工程设计选用合理叠 合板提供依据，因此后续有待加强该方面的研究。

参考文献：

[1]裘翀，潘旭明，张柏年，孟家辉，李滨.叠合板预制底板拼缝构造分 析[J].价值工程，2018，37（ 01）：125-127.

[2]李县准.桁架钢筋预应力底板叠合板力学性能的研究[D].兰州大学，2021.

[3]王顺.预应力混凝土钢管桁架叠合板受力性能研究[D].山东建筑大 学，2019.

[4]吴方伯，黄海林，陈伟，周绪红，刘彪.预制预应力带肋底板-混凝 土叠合板双向受力效应理论研究[J].工业建筑，2010，40（11）：55-58.

[5]李金华. 预制带肋底板混凝土双向叠合板简化弹性计算方法研究[D]. 湖南科技大学，2018.

[6]呼辉峰. 预应力混凝土带肋底板叠合板静力性能研究[D].重庆大学. 基金项目：辽宁省教育厅青年育苗项目（lnqn201907）