混凝土叠合板应用研究

马相

西安建筑科技大学，土木工程学院陕西西安710055

摘要：楼盖结构是房屋建筑的重要组成部分，据统计，在目前现浇混凝土结构中，楼盖的材料用量约占全部结构材料用量的60%-70%。随着国家建筑工业化进程的不断加速，叠合楼盖以其优越的受力性能被广泛应用，成为众多科研人员关注的焦点。本文系统的梳理国内外几十年来有关叠合楼盖的应用与发展概况，同时，又从几个方面简单的归纳总结了相关的研究进展。最后，通过把握时间脉络下研究内容的发展轨迹，提出了笔者关于未来叠合板发展方向的几点看法。

关键词：叠合板建筑工业化受力性能

1引言

叠合楼盖结构在美、日、澳等国家的研究与应用也已有近70多年的历史。叠合结构是将预制与现浇工艺结合，是在预制构件上加浇一层混凝土而形成的一种装配整体式结构。混凝土叠合结构的产生最初是为了解决大型预制构件安装或解决现浇结构高空支模比较复杂的施工问题，经过研究而发展成为现代混凝土结构的预制和现浇施工工艺与结构设计方法相结合的新型装配整体式结构[1~3]。

叠合楼盖具有刚度大、整体性好、抗震性能优越等优点，与现浇楼盖比较，叠合楼盖具有节省三材、施工简便且能缩短工期等优点，符合我国目前大力提倡“建筑产业现代化、绿色建筑”的发展方向，而且其可有效提高装配式建筑的整体预制装配率，在近些年我国装配式建筑中获得广泛应用[4~5]。

2、国内外研究与应用

●欧美

德国于20世纪50年代成功研制空心板成型设备，并以长线法生产为基础，逐渐发展成为成套设备的生产线；20世纪60年代成功研制钢筋桁架叠合板；80年代初期，德国钢筋混凝土委员会主持和协调了预应力连续叠合板的研究。

英国于20世纪50年代先后研制出：“比藏”式预应力板即预应力混凝土薄板，这种板在施工时被用作模板，在混凝土叠合式楼盖使用时则用作受拉区，这种楼盖的新旧混凝土结合，用特制成的一种“燕尾”型沟槽来保证；此外，英国还采用过一种Mkyo式楼面，用轻混凝土制作槽形框架，上搁轻混凝土板，在槽形框架中浇捣部分高强混凝土。

法国也大量采用叠合板，其形式主要有钢筋桁架叠合板及钢筋衍架夹芯板（钢筋術架叠合板的钢筋析架之间也可以放置多孔轻质材料。该板具有隔声、隔热等特点）；70年代末，法国建筑科学中心，出版了有关采用预制混凝土薄板组成的楼板的设计、计算、生产使用的全部技术规定。

前苏联于上世纪60年代初，应用预应力薄板制作混凝土叠合式装配整体楼盖，单靠板面的人工粗糙面来保证新旧混凝土的共同工作，试验证明也是完全可靠的，并且这种结构成功地应用在前苏联南方地区的抗震结构上。

美国1950年开发了双孔空心板，受力筋为低碳钢丝；1951年改用7股钢铰线作为预应力筋；20世纪50年代中期引进德国的滑模机生产1米宽空心板，芯孔为椭圆形；20世纪50年代至60年代，美国又引进了挤压法、滑模法、湿法浇筑等工艺设备生产空心板、实心板及双T板，并在房屋建筑和桥梁工程中广泛应用。

●亚洲

日本1970年从德国引进了叠合板技术，发展至今，房屋建筑的楼板主要采用叠合板，共有平板型、空心型、带肋型三种形式。

新加坡1981年推广应用预制建筑工法（简称IMC方法），其楼板采用的是平板式叠合板。

但国外研究[6]主要集中在：叠合面的抗剪强度与抗剪连接、叠合面上下两部分的收缩微差产生的附加内力及变形、预制构件对叠合层混凝土极限变形的抑制、抗烈度和挠度变形的计算设计方法等问题。大部分研究是针对一次受力叠合结构的。

●国内

倒“T”形叠合板。对倒“T”形叠合板进行了试验研究，研究结果表明：当倒“T”形板肋部面积合适且叠合面粗糙程度满足混凝土结构设计规范要求时，叠合面具有足够的粘结抗剪能力，能够保证叠合板的整体受力工作性能[7~8]。

CS板。CS板是由一个三维的空间网架，中间填充阻燃性聚苯乙烯泡沫形成一个刚性整体的钢丝网架聚苯乙烯芯板，根据设计要求，在板中配置钢筋，然后在芯板两边抺水泥沙浆或细石混凝土形成完整的轻质夹芯板材，CS板把荷载分布到组成钢丝网的钢丝上，充分利用了冷拔钢丝的良好抗拉性能和混凝土的抗压特性，同时中间的聚苯乙烯泡沬具有高效的保温性能[9~11]。

PK预应力混凝土叠合楼板。PK预应力混凝土叠合楼板是将底板制作成倒“T”型预制带肋薄板，预应力筋采用螺旋肋消除应力高强钢丝，肋上预留多个孔洞，施工时先将预制底板平铺，然后在肋上各孔洞内穿置横向穿孔钢筋，然后再浇筑混凝土形成PK预应力混凝土叠合楼板[13]。结合叠合楼板和空心楼板的优点，在预制带肋底板混凝土叠合楼板的预制底板上布置筒芯内模，再浇筑面层混凝土，可形成叠合空心楼板[12~15]。

综上所述，不难发现叠合板的构造形式有很多种，但是可以大致可以分为两大类：一种是基于钢筋构造形式创新的叠合板，另一种是基于预制混凝土构造形式创新的叠合板。

3、发展趋势

近几十年来，国内外学者从新型材料应用、预制底板构造形式、板端节点及板侧拼缝连接、叠合面受力及耐火性能等对一阶段及两阶段受力叠合板开展了多方位的研究，对其受力机理及设计方法取得了一定的研究成果，对推动装配式建筑的发展起着重要的影响，但是有很多方面仍待相关研究人员去开拓：

●近几年由于绿色等新型材料的热点研究，如何将可其应用于叠合板，发展绿色工业化建筑；

●实际工程中，双向受力是楼盖结构中常见的受力形式，而传统实心平板叠合板大多只能单向配筋，按单向板进行设计，势必造成主方向配筋过多，而正交方向配筋过少，因此叠合楼板从单向配筋转向双向配筋也是发展的必然趋势；

●随着组合板、叠合板研究的发展，计算理论的不断成熟，楼板结构向混合结构融合发展，以满足在应用中对楼板各种性能的要求。

参考文献

[1]王小男，樊骅.德国钢混叠合楼板和墙板生产及安装工艺[J].混凝土与水泥制品，2008（6）：63-65.

[2]刘淑娟，童乐为，李杰，等.钢结构住宅混凝土叠合楼板的应用与研究进展[C]//全国结构工程学术会议.2010.

[3]徐美娟.有关钢筋混凝土叠合结构的研究[J].科技信息，2013（4）：31-31.

[4]LiM，SunZZ，ZhaoWJ，etal.ResearchProgressonReinforcedConcreteLaminatedSlabinChina[J].AppliedMechanics&Materials，2012，174-177：263-267.

[5]刘东卫，蒋洪彪，于磊.中国住宅工业化发展及其技术演讲[J].建筑学报，2012，（4）：10-18.

[6]申情.装配式混凝土结构中楼板的研究进展[J].科技信息，2012（28）.

[7]刘汉朝，蒋青青.倒“T”形叠合简支板的试验研究[J].中南大学学报（自然科学版），2004，35（1）：147-150.

[8]李耀庄，蒋青青，黄赛超，等.混凝土倒T形叠合连续板的试验研究[J].中南大学学报（自然科学版），2003，34（6）：695-698.

[9]李砚波，戴自强，赵仲星.CS板新型节能住宅建筑体系[J].墙材革新与建筑节能，2005（4）：18-20.

[10]李砚波，涂杰，戴自强，等.新型混凝土夹芯板（cs板）的研究与应用[C]//全国结构工程学术会议.2004.

[11]林浩华.混凝土夹芯板（CS板）抗剪性能的试验研究及板式结构体系分析[D].天津大学，2004.

[12]吴方伯，张微伟，唐昭青.PK预应力混凝土双向叠合楼盖的试验研究[J].建筑技术开发，2007，34（3）：11-13.

[13]吴方伯，郑伦存，曾垂军.PK预应力混凝土叠合楼盖体系探讨[J].建筑技术开发，2005，32（4）：23-24.

[14]李智，蒋世林.PK预应力混凝土叠合板在某工程中的应用[J].建筑技术，2012，43（10）：929-932.

[15]吴方伯，刘彪，邓利斌，等.预应力混凝土叠合空心楼板静力性能试验研究[J].建筑结构学报，2014，35（12）：10-19.