预制装配式混凝土叠合楼板研究综述

来源 :安家(建筑与工程)上旬刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yww74
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:叠合板是由预制板和现浇混凝土层叠合而成的装配整体式楼板,是装配式混凝土结构重要的水平受力构件之一,其预制板既是樓板结构的组成部分又是现浇钢筋混凝土叠合层的永久性模板,施工方便,整体性好,在实际装配式工程中运用广泛。本文对叠合楼板的抗弯、抗剪及连接性能等进行系统阐述,同时指出叠合版发展研究中存在的不足,为推导我国建筑工业化发展提供有力支撑。
  关键字:装配式混凝土;叠合楼板;研究现状;发展历程
  1前言
  随着国民节能环保意识逐步增强,加强环境保护的呼声越来越高,传统现浇式结构由于劳动生产效率低、资源及能源消耗大、建设周期长以及对环境污染严重等问题,已无法满足现阶段住宅建造的需求。2013-2015年我国政府提出了关于建筑工业化的重要指示,大力发展绿色建材,推进建筑产业现代化,并且有装配式混凝土结构技术规程及装配式混凝土结构的连接节点构造等相关规范,使叠合构件的设计与施工更加规范化,为叠合结构的应用与发展提供了可靠的理论指导,使得装配整体式混凝土结构得到大力发展。而楼板体系是建筑结构的重要体系之一,占整个装配式混凝土结构比重较大,但传统楼板体系施工工艺相对复杂,在一定程度上制约着整个工程的施工进度[1]。预制叠合板不仅解决了现浇混凝土结构中大量支模和钢筋绑扎工作,提高现场施工效率,同时预制楼板生产难度小,适合工厂大规模生产。但是当前我国大部分地区所采用的叠合楼板由于技术路径等原因,依然存在标准化程度低、工厂生产效率低、预制构件外伸钢筋多以及现场安装不方便等问题,未发挥出其应有的优势。因此,深入研究如何提高叠合楼板的承载力、施工速度,并使其更加经济环保,这对推动装配式混凝土结构建筑发展起着重要作用。
  2 叠合板受力特点及分类
  叠合板是预制和现浇混凝土相结合的一种建筑模板。叠合板由预制板和现浇钢筋混凝土层通过桁架筋连接,叠合而成的装配整体式楼板。预制板既是楼板结构的组成部分之一,又是现浇钢筋混凝土叠合层的永久性模板,现浇叠合层内可敷设水平设备管线。钢筋桁架的主要作用是增强叠合层和预制底板界面(或称为施工缝)上的抗剪承载力。混凝土叠合楼板按具体受力状态,分为单向受力和双向受力叠合板。按施工阶段叠合楼板下部是否设置支撑,分为一次受力叠合板和二次受力叠合板,按构造形式有钢筋桁架混凝土叠合板、钢筋桁架楼承板、预应力钢管桁架叠合板、预应力空心板、预应力混凝土双T板等常见叠合楼板,到了21世纪之后,由于新材料和新工艺的不断更新,叠合板在我国的发展研究也是一直处于上升趋势,各种新型的混凝土叠合板层出不穷。如螺旋肋钢筋预应力叠合板、预应力轻骨料混凝土叠合板、预应力轻骨料混凝土叠合板、纤维增强石膏板-钢筋混凝土叠合楼板、预应力轻骨料混凝土叠合板、复合砂浆钢丝网叠合板等。研究叠合板的受力特点发现,将叠合板受力较小的部分区域挖空或者充填其他轻质材料,可以减轻构件自重、省材料、省支撑,所以出现了一大批夹芯或空心叠合板,如预应力混凝土双向密肋夹芯叠合板和SPD 预应力混凝土空心叠合板等;为了增强叠合层的抗剪能力,增加预制底板施工阶段的刚度,又提出了PK预应力混凝土叠合板、WFB预应力混凝土圆孔叠合板、自承式钢筋桁架混凝土叠合板以及带肋预应力混凝土叠合板等。
  3装配式叠合板主要性能研究现状
  3.1抗弯性能研究现状
  陈安英、完海鹰等对钢筋桁架组合楼板在施工阶段和使用阶段进行抗弯性能试验,发现组合楼板的破坏形式和抗弯能力与剪跨比有关,底部钢板能够明显提高组合楼板的抗弯性能;通过理论分析,得出了叠合板桁架高度与施工阶段板的最大无支撑跨度之间的关系[2]。李天、胡宪鑫等通过有限元软件建立无底部压型钢板的双向板、考虑底部压型钢板拼接和不考虑底部压型钢板拼接的楼板使用阶段模型,通过计算和对比分析得出底部压型钢板对钢筋桁架混凝土双向板使用阶段的承载力和抗弯刚度均有所提高[3]。陈思远开展了UHPFRC-RC叠合板的抗弯性能研究,表明UHPFRC-RC叠合板完全可以承担各施工阶段的荷载。王春平对复合砂浆钢丝网叠合板进行抗弯性能试验研究,发现复合砂浆钢丝网底板在没有支撑的情况下作为永久性底模是可行的。叠合板具有良好的整体工作性能,且复合砂浆钢丝网叠合板比现浇板要经济[4]。高新宇对钢筋桁架混凝土叠合板预制底板力学性能进行研究,表明钢筋桁架可以明显减小叠合板施工阶段的挠度,提高了叠合板的抗裂性能和整体刚度[5]。翁传阳通过对四块混凝土叠合板进行静力加载试验,讨论不同长度的附加钢筋和改变截面有效高度对叠合板抗弯性能的影响,结果表明合理地增加截面有效高度和控制附加钢筋的长度,可以有效提高叠合板的承载力。同时在跨中附近设置格构钢筋能够通过混凝土和附加钢筋形成整体,提高叠合板的整体性[6]。
  3.2叠合面抗剪性能研究现状
  80年代,我国成立了叠合结构科研专题组,对叠合面抗剪等进行研究,结果表明叠合面应做成粗糙面以满足抗剪要求。同时北京市建筑工程研究所对叠合面分别设置结合筋、粗糙面、刻槽面、光滑面等进行研究,结果表明设置结合筋效果最好,采用光滑面效果最差。侯建国等进行了 43 块预应力简支叠合板的静力加载试验,研究表明,叠合面的受剪承载力除与叠合面的粗糙度、后浇混凝土的强度等级、结合筋的配筋率及抗拉强度有关外,还与预制薄板的混凝土强度等级、叠合面位置的高低、剪跨比及预应力的大小等因素有关[7]。卫军等通过对三块在叠合面进行拉毛处理的钢筋混凝土连续叠合板试验,发现这种板具有较好的工作性能以及足够的抗剪强度和延性,并提出了此类板的实用支座弯矩调幅系数[8]。刘成才分析了混凝土强度、配箍率、叠合面处理方式、跨高比等因素对叠合面抗剪性能的影响,发现叠合面抗剪强度随后浇混凝土强度的提高而增加,在一定配箍率范围内,随着配箍率的提高而提高,但随着跨高比的增大,试件挠度增大,叠合面抗剪性能降低,且叠合面抗剪强度跟叠合面压痕深度近似成正比例关系,但压痕深度一般不宜超过 10mm,过深将影响预制构件的强度和刚度[9]。   3.3叠合板连接研究现装
  拼缝按照连接方式可分为分离式接缝(底板间不分开的“密拼”)和整体式接缝(底板间有后浇混凝土带)。安徽建筑大學的丁克伟、吴飞等对带拼缝的钢筋桁架混凝土叠合板和一块现浇矩形板进行静力加载破坏试验,结果表明带拼缝的叠合板具有较高的刚度与强度,同时可以通过限位器的约束作用来增加截面的刚度,提高构件的抗裂性能。赵琪乐对预制底板后浇300mm拼缝和密拼两种拼缝形式的双向叠合板进行极限承载力试验,研究了叠合板内力分布、变形特征、裂缝发展情况和破坏形式等特点,结果表明后浇300mm拼缝形式拼接的叠合板的整体性更好[10]。刘运林对双向叠合楼板拼缝处受力机理进行了研究,分析了拼缝处截面受力状态、拼缝处钢筋锚固受力状态和叠合面的受弯状态,探讨了格构钢筋对叠合楼板的刚度和承载的影响,最后提出了一种新型增强拼缝连接形式,并用试验验证了其受力性能[11]。陈宜虎等提出一种双向受力叠合楼板新型密拼连接技术,并对相关节点构造进行足尺试验,结果表明:新型密拼构造的受力性能基本等同现浇结构,拼缝位置的封闭环形钢筋能有效传递结构内力[12]。瞿伟对双拼叠合楼板的抗弯性能进行研究,结果表明在弹性阶段双拼叠合楼板与现浇钢筋混凝土现浇板挠度变形基本一致,钢筋混凝土双拼叠合板具有优良的抗弯性能。且双拼叠合楼板的拼缝的高度,横向连接钢筋的间距是影响钢筋混凝土叠合板抗弯刚度的主要因素,而拼缝宽度以及横向钢筋连接长度,竖向钢筋间距对双拼叠合板的抗弯刚度影响较小[13]。
  3.4新型叠合板研究现状
  近年来,随着对普通混凝土叠合板理论基础研究的日趋完善,我国对普通混凝土叠合板的研究开始朝着其他方面拓展,洪云希等利用保温材料填充的方法,提高了原有空心和夹芯混凝土叠合板的使用性能[14]。周绪红、吴方伯等研发了一种“PK 预应力混凝土叠合板”,通过对预制底板和整体楼板进行一系列破坏试验,证明PK预应力混凝土叠合板承载力、刚度、抗裂性能、整体性等方面有着优越的性能[15]。罗荣在“PK 预应力混凝土叠合楼板”的研究基础上进一步进行创新改进,在 PK 预制底板混凝土肋上外包冷弯薄壁内卷边 C 型槽钢,形成 “PKG 预应力混凝土叠合楼板”,并对“ PK 板”和 “PKG 板”的承载力、预应力损失、变形及刚度等力学性能指标进行了对比分析,得到结论 PKG 板比PK 板的受力性能更优越[16]。谭永超设计了一种“蜂窝孔压型钢板—混凝土叠合板”,它由开有规则蜂窝状孔洞的薄钢板经弯折或压轧成型的波形钢板与混凝土浇筑形成。通过对其预制板和叠合板进行静载试验,表明叠合板刚度和承载力较大,具有良好的延性[17]。冯明远提出一种绿色、经济的“钢肋预应力混凝土叠合板(PCSSR板)”,通过 8 块足尺 PCSSR 试件的抗弯静载试验,结果表明板的破坏形态有典型的受弯破坏特征,其抗弯性能完全满足相关规范的规定和施工要求,增大上翼缘厚度和钢腹板高度可明显提高板的抗弯承载力和抗弯刚度[18]。黄超提出一种“页岩陶粒混凝土叠合楼板”,通过对其单向板和双向板进行静力堆载试验,结果表明所有试件在活荷载标准值作用下均处于弹性阶段,跨中挠度远小于规范限值,同等条件下试验中所采用的叠合楼板刚度和抗裂性要优于现浇楼板[19]。后续随着工业技术的发展,性能优越的叠合板类型会越来越多。
  4 有待进一步研究的问题
  目前研究主要针对一次受力叠合楼板,但实际施工中,存在叠合楼板二次受力的情况,这部分有待更深一步研究。
  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,但不同构造形式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。
   叠合板由于板端出筋、连接构造不合理等因素,现有的混凝土桁架钢筋叠合板并未在装配式建筑实际项目中发挥出其应有的优势,如何将新材料、新工艺也运用到装配式叠合板中有待更深一步研究。
  叠合板拼缝处也是叠合板的薄弱部位,如处理不当容易开裂,影响美观和使用,严重时还会导致渗水、漏水,新型板端拼缝也有待进一步的探究。
  5 结论
  叠合板具有工作性能优越、施工方便、便于工业化生产等优点,是建筑工业化中普遍应用的一种预制构件。目前对叠合板在基本性能方面有较系统的研究,但实际应用中还未真正发挥叠合板的优势,应不断加强叠合板的技术研究,如叠合板拼缝和叠合板出筋等技术难题,积极推动我国建筑工业化的发展。
  参考文献
  [1]苏衍江,薛守斌.叠合楼板发展与研究综述[J].住宅与房地产,2019(23):22-28.
  [2]陈安英,完海鹰,孙磊,冯然.钢筋桁架组合楼板抗弯性能试验研究[J].建筑结构,2015,45(08):59—63+90.
  [3]胡宪鑫.钢筋桁架混凝土楼板受力性能分析[D].郑州大学,2015.
  [4]陈思远. UHPFRC-RC叠合板抗弯性能研究[D].哈尔滨工程大学,2014.
  [5]高新宇. 钢筋桁架混凝土叠合板预制底板力学性能的研究[D].合肥工业大学,2018.
  [6]翁传阳. 含附加钢筋的混凝土叠合板试验研究[D].安徽建筑大学,2014.
  [7]侯建国,贺采旭.预应力混凝土叠合板的叠合面受力性能研究[J].武汉水利电力大学学报,1993(03):307-316.
  [8]卫军,荆建梅,聂建国,郭乐工.连续钢筋混凝土叠合板性能的研究[J].郑州工学院学报,1990(02):55-60.
  [9]刘成才.混凝土叠合结构叠合面抗剪性能影响因素研究[J].中州大学学报,2020,37(03):115-118+128.
  [10]赵琪乐.带拼缝钢筋桁架混凝土叠合板静载试验研究[D].郑州大学,2017.
  [11]陈宜虎,卢旦,张敏,孙后伟,谢光信.双向受力叠合楼板新型密拼连接技术研究[J].工业建筑,2020,50(05):31-35.
  [12]刘运林. 双向叠合楼板拼缝处受力机理试验研究与数值模拟[D].合肥工业大学,2014.
  [13]翟伟. 拼接叠合板的抗弯性能研究[D].安徽建筑大学,2015.
  [14]洪云希, 刘学武, 唐义军,等. 钢筋混凝土双向密肋夹芯保温叠合板研究[J]. 新型建筑材料, 2011, 38(4):31-35.
  [15]吴方伯, PK预应力混凝土叠合板的应用研究. 湖南省,湖南大学,2003-12-18.
  [16]罗荣. PKG预制底板及其叠合板的设计原理与受力性能研究[D].昆明理工大学,2018.
  [17]谭永超. 蜂窝孔压型钢板—混凝土叠合板力学性能研究[D].中国矿业大学,2016.
  [18]冯明远. 钢肋预应力混凝土叠合板抗弯性能研究[D].山东大学,2017.
  [19]黄超. 装配整体式页岩陶粒混凝土叠合楼板原型堆载试验研究[D].武汉理工大学,2017.
  基金项目:大学生创新创业训练计划项目;贺州市科学研究与技术开发项目(贺科技20001);广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2019KY0730)。
  第一作者:林昕玥,女,广西柳州人,2001年生,本科,装配式建筑结构
  通讯作者:张金丹,女,湖南涟源人,1993年生,硕士,混凝土新材料结构以及装配式建筑结构
  贺州学院 建筑工程学院 广西 贺州 542899
其他文献
摘要:随着我国城市化建设步伐日渐加快,市政道路的规划已经提升重要日程,且成为城市化发展的重要环节,而这当然也离不开道路建设技术的不断提升,继而能够满足城市化建设对于道路性能不断提高的技术要求。鉴于此,本文以市政沥青路面施工质量为重要依托,深入探析沥青路面施工质量控制的有效技术手段,并从沥青混合料自身、沥青摊铺与碾压、以及路面接缝与排水等重要施工技术入手,完成沥青道路质量与性能提升的工艺要求,继而为
期刊
摘要:当前建筑工程在实际施工过程中,前期工程咨询工作在其中占据重要位置,与建筑工程施工顺利开展之间具有密切联系。但前期工程咨询工作内容较复杂,会涉及多个方面的内容,但能够为后期建筑工程施工顺利开展提供帮助,所以,在这样的情况下,需相关部门与工作人员提高重视程度,确保前期工程咨询工作能够顺利开展,体现其自身作用和价值,满足建筑工程施工需求中的需求与标准,为建筑工程施工顺利开展提供帮助。因此,本文主要
期刊
摘要:本文简要介绍了地域文化内涵与新膳道餐厅,分析了竹建筑国际发展情况,梳理了基于地域文化环境下竹建筑设计理念:原真性、地域材料使用等;探索了新膳道餐厅案例建筑设计实践,案例工程的设计思想,以地域文化为核心,加强文化融合;案例工程的设计方案,分别从建筑工法、文化创意俩方面进行设计,以期提升竹建筑设计效果,发挥地域文化建筑融合价值。  关键词:竹建筑;新膳道餐厅;地域文化  引言:竹建筑工艺价值表现
期刊
摘要:本篇文章围绕当前园林绿化施工和养护管理过程中会遇到的问题进行分析研究,在研究的基础上找出可以促进传统园林绿化施工模式转变的工作模式以及可以解决当前面临问题的应对措施。通过措施的有效实施来推进园林绿化施工和养护管理体系的不断完善,让园林里的草木可以更好地生长,让城市更加美丽,让城市的可持续发展得到稳固和促进,收获园林绿化的最大社会效益。  关键词:园林绿化;施工;养护管理;有效措施  1 当前
期刊
摘要:在我国经济发展的背景下积累了数以万亿计的不良房地产资产,相关的资产虽然一部分已经从金融资产管理公司中脱离出去,一部分仍留在商业母体中,不良房地产造成的影响会影响我我国社会经济建设,已经成为社会高度关注的热点话题。针对房地产交易期间的各种不良现象本文将从经济成因方面分析,给出解决金融行业不良房地产问题的办法,防止出现土地资源浪费情况,解决土地交易引发的财务问题。  关键词:房地产;金融行业;土
期刊
摘要:众所周知,建筑工程是一项综合性很高的工程,他和人们的生产生活有着密切联系。但是,在建筑工程管理中,却出现了各种各样的问题,这些问题导致人们的生产生活受到了严重影响,更有甚者给人们造成了严重生命和财产损失。因此,研究建筑工程管理中出现的问题以及相应的解决措施是相当重要的。本文注重分析建筑工程管理中出现的问题,以求利用科学的方式解决这些问题,以求促进人们生产生活的发展,促进社会健康和谐发展。  
期刊
摘要:新时期建筑给排水系统运行时,为实现节能降耗运行工作目标,应当在给排水系统设计运行时,灵活应用节能节水技术,如无负压变频水泵、废水回收利用、清洁类能源、优化供水系统设计等。本文基于建筑给排水节能节水技术的实际应用进行分析探讨。  关键词:建筑给排水;节能节水技术;应用分析  引言:  为有效提升建筑给排水系统运行效能,降低系统运行能耗、提高水资源利用效率,应当认识到节能节水技术应用的重要性,并
期刊
摘要:园林绿化苗木病虫害不仅给园林园艺产业带来严重的经济损失,受到伤害的园林景观植物也有损城市景观形象。文章深入探讨园林绿化苗木害虫综合防治技术,并提出了相应的解决问题的方法和措施。  关键词:园林;绿化苗木;害虫;防治技术  1园林病虫害综合防治技术措施主要有:  1.1 选用无病虫种苗及繁殖材料  在苗圃地的选择及处理方面,一般应选择土质疏松、排水透气性好、腐殖质多的地段作为苗圃地。在栽植前进
期刊
摘要:地基作为整个房建工程的建筑基础,对后续工程的质量影响巨大。本次研究指出了目前我国房建工程地基施工的影响因素和质量管理控制过程中存在的问题,针对这些问题从房建工程地基施工的技术问题、管理体系、材料和设备管理、工期安排四个方面提出了相应的管理控制策略。  关键词:房建工程;地基施工;管理控制;策略  0.引言  房建工程地基施工管理质量控制策略关系到工程整体质量,我国地基施工质量控制中存在不少问
期刊
摘要:无人机遥感技术的运用为测绘工程创造了一个全新的时代,不仅实现了测绘数据的高效采集,还提升了测绘效率,降低了测绘成本,保障了测绘数据的精准度。文章对测绘工程测量中无人机遥感技术的运用进行了研究,以期为测绘工程测量工作的实施提供参考。  关键词:测绘工程测量;无人机遥感技术;科学运用  1无人机遥感技术综述  无人机遥感技术是指利用无人机搭载遥感传感器,结合遥测遥控技术、边缘计算机技术、无线通信
期刊