疊合板體系
發布時間：
2023-05-18
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疊合板的定義
疊合板由預制部分和現澆部分組成，又名半預制體系，結合了預制和現澆混凝土，并汲取了各自的優點。
疊合板產生的原因和背景
現澆板具有整體性好，抗震性能好的優點但是費工，需要大量的模板，施工周期長生產難于實現工業化。預制板易于實現建筑構件的工業化(設計標準化，制造工業化，安裝機械化)，構件制作不受季節及氣候限制，可提高構件質量，且施工速度快，可節省大量模板和支承，但整體性差，不利于抗震，抗滲性差。能否將現澆板和預制板二者的優點結合在一起呢?疊合板就兼具有兩種版的優點。疊合板的產生就是這樣的。
疊合板的構成
疊合板由兩部分組成，預制部分多為薄板，在預制構件加工廠完成，施工時吊裝就位，現澆部分在預制板面上完成，預制薄板既作為永久模板而無需模板。又做為樓板的一部分承擔使用荷載。
疊合板的分類如下
連續疊合板、新型疊合板、雙向疊合板、空腹疊合板、預應力混凝土疊合板、pk預應力疊合板、預應力混凝土雙向疊合板、預應力混凝土雙向疊合板。
國內外疊合板主要研究內容
抗震性能、抗彎性能、延性、計算分析設計、能耗、抗裂性能
疊合板國內發展情況和研究進展
我國從1957年開始生產預應力棒，預應力薄板和雙層空心板等裝配整體式構件，首次運用在民用建筑上。1961年同濟大學朱伯龍研制了一種裝配式整體密肋樓板，預制部分為I字小梁下部翼緣上。這種樓板的特點：經濟指標好，構件輕，施工制作方便。
70年代我國預應力混泥土預制小梁與現澆板相結合的混泥土疊合式屋面得到發展先后在廣東，浙江，天津等省市建造了一批采用這種結構的房屋，經濟效果很好，1975年浙江省標準設計站出版了預應力混泥土預制小梁與現澆板疊合的屋面圖集(浙G103.103-1).
進入到80年代以后，隨著我國經濟體制的改革旅游事業得到蓬勃發展，各大城市高層建筑如雨后春筍，這些高層建筑的樓屋面由于抗震的需要，大部分采用現澆結構，但也有相當一部分采用裝配式整體疊合板結構。從1975年到1995年內全部或部分采用疊合結構的近30個工程有多層公共建筑，也有高層建筑。
如北京國際大廈，西苑飯店，武漢金源世界中心，武漢友誼大廈等20多棟。我國一些小城市，在民用建筑中，由于抗滲和運輸安裝的需要拋棄了傳統的空心樓蓋屋面，采用了裝配整體預應力混泥土疊合板屋面，不僅加快了施工進度，而且改善了屋面的防水，取得了很好的經濟效果。疊合梁的預制構件截面形式也豐富多變，如槽形，倒T形，花籃形和L形等。
此外，四川成都市和廣西南寧市也大量采用了預應力薄板和預應力空心板與現澆混泥土疊合的裝配整體式樓屋面。中國建筑技術研究院標準所已編制了這種結構的標準圖集，為廣泛地推廣這種結構創造了條件。
預應力混泥土疊合多孔板廣泛應用在抗震設防烈度要求較高的地區和對整體性，防火要求較高的房屋結構的樓蓋工程中。這類疊合板通常做法是將預應力混泥土空心板就位后，在板面上角柱40~60mm厚混凝泥土疊合層，在疊合層內配置Φ6@200的雙向鋼筋網，使單塊混泥土空心板與相鄰板成為一體，共同受力。
為了探討這種整體的空間結構的受力性能，崔廣仁，孫福英對預應力混泥土空心板疊合整體板的實驗分析，進行均不加載試驗并通過非線性有限元程序進一步驗證了相鄰板參與作用及實驗班的正截面承載能力提高程度。
在國內90年代電力建設研究所對玻璃纖維復合砂漿疊合板以及鋼筋玻璃纖維增強水泥疊合板的結構性能進行了試驗研究，玻璃纖維混凝土疊合板的底板是GRC板(玻璃纖維增強水泥板)， GRC板替代壓型鋼板作為重載樓面的永久性底模，玻璃纖維增強水泥底板作為底板有較好的剛度，良好的裂縫控制性能及足夠的承載能力。在波形板的谷底配筋，然后現澆混泥土而形成疊合板。GRC疊合板剛度大，裂縫出現晚且細密均布，裂縫控制能力強。它具有形狀可靈活分割，整體好，承載力大，施工快捷，耐久性好及無需板底裝修等優點。
吳方伯教授研究的pk預應力混凝土樓蓋是由高強度鋼絲和高強度等級混泥土經工廠預制做成預制預應力混泥土帶肋薄板和預制預應力槽形帶肋梁，運至施工現場現場拼裝后與現澆混泥土疊合而成的新型裝配整體式超靜定結構，是一種整性好，施工簡便節約模板支撐，縮短工期，便于產業化生產，經濟效益好的理想結構形式.
劉漢朝等對倒T形疊合板進行了實驗研究，這種疊合板的預制構件為倒T形板，其肋部厚度已達到疊合板的最終設計厚度，后澆疊合層混泥土只澆筑與安裝后的倒T形肋板間的凹槽中。在傳統的薄板疊合板中，跨中截面的手拉鋼筋一次性配置與預制薄板中，且一般采用預應力筋。預制薄板厚度小兒預拉力大導致預應力控制的技術難度也很大，這是薄板疊合板施工困難的主要原因。倒T形疊合板由于其具有特定的截面形式，跨中受拉鋼筋課先后分別配置于預制倒T形板和后澆疊合層混泥土中(這里稱配置于后澆疊合層混泥土中鋼筋為二次配筋)。與同承載力的薄板疊合板中預制薄板相比預制倒T形板中的預應力筋的配筋量要小，其制作難度更小。
通過實驗，得到如下結論;
(a)當疊合面大小合適且粗糙足夠時倒T形疊合板的疊合賣弄具有很強的粘結康健能力，能保證兩部分混泥土共同有效地工作。
(b)疊合板后澆帶中配置非預應力鋼筋(二次配筋)能提高其跨中截面的受彎承載能力，特別能較大幅度提高疊合板的延性，增強建筑結構的抗震性能。
(c)二次配筋對構件承載能力的影響只在整個加載過程的后期反應出來。
(d)與整體現澆樓蓋相比，倒T形疊合板(屋)蓋結構是一種理想的結構形式。
周有香等研究設計一種新型的鋼筋混泥土雙向密肋加心疊合板，該種樓板將預應力空心板技術與雙向密肋樓板的結構特性有機地結合在一起，既減少了現澆板的支模系統，加快了施工進度，又具有自重輕，整體性好，保溫隔熱等特點，節約了工程造價，技術經濟效益十分顯著，有廣泛地應用前景。
姜忻良，岳建偉對陶粒疊合層疊合板的承載能力進行了研究，理論分析及實驗結果表明：無支撐槽型底板和疊合板的實測抗彎承載力抗裂性能均高于理論計算值，具有較好的彈性恢復特性;陶粒疊合層減輕了自重，凹槽形底板能夠保證施工中不加支承的要求;凹槽形疊合面比矩形疊合面具有更好的抗剪性能。最后，工程應用表明無支撐疊合板能夠滿足鋼結構工程施工周期短的特點，具有較好的經濟指標。
聶建國教授等人研究的高強度混泥土疊合板和普通混泥土疊合板討論了不同疊合面做法對疊合板抗剪性能的影響高強度混泥土具有耐久性好，強度高變形小和抗凍抗滲性好等優點，能適應現代工程結構向大跨重載高聳發展和承受惡略環境條件的要求。
近年來壓型鋼板混泥土組合樓蓋的建筑結構尤其是在超高層建筑中的應用越來越多，實踐及實驗表明近年來發展起來的閉口型鋼板-混泥土組合版的性能優越，備受業主和設計人員的青睞。
為此聶建國教授等人研究了閉口壓型鋼板混泥土的縱向受剪性能以及閉口型壓型鋼板混泥土組合版的受彎實驗，提出了閉口型壓型鋼板混泥土組合版的計算公式，完善了該新型組合板的承載力計算方法。
王祖恩教授通過對不同形式的壓型鋼板-混泥土組合樓板的承載力計算與比較，為合理選擇壓型鋼板的形式提供了依據。壓型鋼板混泥土組合板總體來說分為兩類:壓型鋼板-混泥土組合板，壓型鋼板-混泥土組合板。
疊合板國外發展狀況和研究進展
在20世紀20年代，國外就開始吧混泥土疊合技術運用于橋梁上，40年代開始用在房屋建筑上50年代開始在建筑上得到較大的發展。最初的混泥土疊合結構式鋼梁與現澆板的組合也有采用木梁和現澆混泥土板組合的，以后發展為預制鋼筋混泥土構件與現澆板的組合和預應力混泥土構件與現澆板的組合。
在民用房屋方面，國外使用較多的是一種以工業生產的預應力棒及與預應力薄板作為構件，在其上澆筑低強度混泥土，稱為綜合結構。
在單層和多層工業廠房方面，國外在50年代即開始采用混泥土疊合式整體結構，60年代得到較大的發展，70年代向著構件定型化體系化方向前進。在多層工業廠房樓蓋方面國外一般采用下列兩種型式:
1梁板預制再在其上澆筑整體部分混泥土，英法意等國很多采用這種混泥土疊合裝配整體式樓蓋;
2梁預制板全部現澆，例如波蘭在6m的預應力梁上澆7~10cm厚的混泥土板，兩者用從預應力梁伸出鋼筋來聯系，他能承受較大的活荷載(10KN/m,15KN/m,20KN/m)
近年來日本熊谷組公司先開發了一種鋼筋混泥土結構(施工合理化)半預制梁等構成，并使用市場供應兼作樓板的半預制構件(即疊合預制構件)，在現場澆筑上層混泥土形成整體結構
此外日本的pc疊合板構件廣泛應用于工業廠房公共建筑和多層及高層建筑特別是用在高層建筑樓蓋上可顯示很多優點。該樓面結構整體性好，可用于地震區，甚至是強震區;樓面現澆層可預埋各種管線，有利于安裝工程施工。
壓型鋼板混泥土組合板 一開始應用于歐美國家當時壓型鋼板主要作為澆筑混泥土的永久性模板及施工平臺，為了使其能夠承受施工時混泥土的自重及施工活載，壓型鋼板必須保證一定的強度和剛度，因此壓制成帶凹凸肋形。而使用階段結構的承載及變形仍只考慮鋼筋混泥土板的作用，但是隨著應用與研究的深入，人們發現壓型鋼板的存在能提高板的承載能力。如果能保證壓型鋼板與混泥土結合得更好，兩者基本能結合成整體共同工作壓型鋼板能代替鋼筋受拉力這樣可節約大量鋼筋，相應地還能減少制作安裝施工費用。
因此作為一種新的結構形式，組合板的研究日益深入廣泛地開展起來。美國Ekberg 教授Porter教授等首先在實驗的基礎上，提出了組合板縱向剪切承載能力的計算方法，使得組合板的設計計算理論推進一步，并逐步推廣到世界其他國家。
Krustulovic-Opara N,Dorgan E,Uang chia-Ming,Haghyeghi A探討了用高強滲透水泥漿鋼纖維做成的構件的受彎性能.
而對于高強滲透水泥漿鋼纖維這種材料， Krustulovic-Opara N,Malak S，Jamal Al-Shannag M進行了系統的受拉與受壓研究，發現用滲透水泥漿鋼纖維做成的構件與普通混泥土構件相比，具有強度高，剛度大，良好的裂縫控制性能，施工簡便。高強滲透水泥漿鋼纖維還可用來做永久性底板及用來結構的抗彎及抗剪加固，具有很好的效果。
他們還研究了用這種材料做預制梁與后澆帶混泥土形成的組合梁的性能，發現這種梁具有早強。良好的抗疲勞性，提高構件的抗裂性強度高及剛度大。
Bayasi Z,Kaiser H,Gonzals M研究了用高強滲透水泥漿鋼纖維做的波形底板來代替壓型鋼板的疊合板實驗，高強滲透鋼纖維避免了壓型鋼板作為底板與后澆混泥土產生的滑移的不利影響以及壓型鋼板所需要考慮的防腐和防火問題。用這種材料做的疊合板，當鋼纖維的體積率合適時，波形底板的強度高而且延性好該類波形板在后澆混泥土中配筋，所形成的疊合板的承載能力大抗裂性能好。
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