裝配式樓蓋平面內受力性能研究綜述

李 強

(河北浚源建筑設計有限公司邢臺分公司，河北 邢臺 054000)

在建筑物的設計和建造過程中，關于建筑整體結構的設計不僅要具備足夠的科學性與合理性，更要在建筑物的整體結構強度和內部的受力分布等角度達到穩(wěn)定的狀態(tài)。在一般的建筑整體結構劃分中，樓蓋部分負責對豎向的荷載和水平荷載進行力的傳遞和分配。樓蓋能夠在水平荷載的作用下，憑借自身足夠的水平剛度和整體性，將水平荷載與豎向壓力進行轉換與傳遞。從而使其內部各處的受力均勻，荷載集中的部分能夠均勻分散到各處。

一、裝配式樓蓋平面內受力性能分析的意義

按照建筑物結構功能模塊的劃分，樓蓋體系在建筑物的整體結構中負責平面的荷載及承重。常見的樓蓋形式主要有木制樓蓋體系和組合樓蓋體系兩類。伴隨著近年來建筑施工技術的水平和工藝快速提升，裝配式結構體系已在我國的大量建筑施工項目中得到了相對廣泛的應用。并且在施工效率和質量方面獲得了普遍認可。但由于裝配式樓蓋在剛性樓蓋的假設應用方面存在設計上的爭議和分歧，具體的應用方式和受力分析情況存在著較大的差異。因此，針對樓蓋體系平面內的受力性能進行分析和研究，不但能針對樓蓋體系相對于樓蓋平面內的水平荷載分布及傳遞狀況進行全面把握，還能在評估樓蓋體系的整體變形性能及裝配時平面內受力的情況方面給出準確數據。

二、裝配式樓蓋的特點及其平面內受力性能

(一)裝配式木樓蓋體系

建筑結構中的木樓蓋體系來源已久，其經過了較長時間的發(fā)展和演變。從建筑結構的設計到施工環(huán)節(jié)都具備著一定的成熟度。木樓蓋體系的主要組成部分有樓面擱柵、覆面板及二者之間的栓釘連接組成。在長期的發(fā)展和演變過程中，木樓蓋體系組件的功能和樣式也愈發(fā)復雜。樓蓋擱柵已經從原始的原木材質逐步發(fā)展為矩形材和復合工字形材及桁架等諸多類型。與此同時，覆面板的類型和樣式也衍生出了多種門類。裝配式木樓蓋在設計時需要充分考慮擱柵的連續(xù)性，確保離散的覆面板與擱柵之間能夠通過足夠數量的栓釘進行穩(wěn)固的連接，以增強建筑物樓蓋整體的結構強度。栓釘的抗剪連接性能同樣對樓蓋的水平方向受力和承載性能有著決定性的作用。經過較長時間的普及應用，木樓蓋體系憑借其節(jié)能效果突出，建設速度快且抗震性能優(yōu)越等優(yōu)勢，在大量建筑項目中得以應用。并且其應用范圍廣泛的覆蓋了世界多個地區(qū)。其中，北美、東亞等諸多國家更是將木樓蓋作為他們的主要建筑形式。

木樓蓋平面內受力性能的實驗表明了其荷載和位移之間的關聯性。即在外界循環(huán)條件作用下樓蓋的剛度退化表現。對木樓蓋平面內的動力測試可得出結論，木樓蓋的阻尼比在0.07至0.11之間。木樓蓋的阻尼效應和樓蓋的跨度呈正相關。對于覆面板性能、釘節(jié)點滑移和加載方式的分析同樣使木樓蓋平面內剛度和阻尼特性產生關聯。結合木樓蓋平面內抗剪實驗的結果，能夠更加精確地確定木樓蓋的計算模型及其在不同動力水平荷載下的結構響應程度。國外學者對木樓蓋的不同應用環(huán)境和受力情況下的模擬實驗，獲得了大量關于木樓蓋平面內剛度的真實數據。結合應用木樓蓋的實際高層建筑進行分析，也得出了水平荷載條件下木樓蓋的整體受力性能結果。這些研究表明，木樓蓋體系更適用于高層建筑，而對于大跨度建筑則難以保證其結構強度。

(二)裝配式組合樓蓋體系

從理論上說，樓蓋形式和結構特征的差異會導致其內部的絕對剛性存在較大差別。如若遇到地震等自然外力作用時，可能會存在不同程度的水平變形情況?？紤]到單一材質的構件所組成的樓蓋結構可能存在一定不足，為了更全面的滿足和適應現代建筑的建造需求。并在樓蓋的角度充分提升其剛性和受力能力，組合樓蓋體系就應運而生。將組合樓蓋體系和成熟的裝配式技術相組合，能夠產生物理性能優(yōu)異的裝配式組合樓蓋體系。例如常見的裝配式鋼-混凝土組合，木-混凝土組合等種類。

三、結語

在計算裝配式樓蓋內部的受力性能時，可將這部分剛度無限放大。將其假定為剛性樓蓋，為平面內受力性能的分析和相關物理指標的計算提供便利。同時，對于整體結構的抗震性能研究也能起到一定效果。木樓蓋體系能有效提升建筑的結構剛度，增加平面受力性能。將其與其他建材配合使用能夠進一步凸顯優(yōu)勢。裝配式組合樓蓋在樓蓋體系中的整體應用效果較好，但在整體性方面又存在一定問題。可逐步通過后澆帶及灌縫處理來加強其裝配的整體性。