朱建平，吳欣禹，吳金國，董松員，李 娜

（1.沈陽建筑大學 土木工程學院，遼寧 沈陽 110168；2.遼寧省建設科學研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110168；3.中國人民解放軍空軍研究院工程設計研究所沈陽工程設計室，遼寧 沈陽 110168）

隨著建筑工業(yè)化的高速發(fā)展，裝配式建筑因具有施工效率高、節(jié)能低碳、勞動力需求少等優(yōu)點而得到國家高度重視。全預制板作為裝配式建筑體系中的水平構件之一，具有重要的研究價值。本文就不同時期全預制板的種類和連接形式對國內(nèi)外的文獻和專利加以歸納總結，為推動我國建筑工業(yè)化建設提供有利參考。

1 全預制板種類

查閱國內(nèi)外文獻與專利，按使用功能分為以下幾種常見的全預制板。

1.1 普通全預制板

普通全預制板是指在工廠用模具將普通鋼筋固定，然后澆筑普通等級的混凝土形成的板。

1912 年，John.E.Cozelmann 發(fā)明了普通全預制板, 并為此申請專利。1940 年前后，普通全預制板被大量用到軍工需要的場所。20 世紀50 年代和60 年代，在戰(zhàn)后的東德地區(qū)和西德工業(yè)區(qū)也得到了廣泛應用。到了21 世紀，普通全預制板才真正意義上得到發(fā)展，

2015 年，陳星等[1]在前人的基礎上發(fā)明一種建筑用全預制砼樓板，由板面、板內(nèi)的鋼筋和混凝土組成，板面鋼筋彎入錨固在U 型梁內(nèi)，板內(nèi)的自身構造與剪力墻連接，幾者在澆筑混凝土后形成較穩(wěn)定的樓蓋體系。

1.2 新型材料全預制板

新型材料全預制板是指在普通全預制板材料的基礎上加以改進，使用新型材料使全預制板強度和耐久性提高。

2016 年，吳紹林[2]發(fā)明一種高強度輕質混凝土預制板,板的材料主要由碳纖維和混凝土組成（圖1）。通過試驗與普通板進行強度和耐久性對比，碳纖維材料有效的改善了新舊混凝土層界面變形不協(xié)調的問題，并且使板吸能效果好,并且能夠提高結構構件的抗震性能,增強預制板的強度和耐久性。

圖1 高強度輕質混凝土預制板

1.3 方便預埋全預制板

方便預埋全預制板是指于在全預制板制作時板內(nèi)設置預留孔洞，便于預埋管線，施工安裝方便。

2016 年，李藏柱[3]發(fā)明了一種裝配式建筑預制混凝土空心板,由混凝土結構層、鋼筋網(wǎng)架和錨栓組成,鋼筋網(wǎng)架內(nèi)設置鋼筋籠,外側套設有套子筋,內(nèi)側設有多個錨栓,兩端分別連接鋼板,鋼板和混凝土結構層上開設有對應的吊裝定位孔和支撐架安裝孔。此板有效地解決了預埋管線不便的問題。

2017 年，姜紹杰等[4]發(fā)明一種新型預制空心板,由混凝土、鋼絞線組成，板內(nèi)設置有板體的長度方向一致的通孔,通孔沿板體的寬度方向間隔設置,同時，板內(nèi)還預埋有一行貫穿板體的鋼絞線,長度與板體的長度方向相一致,鋼絞線沿板體的寬度方向間隔設置,鋼絞線位于通孔的孔芯線下側。通過實際應用證明了此板預埋管線的可行性。

2018 年，褚亞慧等[5]在姜紹杰的基礎上改進，發(fā)明了一種水滴孔狀預應力混凝土空心板，由鋼筋和混凝土組成，通孔按板的寬度間隔排列，通孔長度與板的長度方向一致。現(xiàn)已在工程上廣泛使用,從側面印證了此板具有施工安裝方便,便于預埋管線的優(yōu)點。

此類板，雖然方便在板中預埋管線,但只適用于小跨度的建筑,類似于廠房大跨度的結構并無法適用。

1.4 易搭接全預制板

易搭接類全預制板是指使用連接件或根據(jù)自身構造使全預制板便于與其他構件進行搭接。

2013 年，初明進[6]發(fā)明一種主要由鋼筋肋條和混凝土組成的槽型狀預制混凝土板,預制槽形板的縱肋內(nèi)開有與表面平行的縱向貫穿孔洞,縱肋外側設置的橫向凹槽與外側縱向貫穿孔洞相交。此板從設計上滿足了方便搭接的要求，主要用于梁與板的連接。

2018 年，郁有升等[7]提出一種由預制混凝土板,連接鋼板組成的全預制板，其板頂部預留預埋吊鉤鋼筋，板的四周中心位置預埋外伸的連接鋼板，并在連接鋼板焊接抗剪鋼筋,制作完成后運輸至施工現(xiàn)場采用四點吊起的方式就位，最后用螺栓連接固定在H型鋼梁上,梁與板拼縫空隙用混凝土填充,易于搭接。

2019 年，李明等[8]提出一種新型暗梁式連接全預制樓板，包括預制板、U 型筋、抗剪鋼條組成。采用縱向受力鋼筋向上彎折并預留在板側一定長度的U 形筋，兩塊全預制板通過板側預留的U 形筋相互搭接形成雙肢的封閉箍,再配合連接鋼筋綁扎在連接處形成暗梁結構,最后在連接處澆筑混凝土，便于板與板、板與梁的搭接。

2 裝配式全預制板連接方式

裝配式全預制板按用途分類主要為板與板連接、板與梁連接。本文就主要連接形式進行介紹，具體如下。

2.1 板-板的連接

李藏柱[8]發(fā)明一種預制板連接組件及預制板連接結構,由板、連接件、螺栓組成（圖2）。連接件成對設置于預制板的上下表面；每個連接件包括一體成型的一塊連接板和兩個凸塊；預制板的上下表面靠近邊緣位置設置有與凸塊匹配的第一凹槽；連接件的兩個凸塊分別嵌入兩塊預制板的第一凹槽，螺栓穿過兩個連接件的凸塊，螺母旋擰在螺栓上將兩個連接件夾緊固定，進一步實現(xiàn)兩塊預制板的連接。它的優(yōu)點是加強了螺栓與預制板連接處的抗拉強度，同時，連接組件和預制板形成的連接結構整齊、美觀，便于對預制板進一步施工。

圖2 板-板螺栓連接

李明等[9]發(fā)明暗梁式全預制板—板結構連接是由預制板、U 型筋、抗剪鋼條組成，如圖3 所示。采用縱向受力鋼筋向上彎折并預留在板側一定長度的 U 形筋，兩塊全預制板通過板側預留的 U 形筋相互搭接形成雙肢的封閉箍，再配合連接鋼筋綁扎在連接處形成暗梁結構,最后在連接處澆筑混凝土。此鏈接具有連接處傳力連續(xù)、整體性好，減少了大量的濕作業(yè)，在保證承載力的同時還具有施工便捷、節(jié)能環(huán)保的特點。

圖3 暗梁式全預制板—板連接

2.2 板-梁的連接

2018 年，南曉東等[10]發(fā)明一種下沉式預制板與H 型鋼梁連接節(jié)點構造。如圖4 所示，梁板連接處的板頂預埋有連接件,連接件由連接鋼板與W 型鋼筋組成,連接鋼板在外伸段預留單排螺栓孔,W 型鋼筋焊于連接鋼板底；H 型鋼梁上翼緣預留單排螺栓孔,螺栓依次穿過鋼梁上翼緣、連接鋼板,螺栓下端與鋼梁上翼緣底焊牢,螺栓上端通過螺帽固定。預制板上的荷載通過W 型鋼筋與連接鋼板傳遞到鋼梁上,傳力路徑明確。此連接具有強度高、剛度高,安全可靠、裝配效率。

圖4 暗梁式全預制板—板連接

2020 年，馬千里等[11]發(fā)明一種新型結構梁與全預制板連接節(jié)點的鋼筋構造，由結構梁和預制板組成（圖5）。結構梁包括若干呈環(huán)形的梁封閉箍筋和若干直條狀的梁腰筋，預制板包括呈U 形的兩種筋條，其中，筋條位于結構梁一側且其U 形底部處扣合在梁封閉箍筋上；另一筋條位于結構梁另一側且其U 形底部處扣合在上述梁封閉箍筋上。此連接具有穩(wěn)定性高的優(yōu)點。

圖5 暗梁式全預制板—板連接

3 結論與展望

3.1 結論

全預制板種類。從普通全預制板、新型材料全預制板、方便預埋全預制板、免支撐全預制板、易搭接全預制板這五類，總結了國內(nèi)外研究和應用的裝配式全預制板的構造形式及其特點，歸納國內(nèi)外學者對其設計理念的思考對其基本性能的認識。

全預制板連接方式。從板與板連接、板與梁、板與柱的連接方式，總結裝全預制板與其他構件連接方式，指出了連接方式的特點與不足。

3.2 展望

新材料、新技術、新方法為裝配式全預制板領域帶來了新一輪技術變革和機遇。加強技術層面的研究和應用層面的研究的推廣，對于提高我國裝配式建筑工業(yè)化具有重要意義。

針對裝配式全預制板連接方式難題，是當前裝配式全預制板應用迫切需要解決的問題。如采用連接件連接可為我國裝配式結構實現(xiàn)規(guī)?；咝б?，節(jié)能環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展提供理論與技術支持。