混凝土夹心屋面板是一种集承载和保温于一体的新型屋面板体系,适用于工业化生产,对实现住宅产业化提供了重要技术支撑。由于混凝土夹心屋面板内外叶温差较大,会引起混凝土内外叶出现较大的温度应力,再加板上外荷载的耦合作用,会对板的性能产生显著的影响。研究温度和外荷载耦合作用对混凝土夹心屋面板的设计和推广应用具有重要的意义。首先,在现有温度场理论计算公式基础之上,考虑材料在温度变化周期内的徐变和应力松弛等,得到了长沙地区不同厚度混凝土夹心屋面板不同工况下的温度荷载。其次,将连接件匀质化为连续的夹心层,取二维简支单向板为理论计算模型,在基本假设和板微元体基本方程的基础上建立夹心板平衡方程,考虑板内外叶曲率不匹配的情况,建立板内几何方程和相容方程,联立平衡方程、几何方程和相容方程,推导出了混凝土夹心屋面板在温度和外荷载耦合作用下的界面应力的微分方程,根据边界条件求得界面剪应力和正应力的解析式以及夹心板内外叶和内外叶连接件的内力值。第三,利用有限元软件ABAQUS对混凝土夹心屋面板在温度和外荷载耦合作用下的受力进行有限元分析计算,并将其与理论计算结果进行对比,发现利用两种方法得到的计算结果基本吻合。第四,利用理论公式解析解,对影响混凝土夹心屋面板界面应力和内外叶内力的影响因素进行分析。分析结果表明,温度作用不可忽略且板内外叶厚度、连接件布置间距和连接件刚度是影响板界面应力和内外叶内力的重要因素。最后,通过理论推导,得到了温度和外荷载耦合作用下预应力混凝土夹心屋面板界面应力、内外叶内力以及挠度的解析解,分析表明预应力大小是影响预应力夹心板受力的一个重要影响因素。