[0001] 本申请涉及装配式建筑的技术领域，特别是涉及一种预应力叠合板及其成型方法、装配式建筑。

[0002] ‌带肋预应力叠合板是一种结合了预制预应力混凝土底板和现浇钢筋混凝土层的装配整体式楼板。这种楼板通过先张法工艺生产的预制预应力混凝土带肋底板与现浇钢筋
混凝土层叠合而成，具有单肋或多肋结构，肋的形式通常为矩形、T形或楔形。带肋预应力叠
合板的设计原则和计算方法主要基于提高楼板的刚度和承载力。通过在底板上设置矩形或
T形肋，增大了新旧混凝土的接触面积，肋与肋内预留孔洞后浇混凝土形成的“销栓效应”能
够增大机械咬合力，从而提高叠合面的抗剪性能。带肋预应力叠合板因具有结构轻薄、免撑
跨度大、抗裂防渗、节约成本等优势，而被应用于装配式建筑的生产施工中。

[0003] 然而，带肋预应力叠合板的实际应用中仍然存在以下几个问题，阻碍了其大面积推广而后应用：首先，由于肋的存在，机电管线现场铺设存在较大的困难，现有技术一般是
直接在肋上留空使管线从肋中穿过，但是受限于楼板厚度及肋的抗剪、抗压要求，留空较小
难以实现多种管线交叉穿越；其次，肋与底板之间通常采用二次浇筑实现连接，不仅工艺复
杂且运输、施工过程中存在较大的剥离风险；再者，带肋叠合板垂直于肋的方向承载能力
差，当垂直于肋的方向尺寸较大时容易产生顺肋方向的裂缝，且由于肋的存在使带肋叠合
板难以垂直于肋条方向进行补强，从而限制了带肋叠合板在混凝土住宅领域的应用。

[0046] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申
请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不
违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

[0047] 在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示
或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解
为对本申请的限制。

[0048] 此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、
“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术
语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0049] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一
体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可
以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域
的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0050] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间
媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特
征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之
下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水
平高度小于第二特征。

[0051] 需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以
是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂
直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

[0052] 参阅图1至图3，为本申请一实施例展示的一种预应力叠合板100，包括叠合板主体10、多个支撑机构20以及多个连接件30。

[0053] 其中，叠合板主体10为预应力叠合板100的主体结构，本申请中叠合板主体10为矩形构造。也即，叠合板主体10具有相垂直的第一方向和第二方向。

[0054] 容易理解的，当第一方向指代叠合板主体10的长度方向时，第二方向则为叠合板主体10的宽度方向；或者当第一方向指代叠合板主体10的宽度方向时，第二方向则为叠合
板主体10的长度方向。

[0055] 具体地，本申请中采用第一方向指代叠合板主体10的长度方向，也即图1中的Y轴方向；第二方向指代叠合板主体10的宽度方向，也即图1中的X轴方向。

[0056] 多个支撑机构20沿着第二方向间隔布置于叠合板主体10的下方，支撑机构20的长度延伸方向与第一方向相一致；每一个支撑机构20通过至少一个连接件30与叠合板主体10
组装连接。

[0057] 综上，实施本实施例技术方案将获得如下有益效果：本方案的预应力叠合板100，通过采用连接件30将支撑机构20与叠合板主体10进行组装连接，在楼板成型前可使叠合板
主体10与支撑机构20组合成一个整体，充分发挥预应力结构与钢结构的性能优势，其中，支
撑机构20能够抵抗预应力混凝土起拱变形，增强预应力叠合板的纵向刚度，提高预应力叠
合板的免撑跨度，替代传统带肋预应力叠合板的肋条，方便现场机电管线施工并节省施工
时间和施工成本，用可复用的支撑机构20免除了预应力叠合板的肋条生产，降低了构件的
制造成本。通过连接件30在叠合板主体10的底部布置可拆卸的支撑机构20来替代带肋预应
力叠合板主体10上方的肋条，使本发明预应力叠合板在现场施工时不受肋条干扰，极大的
方便现场对机电管线进行穿插施工。此外连接件30在楼板成型后可以加强楼板叠合部分与
现浇部分间的连接，使楼板形成更稳固的整体，提高承载能力及抗裂防渗漏能力。

[0058] 请继续参阅图图1，图2和图4，在一个可选的实施例中，叠合板主体10包括混凝土底板11和抗裂网12，抗裂网12设置于混凝土底板11的底面，抗裂网12沿着叠合板主体10的
第二方向延伸铺设。

[0059] 其中，混凝土可采用但不限于普通细石混凝土，强度等级不小于C40，混凝土中粗骨料的最大粒径不大于10mm，其他要求与普通混凝土相同。混凝土底板11浇筑厚度应根据
设计确定，从构造要求及经济效益上考量，其厚度宜为35mm 45mm。
~

[0060] 抗裂网12布置于混凝土底板11（也即叠合板主体10）的底面，抗裂网12通常为非金属网格状材料。优选材料宜为耐碱玻纤网格布或土工格栅或碳纤维网等；优选网格布或格
栅的网孔尺寸不大于20cm*20cm。

[0061] 抗裂网12应沿叠合板主体10的短边方向（也即第二方向或者宽度方向）铺设，抗裂网12能够增强叠合板施工成型后的抗裂防渗能力，增强超宽叠合板的横向抗弯能力。

[0062] 但有必要说明的是，叠合板主体10并不一定都需要布置抗裂网12，抗裂网12一般在叠合板主体10的宽度大于2.4米时才进行布置。

[0063] 根据实际需要，抗裂网12的铺设方式可以有多种。例如，一实施例中抗裂网12铺满于混凝土底板11的底面。抗裂网12铺满整个混凝土底板11的底面有助于获得更好的抗裂防
渗能力和横向抗弯能力。

[0064] 或者，在另一个实施例中，抗裂网12包括多个条状网单元，多个条状网单元沿着第二方向间隔铺设，相邻两个条状网单元的宽度不大于单个条状网单元的宽度。如此排布，能
够在满足所需的抗裂防渗能力和横向抗弯能力的基础上节省抗裂网12的使用耗材，降低施
工成本以及现场施工工步耗时，提高预应力叠合板100的施工成型效率。

[0065] 请继续参阅图1，图2和图4，进一步地，叠合板主体10还包括多根预应力筋13，多根预应力筋13沿着第二方向间隔并排设置于混凝土底板11，每根预应力筋13均沿着第一方向
延伸布置，且预应力筋13的端部伸出至混凝土底板11的第一方向的侧面的外部预设长度。
预应力筋13是叠合板主体10的重要组成部分，是预应力叠合板100的主要受力结构，可以与
混凝土底板11配合对叠合板主体10施加预应力以增强叠合板主体10的抗裂性能、增加预应
力叠合板100的免撑跨度。

[0066] 本申请中，预应力筋13的直径为3mm 7mm，具体直径根据具体项目由设计方确定。~
预应力筋13为市场中常见的预应力钢丝，抗拉强度宜为1570MPa及以上。预应力筋13设于叠
合板主体10的底部，距叠合板主体10底面的净距为预应力筋13保护层厚度，一般不小于
20mm。预应力筋13的间距由设计确定，一般应满足50mm的模数。

[0067] 请继续参阅图2和图4，更进一步地，叠合板主体10还包括分布筋14，分布筋14布置于预应力筋13的上方，分布筋14的延伸方向与预应力筋13延伸方向相垂直，分布筋14与预
应力筋13绑扎连接。分布筋14的设置能够起到抗裂、横向抗弯的效果，分布筋14的作用与抗
裂网12类似，应用中可自由组合使用。

[0068] 分布筋14可使用与预应力筋13同等级、同尺寸的预应力钢筋，也可使用普通带肋钢筋（HRB335及以上等级），普通带肋钢筋的尺寸宜为6mm或者8mm；分布筋14的间距宜按构
造要求确定，通常不大于300mm。

[0069] 需要说明的是，一般情况下分布筋14不出筋，但当预应力叠合板100为双向板设计时，应按设计图纸要求在垂直于预应力筋13的方向布置受力钢筋，此时应看作受力钢筋等
同于分布筋14，无需重复布置分布筋14。

[0070] 请继续参阅图1，图2和图4，此外，在上述任一实施例的基础上，叠合板主体10还包括桁架筋15，桁架筋15设置于预应力筋13的上方并与预应力筋13垂直布置，且桁架筋15与
预应力筋13绑扎连接。桁架筋15采用普通钢筋桁架，桁架筋15的规格尺寸根据相关标准图
集和楼板厚度选用，桁架筋15采用垂直于预应力筋13的方向布置，桁架筋15的边距和净距
应根据计算模拟和试验验证来确定，一般边距不大于600mm，净距不大于2400mm，设置桁架
筋15能显著提升叠合板主体10的刚度和横向抗弯能力。

[0071] 具体而言，本实施例中桁架筋15包括第一桁架筋15a和第二桁架筋15b，第一桁架筋15a沿着第二方向延伸设置，且第一桁架筋15a的长度与混凝土底板11的宽度相等（实际
使用中，第一桁架筋15a的长度一般略小于混凝土底板11的宽度）。第二桁架筋15b沿着第二
方向延伸设置，且第二桁架筋15b的长度小于混凝土底板11的宽度。

[0072] 设置的第一桁架筋15a用以提高预应力叠合板100的横向刚度、增强预应力叠合板100的横向抗弯能力、降低预应力叠合板100运输吊装过程中的开裂风险、加强预应力叠合
板100与现浇层的连接、提高楼板的整体性、架立现场钢筋网时充当叠合板吊装的吊点。设
置的第二桁架筋15b的长度一般不超过600mm，其作用是充当预应力叠合板100吊装的吊点，
比吊装预埋件更便宜，更方便生产施工。

[0073] 需要说明的是，若第一桁架筋15a在预应力叠合板100安装并支撑完成后，若妨碍现场施工可进行切断或截断处理。

[0074] 本申请中，支撑机构20是一种用于增强预应力叠合板100刚度并抵抗预应力混凝土起拱变形的可拆卸重复使用的功能部件。

[0075] 请继续参阅图5至图7，在一个可选的实施例中，支撑机构20还包括支撑构件21和翼板22，支撑构件21的长度延伸方向与第一方向相一致，支撑构件21包括支撑板211、第一
连接板212和第二连接板213，第一连接板212和第二连接板213分别连接在支撑板211的宽
度方向的相对两侧，以使第一连接板212、支撑板211和第二连接板213配合围成容置槽，翼
板22设于容置槽内，且翼板22的相邻三个侧边分别与对应的第一连接板212、支撑板211和
第二连接板213连接固定，连接件30穿设于第一连接板212以将支撑机构20与叠合板主体10
连接。

[0076] 可以理解的，支撑构件21采用截面为U型或C型的带槽条形钢构件，结构简单，易于获得，结构强度高。将翼板22安装至容置槽内，翼板22对外周的第一连接板212、支撑板211
以及第二连接板213形成支撑加固，以进一步加强支撑构件21的刚度和强度。

[0077] 如图7所示，需要说明的是，支撑构件21的长度与叠合板主体10长度匹配（一般比叠合板主体10略短），支撑构件21的内宽b宜为60mm 120mm，支撑构件21的外宽B宜小于
~
150mm；支撑构件21的厚度t宜为3mm 10mm，支撑构件21的高度H为80mm 260mm，支撑构件21
~ ~
的厚度和高度应根据叠合板免撑跨度和变形要求由计算确定，理论上跨度越大则厚度及高
度越大。

[0078] 在上述实施例的基础上，第一连接板212开设有通孔212a，连接件30包括螺杆31和螺母32，螺杆31穿设在通孔212a内，螺杆31穿过通孔212a的部分将支撑机构20与叠合板连
接，螺杆31留置于容置槽内的部分与螺母32螺接。采用螺纹连接方式安装及拆卸操作均便
捷省力，连接强度高，利于支撑机构20重复利用而不影响使用性能与可靠性。

[0079] 进一步地，第一连接板212还开设有与通孔212a同心布置的多边形凹槽212b，多边形凹槽212b的内接圆的直径大于通孔212a的直径，连接件30还包括限位磁块33和吸附磁片
34，吸附磁片34固设于螺母32的端面，限位磁块33可分离的套接于螺母32以及吸附磁片34
的外部，限位磁块33的外周设为多边形结构，多边形结构与多边形凹槽212b适配嵌合。当螺
母32与螺杆31拧紧装配好后，限位磁块33插入多边形凹槽212b内，借助多个配合面的限位
作用使得安装好后的螺母32不可转动，以达到锁止防松的作用，提高支撑机构20整体结构
的稳定性。

[0080] 限位磁块33和吸附磁片34因具备磁吸力，而具有自吸附能力，便于与支撑构件21吸附固定而不易松脱掉落。

[0081] 请继续参阅图8至图10，连接件30还包括垫片35，螺杆31包括依次连接的上部钢筋段311、变截面段312和下部螺纹段313，上部钢筋段311连接支撑机构20与叠合板主体10，垫
片35套设于下部螺纹段313并抵接于变截面段312与抗裂网12之间，螺母32、吸附磁片34以
及限位磁块33装设于下部螺纹段313的外部。上部钢筋段311用于与叠合板主体10以及支撑
机构20相连接，变截面段312用于就爱那个垫片35压紧在抗裂网12上，起到定位和防压坏作
用，下部螺纹段313则用于与螺母32螺接，以实现连接件30安装。

[0082] 需要说明的是，上部钢筋段311为未加工的热轧带肋钢筋，钢筋的直径宜为10mm、12mm、14mm、16mm等其中的一种，上部钢筋段311的长度应与楼板厚度匹配（一般比楼板总厚
度小20mm）；下部螺纹段313为经过套丝加工的螺纹段，螺纹的间距及深度应与常规的六角
形螺母32匹配，螺纹段直径宜为6mm、8mm、10mm、12mm等其中的一种，下部螺纹段313的直径
应比上部钢筋段311的直径小2mm至4mm，下部螺纹段313的长度宜为30mm 60mm且不大于支
~
撑构件21的高度的1/2；变截面段312为变截面螺杆31上连接上部钢筋段311与下部螺纹段
313的过渡区段，变截面段312可用套丝机或钢筋切削工具切出一个内缩的螺杆31薄弱面，
不仅制作简单成本低廉（用普通钢筋套丝切削生产），也能很好的满足其在使用过程中的连
接紧固、方便拆卸的功能需求（叠合板生产及安装过程中与磁吸螺母32配合使用是实现连
接件30的紧固作用，楼板成型后变截面螺杆31可在薄弱面处轻松截断完成支撑机构20的拆
卸）。

[0083] 本申请中，螺母32具体为六角螺母32，其规格尺寸与所使用的螺杆31的变截面段312的尺寸匹配；限位磁块33是一个套在六角螺母32外围用来限制六角螺母32转动的正六
边形磁块，限位磁块33的内六角卡住六角螺母32，外六角嵌入并吸附在支撑机构20开孔的
六边形凹槽内，限位磁块33的厚度应比凹槽深度大但不宜超过六角螺母32与吸附磁片34的
长度之和；吸附磁片34是一种截面形状与六角螺母32相同的带磁性的薄片，吸附磁片34的
厚度宜为1mm 3mm，吸附磁片34与六角螺母32叠放吸附在一起后一同嵌入限位磁块33中组
~
合成磁吸螺母32（吸附磁片34与六角螺母32叠放后可用强力胶将二者粘合成一个整体）。将
磁吸螺母32带磁块一端嵌入吸附在支撑机构20开孔的凹槽结构内就形成了一个可拆卸的
不可转动螺母32，这种结构即方便预应力叠合板生产时与变截面螺杆31配合完成连接件30
安装，又能方便楼板成型后支撑机构20的拆卸。

[0084] 请继续参阅图8，此外，在上述实施例的基础上，连接件30还包括加强筋组36，加强筋组36包括并排间隔设置的第一加强筋361和第二加强筋362，以及将第一加强筋361与第
二加强筋362绑扎固定的绑扎件363，变截面段312夹设于第一加强筋361与第二加强筋362
之间，第一加强筋361以及第二加强筋362与预应力筋13绑扎连接。加强筋组36可增强连接
件30的连接效果，更好的将叠合板主体10与支撑机构20结合成一个整体以实现更好的共同
受力组合。

[0085] 第一加强筋361和第二加强筋362的中间部位夹住螺杆31的上部钢筋段311的底部，第一加强筋361和第二加强筋362的长度为200mm 350mm、直径为8mm 12mm。
~ ~

[0086] 请继续参阅图11，此外，本申请还提供一种如上任一实施例所述的预应力叠合板100的成型方法，其包括如下步骤：

[0087] S10：搭建生产平台。

[0088] 本申请中，根据预应力叠合板100的结构特点及功能需求，采用正打工艺进行生产，也即将叠合板的底面作为模具面。

[0089] 使用到的模具主要包括底模和侧模，生产时先安装底模、后安装侧模。底模由模块化组件与支撑机构20按设计的组合方式组装成上表面平整的生产平台，此时应严格控制支
撑结构与平台底模间的拼缝宽度，当缝宽大于2mm时，宜用密封胶进行拼缝处理。

[0090] 生产平台搭建完成后，需要底模、侧模的表面涂刷脱模剂，以便后续有效脱模处理。

[0091] S20：按设计要求间距布置预应力筋13并初步拉紧固定。

[0092] S30：完成预应力筋13张拉后，在螺杆31下部套上垫片35，找到生产平台上支撑机构20的开孔位置，将配套的带垫片35的螺杆31套件插入孔中并拧紧，然后将加强筋组36夹
住螺杆31放在预应力筋13上并进行绑扎固定，完成连接件30的安装。

[0093] S40：按设计要求依次安放桁架筋15、分布筋14及其他预埋件。

[0094] S50：进行混凝土浇筑作业以成型得到混凝土底板11。

[0095] 预留预埋完成后应进行隐蔽项目检查，然后进行混凝土浇筑，浇筑过程中应沿预应力筋13方向均匀布料并充分振捣，浇筑完成后应在混凝土初凝前在混凝土上表明进行拉
毛，拉毛深度宜控制在4 6mm；混凝土养护到设计强度的75%且不低于30MPa时，即可进行预
~
应力筋13的放张及脱模转运操作，构件脱模后进行渗水试验检查构件是否存在开裂渗水问
题，转运时构件的堆叠层数不超过10层且应将尺寸较大的构件置于下层；构件进场后应及
时安装或堆放在平整的硬化场地上，构件的吊装应由专业班组严格按照大型预制构件吊装
工艺要求组织作业。吊装时应根据构件的性能条件与现场的实际需求设置必要的支撑。

[0096] S60：完成吊装与支撑后方可在叠合板主体10上进行现场钢筋与水电管线的铺设作业，随后可进行楼板的现浇作业。

[0097] S70：楼板成型并达到混凝土强度要求后，将支撑机构20拆除。

[0098] 支撑机构20拆除的具体操作方法是：先取出嵌入六边形凹槽的限位磁块33（可通过强力磁铁吸附或直接撬开等方法），然后拧松并取下六角螺母32（连带着吸附磁片34一
起），重复上两步操作将支撑结构上所有六角螺母32全部取下，然后取下支撑结构，再将刚
取下的磁吸螺母32组合后再次嵌入凹槽中，最后将支撑结构打包运回工厂完成回收；对于
连接件30的螺杆31外露部分可使用简易工具或工装用冲切或扭剪的方式从变截面螺杆31
的薄弱面将螺杆31外露部分截断，然后取下垫片35并在凹槽处填充密封胶。

[0099] 此外，本申请还提供一种装配式建筑，其包括如上任一实施例所述的预应力叠合板100。

[0100] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0101] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护
范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。