4.3.1 概述
1）概念
钢管桁架预应力混凝土叠合板是在预制带肋底板混凝土叠合板基础上研发的一种新型叠合板，主要由预应力混凝土底板和灌浆钢管桁架组成，如图4.35至图4.37所示。其结合了钢筋桁架混凝土叠合板与预应力混凝土叠合板各自的特点，扬长避短。预应力的施加解决了前者底板开裂问题，钢管桁架则解决了后者反拱问题。该叠合板桁架的上弦钢筋优化为灌浆钢管，有效提高了预制底板的刚度，减小了底板厚度，具有质量小、承载力高、抗裂性能好以及生产效率高等优点。
图4.35 钢管桁架预应力混凝土叠合板示意图
图4.36 钢管桁架示意图
在大跨度和超大跨度的双向叠合板上，钢管桁架预应力混凝土叠合板的优势更大。大跨度板在框架结构中的应用最多，剪力墙住宅中的大客厅中也会用到。在使用过程中，我们可以在板面上放置空心管、泡沫块、再生塑料叠合箱等，从而形成叠合空心减重板。而对于超大跨度板来说，钢管桁架需另行设计和加工，往往需要更粗的钢管和更高的桁架。超大跨度板全面适用于地下车库、多层工业厂房等大跨、重载的场景，它能减少次梁根数，增大净高，减少吊装次数，提高施工效率。如果再配合减重箱，还能形成纵横井字暗梁的密肋楼盖，从而降低结构高度、减轻自重。此外，超大跨度板也可用作“板式叠合梁”“板式叠合梁”中的预应力筋，可代替梁底的第一排纵筋，在减少用钢量的同时，还能避免支座处钢筋碰撞，提升吊装效率。
图4.37 钢管桁架预应力混凝土预制板
2）特点
钢管桁架预应力混凝土叠合板有预应力钢筋和灌浆钢管桁架的存在，主要具备承载力高、抗裂性好、经济性好等优点。
（1）高承载能力
钢管桁架预应力混凝土底板的受力钢筋采用1570级、直径5 mm的低松弛螺旋肋钢丝，它是由优质碳素钢盘冷拔而成，抗拉强度较高，设计值fpy=1 110 MPa，是普通热轧带肋钢筋HRB400的3倍。同时，桁架的上弦钢筋为了避免受压屈曲破坏而优化为灌浆钢管，有效提高了其抗弯刚度，在相同板厚的情况下，较钢筋桁架混凝土叠合板具有更高的抗弯承载力。钢管桁架预应力混凝土底板的堆载如图4.38所示。
（2）高抗裂性能
钢管桁架预应力混凝土底板通过张拉螺旋肋钢丝使全截面受到预压应力，张拉控制力σcon=0.5fpyk。在底板混凝土强度相同的情况下，尽管预应力混凝土底板厚度小于普通混凝土底板，但其抗弯刚度是普通混凝土底板的2倍以上，充分展现了钢管桁架预应力混凝土底板优异的抗裂性能及较大的抗弯刚度，因此钢管桁架预应力混凝土叠合板适合大跨度结构，如图4.39所示。
图4.38 钢管桁架预应力混凝土底板堆载
图4.39 大跨度钢管桁架预应力混凝土底板
（3）经济性好
目前，装配式建筑所用叠合板的预制底板厚度均大于60 mm。钢管桁架预应力混凝土底板借助预应力筋提供的预压应力及钢管桁架提供的较大刚度，在满足裂缝及挠度控制要求的情况下，底板最小厚度可以做到35 mm（图4.40），质量减少了约40%，有利于构件运输及塔吊吊装。高强预应力钢丝作为受力筋，在抗拉强度满足设计要求的情况下也减少了用钢量；生产工艺上因采用长线台座张拉制作，模具摊销少；蒸汽养护及各种自动化机具的使用均有效提高了生产效率，具有良好的经济效益。
图4.40 钢管桁架预应力混凝土底板示意图
（4）其他特点
钢管桁架预应力混凝土底板厚度为35～40 mm，整个叠合板厚度在4～5 m跨度范围内可控制在120 mm，与全现浇混凝土板同厚，且不影响叠合层内的管线布置。如前文所述，预制底板具有轻质高强的特点，可有效增大施工现场的临时支撑间距，减少支撑数量，降低施工成本（图4.41）；并且底板两侧不出筋，支撑的两端也仅一端留有胡子筋（图4.42），方便了工厂化生产及现场的安装施工。
图4.41 钢管桁架预应力混凝土底板支撑
图4.42 钢管桁架预应力混凝土底板单面出筋