一种带桁架压型钢板楼承板的制作方法

本技术具体涉及工程，具体是一种带桁架压型钢板楼承板，可广泛应用于各种工程的楼板。

背景技术：

1、行业应用与核心价值定位

2、钢板楼承板作为建筑工程中楼板施工的核心承重与模板一体化构件，凭借 “工厂预制、现场拼装” 的优势，已成为多高层钢结构建筑、装配式住宅、工业厂房及大型公共建筑（如会展中心、体育场馆）的关键配套产品。其核心功能贯穿建筑施工与长期使用全周期：施工阶段作为混凝土楼板的永久模板，替代传统木模板或钢模板，大幅减少现场支模工序；同时需直接承受混凝土自重、施工人员及设备荷载，避免施工阶段结构变形；后期则与现浇混凝土协同工作，形成 “钢 - 混凝土” 复合楼板结构，通过钢构件的抗拉性能与混凝土的抗压性能互补，显著提升楼板的整体承载能力、抗裂性能及抗震稳定性，是实现建筑 “轻量化、高效化、长寿命” 的重要技术载体。

3、随着我国装配式建筑渗透率持续提升（2025 年目标达到 30% 以上）及大跨度建筑需求激增，市场对钢板楼承板的性能提出双重要求：一方面需突破传统产品的跨度限制，满足3米以上的大跨度楼板免撑施工需求；另一方面需在提升刚度的同时控制构件自重与材料成本，避免因结构冗余导致建筑整体用钢量、混凝土用量激增，符合 “低碳建筑” 的行业发展趋势。然而，当前主流钢板楼承板产品在结构设计与性能平衡上仍存在诸多技术瓶颈，难以完全适配上述需求。

4、现有技术的核心痛点与缺陷

5、（一）传统薄底钢板楼承板：跨度受限，结构冗余突出

6、现有薄底钢板楼承板主要分为钢筋桁架楼承板与压型钢楼承板两大类型（如专利cn202421829869.2、cn202130746117.5 所公开的结构），其薄底钢板厚度普遍控制在 0.4~1.2mm 以减少钢材用量，但因缺乏系统性的加强设计，导致产品性能存在明显短板：

7、跨度局限显著：受限于薄底钢板的整体刚度，传统楼承板的通长免撑跨度普遍不超过 3 米，若需应用于更大跨度场景，需额外设置大量临时支撑或加密次梁，不仅增加施工工序与成本，还延长工期，与装配式建筑 “高效施工” 的理念相悖；

8、结构自重大、用钢量高：部分产品为提升局部刚度，虽在薄底钢板上设置 u 型槽，但未优化 u 型槽的间距与深度配比 —— 要么 u 型槽间距过小（通常小于 200mm），导致单位面积内钢板用量增加；要么为避免混凝土浇筑时 u 型槽变形，刻意加大侧壁斜度（斜度普遍大于 30°）并增厚钢板（超 1.0mm），既增加了楼承板自身用钢量，又因 u 型槽占用空间过大，不得不提升楼板整体厚度（通常超 150mm），进一步导致混凝土用量与楼板自重激增，形成 “刚度提升依赖材料堆砌” 的恶性循环。

9、（二）钢筋桁架与压型钢板组合方案：协同性差，优化不足

10、为突破跨度限制，行业内出现了 “钢筋桁架 + 压型钢板” 的组合结构（如专利cn211817283u、cn223202566u 所公开的技术），其设计思路是通过钢筋桁架的抗剪刚度与压型钢板的抗弯刚度叠加，提升楼承板整体性能。但该类方案存在本质缺陷：

11、组合截面协同性缺失：钢筋桁架与压型钢板仅为简单的叠加拼接，未形成受力协同的组合截面 —— 钢筋桁架主要承受竖向荷载，压型钢板仅作为模板传递局部应力，两者的力学性能未有效融合，导致 “1+1＜2” 的效果；

12、用钢量成本失控：为达到预期刚度，该类方案需同时加大钢筋桁架的腹杆直径（超6mm）与压型钢板的厚度（超 1.2mm），用钢量较传统产品增加 30%~50%，虽能将跨度提升至4~5 米，但经济性极差，难以大规模推广；

13、施工适应性弱：钢筋桁架与压型钢板的连接节点复杂，需现场焊接或螺栓固定，不仅增加施工难度，还易因节点质量问题（如焊接不牢固、螺栓松动）导致后期结构隐患。

14、（三）刚度优化型楼承板：跨度与成本平衡失效

15、近年部分专利（如 cn202510255898.5、cn202020477037.4）尝试通过 “高刚度上弦 + 平板桁架” 的组合结构优化性能，虽在一定程度上提升了楼承板的抗弯刚度，但其技术缺陷仍未解决：

16、跨度提升有限：该类方案的免撑跨度仅能提升至 3~4 米，远未满足大跨度建筑（如工业厂房、会展中心）对 8 米以上跨度的需求；

17、楼板配套成本激增：当试图进一步扩大跨度时，需通过增加楼板厚度（超 180mm）、加密楼板内置钢筋（直径超 12mm、间距小于 150mm）来弥补结构刚度不足，导致楼板自身的钢筋用钢量增加 40% 以上，混凝土用量增加 35% 以上，不仅推高建筑总成本，还因楼板自重过大，增加主体结构（梁、柱、基础）的承载负担，形成连锁性的成本与性能矛盾；

18、结构设计冗余：高刚度上弦与平板桁架的连接方式未针对 “钢 - 混凝土协同受力” 进行优化，上弦的刚度优势未充分传递至混凝土层，反而因上弦尺寸过大（如矩形钢管截面超 100×50mm）占用楼板空间，进一步压缩混凝土有效受力截面，陷入 “刚度提升 -空间占用 - 截面补偿” 的低效循环。

19、技术改进的必要性与创新方向

20、综合现有技术的痛点可见，当前钢板楼承板行业面临 “跨度提升与成本控制无法平衡”“结构刚度与协同受力难以兼顾”“施工效率与长期性能相互制约” 三大核心矛盾。在此背景下，研发一种具备以下特征的新型钢板楼承板已成为行业迫切需求：

21、突破跨度限制：通过优化薄底钢板的 u 型槽结构（如合理设计间距、深度与侧壁加强）、钢腹杆与钢上弦的协同受力体系，实现 6米以上的免撑跨度，适配大跨度建筑需求；

22、控制材料成本：摒弃 “材料堆砌” 的传统思路，通过组合截面优化（如钢腹杆与薄底钢板的精准连接、增强腹杆的局部补强），在提升刚度的同时，将楼承板用钢量减少至传统产品的 0.8倍以内，避免楼板混凝土与内置钢筋用量激增；

23、简化施工流程：通过预制组件（如钢上弦与钢腹杆的预组装）、标准化连接节点（如纵向钢筋的精准固定），减少现场施工工序，提升装配效率；

24、强化协同性能：确保薄底钢板、钢腹杆、钢上弦与后期混凝土形成完整的协同受力体系，充分发挥各材料的性能优势，避免局部应力集中导致的结构隐患。

25、本钢板楼承板的技术方案正是针对上述需求提出，通过对薄底钢板 u 型槽的非对称设计、钢腹杆连接u型槽和宽翼缘钢上弦（7）、增加u型槽左右侧壁的拉结及施工流程的标准化优化，旨在解决现有技术的核心缺陷，为建筑行业提供 “大跨度、低成本、高效率、长寿命” 的楼板解决方案。

技术实现思路

1、（一）实用新型目的

2、本实用新型旨在解决钢板楼承板行业 “跨度与成本失衡”“刚度与协同脱节”“效率与性能制约” 三大矛盾，适配装配式与大跨度建筑需求，核心目的如下：

3、突破跨度限制：通过 u 型槽非对称优化与钢腹杆 - 宽翼缘上弦协同体系，实现3~10 米免撑跨度，无需额外临时支撑，契合高效施工需求；

4、平衡性能与成本：以组合截面精准设计、薄底钢板（0.4~1.5mm）优化，将用钢量降至传统产品 0.8 倍内，避免混凝土与钢筋用量激增，减轻主体结构负担；

5、强化协同受力：构建 “薄底钢板 - u 型槽 - 钢腹杆 - 钢上弦” 一体化体系，形成 “压 - 拉 - 剪” 协同受力，与混凝土深度融合，避免应力集中，提升承载与抗裂性；

6、简化施工提效：通过预制组件集成、标准化节点设计，减少 70% 现场工序，工厂化工艺控误差，保障施工效率与质量；

7、适配低碳趋势：精简材料、降低能耗，实现全生命周期碳排放降 22% 以上，集成装饰 / 防火层，降低全周期成本，提供 “大跨度、低成本、高效率” 解决方案。

8、（二）技术方案

9、为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种带桁架压型钢板楼承板，同时提供该钢板楼承板的制造方法，具体技术方案如下：

10、1.一种带桁架压型钢板楼承板

11、其特征在于，包括薄底钢板（1）、钢腹杆（6）及钢上弦（7）三大核心组件，各组件结构及连接关系如下：

12、薄底钢板（1）：其厚度为 0.4~1.5mm；所述薄底钢板（1）弯折形成多条 u 型槽（2），所述 u 型槽（2）由底板（3）和侧壁（4）组成；所述 u 型槽（2）的开口两侧为平板（5）；所述底板（3）与所述平板（5）平行，且两者之间的垂直距离不小于 50mm；

13、钢腹杆（6）：由钢筋或钢管或槽钢或扁钢连续弯折成波浪形，其上部弯折处形成波峰，下部弯折处形成波谷；所述钢腹杆（6）的波谷与所述薄底钢板（1）固定连接；

14、钢上弦（7）：其宽度不小于 30mm；所述钢腹杆（6）的波峰处与所述钢上弦（7）固定连接。

15、本实用新型的核心创新在于通过 “薄钢板一体化成型 + 组合空间结构协同受力” 的设计，突破传统楼承板 “跨度 - 成本 - 刚度” 的矛盾，其技术原理与关键参数设计逻辑如下：

16、1)薄底钢板（1）厚度与结构设计的科学性

17、本实用新型选用厚度为 0.4~1.5mm 的薄钢板，通过数控滚弯工艺一体弯折形成带 u 型槽（2）的薄底钢板（1），该薄底钢板兼具混凝土浇筑模板功能与结构受力功能 ——弯折成型的 u 型槽（含底板 3、侧壁 4）与开口两侧的平板（5）形成自带肋状加强的结构形态，使薄钢板自身具备一定的强度与刚度，可直接作为施工阶段的永久模板。

18、此厚度范围（0.4~1.5mm）的确定，是基于多组试验数据与理论计算的优化结果：当钢板厚度小于 0.4mm 时，薄钢板的局部刚度显著不足，在混凝土自重、施工振捣等荷载作用下易产生不可恢复的局部凹陷或翘曲，导致混凝土浇筑后楼板表面平整度偏差超规范要求（≥5mm/2m），不仅影响后续装修施工，还会因表面不平整降低建筑使用美观性；当钢板厚度大于 1.5mm 时，虽能提升刚度，但薄底钢板的单位面积用钢量会呈线性激增（厚度每增加 0.1mm，用钢量增加 6.7kg/㎡），而楼承板的薄底钢板主要承担施工阶段的模板功能与后期次要受力，超厚设计会导致材料性能冗余，使楼承板的综合成本（材料 + 运输）提升30% 以上，严重违背 “经济性” 设计原则。因此，0.4~1.5mm 的厚度范围是 “刚度满足需求” 与 “成本可控” 的最优平衡区间。

19、2)组合空间结构的受力协同机制

20、本实用新型通过波浪形钢腹杆（6）将薄底钢板（1）与钢上弦（7）刚性连接，形成“钢上弦 - 钢腹杆 - 薄底钢板” 的组合空间桁架结构，该结构突破传统楼承板 “单一构件受力” 的局限，实现各组件的协同受力：

21、力的传递路径优化：在竖向荷载作用下，钢上弦（7）作为受压构件承担压力，薄底钢板的 u 型槽底板（3）及平板（5）作为受拉构件承担拉力，钢腹杆（6）与 u 型槽侧壁（4）共同承担剪力，形成 “压 - 拉 - 剪” 协同的受力体系；

22、惯性矩与刚度提升：相比传统楼承板（上翼缘多为窄幅钢筋、下翼缘为平板），本实用新型通过钢上弦（宽度≥30mm）与薄底钢板 u 型槽（深度≥50mm）的设计，大幅加大了上、下翼缘的截面距离（即力臂），使楼承板的截面惯性矩提升 50%~80%，抗弯刚度与抗拉强度同步增强 —— 根据力学计算，楼承板的免撑跨度可从传统的 2~3 米提升至 4~10 米，完全满足大跨度建筑的施工需求，解决结构布置次梁过密的问题。

23、3)钢上弦（7）的选型与功能优势

24、本实用新型限定钢上弦（7）宽度不小于 30mm，且优选扁形钢（如平面钢筋桁架、八字形槽钢、扁钢管等），其设计逻辑兼具结构合理性与施工便利性：

25、空间结构协调性：30mm 以上的宽度可与 u 型槽（2）的上口宽度（通常 100~200mm）或平板（5）的宽度（通常 150~300mm）形成匹配的空间尺度，确保钢上弦与钢腹杆、薄底钢板的连接节点受力均衡，避免局部应力集中；

26、钢 - 混协同性能：扁形钢的平面结构可与后期现浇混凝土形成大面积结合面，混凝土硬化后，钢上弦可作为楼板内置受力钢构件，与混凝土协同承担使用阶段的荷载，无需额外设置过多受力钢筋；

27、施工与抗裂优势：扁形钢的规整形态便于楼承板的纵向拼接（通过两端连接孔 和螺栓固定），可实现钢上弦在楼板全长范围内的连续贯通 —— 这种贯通式上弦不仅提升了楼板的整体刚度，还能有效抑制混凝土收缩产生的裂缝，同时减少楼板负弯矩区的钢筋用量（可减少 20%~30%），进一步降低工程成本。

28、2. 从属技术特征（进一步优化方案）

29、为适配不同场景需求，本实用新型可通过以下从属技术特征进一步优化结构性能：

30、•肋结构优化：

31、作为第一种优选方案： 每个所述 u 型槽（2）左右两侧的上部附近，分别与左右两排所述钢腹杆（6）的波谷一一对应焊接；所述左右两排钢腹杆（6）的波峰分别与所述钢上弦（7）的左右两侧焊接，形成所述薄底钢板（1）的一组纵向受力肋（8），每组肋（8）对应一个 u型槽；

32、u 型槽与无下弦桁架协同构成空间受力肋结构，在荷载作用下形成高效的力学传递体系：钢上弦（7）主要承担压力，u 型槽槽底主要承受拉力，钢腹杆与 u 型槽侧壁则共同发挥抗剪作用。这一合理的受力分配模式，显著提升了肋结构的抗弯刚度 —— 相较于传统形式，其刚度增幅可有效优化结构尺寸，不仅能减小肋的宽度与布置数量，还能大幅拓宽平板的跨度。平板跨度的增加直接减少了构件拼接节点与整体混凝土浇筑量，从源头上实现材料用量的精简。

33、此外，在 u 型槽上焊接无下弦肋的构造设计，还能对 u 型槽本体及上部平板的局部变形形成有效约束。这种约束作用可降低结构局部应力集中现象，使底板在满足受力性能要求的前提下进一步减薄。底板厚度的优化不仅减少了混凝土用量，同时也因构件截面尺寸缩小，相应降低了钢筋或钢材的配置需求，最终实现钢、混凝土两类核心材料用量的双重节约，兼具结构安全性与经济性优势。

34、作为第二种优选方案： 两个相邻的所述 u 型槽（2）的相邻侧壁上部附近，共同与左右两排所述钢腹杆（6）的波谷焊接；所述左右两排钢腹杆（6）的波峰与所述钢上弦（7）的左右两侧焊接，形成所述薄底钢板（1）的一组纵向受力肋（8），每组肋（8）对应两个 u 型槽；

35、在相邻两个 u 型槽的侧壁上方焊接无下弦桁架（即于平板上方布设钢上弦（7）），形成的复合结构体系，针对跨度较小、整体板厚较薄的楼板场景优势显著。相较于传统纯压型钢板楼板，该体系的结构刚度大幅提升，不仅能将楼板适用跨度拓展至 4~6 米，还可实现材料用量的高效优化：混凝土用量可减少 30% 以上，用钢量亦能降低 20% 以上，在保障优异力学性能的同时，显著提升了结构的经济性价比，兼具技术合理性与成本优势。

36、作为第三种优选方案：每个所述 u 型槽（2）的底板（3）上表面与单排或多排所述钢腹杆（6）的波谷焊接；所述钢腹杆（6）的波峰与所述钢上弦（7）下表面焊接，形成所述薄底钢板（1）的一组纵向受力肋（8），适用于对 u 型槽空间利用率要求高的场景。

37、•增强腹杆设置：

38、作为第四种优选方案：所述肋（8）的两排钢腹杆（6）之间设有一排或两排增强钢腹杆（6a）；所述增强钢腹杆（6a）的波峰与所述钢上弦（7）的下表面焊接，波谷与所述底板（3）的上表面焊接，进一步提升肋（8）的抗剪刚度；

39、作为第五种优选方案：所述增强钢腹杆（6a）沿所述肋（8）的长度方向间断设置，在确保刚度的同时减少材料用量，降低自重。

40、针对跨度较大、混凝土厚度较厚的楼承板，其支座区域（含边支座与跨梁支座）因受力集中易产生较大剪力，成为结构设计中的关键控制部位。为高效解决这一问题，可采用支座处局部增设桁架腹杆的优化方案：无需对楼承板整体结构全面增加材料用量，仅通过在剪力集中的支座区域补充腹杆，即可针对性提升该部位的抗剪承载力，确保完全满足结构抗剪设计要求。

41、•横向稳定结构：

42、作为第六种优选方案：所述 u 型槽（2）的左右侧壁（4）之间焊接有拉结钢（9）；所述拉结钢（9）为扁钢或钢筋或槽钢或钢管（优选宽度 20~30mm 的扁钢，间距 500~800mm），防止 u 型槽侧壁屈曲变形；

43、作为第七种优选方案：所述钢腹杆（6）的左右两排之间的波谷处焊接有横向钢（10）（优选直径 5~8mm 的钢筋，间距 500~800mm），提升钢腹杆的波谷和u型肋开口处横向稳定性，避免排间错位。

44、当 u 型槽槽深较大且钢板厚度较薄时，楼承板在混凝土浇筑阶段易面临双重挑战：一方面，新浇筑混凝土会对 u 型槽侧壁产生较大侧压力；另一方面，薄钢板在侧压力及自身受力作用下，极易发生失稳变形。这两类问题会直接破坏楼承板的预设受力形态，严重影响其最终力学性能。

45、为针对性解决这一问题，可通过增设拉结钢的方式优化结构稳定性：在 u 型槽顶部或桁架腹杆底部设置拉结钢，能有效约束钢板的变形趋势，显著提升 u 型槽整体抗失稳能力。进一步地，当 u 型槽槽深大于 100mm 时，可在其 “腰间”（即槽身中部区域）额外布设拉结钢 —— 这一设计可通过强化 u 型槽的自身刚度，使楼承板在满足受力要求的前提下进一步减薄。楼承板厚度的优化，最终可直接降低钢材的用量，实现结构稳定性与经济性的双重提升。

46、•钢上弦结构选择：

47、作为第八种优选方案：所述钢上弦（7）可根据荷载需求选择以下任意一种结构：

48、a. 平面钢筋桁架：由两根纵向平行钢筋（直径 8~12mm）和钢筋腹杆（直径 4~6mm）组成，所述钢筋腹杆由钢筋连续弯折而成，且平行于所述平板（5），适用于上弦宽度较大时；

49、b. 开口朝下槽钢，槽钢的肢同腹板的夹角不小于90度：优先选用冷弯八字形槽钢，其构造与受力设计具备多重优势：槽钢腹板与平板（5）保持平行，翼缘倾斜角度则与桁架腹杆完全匹配，这种精准的角度契合可实现腹杆与槽钢翼缘的全接触焊接—— 相较于局部接触焊接，全接触形式大幅提升了节点传力的可靠性，能充分保证连接部位的强度，有效避免荷载传递过程中节点失效的风险。

50、从材料受力效率来看，冷弯八字形槽钢的用钢量主要集中于腹板区域，且腹板设计宽度较大。这一特性带来两大核心益处：其一，较宽的腹板使槽钢形心位置显著远离 u型槽槽底，根据力学原理，形心与受拉区（u 型槽底）的距离增大，可直接提升楼承板的截面抵抗矩，进而大幅增强整体抗弯刚度，因此该结构尤其适用于跨度较大的楼承板场景；其二，宽腹板设计为楼承板的纵向拼接提供了充足的连接空间，便于施工阶段的高效组装，同时能保证纵向连接的稳定性。

51、待混凝土浇筑完成后，冷弯八字形槽钢与混凝土形成协同受力体系，槽钢腹板可充分参与结构受力，有效替代部分传统楼板内的受力钢筋功能，最终实现楼板钢筋用量的减少，在保障结构性能的同时进一步优化材料成本。

52、c. 钢板：厚度 2~5mm，宽度 40~60mm，加工简便，适用于简易场景；

53、d. 扁钢管或矩形管：截面尺寸优选 30×20mm~60×30mm，壁厚0.8~1.5mm，抗扭性能好，适用于复杂荷载场景；

54、e. 上小下大的等腰梯形钢管：上底宽度 30~40mm，下底宽度 40~60mm，高度 30~50mm，壁厚 3~5mm，与混凝土结合面积大，协同性能最优，适用于大荷载、大跨度场景。

55、•钢腹杆焊接位置：

56、作为第九种优选方案：所述钢腹杆（6）与所述薄底钢板（1）的焊接连接位置可根据结构需求选择以下任意一种：

57、a. 波谷与所述平板（5）靠近侧壁（4）附近焊接：可以采用电阻焊 —— 该工艺具有自动化程度高、焊接效率快、接头质量稳定的特点，无需复杂的人工操作即可实现标准化焊接，能充分适配工业化批量生产需求，大幅提升楼承板的加工制作效率；

58、为进一步优化钢腹杆与平板（5）的连接效果，可对钢腹杆在波谷连接位置进行构造优化：将钢腹杆在波谷处向外弯折，或通过弯折形成一段平直段。这种设计能有效增大钢腹杆与平板（5）的接触面积，不仅让焊接操作更便捷，还能使焊接接头受力更均匀，减少局部应力集中，从而进一步提升腹杆与平板连接的可靠性和结构整体传力效率；

59、b. 波谷与所述侧壁（4）焊接：将波谷与 u 型槽侧壁直接焊接，可构建更简洁高效的传力路径 —— 荷载能通过焊接节点直接在波谷与侧壁间传递，无需额外过渡构件，避免了间接传力可能产生的应力损耗或节点变形，使桁架与 u 型槽协同构成的空间肋结构受力更均衡，整体性能显著提升稳定性。

60、此外，当钢腹杆与 u 型槽侧壁的接触深度较大时，腹杆除承担自身受力外，还能对侧壁形成局部加强作用：通过与侧壁的深度接触，腹杆可约束侧壁在荷载作用下的局部鼓曲或变形趋势，有效提升侧壁的局部稳定强度。这种 “受力 + 加强” 的双重作用，进一步强化了空间肋的整体刚度与抗失稳能力，为结构力学性能的长期稳定提供了更可靠的保障。

61、c. 波谷与所述侧壁（4）和所述平板（5）的交界处焊接：具备传力与施工的双重优势：从力学传递来看，该连接方式可使荷载直接通过焊接节点在波谷、侧壁与平板间传递，无需额外过渡结构，避免了间接传力导致的应力损耗或节点变形，大幅提升传力效率；从施工适配性来看，交界处的平面结构形态能与电阻焊接工艺完美契合，依托电阻焊自动化程度高、接头质量稳定、作业效率快的特点，可轻松实现工业化批量焊接，兼顾施工便捷性与连接可靠性。

62、为进一步强化连接部位的力学性能，需从构件细节设计进行优化：

63、钢板弯折处倒角处理：在钢板（特指侧壁与平板的弯折过渡区域）的弯折位置设置局部弯折倒角，可有效分散弯折处的应力集中，避免因应力叠加导致钢板开裂，提升构件自身的抗损伤能力，为节点连接提供稳定的结构基础。

64、腹杆波谷处平直段设计：将钢腹杆在与波谷连接的位置弯折出一段平直段，通过该平直段与波谷、侧壁的接触面扩大，使焊接接头的受力面积显著增加，让荷载在接头处传递更均匀，减少局部应力集中现象，直接提升腹杆与波谷连接的承载强度，进一步保障整体结构的稳定性。

65、•纵向钢筋与连接件：

66、作为第十种优选方案：所述底板（3）的上方设有纵向钢筋（11）（直径 和根数根据设计受力选定），所述纵向钢筋（11）通过连接件（12）与所述底板（3）或所述侧壁（4）固定连接，增强与混凝土的协同抗拉性能；

67、作为第十一种优选方案：所述纵向钢筋（11）与所述底板（3）之间的距离控制在 15~30mm（优选 20~25mm），确保钢筋保护层厚度符合规范要求，避免锈蚀；

68、作为第十二种优选方案：所述连接件（12）可根据安装需求选择以下任意一种结构：

69、a. 单层或多层扁钢，与所述侧壁（4）连接，且其平面平行于所述底板（3）；

70、b. 单层或多层槽钢，且与所述侧壁（4）连接或所述底板（3）连接；

71、c. 钢筋组件，由钢筋及连接于钢筋之间的斜向钢筋组成；

72、d. 扁钢管，其宽边面平行于所述底板（3），且与所述侧壁（4）或所述底板（3）连接；

73、e. h形钢，其翼缘平行于所述底板（3），且与所述侧壁（4）或所述底板（3）连接。

74、作为第十三种优选方案：所述纵向钢筋（11）的两端设有螺纹（长度 20~30mm），所述纵向钢筋（11）穿过所述连接件（12）预设的孔径（比钢筋直径大 1~2mm）后，通过螺帽（13）（配套钢筋螺纹的普通六角螺帽）拧紧固定，便于现场调整。

75、一、双层构件（扁钢 / 槽钢）：预留缝隙实现下张弦与初始预应力

76、当采用两层扁钢或两层槽钢作为弦杆构件时，可在两层构件之间预留略大于纵向钢筋直径的缝隙。施工时将纵向钢筋穿入缝隙，通过螺帽拧紧的方式对钢筋施加预拉力，形成兼具初始预应力的下张弦结构。这种设计的核心优势在于：

77、纵向钢筋在预拉力作用下可提前抵消部分后期荷载产生的拉力，显著提升楼承板的整体刚度与抗裂性能；

78、待混凝土浇筑完成后，该纵向钢筋无需额外拆除或更换，可直接作为楼板下部受力钢筋参与工作，实现 “一筋两用”，既简化施工流程，又保障结构受力的连续性。

79、二、单层构件（槽钢 / h 型钢 / 扁钢管）：开孔穿筋形成张弦钢筋

80、若采用单层槽钢、h 型钢或扁钢管作为弦杆构件，由于构件本身无双层缝隙可利用，需通过在构件连接件上开设孔洞的方式布设纵向钢筋 —— 将纵向钢筋直接穿过预设孔洞，即可形成张弦钢筋体系。该方案虽无法像双层构件那样便捷施加初始预应力，但纵向钢筋仍能有效承担楼板下部拉力，提升结构承载能力，且开孔位置与尺寸可根据钢筋规格灵活调整，适配不同受力需求。

81、三、简化方案：钢筋直接焊接于连接件

82、对于跨度较小、荷载作用较轻的楼承板场景，可采用更简化的连接方式：将纵向钢筋直接焊接在弦杆构件的连接件上。这种方案无需预留缝隙或开孔，施工操作更便捷，但需注意：

83、焊接连接无法像螺栓张紧那样对钢筋施加预拉力，且焊接接头的传力均匀性、抗疲劳性能均略逊于螺栓连接，仅适用于受力要求不高的简易场景；

84、设计时需确保焊接长度与焊缝质量符合规范要求，避免因焊接强度不足导致节点失效。

85、薄底钢板加强结构：

86、作为第十四种优选方案：所述侧壁（4）上设有冷压肋（14），通过冷压工艺一体成型，提升侧壁抗屈曲能力；

87、作为第十五种优选方案：所述冷压肋（14）可选择竖向肋、斜向肋、八字肋或十字交叉肋，其中十字交叉肋的加强效果最优，适用于 u 型槽深度超 80mm 的场景；

88、当 u 型槽槽高较大且钢板厚度较薄时，受截面形态与材料特性影响，侧壁易因局部刚度不足出现强度薄弱区域，在荷载作用下可能引发局部失稳破坏，进而影响楼承板整体结构安全。针对这一问题，通过在 u 型槽侧壁采用冷压肋工艺，可通过改变侧壁钢板的截面形态，显著提升其局部抗压、抗折强度，有效抑制失稳风险。

89、为进一步优化加强效果，冷压肋的布设方向需结合侧壁实际受力特性设计：经有限元分析验证，将肋条设置为斜向形态，且使其走向与侧壁在荷载作用下的主受力方向保持一致，能让肋条更高效地分担侧壁应力，避免应力集中，相比随机方向的肋条，可更精准地提升侧壁强度 —— 在此基础上，还能在满足强度要求的前提下进一步减薄钢板厚度，实现材料用量的优化。

90、其中，十字交叉肋的设计方案效果最优：交叉分布的肋条在侧壁表面形成类似桁架腹杆的受力体系，既能通过横向肋约束侧壁的水平鼓曲变形，又能通过纵向肋承担竖向应力，使侧壁从单一平面受力转化为空间网格受力，大幅提升整体抗失稳能力与承载效率，是兼顾结构性能与经济性的理想选择。

91、作为第十六种优选方案：所述平板（5）上设有多条横向肋（15），通过压制工艺成型，提升平板的局部刚度，避免混凝土浇筑时凹陷；

92、作为第十七种优选方案： 所述横向肋（15）可呈凹形、凸形或凹凸交替形，其中凸形肋的施工便利性最优，便于混凝土振捣密实。

93、当 u 型槽间的间距较大时，位于 u 型槽顶部的平板因跨度增加，易出现刚度不足的问题，在荷载作用下可能产生过量变形或局部应力集中。为针对性提升平板性能，可通过冷压横向肋的工艺对平板进行加强：无需增加平板钢板的厚度，仅通过冷压工艺在平板表面形成横向肋条，即可通过改变平板截面形态、增大截面抵抗矩，显著提升平板的整体刚度与抗弯强度，有效抑制变形风险。

94、若需进一步增大 u 型槽间距（即平板跨度进一步拓宽），且仍需避免增加钢板厚度以控制成本与自重，可升级采用凹凸交替的横向肋设计。相较于传统单一的凹肋或凸肋，凹凸交替的肋条形态能使平板截面形成更优的受力体系：凹肋与凸肋相互协同，可大幅提升平板截面的惯性矩，经结构分析验证，其抗弯刚度较单一肋型可提升两倍以上；同时，这种交替形态还能分散平板局部应力，对底板（平板）的局部承压、抗折强度有显著改进作用，确保平板在大跨度下仍能满足力学性能要求，实现 “以形代厚” 的高效设计目标。

95、平板尺寸优化：

96、作为第十八种优选方案：所述平板（5）的宽度大于底板（3）的宽度，可实现两大核心优化：一方面能直接拓宽相邻 u 型槽之间的间距，另一方面可在保证结构整体受力需求的前提下，相应减小单个 u 型槽的自身宽度。

97、从力学性能来看，该设计未削弱混凝土楼板的受力强度与刚度 —— 平板宽度的增加虽扩大了其覆盖范围，但结合此前优化的空间受力肋（u 型槽与无下弦桁架协同）、局部加强构造（如拉结钢、冷压肋等），仍能通过高效传力体系将荷载均匀传递至 u 型槽与支座，确保楼板整体承载能力不受影响。

98、从经济性来看，u 型槽间距的拓宽与自身宽度的减小，直接减少了 u 型槽对混凝土浇筑空间的占用：在相同楼板面积下，u 型槽宽度减小意味着其占据的混凝土区域缩减，而间距拓宽后，平板下方的混凝土填充量可在满足受力要求的前提下合理精简，最终实现“不降低结构性能、仅减少混凝土用量” 的设计目标，兼顾了结构安全性与材料经济性。

99、作为第十九种优选方案：在所述薄底钢板（1）的两外侧 u 型槽（2）中，所述 u 型槽（2）开口外侧的平板（5）宽度呈非对称设置，且其中宽度较大的平板（5）的宽度为宽度较小的平板（5）的宽度的两倍以上（如大平板 200mm、小平板 50mm）。

100、在楼承板的平板（5）支撑体系中，平板（5）的主要支座依托于 u 型槽与无下弦桁架构成的组合肋。但常规设计存在明显受力缺陷：楼承板边缘区域的平板（5）仅单侧与组合肋连接，另一侧处于无支撑的自由状态，形成典型的悬挑板结构。悬挑板因仅一端约束，抗弯能力弱、变形易超限，且长期受力下易出现裂缝，整体受力性能较差。

101、若采用传统对称设计试图优化，会导致平板拼缝恰好位于跨中位置 —— 而跨中是正弯矩最大的区域，拼缝在此处会直接削弱平板的抗弯传力能力，不仅无法改善受力，反而可能因拼缝节点强度不足引发局部破坏，难以解决根本问题。

102、本设计通过针对性构造优化，彻底改善了平板拼接的受力性能：

103、横向肋强化基础：在较宽的平板（5）表面预设横向肋（呼应前文 “冷压横向肋提升刚度” 的设计逻辑），先通过肋条形态提升平板自身的抗弯刚度，为拼接受力提供基础保障；

104、错位搭接与拼缝定位：将较宽平板的一侧与 u 型槽可靠连接，另一侧则搭接在相邻的较窄平板上，使平板拼缝精准落在反弯矩点附近。从力学特性来看，反弯矩点处弯矩值趋近于零，仅需承担剪力作用 —— 这一设计让拼缝避开了弯矩集中区，无需参与抗弯传力，仅通过抗剪节点即可实现荷载传递；

105、接近整体成型的受力效果：由于拼缝处无弯矩负担，且横向肋与搭接构造确保了剪力的有效传递，拼接后的平板形成了连续、均匀的受力体系，其整体抗弯刚度、变形控制能力与荷载承载性能，均与整体成型的平板基本一致，彻底解决了边缘悬挑与传统对称拼接的受力短板。

106、辅助功能结构：

107、作为第二十种优选方案：在钢上弦（7）的两端预设连接孔（16），可通过螺栓与相邻楼承板的钢上弦快速对接，轻松实现桁架钢上弦（7）的连续拼接。这一设计的核心价值，在于构建了钢上弦（7）的整体传力路径，为混凝土浇筑后充分发挥其受力性能奠定基础。

108、从结构受力逻辑来看，混凝土浇筑完成后，楼承板在支座区域会承受显著的负弯矩 —— 传统设计中，通常需在支座处额外铺设钢筋来抵抗这一负弯矩，而桁架钢上弦（7）因未形成全跨拉通的连续体系，在支座负弯矩作用下难以充分参与受力，导致材料性能未被高效利用。

109、本设计通过宽上弦翼缘的构造优化，有效解决了这一问题：一方面，宽翼缘为连接孔（16）的开设提供了充足空间，确保螺栓连接的可靠性与施工便捷性；另一方面，宽翼缘配合两端螺栓拼接，能使钢上弦杆形成全跨拉通的连续状态 —— 这种全拉通设计不仅让上弦杆在支座负弯矩区域可直接参与受力，替代部分支座附加钢筋，减少材料浪费；更重要的是，连续贯通的上弦杆能有效传递结构因温度变化产生的应力，避免局部应力集中导致的裂缝或变形，大幅提升结构抵抗温度应力的能力，兼顾受力效率与结构耐久性。

110、作为第二十一种优选方案：在 u 型槽底板（3）的下表面，通过自攻螺钉或铆钉直接连接装饰平板（17），形成兼具功能性与经济性的复合构造。装饰平板（17）可选用纤维水泥板、硅酸钙板或石膏板等材料，其核心优势在于无需额外处理即可直接作为楼板的底面装饰层或防火层，省去了后期单独安装装饰层、防火层的工序，显著缩短施工周期，降低综合成本。

111、相较于传统楼承板下挂装饰板的工艺，本设计展现出多重优越性：传统工艺需先安装下挂龙骨，再将装饰板固定于龙骨上，不仅额外占用建筑空间、压缩有效层高，且受龙骨与装饰板连接方式限制，吊挂强度相对有限。而本实用新型采用的装饰平板（17）通过螺钉或铆钉直接穿过楼承板固定，待楼承板上浇筑混凝土后，自攻螺钉或铆钉会与混凝土形成紧密咬合，使装饰平板（17）的吊挂强度较传统工艺大幅提升，能更可靠地承受后续装饰或使用过程中的附加荷载。

112、此外，该装饰平板（17）可在工厂内与楼承板同步加工安装，形成一体化构件，既保证了连接精度，又减少了现场施工的作业量，有效提高施工效率，实现了 “工厂预制、现场快速装配” 的集约化建造目标。

113、（三）核心创新点

114、组合空间桁架协同受力体系

115、结构设计：通过波浪形钢腹杆（6）将薄底钢板（1）与宽度≥30mm 的钢上弦（7）刚性连接，形成 “钢上弦 - 钢腹杆 - 薄底钢板” 的三维受力体系。钢上弦作为受压构件，薄底钢板的 u 型槽底板（3）及平板（5）作为受拉构件，钢腹杆与 u 型槽侧壁（4）共同承担剪力，形成 “压 - 拉 - 剪” 协同作用，突破传统楼承板单一构件受力的局限。

116、力学优化：相较于传统楼承板，截面惯性矩提升 50%-80%，抗弯刚度与抗拉强度同步增强，使免撑跨度从 2-3 米提升至 4-10 米，满足大跨度建筑需求。

117、u 型槽非对称设计与强化构造

118、结构优化：薄底钢板（0.4-1.5mm）弯折形成 u 型槽（2），底板（3）与平板（5）垂直距离≥50mm，通过冷压肋（14）、拉结钢（9）等局部加强措施，提升侧壁抗屈曲能力。例如，十字交叉冷压肋可使侧壁刚度提升 2 倍以上，避免混凝土浇筑时变形。

119、空间利用：非对称平板设计（如大平板 200mm、小平板 50mm）通过错位搭接与反弯矩点定位，解决边缘悬挑板的受力缺陷，使拼接后的平板刚度接近整体成型效果。

120、钢上弦选型与连接创新

121、多样化结构：钢上弦可选平面钢筋桁架、八字形槽钢、扁钢管等形式。例如，冷弯八字形槽钢的宽腹板设计使形心远离受拉区，抗弯刚度提升 30%，且与混凝土协同受力可减少 20%-30% 的钢筋用量。

122、施工便利性：钢上弦两端预设连接孔（16），通过螺栓实现纵向连续拼接，避免传统焊接节点的质量隐患，同时增强温度应力抵抗能力。

123、制造工艺与预应力设计

124、预制组件化：钢上弦与钢腹杆预组装成组件（18），现场仅需与薄底钢板焊接，减少70% 的现场工序。纵向钢筋（11）通过螺帽（13）施加 初始应力，提升抗弯性能，实现 “一筋两用”。

125、辅助结构集成：u 型槽底板下表面直接固定纤维水泥板等装饰层，省去后期装修工序，缩短工期 15%-20%。

126、（四）本实用新型增益效果

127、1.性能跃升

128、跨度突破：免撑跨度达 6-10 米，远超传统产品的 3 米限制，可直接应用于会展中心、工业厂房等大跨度场景，减少次梁布置密度。

129、刚度与耐久性：协同受力体系使楼板整体刚度提升 50% 以上，混凝土收缩裂缝减少 40%，耐火极限达 1.5 小时。

130、2.经济性显著

131、材料成本：薄底钢板厚度优化（0.4-1.5mm）与组合截面设计，使楼承板用钢量降至传统产品的 0.8 倍，混凝土用量减少 25%-30%，综合造价降低 18%-25%。

132、 施工成本：工厂预制减少 50%-70% 的现场钢筋绑扎量，标准化节点使安装效率提升 120%，工期缩短 20%-30%。

133、3.施工效率革新

134、装配化流程：预制组件现场吊装后，仅需完成纵向钢筋张拉与装饰层固定，单日施工面积可达 2000㎡，较传统工艺提升 70%。

135、质量可控：数控滚弯、电阻焊等工艺确保 u 型槽间距误差≤2mm，钢筋保护层厚度偏差≤1mm，消除人为因素导致的质量隐患。

136、4. 可持续性优化

137、低碳设计：材料用量减少与施工能耗降低，使全生命周期碳排放较传统方案减少22%，符合 “双碳” 政策要求。

138、 可回收性：钢构件回收率达 90% 以上，辅助结构（如纤维水泥板）可重复利用，实现绿色建造目标。

139、（五） 技术价值与行业影响

140、本实用新型的核心价值在于以系统性创新重构楼承板设计逻辑：通过组合空间桁架实现力学性能跃升，通过材料优化与工艺革新平衡成本与效率，通过预制化施工推动行业转型升级。相较于现有技术（如钢筋桁架楼承板、闭口压型钢板），其优势体现在：

141、跨度与经济性的双重突破：传统方案跨度不超过 3米，超过3米后需要增加支撑，成本增加 30%以上，而本实用新型在 9 米跨度内不需要支撑，大幅度降低工程建造成本。

142、全生命周期优势：初期采购成本虽高于传统开口板 8%-12%，但施工阶段节省支撑体系费用 35 元 /㎡，维护阶段年均成本降低 12 元 /㎡，综合效益显著。

143、该技术的产业化应用，将加速钢结构建筑、装配式住宅等领域的技术迭代，为实现建筑 “轻量化、高效化、长寿命” 提供核心技术支撑。