預制鋼筋混凝土空調板的設計要點

張超　+王臣

摘 要：預制鋼筋混凝土空調板是結構形式最為簡單的一種裝配式混凝土預制構件，它是典型的懸挑類構件，主要應用在多層及高層的民用建筑中，具有產品造價低、生產工藝簡單和安裝簡便等優點。在使用階段的持久設計狀況下，預制鋼筋混凝土空調板與傳統現澆施工工法成型的空調板在受力形式上是相同的；但在施工階段的短暫設計狀況下，設計人員需要根據相關規范對預制鋼筋混凝土空調板脫模、轉運、存放、運輸的施工環節的混凝土應力進行驗算。

關鍵詞：預制鋼筋混凝土空調板；持久設計狀況；短暫設計狀況

1 建筑設計

1.1 外形尺寸的設計

預制鋼筋混凝土空調板的外形尺寸選擇是建筑設計的重要環節，主要從滿足基本的使用功能和節省材料的角度出發。

預制鋼筋混凝土空調板的長度主要考慮其擱置在預制外墻板上的長度，一般為10mm～15mm；與預制鋼筋混凝土空調板配套使用的外墻板的飾面層和保溫層厚度，一般飾面層厚度為50mm～60mm，保溫層厚度為70mm～100mm。

預制鋼筋混凝土空調板的寬度主要考慮房屋開間建筑模數的協調性，一般按照基本模數100mm進行擴大，預制鋼筋混凝土空調板的寬度主要有1100mm～1300mm之間。

預制鋼筋混凝土空調板的厚度主要根據選定的懸挑長度進行選擇，一般在80mm～100mm之間。

1.2 外圍護形式及位置的選擇

預制鋼筋混凝土空調板的使用功能決定了自身需要進行圍護，目前主要的圍護形式有鐵藝欄桿和百葉的做法，各有優缺點。

一般情況下，預制鋼筋混凝土空調板結構板頂標高與樓板的板頂標高一致，此時外露鋼筋直接伸入樓板的混凝土中。當不一致時，預制鋼筋混凝土空調板的外露鋼筋需要彎折伸入墻體當中。目前還有些設計案例將空調板與陽臺板合并設置，暗裝時支撐的邊界條件較為復雜，需要進一步計算。

2 結構設計

2.1 設計條件

預制鋼筋混凝土空調板結構設計前，應考慮其邊界條件，一般為三邊自由，另一邊為固定端約束的普通懸挑構件，材料一般采用C30混凝土和HRB400級鋼筋，鋼筋保護層厚度一般為15～20mm，結構計算時應考慮除了上部縱向受拉鋼筋必須布置外，下部是否布置鋼筋的實際情況來計算，板的計算寬度一般取單位長度1m計算。

2.2 受力分析

預制鋼筋混凝土空調板為普通懸挑構件，根據材料力學的相關知識，其支座部位彎矩和剪力的基本計算公式如下，

其中，為均布荷載作用下，預制鋼筋混凝土空調板每延米的荷載；為集中荷載作用下，預制鋼筋混凝土空調板的荷載；為預制鋼筋混凝土空調板的懸挑長度；為均布荷載作用下，支座部位的彎矩；為集中荷載作用下，支座部位的彎矩；為均布荷載作用下，支座部位的剪力；為集中荷載作用下，支座部位的剪力。

2.3 持久設計狀況

根據上述基本公式，將荷載的取值按照《建筑結構荷載設計規范》GB50009中第3.2節的規定進行組合來進行承載力計算和撓度和裂縫的驗算。

2.3.1 承載能力極限狀態計算

對于承載能力極限狀態，按照荷載的基本組合的效應值計算，荷載基本組合的效應設計值應從由可變荷載控制和由永久荷載控制的兩種組合值中取用最不利的效應設計值確定。

預制鋼筋混凝土空調板與后澆混凝土結合面由于粗糙面的存在，可以顯著提高結合面的抗剪能力，一般可不進行斜截面的承載力計算。

2.3.2 正常使用極限狀態驗算

對于正常使用極限狀態，應根據荷載標準組合和準永久組合計算構件的變形和裂縫。

2.3.2.1 撓度

預制鋼筋混凝土空調板撓度的限值為l/200，計算跨度l按照實際懸臂長度的2倍計算。

（1）當為均布荷載時，預制鋼筋混凝土空調板的撓度計算公式為，

（2）當為集中荷載時，預制鋼筋混凝土空調板的撓度計算公式為，

其中，為標準組合或準永久組合作用下的均布荷載或集中荷載；為計算跨度；B為矩形截面受彎構件考慮荷載長期作用影響的剛度，可按照《混凝土結構設計規范》GB50010中第7.2節的相關規定進行計算。

2.3.2.2 裂縫

預制鋼筋混凝土空調板裂縫的控制等級為三級，最大裂縫寬度允許限值為0.2mm。矩形截面的鋼筋混凝土受彎構件按荷載標準組合或準永久組合考慮長期作用影響的最大裂縫寬度可按照《混凝土結構設計規范》GB50010中第7.1節的相關規定進行計算。

2.4 構造要求

預制鋼筋混凝土空調板的負彎矩鋼筋伸入支座的長度為1.1la，與支座接觸的后澆混凝土結合面做成粗糙面，且凹凸不小于4mm，吊件的位置一般要比構件的表面略低10mm，方便后期處理。

3 其他專業的設計

預制鋼筋混凝土空調板需要預留排水孔，設計時排水孔數量、位置、尺寸由具體設計確定，預制鋼筋鋼筋混凝土空調板安裝后，在面層施工時需要增加適當的坡度以利于排水，低端在排水孔一側，坡度有具體設計確定。

4 結語

隨著客戶需求的改變，預制鋼筋混凝空調板的設計方案也在發生著改變，比較常見的做法有將布置的空調板與陽臺板布置、帶翻邊的空調板、錨固在樓板標高以下的空調板以及兩邊或三邊固端約束的空調板等。以上的設計方案對于傳統施工方法較為容易，但對于裝配整體式混凝土預制構件的研究上還存在不足，這需要更多的人將精力投入到預制鋼筋混凝土空調板的研究中去，我相信預制鋼筋混凝土空調板會成為最為實用的預制構件。

參考文獻

[1] 15G368-1，預制鋼筋混凝土陽臺板、空調板及女兒墻[S].北京：中國計劃出版社，2015.

[2] GB50666-2011，混凝土結構工程施工規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[3] GB50009-2012，建筑結構荷載規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

作者簡介：張超（1987.07- ），亞泰集團沈陽現代建筑工業有限公司。