预制钢筋混凝土空调板的设计要点

摘 要：预制钢筋混凝土空调板是结构形式最为简单的一种装配式混凝土预制构件，它是典型的悬挑类构件，主要应用在多层及高层的民用建筑中，具有产品造价低、生产工艺简单和安装简便等优点。在使用阶段的持久设计状况下，预制钢筋混凝土空调板与传统现浇施工工法成型的空调板在受力形式上是相同的；但在施工阶段的短暂设计状况下，设计人员需要根据相关规范对预制钢筋混凝土空调板脱模、转运、存放、运输的施工环节的混凝土应力进行验算。

关键词：预制钢筋混凝土空调板；持久设计状况；短暂设计状况

1 建筑设计

1.1 外形尺寸的设计

预制钢筋混凝土空调板的外形尺寸选择是建筑设计的重要环节，主要从满足基本的使用功能和节省材料的角度出发。

预制钢筋混凝土空调板的长度主要考虑其搁置在预制外墙板上的长度，一般为10mm～15mm；与预制钢筋混凝土空调板配套使用的外墙板的饰面层和保温层厚度，一般饰面层厚度为50mm～60mm，保温层厚度为70mm～100mm。

预制钢筋混凝土空调板的宽度主要考虑房屋开间建筑模数的协调性，一般按照基本模数100mm进行扩大，预制钢筋混凝土空调板的宽度主要有1100mm～1300mm之间。

预制钢筋混凝土空调板的厚度主要根据选定的悬挑长度进行选择，一般在80mm～100mm之间。

1.2 护形式及位置的选择

预制钢筋混凝土空调板的使用功能决定了自身需要进行围护，目前主要的围护形式有铁艺栏杆和百叶的做法，各有优缺点。

一般情况下，预制钢筋混凝土空调板结构板顶标高与楼板的板顶标高一致，此时外露钢筋直接伸入楼板的混凝土中。当不一致时，预制钢筋混凝土空调板的外露钢筋需要弯折伸入墙体当中。目前还有些设计案例将空调板与阳台板合并设置，暗装时支撑的边界条件较为复杂，需要进一步计算。

2 结构设计

2.1 设计条件

预制钢筋混凝土空调板结构设计前，应考虑其边界条件，一般为三边自由，另一边为固定端约束的普通悬挑构件，材料一般采用C30混凝土和HRB400级钢筋，钢筋保护层厚度一般为15～20mm，结构计算时应考虑除了上部纵向受拉钢筋必须布置外，下部是否布置钢筋的实际情况来计算，板的计算宽度一般取单位长度1m计算。

2.2 受力分析

预制钢筋混凝土空调板为普通悬挑构件，根据材料力学的相关知识，其支座部位弯矩和剪力的基本计算公式如下，

其中，为均布荷载作用下，预制钢筋混凝土空调板每延米的荷载；为集中荷载作用下，预制钢筋混凝土空调板的荷载；为预制钢筋混凝土空调板的悬挑长度；为均布荷载作用下，支座部位的弯矩；为集中荷载作用下，支座部位的弯矩；为均布荷载作用下，支座部位的剪力；为集中荷载作用下，支座部位的剪力。

2.3 持久设计状况

根据上述基本公式，将荷载的取值按照《建筑结构荷载设计规范》GB50009中第3.2节的规定进行组合来进行承载力计算和挠度和裂缝的验算。

2.3.1 承载能力极限状态计算

对于承载能力极限状态，按照荷载的基本组合的效应值计算，荷载基本组合的效应设计值应从由可变荷载控制和由永久荷载控制的两种组合值中取用最不利的效应设计值确定。

预制钢筋混凝土空调板与后浇混凝土结合面由于粗糙面的存在，可以显著提高结合面的抗剪能力，一般可不进行斜截面的承载力计算。

2.3.2 正常使用极限状态验算

对于正常使用极限状态，应根据荷载标准组合和准永久组合计算构件的变形和裂缝。

2.3.2.1 挠度

预制钢筋混凝土空调板挠度的限值为l/200，计算跨度l按照实际悬臂长度的2倍计算。

（1）当为均布荷载时，预制钢筋混凝土空调板的挠度计算公式为，

（2）当为集中荷载时，预制钢筋混凝土空调板的挠度计算公式为，

其中，为标准组合或准永久组合作用下的均布荷载或集中荷载；为计算跨度；B为矩形截面受弯构件考虑荷载长期作用影响的刚度，可按照《混凝土结构设计规范》GB50010中第7.2节的相关规定进行计算。

2.3.2.2 裂缝

预制钢筋混凝土空调板裂缝的控制等级为三级，最大裂缝宽度允许限值为0.2mm。矩形截面的钢筋混凝土受弯构件按荷载标准组合或准永久组合考虑长期作用影响的最大裂缝宽度可按照《混凝土结构设计规范》GB50010中第7.1节的相关规定进行计算。

2.4 构造要求

预制钢筋混凝土空调板的负弯矩钢筋伸入支座的长度为1.1la，与支座接触的后浇混凝土结合面做成粗糙面，且凹凸不小于4mm，吊件的位置一般要比构件的表面略低10mm，方便后期处理。

3 其他专业的设计

预制钢筋混凝土空调板需要预留排水孔，设计时排水孔数量、位置、尺寸由具体设计确定，预制钢筋钢筋混凝土空调板安装后，在面层施工时需要增加适当的坡度以利于排水，低端在排水孔一侧，坡度有具体设计确定。

4 结语

随着客户需求的改变，预制钢筋混凝空调板的设计方案也在发生着改变，比较常见的做法有将布置的空调板与阳台板布置、带翻边的空调板、锚固在楼板标高以下的空调板以及两边或三边固端约束的空调板等。以上的设计方案对于传统施工方法较为容易，但对于装配整体式混凝土预制构件的研究上还存在不足，这需要更多的人将精力投入到预制钢筋混凝土空调板的研究中去，我相信预制钢筋混凝土空调板会成为最为实用的预制构件。

参考文献

[1] 15G368-1，预制钢筋混凝土阳台板、空调板及女儿墙[S].北京：中国计划出版社，2015.

[2] GB50666-2011，混凝土Y构工程施工规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3] GB50009-2012，建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

作者简介：张超（1987.07- ），亚泰集团沈阳现代建筑工业有限公司。