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BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 如何正確理解和應用規(guī)范條文關于樓板開洞 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 一 高規(guī) 02版4 3 6條中 有一個要求 樓板開洞總面積不宜超過樓面面積的30 這個要求 常因不同的理解和解釋 而困擾設計單位 有些施工圖審查單位 任意以過分保守的觀念來解釋規(guī)范條文 甚至對圖1中口字形建筑物中間的綠化面積 也視作 樓板開洞 認為面積不能超過30 規(guī)范條文明明寫的是 樓板開洞 綠化面積是在建筑物的室外 怎么能算作 樓板開洞 呢 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 二 國外規(guī)范對這個問題都有明確規(guī)定 例如美國混凝土學會 AmericanConcreteInstitute 簡稱ACI 它每3年出版一次規(guī)范 最近一次是2008年 稱為ACI318 08 它有一節(jié)專門說這個問題 新西蘭規(guī)范NZS3101 2006的第13章也是專門說這個問題 此外 美國還有一個機構 波特蘭水泥協(xié)會 PortlandCementAssociation 簡稱PCA 是一個非贏利組織 由若干大水泥廠商資助 專門研究有助于提高和推廣水泥制品的技術 其中重要的一項是鋼筋混凝土技術 ACI的每版混凝土規(guī)范出版后 PCA即出版一本應用ACI318規(guī)范的手冊 08版的篇幅達900頁 它詳細解說了ACI318規(guī)范的各個章節(jié) 并用簡單的手算例題來幫助理解和正確應用規(guī)范 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 ACI318規(guī)范將傳遞水平力 包括地震力和風力 的樓板 屋頂板 稱為Diaphragm 橫隔板 附圖2清楚表明力的傳遞途徑 PCA08版手冊中 解釋橫隔板的定義和功能如下 在建筑工程中 橫隔板屬于結構構件 如樓板或屋頂板 它起著下列部分或全部功能 圖2 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 提供建筑物某些構件的支點 如墻 隔斷與幕墻 并抵抗水平力 但不屬于豎向抗震體系的一部分 傳遞橫向力至豎向抗震體系 將不同的抗震體系中的各組成部分連成一體 并提供適當?shù)膹姸?剛度 以使整個建筑能整體變形與轉動 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 下面介紹新西蘭規(guī)范ZS3101 2006在這方面的條文內容 13 2橫隔板的定義相對較薄但剛度較大的水平結構構件 它傳遞平面內的橫向力至豎向抗側力構件 C13 2 即13 2的解說 本節(jié)提供對橫隔板的設計要求 其基本原則是能將建筑物中的所有抗側力構件有效地連結在一起 橫隔板的第一種作用 是將每層樓板看作一根水平深梁 將風或地震產(chǎn)生的力傳遞至各種抗側力構件 例如框架或結構墻 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 其第二種作用 見圖3 此圖是本文作者按該規(guī)范原意而畫的 是在某一特定的樓層 需要將該樓層平面內的巨大剪力從一個豎向抗側力構件 例如核心筒 傳至另外的豎向抗側力構件 例如周邊的基礎墻 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 三 關于樓板開洞美國和新西蘭規(guī)范都沒有樓板開洞面積百分比的限值 美國ACI規(guī)范有一張插圖 見本文圖2 新西蘭NZS3101規(guī)范認為 樓板上的大開洞常是不可避免的 兩本規(guī)范都規(guī)定 應該對樓板傳遞水平力進行分析計算 推薦使用拉壓桿方法 當存在大開洞時 應注意樓板在其平面內剛度無窮大的假設可能不成立 新西蘭規(guī)范提出一個判斷方法 當橫隔板 樓板 的最大橫向變形大于各樓板的平均變形的二倍時 即應考慮其柔性 各規(guī)范還強調 應注意隔板伸入豎向構件內的鋼筋的的錨固 作者認為這一點很重要 而我們的規(guī)范常忽略此點 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 四 對于我國規(guī)范條文的正確理解與應用從以上介紹的美國及新西蘭規(guī)范 可以知道 抗震 抗風建筑的樓板 屋頂板 除了須承載豎向荷載外 還須承擔將地震 風等產(chǎn)生的水平力 傳遞至豎向抗側力體系 考慮板的第二種作用時 應將其視為水平置放的梁 如圖2所示 再來看規(guī)范條文 條文中寫明是樓板 當然是指建筑物的室內的板 由于它需傳遞水平力 實際上是平放的梁 而梁上是不能任意開洞的 但決不是指建筑物以外的什么 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 如圖4所示的綠化面積 起不到任何承擔豎向荷載與傳遞水平力的作用 怎么能算 樓板開洞 呢 我認為 該條文的用意 是對于需要傳遞水平力的樓板 包括屋頂板下同 不宜在不恰當?shù)牟课?開有過大的洞 因此 不宜只限制開洞率的多少 而應根據(jù)開洞的部位是否阻礙了水平力的傳遞 開洞的尺寸是否已影響了板作為水平放置的梁的承載力等方面 去衡量該洞口是否可以設置 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 1 開洞位置如圖5所示 有一段樓板 兩端為剪力墻 中部為框架 顯然 當建筑受到水平力時 其所受力需由樓板傳至兩端的剪力墻 如果在洞1位置有洞口 它將影響樓板所受水平力傳至左端剪力墻 因此 即使洞口面積小于樓板面積的30 也是不宜設置的 再看洞口2 位于樓板長度的中部 猶如一根梁在中部有洞口 它對于梁的承載力 影響是較小的 因而 即使洞口面積大于樓板面積的30 只要構造得當 例如在樓板上下兩邊適當加厚 布置梁以便受力 也是可以的 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 2 樓電梯間的洞口有的文獻認為 樓 電梯間無樓板 將使樓面產(chǎn)生較大消弱 我認為這是一種誤解 樓 電梯間如果四周有混凝土墻 實際上已對開洞的 削弱 進行了很好的補償 有人認為應將樓 電梯間周邊的剩余樓板加厚 并加強配筋 但實際上樓電梯間周邊的混凝土墻的補強作用 要比加厚樓板大得多 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 3 開洞部位占整個建筑物的百分比 如圖6所示 有一棟20層的酒店 由于門廳大堂要求顯示氣派 在二 三層樓板處開有大洞 面積超過樓層面積的30 然而 在總共20層樓板中 開大洞的樓層僅為2層 也即占全部樓層的1 10 這是很小的百分比 而且 它的開洞在最底下二層 也是偏于有利的 因此 我認為從總體來看 這類建筑物應是安全的 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 五 小結 綜合以上所述 高規(guī)中提出樓板不宜開洞超過樓層面積的30 的用意 是正確的 可以提醒設計人注意 不可任意開洞 以免影響其傳力作用 但是 在條文說明中 未說清楚樓板起著傳遞水平力的作用 對于樓板開洞 只籠統(tǒng)提30 的限值 實際上 開洞部位 開洞層數(shù)在整個結構中所占比例等等 都有較大影響 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設計研究院 樓電梯間的四周如有鋼筋混凝土墻時 對于力的傳遞 因為有墻的 補強 應無影響 可以不必認為是開洞面積 如圖7所示 鋼梁開洞 用鋼板補強 其作用與電梯洞口四周的混凝土墻類似