程懋堃-如何正确理解和应用规范条.ppt

,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,如何正确理解和应用规范条文关于楼板开洞,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,（一）高规02版4.3.6条中，有一个要求：“楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30”。这个要求，常因不同的理解和解释，而困扰设计单位。有些施工图审查单位，任意以过分保守的观念来解释规范条文，甚至对图1中口字形建筑物中间的绿化面积，也视作“楼板开洞”，认为面积不能超过30，规范条文明明写的是“楼板开洞”，绿化面积是在建筑物的室外，怎么能算作“楼板开洞”呢？,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,（二）国外规范对这个问题都有明确规定。例如美国混凝土学会（AmericanConcreteInstitute）简称ACI，它每3年出版一次规范，最近一次是2008年，称为ACI318-08。它有一节专门说这个问题。新西兰规范NZS3101-2006的第13章也是专门说这个问题。此外，美国还有一个机构：波特兰水泥协会（PortlandCementAssociation）简称PCA，是一个非赢利组织，由若干大水泥厂商资助。专门研究有助于提高和推广水泥制品的技术，其中重要的一项是钢筋混凝土技术。ACI的每版混凝土规范出版后，PCA即出版一本应用ACI318规范的手册，08版的篇幅达900页，它详细解说了ACI318规范的各个章节，并用简单的手算例题来帮助理解和正确应用规范。,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,ACI318规范将传递水平力（包括地震力和风力）的楼板（屋顶板）称为Diaphragm（横隔板）。附图2清楚表明力的传递途径。PCA08版手册中，解释横隔板的定义和功能如下：在建筑工程中，横隔板属于结构构件，如楼板或屋顶板，它起着下列部分或全部功能：,图2,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,提供建筑物某些构件的支点，如墙、隔断与幕墙，并抵抗水平力，但不属于竖向抗震体系的一部分；传递横向力至竖向抗震体系；将不同的抗震体系中的各组成部分连成一体，并提供适当的强度、刚度，以使整个建筑能整体变形与转动。,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,下面介绍新西兰规范ZS3101-2006在这方面的条文内容：13.2横隔板的定义相对较薄但刚度较大的水平结构构件，它传递平面内的横向力至竖向抗侧力构件。C13.2（即13.2的解说）本节提供对横隔板的设计要求。其基本原则是能将建筑物中的所有抗侧力构件有效地连结在一起。横隔板的第一种作用，是将每层楼板看作一根水平深梁，将风或地震产生的力传递至各种抗侧力构件，例如框架或结构墙。,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,其第二种作用，见图3(此图是本文作者按该规范原意而画的)。是在某一特定的楼层，需要将该楼层平面内的巨大剪力从一个竖向抗侧力构件，例如核心筒，传至另外的竖向抗侧力构件，例如周边的基础墙。,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,（三）关于楼板开洞美国和新西兰规范都没有楼板开洞面积百分比的限值。美国ACI规范有一张插图，见本文图2。新西兰NZS3101规范认为，楼板上的大开洞常是不可避免的。两本规范都规定，应该对楼板传递水平力进行分析计算，推荐使用拉压杆方法。当存在大开洞时，应注意楼板在其平面内刚度无穷大的假设可能不成立。新西兰规范提出一个判断方法：当横隔板（楼板）的最大横向变形大于各楼板的平均变形的二倍时，即应考虑其柔性。各规范还强调，应注意隔板伸入竖向构件内的钢筋的的锚固。作者认为这一点很重要，而我们的规范常忽略此点。,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,（四）对于我国规范条文的正确理解与应用从以上介绍的美国及新西兰规范，可以知道，抗震、抗风建筑的楼板（屋顶板）除了须承载竖向荷载外，还须承担将地震、风等产生的水平力，传递至竖向抗侧力体系。考虑板的第二种作用时，应将其视为水平置放的梁（如图2所示）。再来看规范条文，条文中写明是楼板，当然是指建筑物的室内的板。由于它需传递水平力，实际上是平放的梁，而梁上是不能任意开洞的，但决不是指建筑物以外的什么。,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,如图4所示的绿化面积，起不到任何承担竖向荷载与传递水平力的作用，怎么能算“楼板开洞”呢？我认为，该条文的用意，是对于需要传递水平力的楼板（包括屋顶板下同），不宜在不恰当的部位，开有过大的洞。因此，不宜只限制开洞率的多少，而应根据开洞的部位是否阻碍了水平力的传递，开洞的尺寸是否已影响了板作为水平放置的梁的承载力等方面，去衡量该洞口是否可以设置。,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,（1）开洞位置如图5所示，有一段楼板，两端为剪力墙，中部为框架。显然，当建筑受到水平力时，其所受力需由楼板传至两端的剪力墙。如果在洞1位置有洞口，它将影响楼板所受水平力传至左端剪力墙，因此，即使洞口面积小于楼板面积的30，也是不宜设置的。,再看洞口2，位于楼板长度的中部，犹如一根梁在中部有洞口，它对于梁的承载力，影响是较小的。因而，即使洞口面积大于楼板面积的30，只要构造得当，例如在楼板上下两边适当加厚，布置梁以便受力，也是可以的。,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,（2）楼电梯间的洞口有的文献认为，楼、电梯间无楼板，将使楼面产生较大消弱。我认为这是一种误解。楼、电梯间如果四周有混凝土墙，实际上已对开洞的“削弱”进行了很好的补偿。有人认为应将楼、电梯间周边的剩余楼板加厚，并加强配筋。但实际上楼电梯间周边的混凝土墙的补强作用，要比加厚楼板大得多！,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,（3）开洞部位占整个建筑物的百分比,如图6所示，有一栋20层的酒店，由于门厅大堂要求显示气派，在二、三层楼板处开有大洞，面积超过楼层面积的30。然而，在总共20层楼板中，开大洞的楼层仅为2层，也即占全部楼层的1/10。这是很小的百分比。而且，它的开洞在最底下二层，也是偏于有利的。因此，我认为从总体来看，这类建筑物应是安全的。,BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN,北京市建筑设计研究院,（五）小结,综合以上所述，高规中提出楼板不宜开洞超过楼层面积的30的用意，是正确的。可以提醒设计人注意，不可任意开洞，以免影响其传力作用。但是，在条文说明中，未说清楚楼板起着传递水平力的作用。对于楼板开洞，只笼统提30的限值。实际上，开洞部位、开洞层