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BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 如何正確理解和應(yīng)用規(guī)范條文關(guān)于樓板開(kāi)洞 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 一 高規(guī) 02版4 3 6條中 有一個(gè)要求 樓板開(kāi)洞總面積不宜超過(guò)樓面面積的30 這個(gè)要求 常因不同的理解和解釋 而困擾設(shè)計(jì)單位 有些施工圖審查單位 任意以過(guò)分保守的觀(guān)念來(lái)解釋規(guī)范條文 甚至對(duì)圖1中口字形建筑物中間的綠化面積 也視作 樓板開(kāi)洞 認(rèn)為面積不能超過(guò)30 規(guī)范條文明明寫(xiě)的是 樓板開(kāi)洞 綠化面積是在建筑物的室外 怎么能算作 樓板開(kāi)洞 呢 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 二 國(guó)外規(guī)范對(duì)這個(gè)問(wèn)題都有明確規(guī)定 例如美國(guó)混凝土學(xué)會(huì) AmericanConcreteInstitute 簡(jiǎn)稱(chēng)ACI 它每3年出版一次規(guī)范 最近一次是2008年 稱(chēng)為ACI318 08 它有一節(jié)專(zhuān)門(mén)說(shuō)這個(gè)問(wèn)題 新西蘭規(guī)范NZS3101 2006的第13章也是專(zhuān)門(mén)說(shuō)這個(gè)問(wèn)題 此外 美國(guó)還有一個(gè)機(jī)構(gòu) 波特蘭水泥協(xié)會(huì) PortlandCementAssociation 簡(jiǎn)稱(chēng)PCA 是一個(gè)非贏(yíng)利組織 由若干大水泥廠(chǎng)商資助 專(zhuān)門(mén)研究有助于提高和推廣水泥制品的技術(shù) 其中重要的一項(xiàng)是鋼筋混凝土技術(shù) ACI的每版混凝土規(guī)范出版后 PCA即出版一本應(yīng)用ACI318規(guī)范的手冊(cè) 08版的篇幅達(dá)900頁(yè) 它詳細(xì)解說(shuō)了ACI318規(guī)范的各個(gè)章節(jié) 并用簡(jiǎn)單的手算例題來(lái)幫助理解和正確應(yīng)用規(guī)范 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 ACI318規(guī)范將傳遞水平力 包括地震力和風(fēng)力 的樓板 屋頂板 稱(chēng)為Diaphragm 橫隔板 附圖2清楚表明力的傳遞途徑 PCA08版手冊(cè)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(jié)構(gòu)構(gòu)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(shè)計(jì)研究院 提供建筑物某些構(gòu)件的支點(diǎn) 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(dāng)?shù)膹?qiáng)度 剛度 以使整個(gè)建筑能整體變形與轉(zhuǎn)動(dòng) BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 下面介紹新西蘭規(guī)范ZS3101 2006在這方面的條文內(nèi)容 13 2橫隔板的定義相對(duì)較薄但剛度較大的水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件 它傳遞平面內(nèi)的橫向力至豎向抗側(cè)力構(gòu)件 C13 2 即13 2的解說(shuō) 本節(jié)提供對(duì)橫隔板的設(shè)計(jì)要求 其基本原則是能將建筑物中的所有抗側(cè)力構(gòu)件有效地連結(jié)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(fēng)或地震產(chǎn)生的力傳遞至各種抗側(cè)力構(gòu)件 例如框架或結(jié)構(gòu)墻 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 其第二種作用 見(jiàn)圖3 此圖是本文作者按該規(guī)范原意而畫(huà)的 是在某一特定的樓層 需要將該樓層平面內(nèi)的巨大剪力從一個(gè)豎向抗側(cè)力構(gòu)件 例如核心筒 傳至另外的豎向抗側(cè)力構(gòu)件 例如周邊的基礎(chǔ)墻 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 三 關(guān)于樓板開(kāi)洞美國(guó)和新西蘭規(guī)范都沒(méi)有樓板開(kāi)洞面積百分比的限值 美國(guó)ACI規(guī)范有一張插圖 見(jiàn)本文圖2 新西蘭NZS3101規(guī)范認(rèn)為 樓板上的大開(kāi)洞常是不可避免的 兩本規(guī)范都規(guī)定 應(yīng)該對(duì)樓板傳遞水平力進(jìn)行分析計(jì)算 推薦使用拉壓桿方法 當(dāng)存在大開(kāi)洞時(shí) 應(yīng)注意樓板在其平面內(nèi)剛度無(wú)窮大的假設(shè)可能不成立 新西蘭規(guī)范提出一個(gè)判斷方法 當(dāng)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(shí) 即應(yīng)考慮其柔性 各規(guī)范還強(qiáng)調(diào) 應(yīng)注意隔板伸入豎向構(gòu)件內(nèi)的鋼筋的的錨固 作者認(rèn)為這一點(diǎn)很重要 而我們的規(guī)范常忽略此點(diǎn) BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 四 對(duì)于我國(guó)規(guī)范條文的正確理解與應(yīng)用從以上介紹的美國(guó)及新西蘭規(guī)范 可以知道 抗震 抗風(fēng)建筑的樓板 屋頂板 除了須承載豎向荷載外 還須承擔(dān)將地震 風(fēng)等產(chǎn)生的水平力 傳遞至豎向抗側(cè)力體系 考慮板的第二種作用時(shí) 應(yīng)將其視為水平置放的梁 如圖2所示 再來(lái)看規(guī)范條文 條文中寫(xiě)明是樓板 當(dāng)然是指建筑物的室內(nèi)的板 由于它需傳遞水平力 實(shí)際上是平放的梁 而梁上是不能任意開(kāi)洞的 但決不是指建筑物以外的什么 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 如圖4所示的綠化面積 起不到任何承擔(dān)豎向荷載與傳遞水平力的作用 怎么能算 樓板開(kāi)洞 呢 我認(rèn)為 該條文的用意 是對(duì)于需要傳遞水平力的樓板 包括屋頂板下同 不宜在不恰當(dāng)?shù)牟课?開(kāi)有過(guò)大的洞 因此 不宜只限制開(kāi)洞率的多少 而應(yīng)根據(jù)開(kāi)洞的部位是否阻礙了水平力的傳遞 開(kāi)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(shè)置 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 1 開(kāi)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(dāng)建筑受到水平力時(shí) 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(shè)置的 再看洞口2 位于樓板長(zhǎng)度的中部 猶如一根梁在中部有洞口 它對(duì)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(gòu)造得當(dāng) 例如在樓板上下兩邊適當(dāng)加厚 布置梁以便受力 也是可以的 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 2 樓電梯間的洞口有的文獻(xiàn)認(rèn)為 樓 電梯間無(wú)樓板 將使樓面產(chǎn)生較大消弱 我認(rèn)為這是一種誤解 樓 電梯間如果四周有混凝土墻 實(shí)際上已對(duì)開(kāi)洞的 削弱 進(jìn)行了很好的補(bǔ)償 有人認(rèn)為應(yīng)將樓 電梯間周邊的剩余樓板加厚 并加強(qiáng)配筋 但實(shí)際上樓電梯間周邊的混凝土墻的補(bǔ)強(qiáng)作用 要比加厚樓板大得多 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 3 開(kāi)洞部位占整個(gè)建筑物的百分比 如圖6所示 有一棟20層的酒店 由于門(mén)廳大堂要求顯示氣派 在二 三層樓板處開(kāi)有大洞 面積超過(guò)樓層面積的30 然而 在總共20層樓板中 開(kāi)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(kāi)洞在最底下二層 也是偏于有利的 因此 我認(rèn)為從總體來(lái)看 這類(lèi)建筑物應(yīng)是安全的 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 五 小結(jié) 綜合以上所述 高規(guī)中提出樓板不宜開(kāi)洞超過(guò)樓層面積的30 的用意 是正確的 可以提醒設(shè)計(jì)人注意 不可任意開(kāi)洞 以免影響其傳力作用 但是 在條文說(shuō)明中 未說(shuō)清楚樓板起著傳遞水平力的作用 對(duì)于樓板開(kāi)洞 只籠統(tǒng)提30 的限值 實(shí)際上 開(kāi)洞部位 開(kāi)洞層數(shù)在整個(gè)結(jié)構(gòu)中所占比例等等 都有較大影響 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 樓電梯間的四周如有鋼筋混凝土墻時(shí) 對(duì)于力的傳遞 因?yàn)橛袎Φ?補(bǔ)強(qiáng) 應(yīng)無(wú)影響 可以不必認(rèn)為是開(kāi)洞面積 如圖7所示 鋼梁開(kāi)洞 用鋼板補(bǔ)強(qiáng) 其作用與電梯洞口四周的混凝土墻類(lèi)似