作者簡(jiǎn)介： 程懋堃，男，結(jié)構(gòu)工程師。全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院顧問(wèn)總工程師，建設(shè)部全國(guó)超限高層建筑審查委員會(huì)委員、全國(guó)抗震防災(zāi)委員會(huì)委員、全國(guó)高層建筑委員會(huì)委員，美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)(ACL)、高層建筑委員會(huì)(CTBUH)、歐洲國(guó)際橋梁與結(jié)構(gòu)工程學(xué)會(huì)會(huì)員(MEMBER)，英國(guó)結(jié)構(gòu)工程師學(xué)會(huì)資深會(huì)員(FELLOW)，清華大學(xué)土木工程系兼任教授，曾擔(dān)任中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)委員會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)建筑學(xué)會(huì)建筑結(jié)構(gòu)委員會(huì)副主任，1930年生于南京，1950年畢業(yè)于上海交通大學(xué)土木工程系。

緒論：設(shè)計(jì)人員經(jīng)常需要查閱規(guī)范條文，以指導(dǎo)和協(xié)助自己的工作。對(duì)于各本規(guī)范的條文，不但對(duì)于其中重要的條款應(yīng)熟記，而且對(duì)于各條文的含意應(yīng)當(dāng)正確理解，以便正確應(yīng)用。
規(guī)范中有相當(dāng)一部分條文在使用時(shí)有一定范圍，不是任何情況都適用；有的規(guī)范條文內(nèi)容不明確，容易產(chǎn)生誤導(dǎo)；個(gè)別規(guī)范條文甚至是強(qiáng)制性條文，可能無(wú)法執(zhí)行；還有個(gè)別條文甚至出現(xiàn)概念錯(cuò)誤。因此，設(shè)計(jì)人員對(duì)于規(guī)范條文的正確理解和應(yīng)用是非常重要的。如果錯(cuò)誤地理解和應(yīng)用了規(guī)范條文，輕則導(dǎo)致設(shè)計(jì)浪費(fèi)，重則導(dǎo)致安全問(wèn)題。
1 對(duì)規(guī)范條文理解要透徹，需理解其制定目的
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3—2010）[1]（簡(jiǎn)稱(chēng)高規(guī)）第3.6.2條: “房屋高度不超過(guò)50m時(shí)，8、9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)；6、7度抗震設(shè)計(jì)時(shí)可采用裝配整體式樓蓋，且應(yīng)符合下列規(guī)定：…”其中第5款要求:“樓蓋每層宜設(shè)置鋼筋混凝土現(xiàn)澆層。現(xiàn)澆層厚度不應(yīng)小于50mm，并應(yīng)雙向配置直徑不小于6mm、間距不大于200mm的鋼筋網(wǎng)，鋼筋應(yīng)錨固在梁或剪力墻內(nèi)。”
高規(guī)制定本條的目的是：當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，地震產(chǎn)生的水平作用力要通過(guò)樓板傳遞并分配至各豎向構(gòu)件。而預(yù)制板樓蓋的整體性不如現(xiàn)澆樓蓋，所以要在預(yù)制板上面設(shè)置厚度不小于50mm的鋼筋混凝土現(xiàn)澆層。因此，對(duì)此條款的正確理解是：水平作用力需要樓蓋來(lái)傳遞，如果不需要傳遞水平力，則現(xiàn)澆層不一定需要。

實(shí)例：北京某酒店高20層，其平面示意見(jiàn)圖1，使用多年后需要翻新改建。該酒店縱橫方向均布置現(xiàn)澆的剪力墻，樓蓋為每開(kāi)間一塊的預(yù)制雙向預(yù)應(yīng)力大板，板的尺寸為3.6m×（5.5～7）m。板面在預(yù)制時(shí)做成平滑表面，安裝后即直接鋪設(shè)面層（地毯或磁磚）。負(fù)責(zé)改建設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)工程師認(rèn)為原設(shè)計(jì)板面無(wú)現(xiàn)澆面層，不符合規(guī)范。但是如果加現(xiàn)澆面層，將增加預(yù)制板以及剪力墻的荷載，出現(xiàn)超載。于是甲方組織召開(kāi)了專(zhuān)家討論會(huì)。筆者參加了此討論會(huì)并表達(dá)了自己的觀(guān)點(diǎn):由于該工程剪力墻布置很密，每開(kāi)間均有剪力墻，因此地震產(chǎn)生的水平力將在各開(kāi)間由“當(dāng)?shù)?rdquo;的剪力墻承擔(dān)，也即“各自為戰(zhàn)”，不需要傳遞水平力，因此可以不考慮高規(guī)第3.6.2條的要求，不需加設(shè)鋼筋混凝土現(xiàn)澆層。與會(huì)各位專(zhuān)家也都同意筆者的意見(jiàn)，不需在預(yù)制板上加現(xiàn)澆層，改建設(shè)計(jì)的難題就此順利解決。

2 規(guī)范條文的使用都有一定范圍，不是在任何情況下都能采用
例如：高規(guī)第3.4.6條:“當(dāng)樓板平面比較狹長(zhǎng)、有較大的凹入和開(kāi)洞時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮其對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。有效樓板寬度不宜小于該層樓面寬度的50%；樓板開(kāi)洞總面積不宜超過(guò)樓面面積的30%；在扣除凹入或開(kāi)洞后，樓板在任一方向的最小凈寬度不宜小于5m，且開(kāi)洞后每一邊的樓板凈寬度不應(yīng)小于2m。”
這條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，甚至對(duì)圖2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%。

圖2 口字型建筑物

國(guó)外規(guī)范對(duì)這個(gè)問(wèn)題有明確規(guī)定。例如美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)ACI（American Concrete Institute）規(guī)范ACI318-2011[2]中有一節(jié)專(zhuān)門(mén)說(shuō)這個(gè)問(wèn)題；新西蘭規(guī)范NZS3101-2006[3]的第13章也是專(zhuān)門(mén)論述這個(gè)問(wèn)題。
美國(guó)波特蘭水泥協(xié)會(huì)PCA（Portland Cement Association）是一個(gè)非盈利組織，由若干大水泥廠(chǎng)商資助，此協(xié)會(huì)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)，例如2008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。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）。
PCA08版手冊(cè)中，相應(yīng)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： 1）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；

2）傳遞橫向力至豎向抗震體系；

3）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)。
新西蘭規(guī)范ZS3101-2006[3]有關(guān)這方面的條文內(nèi)容如下：
第13.2條明確橫隔板的定義為：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。第13.2條的解釋?zhuān)�即C13.2）為：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。其第二種作用是在某一特定的樓層，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（例如周邊的地下室外墻），見(jiàn)圖3(此圖是筆者按該新西蘭規(guī)范ZS3101-2006[3]原意而繪制的)。

圖3 地下室頂板（轉(zhuǎn)換層樓板）傳遞上部剪力至地下室抗側(cè)力構(gòu)件示意

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。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；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2倍時(shí)，即應(yīng)考慮其柔性。
這兩國(guó)的規(guī)范還強(qiáng)調(diào)：應(yīng)注意隔板伸入豎向構(gòu)件內(nèi)的鋼筋的錨固。筆者認(rèn)為這一點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很重要，而我國(guó)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范常忽略此點(diǎn)。
總結(jié)：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）除了需承載豎向荷載外，還需承擔(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。
再來(lái)看我國(guó)高規(guī)第3.4.6條，條文中寫(xiě)明是樓板，當(dāng)然是指建筑物的室內(nèi)的板，而不是指建筑物以外的部分。因此，圖2中所示的綠化面積不是建筑物的一部分，當(dāng)然不能算“樓板開(kāi)洞”。
高規(guī)第3.4.6條的用意是：對(duì)于需要傳遞水平力的樓板（包括屋頂板），不宜在不恰當(dāng)?shù)牟课婚_(kāi)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)洞尺寸是否影響了水平力的傳遞等方面，去衡量該洞口是否可以設(shè)置。

實(shí)例：圖4所示為一棟高層住宅平面示意。為了滿(mǎn)足建筑的使用要求，建筑的四面都有較大的突出。設(shè)計(jì)時(shí)往往在樓層四面的突出部位之間布置拉梁，以增加其整體性，但是有的人卻把拉梁與外墻之間的空間（圖4中斜線(xiàn)填充部位）作為樓板開(kāi)洞面積，這是錯(cuò)誤的。高規(guī)中的用詞很明確，是“樓板開(kāi)洞”，現(xiàn)在如果把建筑室外部分由拉梁與外墻圍成的空間也作為“樓板開(kāi)洞”，這是任意擴(kuò)大規(guī)范條文的限制范圍，是概念錯(cuò)誤。

圖4 高層住宅平面示意

筆者認(rèn)為規(guī)范制定本條的目的是：如果樓板開(kāi)洞面積過(guò)大，將可能影響水平力的傳遞。如圖5所示，為一個(gè)工程的部分平面示意。當(dāng)結(jié)構(gòu)受到地震作用時(shí)，水平力將通過(guò)樓板傳遞到兩側(cè)的剪力墻。當(dāng)在圖中樓板開(kāi)洞2時(shí)，基本不影響水平力的傳遞，因此洞口大小可以基本不受限制，只要不影響豎向荷載的安全即可。但如果樓板開(kāi)洞1時(shí)，將影響水平力傳遞至剪力墻，因此洞口不宜太大，并宜按照“剪摩擦”（Shear friction）方法驗(yàn)算樓板伸入墻內(nèi)的鋼筋，其強(qiáng)度應(yīng)足以承擔(dān)水平力，而且鋼筋伸入墻內(nèi)應(yīng)滿(mǎn)足受力錨固的要求。

圖5 樓板開(kāi)洞位置示意

因此，樓板是否可以開(kāi)大洞，應(yīng)視具體情況而定，不能一概而論。開(kāi)大洞是否對(duì)受力有影響，要看開(kāi)洞的位置是否合適，而且，30%這個(gè)限值是否有充分的根據(jù)，筆者也表示懷疑。
還有的審圖人員將電梯井筒內(nèi)的樓板開(kāi)洞，也認(rèn)為是不利因素，將其開(kāi)洞面積也計(jì)入。事實(shí)上，電梯井洞四周的混凝土墻，是能傳遞水平力的，所以電梯樓板洞口不能算不利因素。樓梯間周?chē)�如果有封閉的混凝土墻（墻上可以開(kāi)洞），也應(yīng)與未開(kāi)洞同樣對(duì)待。
高規(guī)第3.4.7條的條文說(shuō)明：“高層住宅建筑常采用艸字形、井字形平面以利于通風(fēng)采光，而將樓電梯間集中配置于中央部位。樓電梯間無(wú)樓板而使樓面產(chǎn)生較大削弱，此時(shí)應(yīng)將樓電梯間周邊的剩余樓板加厚，并加強(qiáng)配筋。外伸部分形成的凹槽可加拉梁或拉板，拉梁宜寬扁放置并加強(qiáng)配筋，拉梁和拉板宜每層均勻設(shè)置。”（此條文說(shuō)明也有錯(cuò)誤。實(shí)際工程中沒(méi)有設(shè)計(jì)人員將樓電梯間周邊的剩余樓板加厚，并加強(qiáng)配筋。）
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?ldquo;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6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。

圖6 鋼梁開(kāi)洞補(bǔ)強(qiáng)示意

3 個(gè)別規(guī)范條文，甚至是強(qiáng)制性條文，可能無(wú)法執(zhí)行
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2002）[4]的第8.2.7條第4款以及第8.4.13條及《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2011）[5]的第8.4.18條都提出：（當(dāng)?shù)讓又�的混凝土�?qiáng)度等級(jí)大于擴(kuò)展基礎(chǔ)及梁板式筏基的混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算基礎(chǔ)頂面的局部受壓承載能力）。以上兩條條文都是強(qiáng)制性條文，條文中規(guī)定應(yīng)按照現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010）[6]驗(yàn)算。但是，現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010）[6]及上一版的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2002）[7]（中的局部承壓計(jì)算方法，只適用于預(yù)制構(gòu)件之間的接觸面的驗(yàn)算或后張預(yù)應(yīng)力筋錨頭的接觸面配置間接鋼筋的驗(yàn)算,對(duì)于現(xiàn)澆配筋的柱與基礎(chǔ)之間的局部受壓承載能力驗(yàn)算并不適用。因?yàn)橹�子有很多縱筋伸入基礎(chǔ)，傳遞了大量?jī)?nèi)力），所以《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的計(jì)算方法并不適用。但是規(guī)范中又沒(méi)有這種情況的適用方法，因此究竟應(yīng)如何驗(yàn)算，需要做大量的試驗(yàn)及研究工作。
綜上所述，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》[4,5]的某些強(qiáng)制性條文也是無(wú)法實(shí)施的。
4 個(gè)別規(guī)范條文，出現(xiàn)概念錯(cuò)誤，應(yīng)予以修正
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》[4,5]中，對(duì)于筏板基礎(chǔ)中的雙向板，要求既驗(yàn)算沖切，又驗(yàn)算剪切。這是一個(gè)概念錯(cuò)誤。
按照材料力學(xué)原理，單向受力構(gòu)件需驗(yàn)算剪切，雙向受力構(gòu)件需驗(yàn)算沖切，沒(méi)有又驗(yàn)算剪切又驗(yàn)算沖切的。而且根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》所繪的示意圖（圖7），永遠(yuǎn)是里面的虛線(xiàn)控制。因?yàn)槔镞叺奶摼�(xiàn)周長(zhǎng)最短，而我國(guó)規(guī)范，抗沖切與抗剪切的允許應(yīng)力都是0.7ft 。因此，起控制作用的是距支座h0處的底板周長(zhǎng)，所以永遠(yuǎn)是剪切起控制作用，這是不合理的。

圖7 筏板基礎(chǔ)中雙向板驗(yàn)算沖切和剪切周長(zhǎng)示意

因?yàn)�，首先不�?yīng)要求計(jì)算剪切；其次要求計(jì)算兩種受力情況——受沖切與受剪切，結(jié)果卻始終由一種情況，也即受剪切起控制作用，那么，為什么要求驗(yàn)算兩種情況呢？
因此，在筆者主編的《北京地區(qū)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DBJ 11-501—2009）[8]和《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施結(jié)構(gòu)（地基與基礎(chǔ)分冊(cè)）》[9]中就規(guī)定，對(duì)于筏板基礎(chǔ)中的雙向板，只需驗(yàn)算沖切，不需驗(yàn)算剪切。
5 有些規(guī)范條文的修改，使材料消耗大量增加，造成浪費(fèi)
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2002）[7]中的受彎構(gòu)件斜截面承載力的計(jì)算公式為：
Vcs=0.7?tbh0+1.25?yv h0
現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010）[6]中將該式修改為：
Vcs=0.7?tbh0+?yv h0
上兩式相比，后者箍筋用量增加了約20%，而在2002年~2010年期間，并未出現(xiàn)因箍筋不足而發(fā)生安全事故，在實(shí)際震害調(diào)查中也未出現(xiàn)因地震作用而導(dǎo)致梁發(fā)生剪切破壞。這種修改，造成無(wú)謂的浪費(fèi)，不知是否有充分理由。
6 關(guān)于受沖切承載力計(jì)算
我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[6,7]對(duì)于受沖切承載力的要求過(guò)于保守�？辜羟械脑试S應(yīng)力是0.7ft，抗沖切也是0.7ft，二者等值。剪切是單向受力，沖切是雙向受力，后者比前者有利，是不應(yīng)該相等的。
美國(guó)規(guī)范ACI318中，抗剪切允許公式采用（fc’是圓柱體抗壓強(qiáng)度，類(lèi)似我國(guó)的fc）�？箾_切允許公式采用，比抗剪切允許值大了1倍。美國(guó)規(guī)范ACI318對(duì)于不利情況下的允許值要予以折減，有如下兩個(gè)公式：

式中是柱子長(zhǎng)短邊的比例；系數(shù)的取值如下：內(nèi)柱=40，邊柱=30，角柱=20。
我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010）[6]也引用了這個(gè)概念，有如下兩個(gè)公式：
式(6.5.1-2):

式(6.5.1-3):

以上兩式的含意與美國(guó)規(guī)范ACI318完全相同，也是對(duì)于不利情況下的折減。但是美國(guó)規(guī)范ACI318是在抗沖切應(yīng)力允許值增加1倍的情況下加以折減，而我國(guó)的抗剪切與抗沖切應(yīng)力完全相同的情況再予以折減，是太保守了的。這是引用外國(guó)規(guī)范卻未吃透其意義的一個(gè)例子。