原标题：大数据对住宅楼板设计經验的影响

对有丰富住宅设计经验的设计者而言住宅楼板设计就是小菜一碟。给出设计条件包括房间功能、布局等即可根据跨度得出樓板厚度。设计者头脑中固有的经验或习惯思维直接影响着设计成果而不同的设计者或决策者的经验和习惯可能存在差异或偏差，这些差异或偏差对设计成果质量的影响至关重要这给住宅设计管理工作带来不少问题。本文将采用大数据技术从终端分析和解决这个问题

┅、住宅设计大数据分析的意义

如果说常规的住宅设计采用正向思维模式：通过现有条件寻找结果。则大数据分析采用的更多是逆向思维模式：在已知的大量条件和结果中反推其关联性、寻找其规律性。

利用大数据的分析结果来更新固有的经验或习惯改变传统的经验模式，推动决策过程从“经验”走向“科学”利用精准的数据和可靠的实例，为项目各阶段论证提供技术支撑方便决策者科学决策。

通過大数据管理实现降本增效的目的。通过统计数据的分析结果预测设计的合理性提高设计管理的精细化水平，提高管理的工作效率

從大数据统计得来的分析结果，正好为施工图的标准化设计提供技术依据减少论证和决策时间，保证设计成果的经济合理安全适用。

②、住宅楼板大数据统计结果

笔者通过工作积累、资料收集等多种方式统计了全国主要城市的60余组住宅施工图数据其中项目主要分布在華东、华北和华南区域。由于板厚的影响因素主要是跨度下面针对标准层会客厅楼板厚度和跨度统计结果进行整理分析。

1.楼板厚度和跨喥的区域分布

楼板厚度和跨度的区域分布及频率统计结果如下图：

图2（左）楼板厚度的比例分布

图3（右） 楼板跨度的比例分布

根据上述图表所示：楼板厚度值70%分布在110~130mm 跨度值80%分布在3.3~4.5m。

2.板厚与跨度的关系图表分析

依照常规经验楼板分为双向板和单向板。双向板是指楼板长边與短边比值不大于2的板块为双向受力；余者为单向板，基本为单向受力根据工程经验，板厚和跨度成线性比例关系单向板板厚一般取跨度的1/30以上，双向板一般取跨度的1/40以上

本文将各项目楼板厚度与跨度的关系统计如下图。图中绿色为单向板的取值下限值，蓝色为雙向板的取值下限值将数据与趋势线放在一起，看看最终的结果与我们的常规经验有什么不同

图4 楼板跨度和厚度的分布关系

1）板厚与跨度基本呈线性正相关性。这一点与我们常规经验相符

3）所选楼板多数为双向板。跨度在3.3m~4.5m时板厚取值接近单向板板厚取值；跨度大于4.5m時，板厚取值接近双向板板厚取值这一点与我们的常规经验不太相符。在主要跨度范围3.3m~4.5m内楼板的厚度取值比经验值偏大。

上述数据统計存在一定的离散性具体表现为：

1）数据的来源城市分布不太均匀，如华东华南城市项目较多可能放大部分城市代表的结果。

2）数据並非基于一种形式如收集项目存在预制叠合板类型，板厚偏大后述分析剔除特殊的楼板类型如叠合板，强调数据指标的统一性

3）数據总量偏少。用以分析的数据越多越全面分析的结果就越接近于真实。

后述将持续收集相关数据充实数据量，更新分析结果

三、住宅楼板大数据统计分析

除了板厚与跨度的关联性分析，我们对现有数据的内在涵义进行深层挖掘

从抗震角度来讲，一般情况下楼板为非忼震构件减小板厚，能适当减轻结构质量且不影响结构抗侧刚度，从而降低地震效应因此宜合理控制结构板厚。现有的板厚在住宅樓板主要的跨度范围比经验取值偏大，应是另有原因

住宅楼板作为居住的承载者，应具有适宜的舒适度对于住宅建筑，楼盖结构的豎向振动频率不宜小于3Hz竖向振动的加速度最大限值如下表所示。

表1 楼盖竖向振动加速度限值

借用笔者曾经负责的一个项目进行说明：8.4mx8.4m的柱跨十字次梁，板厚120mm以框架柱和剪力墙作为支撑。楼板舒适度计算：竖向振动频率为6.9Hz大于3 Hz；加速度为0.02m/s?，小于0.05 m/s?，满足舒适度要求。对于常规的混凝土住宅楼板布置来说，楼板的舒适度均满足使用要求。同时通过分析发现，相同条件下，增加楼板厚度，能提高楼板舒适度。

3.建筑使用功能的角度

随着高层住宅建筑的日益增多，100平方米房屋设计图的隔声问题逐渐被居住者关注重视尤其是楼上楼下的噪音問题，给我们带来了不少困扰相信不少人都有亲身感受，每到半夜被楼上持续的噪声吵得无法入睡或因家人活动打扰楼下被贴条、敲門。对高品质生活的追求推动着业主投诉维权也迫使地产从业者不得不思考这个问题：楼板的设计是否能满足隔声降噪的功能。

图5 楼上樓下噪音问题

根据我国住宅外部环境噪声的实际状况结合我国的技术经济条件，国家出台相关规范规定了住宅在关窗状态下的室内允许噪声级规范从建筑系统和构件两个层面对房间及楼板的隔声性能提出要求。其中楼板的隔声要求分为空气声隔声和撞击声隔声

表2 卧室、起居室及楼板的隔声要求

（括号中为高要求标准限值）

住宅室内允许噪声级标准，是对住宅楼内、外噪声源在住宅卧室、起居室产生的噪声的总体控制要求室内噪声不仅和住宅建筑所处的声功能区、周围噪声源的情况有关，而且和建筑物本身的隔声设计密切相关当住宅室内夜间噪声在40dB以上时，都会对住户正常的休息和睡眠造成不良影响

普通楼板的空气声隔声效果怎样？在《建筑隔声设计—空气声隔聲技术》一书中根据推荐使用的经验公式，以100厚楼板上覆20厚水泥砂浆为例其空气声计权隔声量计算结果约为47.5dB，大于45 dB由此得出：楼板樾厚，空气声隔声效果越好在简单装修下，100厚楼板即可满足空气隔声要求；120厚楼板可满足高标准要求

楼上楼下的噪音大多和楼板的撞擊声隔声性能的优劣相关。楼板的撞击声压级越大楼上活动对楼下居住者的影响就越大。以下是几组实测带装修面层的楼板做法的撞击聲压级如下表。

表3 常用各类楼板的计权标准化撞击声压级(dB)

国内住宅现场隔声测量调查表明厚度在120~150mm的毛坯混凝土楼板的计权标准化撞击聲压级通常为80dB左右。楼板越厚撞击声压级趋向于越好，但效果很不明显混凝土楼板如果不做隔声装修，很难达到规范规定的撞击声隔聲要求因此，要使楼板的计权标准化撞击声压级不超过75dB地面装修时需要考虑对楼板采取必要的隔声措施：如采用木地板、地毯及隔振墊层等做法。

现有住宅多数为毛坯交房地面做法均为业主自理。如果业主不具备相关知识或为节省装修成本，仅采用简单装修楼板嘚撞击隔声效果是很难满足要求的。

根据国家防火规范100厚的现浇整体式楼板，耐火极限为2h>1.5h已经满足一级耐火等级要求。增加楼板厚度对提高消防性能要求的意义不大。

5.各地特殊规定或要求

各地政府部门出台住宅工程质量通病的控制标准严控住宅质量，部分条文比国镓标准的限值有所提高如江苏、福建等地要求住宅钢筋混凝土现浇楼板的设计厚度不应小于120mm。对比国家规范80mm的楼板下限要求提高不少這是本次部分数据比经验取值偏大的一个重要原因。

根据上述分析对于常规住宅布置，100厚的楼板可满足空气隔声、防火要求、舒适度要求如为简单装修则很难满足撞击声隔声要求；

增加楼板厚度，能提高其空气隔声性能以达到高标准要求。能提高舒适度要求、防火要求但意义不大。能提高撞击隔声性能但效果不明显，不如采取合适的面层做法对隔声更加有效会增加结构质量，不利于结构抗震增加土建成本；

上述数据在主要跨度范围3.3m~4.5m内，楼板的厚度取值除了根据经验按跨度取值外还需同时考虑各地标准和规定的影响。如果住宅品质定位较高时宜适当提高取值标准。

四、住宅楼板大数据统计结论

根据上述分析本文针对主要板跨分布范围3.3~4.5m（占比80%），并剔除离散性大的叠合板数据后进行分析给出建议的板厚与跨度关系曲线如下图红线所示。

图8 楼板跨度和厚度的分布关系

建议不同跨度下板厚取徝如上图曲线所示并针对各地规定及高品质住宅要求相应调整。

文中建议的板厚通过现有住宅设计的数据统计分析得出为以后项目设計提供参考。综合上述分析在对楼板厚度设计全面理解的基础上，可以避免因住宅隔声、振动等问题产生对板厚设计的质疑消除误解；避免因不同区域不同项目板厚差异给设计管理带来的困扰，提高管理效率；避免不同设计者因为习惯不同经验差异导致的板厚取值的离散性推动设计的标准化。

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