刚性楼板假定的工作原理及其选用方法

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楼板假定在结构设计中的应用

楼板假定在结构设计中的应用

楼板假定在结构设计中的应用摘要:楼板假定是建筑结构分析中特有的概念,楼板假定主要有刚性楼板和弹性楼板两种,引用楼板的概念可以使得计算简洁明了,计算方法简便,其工作结果可用于工程设计,在目前的设计计算软件中楼板假定是影响整体分析的主要参数。

本文主要论述SATWE(PKPM)软件中几种不同的楼板假定,这些楼板假定的各自特点及分别适用于何种形式的楼板类型。

在结构设计计算中如何正确运用这些楼板假定(如计算内力、位移比、周期比、楼层侧向刚度比分别需要用到哪种楼板假定)。

关键词:刚性楼板假定;弹性楼板假定;总刚分析法Abstract: the floor assumption is building structure analysis concepts peculiar, floor assume that main with rigid floor and elastic floor two kinds, quoted the concept of floor can be made computation brief, calculation method is simple, the results can be used for engineering design, the design calculation software floor assumption is affects integral analysis the main parameters. This paper mainly discusses SATWE (PKPM) software several different floor assume that these characteristics and the assumption of the floor respectively, and what form is applicable to the floor type. In the structure design and calculation, how to use these floor assumption (such as internal force and displacement calculation than, cycle, the lateral stiffness ratio than floor respectively what kind of floor needs to use the assumption).Keywords: rigid floor hypothesis; Elastic floor hypothesis; Always just analysis楼板作为建筑项目中量大面广的水平主要组成构件,需要承受水平荷载作用,同时也会将其作用传递给竖向构件,因此,楼板既作为重要的受力构件又同时作为重要的传力构件。

结构计算中的四种楼板模型(刚性板、弹性板6、弹性板3、弹性膜)

结构计算中的四种楼板模型(刚性板、弹性板6、弹性板3、弹性膜)

结构计算中的四种楼板模型(刚性板、弹性板6、弹性板3、弹性膜)进行结构计算时,通常有四种板模型:1、刚性板:平面内刚度无穷大,平面外刚度为0。

其主要用于大部分有梁体系的板,一般的非特别厚的板,平面内刚度无穷大和平面外刚度为0,相对的都是梁的刚度。

2、弹性板6:真实计算板平面内外的刚度(这里的真实计算是素砼的刚度,不包括钢筋)。

其主要用于“板柱结构”以及“板柱-剪力墙结构”,这种结构没有梁,不考虑板的平面外刚度就不合理了,所以需要考虑板平面外的刚度。

从理论上说,弹性板6假定是最符合楼板的实际情况,可应用于任何工程。

但是实际上,采用弹性板6假定时,部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,从而导致梁的弯距减小,相应的配筋也比刚性楼板假定减少。

而过去所有关于梁的工程经验都是与刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。

所以,建议不要轻易采用弹性楼板6假定。

弹性板6假定是针对“板柱结构”以及“板柱-剪力墙结构”提出的,因为对于这类结构,采用弹性楼板6假定既可以较真实地模拟楼板的刚度和变形,又不存在梁配筋安全储备减小的问题。

3、弹性板3:平面内刚度无穷大,真实计算平面外刚度。

它的应用范围和弹性板6是一样的,主要用于“板柱结构”以及“板柱-剪力墙结构”,尤其是楼板特别厚的时候,这种模型更复合实际结构受力特点。

弹性楼板3假定主要是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。

因为这类结构楼板平面内刚度都很大,其平面外刚度是这类结构传力的关键。

通过厚板的平面外刚度,改变传力路径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。

当板柱结构的楼板平面外刚度足够大时,也可采用弹性楼板3来计算。

4、弹性膜:真实计算楼板平面内刚度,平面外为0。

该假定是采用平面应力膜单元真实计算楼板的平面内刚度,同时忽略楼板的平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为0。

该假定适用于“空旷的工业厂房和体育场馆结构”、“楼板局部开大洞结构”、“楼板平面较长(工程中一般当平面长宽比大于3时,虽然未超过《高规》的限值要求,但此时对抗侧力构件的布置和楼盖的整体性要求较高)或有较大凹入以及平面弱连接结构”。

刚性楼板与弹性楼板

刚性楼板与弹性楼板

2.2 刚性楼板假定其含义是假定楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为零。

这是一个特有概念能使结构计算概念明了,计算简便;使结构在每层板内只有3个公共自由度,即两个平移自由度dx、dy和一个绕竖轴扭转自由度θz,在板内的每个节点的独立自由度也只有3个;使电算的效率大大提高,程序的运用范围越来越广泛。

刚性楼板假定认定平面外刚度为零,忽略了楼面梁的有效翼缘对平面外刚度的贡献,使结构总刚度偏小,周期加长,吸引的地震作用小,不安全。

为此,规范规定用梁刚度增大系数来间接的考虑楼板平面外的刚度。

于是高规第5.2.2规定在内力和位移计算时,对现浇楼面和装配式整体楼面的梁刚度采用1.3-2.0增大系数来考虑翼缘的增大作用。

通过上述处理,目前设计中的绝大多数工程的楼面都能符合刚性楼板的假定,以此进行的计算分析可用于工程设计。

2.3 弹性楼板假定对于复杂楼板,如不规则楼面,狭长、环形楼面,大开洞楼面及多塔、板柱结构、厚板转换层结构等,其楼板面内的变形会使楼层中各抗侧构件位移和内力发生较大的变化,特别是抗侧刚度较小构件的位移和内力会加大,若仍用刚性楼板假定来计算分析,其计算结果会不真实,且无法保证其结果的可靠性,必须采用弹性楼板的计算方法。

弹性楼板假定充分考虑了楼板平面内刚度的削弱和不均匀性,采用符合楼板平面内和平面外的实际刚度进行计算分析,其结果更真实的符合结构的计算模型。

在SATWE中弹性楼板有弹性板6,弹性楼板3及弹性膜假定楼板等三种。

(1)弹性楼板6,采用壳单元计算楼板面内和面外的刚度,是针对板柱结构和板柱剪力墙结构的。

其计算结果会使梁的配筋偏少而不安全,所以不适用于梁板结构楼面。

(2)弹性板3,采用楼板平面内无限刚,平面外刚度按实计算的方法,用厚板弯曲单元进行计算,适用于厚板转换层结构的转换厚板分析计算。

(3)弹性膜,上述两种假定对框架、剪力墙、框-剪、框-筒等结构及空旷的厂房、体育场馆等的复杂形状楼板的计算都不适合,特别是梁配筋的安全性不可靠,从而提出了“弹性膜”假定,它采用平面应力膜单元来真实地计算楼板的平面内刚度,而不是无限刚。

哪些计算需要刚性楼板假定

哪些计算需要刚性楼板假定

构造的位移比、周期比、楼层侧向刚度比都是要求在刚性楼板假定条件下进行的 SATWE参数 ---对全部楼层强迫采纳刚性楼板假定:规范规定:高 5.1.5 条:进行高层建筑内力与位移计算时,可假定楼板在其自己平面内为无穷刚性。

条则说明:可把楼板视作水平搁置的深梁,可近似以为楼板在其自己平面内为无穷刚性。

采纳这一假定后,构造剖析的自由度数量大大减少,使计算过程及计算结果大为简化。

且知足工程精度。

程序实现:选择该项后,程序能够将用户设定的弹性楼板强迫为刚性楼板参加计算。

操作重点: 1:假如设定了弹性楼板活楼板开大洞,在计算位移、周期等控制参数时,应选择该项,将弹性楼板强迫为刚性楼板参加计算,以知足规范要求的计算条件;计算达成后应去掉此项选择,以弹性楼板方式进行配筋和其余计算剖析。

2:假如没有定义弹性板或楼板开大洞,一般不选择此项,防止出现异样情况。

**************************************************************************************判断构造的位移比与周期比一定考虑强迫刚性楼板:1 / 3《抗震规范》的条则说明,3.4.3 指出:关于扭转不规则,按刚性楼板计算,当最大层间位移与其均匀值的比值为1.2 时,相当于一端为,另一端为;当比值为1.5 时,相当于一端为,另一端为 3。

《抗震规范》的条则说明隐约流露出了判断构造的位移比应当是鉴于刚性楼板的假定。

而《抗震规范》的主编王亚勇在《建筑抗震设计规范疑问解答》一书4.2xx 更是明确指出:在刚性楼板假定条件下,当计算小震作用的楼层最大弹性水平位移(或层间位移)值与该楼层两头弹性水平位移(或层间位移)均匀值的比值大于1.2 时,判断为扭转不规则;当比值靠近1.5 时,判断为特别不规则;当比值大于1.5 时,一般判断为严重不规则。

(2)判断弹性层间位移角能否一定考虑强迫刚性楼板:李国胜在《多高层钢筋混凝土构造设计中疑难问题的办理及算例》3.13 条明确指出:高层建筑构造水平川震作用下的最大位移,应在单向水平川震作用下,不考虑有时偏爱的影响,采纳考虑扭转耦联振动影响的振型分解反响谱法进行计算,并应采纳刚性楼板假定。

楼面刚性假定判断

楼面刚性假定判断

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。

(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!。

刚性楼板假定的工作原理及其选用方法_肖奇志

刚性楼板假定的工作原理及其选用方法_肖奇志

刚性楼板假定的工作原理及其选用方法肖奇志蒋海云摘要:刚性楼板假定是建筑结构分析中的一个特有概念,它的引用可使计算概念明了,计算方法简便,其成果可用于工程设计。

在目前的各设计计算软件中它是影响整体分析的主要参数,正确理解它的规范依据和力学原理,有助于设计人员进行合理设计。

关键词:刚性楼板假定;弹性楼板假定;振型分解反应谱法;时程分析法;侧刚分析法;总刚分析法中图分类号:TU225文献标识码:B文章编号:1008-0422(2007)09-0100-021前言刚性楼板假定是总信息中的重要参数之一,总信息是建筑结构分析中影响整体的参数群,它的变化直接影响整体计算结果的合理性。

由于程序编制人在计算理论和对规范理解上的差异,加之侧重点不一样,总信息在各个程序中会有差异,就是同一个程序的不同版本也有所不同。

所以,在使用时应熟悉和理解程序的编制原理和使用说明,正确理解各个参数的规范依据和力学概念,从规范要求、力学原理和工程经验等方面加以分析后合理选取,并按规范要求,对电算结果,应经分析判断,确认其合理、有效后,方可用于工程设计。

2楼板刚度的各种假定2.1问题的提出楼板是主要的量大面广的水平构件,它一方面承受着竖向荷载的作用,又将其传递给柱、墙等竖向构件,另方面在受到水平荷载(风、地震等)作用时,也将其作用传递给竖向构件。

所以它既是重要的受力构件又是重要的传力构件。

由于楼板同时存在着平面内刚度及平面外刚度,在结构分析中,它对结构的整体刚度、对竖向和其他水平构件的内力产生重要影响,即楼板刚度的大小直接影响着整体结构及相关构件(也包括楼板本身)的分析结果(内力、变形及配筋)。

所以楼板刚度的合理假定已成为结构分析的主要计算原则。

随着建筑功能的日益复杂和建筑外形的多样化,建筑结构也随之复杂化,在此影响下,寻求楼板刚度的合理简化和假定,来满足工程设计的要求是广大设计人员关注和思考的课题,也是各个程序不断改版,努力完善,竞相推出简明、高效和可靠的计算方法的原因之一。

浅析钢结构楼板(一)

浅析钢结构楼板(一)

浅析钢结构楼板(一)钢结构楼板(一)引言概述:钢结构楼板是一种常见的建筑结构,具有高强度、轻质、易安装等特点,广泛应用于各类建筑中。

本文将从构造原理、设计要点、材料选择、施工工艺和维护保养等五个大点来浅析钢结构楼板的相关内容。

正文:一、构造原理:1. 钢结构楼板的构造原理是基于钢结构的框架轻量化设计,以保证整个楼板的强度与刚度。

2. 楼板使用梁和板的组合形式,通过横向和纵向的钢筋连接来形成整体结构。

3. 楼板底部采用悬挑或翘口设计,增加承载能力和空间利用率。

二、设计要点:1. 选取合适的楼板厚度和型号,根据设计荷载和跨度来确定合适的尺寸。

2. 考虑楼板的变形控制,采用适当的预应力设计或加强柱、墙的连梁来补偿变形。

3. 设计时需考虑楼板的自重和活荷载,通常采用荷载组合的方式进行设计。

4. 考虑地震和风荷载对楼板的影响,采取合理的剪力墙等防震措施。

三、材料选择:1. 钢材的选择应满足强度要求,一般采用常用的Q235、Q345等钢材。

2. 钢筋的选择应满足抗弯和抗拉要求,一般采用HRB400级别的钢筋。

3. 板材的选择应考虑承载能力和阻燃性能,一般采用热浸锌板或防火板等材料。

四、施工工艺:1. 钢结构楼板的施工应按照设计要求进行,注意楼板与其他构件的连接方式和节点处理。

2. 楼板施工前需进行材料试验,确保材料符合设计要求。

3. 在施工过程中,要采取防止楼板变形的措施,如严格控制现浇混凝土的浇筑工艺和时间。

五、维护保养:1. 定期检查楼板的连接点,确保连接牢固。

2. 注意观察楼板表面是否有裂缝或变形,及时进行维修。

3. 清洁楼板表面,防止积水、化学物质等对楼板的腐蚀。

总结:本文从构造原理、设计要点、材料选择、施工工艺和维护保养五个大点对钢结构楼板进行了浅析。

通过了解钢结构楼板的相关内容,我们可以更好地应用于实际工程中并确保其安全和可靠性。

周期比位移比层间位移角与刚性楼板假定

周期比位移比层间位移角与刚性楼板假定

周期比位移比层间位移角与刚性楼板假定 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#结构的位移比、周期比、楼层侧向刚度比都是要求在刚性楼板假定条件下进行的。

层间位移角,对于一般的结构,可以采用刚性楼板的假定;对于有转换层等复杂高层建筑,不宜采用刚性楼板的假定。

而且计算层间位移角时,不考虑偶然偏心,不考虑双向地震。

首先:SATWE参数---对所有楼层强制采用刚性楼板假定:规范规定:高规(2010)5.1.5条:进行高层建筑内力与位移计算时,可假定楼板在其自身平面内为无限刚性。

条文说明:可把楼板视作水平放置的深梁,可近似认为楼板在其自身平面内为无限刚性。

采用这一假设后,结构分析的自由度数目大大减少,使计算过程及计算结果大为简化。

且满足工程精度。

程序实现:选择该项后,程序可以将用户设定的弹性楼板强制为刚性楼板参与计算。

操作要点:1:如果设定了弹性楼板活楼板开大洞,在计算位移、周期等控制参数时,应选择该项,将弹性楼板强制为刚性楼板参与计算,以满足规范要求的计算条件;计算完成后应去掉此项选择,以弹性楼板方式进行配筋和其他计算分析。

?2:如果没有定义弹性板或楼板开大洞,一般不选择此项,避免出现异常情况。

***********************************************************************(1)判断结构的位移比与周期比必须考虑强制刚性楼板:《抗震规范》的条文说明3.4.2,3.4.3指出:对于扭转不规则,按刚性楼板计算,当最大层间位移与其平均值的比值为1.2时,相当于一端为1.0,另一端为1.45;当比值为1.5时,相当于一端为1.0,另一端为3。

《抗震规范》的条文说明隐约透露出了判断结构的位移比应该是基于刚性楼板的假定。

而《抗震规范》的主编王亚勇在《建筑抗震设计规范疑问解答》一书4.2中更是明确指出:在刚性楼板假定条件下,当计算小震作用的楼层最大弹性水平位移(或层间位移)值与该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的比值大于1.2时,判断为扭转不规则;当比值接近1.5时,判断为特别不规则;当比值大于1.5时,一般判断为严重不规则。

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刚性楼板假定的工作原理及其选用方法
摘要:刚性楼板假定是建筑结构分析中的一个特有概念,它的引用可使计算概念明了,计算方法简便,其成果可用于工程设计。

在目前的各设计计算软件中它是影响整体分析的主要参数,正确理解它的规范依据和力学原理,有助于设计人员进行合理设计。

关键词:刚性楼板假定;弹性楼板假定;振型分解反应谱法;时程分析法;侧刚分析法;总刚分析法
1前言
刚性楼板假定是总信息中的重要参数之一,总信息是建筑结构分析中影响整体的参数群,它的变化直接影响整体计算结果的合理J性。

由于程序编制人在计算理论和对规范理解上的差异,加之侧重点不一样,总信息在各个程序中会有差异,就是同一个程序的不同版本也有所不同。

所以,在使用时应熟悉和理解程序的编制原理和使用说明,正确理解各个参数的规范依据和力学概念,从规范要求、力学原理和工程经验等方面加以分析后合理选取,并按规范要求,对电算结果,应经分析判断,确认其合理、有效后,方可用于工程设计。

2楼板刚度的各种假定
2.1问题的提出
楼板是主要的量大面广的水平构件,它一方面承受着竖向荷载的作用,又将其传递给柱、墙等竖向构件,另方面在受到水平荷载(风、地震等)作用时,也将其作用传递给竖向构件。

所以它既是重要的受力构件又是重要的传力构件。

由于楼板同时存在着平面内刚度及平面外刚度,在结构分析中,它对结构的整体刚度、对竖向和其他水平构件的内力产生重要影响,即楼板刚度的大小直接影响着整体结构及相关构件(也包括楼板本身)的分析结果(内力、变形及配筋)。

所以楼板刚度的合理假定已成为结构分析的主要计算原则。

随着建筑功能的日益复杂和建筑外形的多样化,建筑结构也随之复杂化,在此影响下,寻求楼板刚度的合理简化和假定,来满足工程设计的要求是广大设计人员关注和思考的课题,也是各个程序不断改版,努力完善,竞相推出简明、高效和可靠的计算方法的原因之一。

2.2刚性楼板假定
其含义是假定楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为零。

这是一个特有概念能使结构计算概念明了,计算简便;使结构在每层板内只有3个公共自由度,即两个平移自由度dx、dy和一个绕竖轴扭转自由度θz,在板内的每个节点的独立自由度也只有3个;使电算的效率大大提高,程序的运用范围越来越广泛。

刚性楼板假定认定平面外刚度为零,忽略了楼面梁的有效翼缘对平面外刚度的贡献,使结构总刚度偏小,周期加长,吸引的地震作用小,不安全。

为此,规范规定用梁刚度增大系数来间接的考虑楼板平面外的刚度。

于是高规第5.2.2规定在内力和位移计算时,对现浇楼面和装配式整体楼面的梁刚度采用1.3-2.0增大系数来考虑翼缘的增大作用。

通过上述处理,目前设计中的绝大多数工程的楼面都能符合刚性楼板的假定,以此进行的计算分析可用于工程设计。

2.3弹性楼板假定
对于复杂楼板,如不规则楼面,狭长、环形楼面,大开洞楼面及多塔、板柱结构、厚板转换层结构等,其楼板面内的变形会使楼层中各抗侧构件位移和内力发生较大的变化,特别是抗侧刚度较小构件的位移和内力会加大,若仍用刚性楼板假定来计算分析,其计算结果会不真实,且无法保证其结果的可靠性,必须采用弹性楼板的计算方法。

弹性楼板假定充分考虑了楼板平面内刚度的削弱和不均匀性,采用符合楼板平面内和平面外的实际刚度进行计算分析,其结果更真实的符合结构的计算模型。

在SA TWE中弹性楼板有弹性板6,弹性楼板3及弹性膜假定楼板等三种。

(1)弹性楼板6,采用壳单元计算楼板面内和面外的刚度,是针对板柱结构和板柱剪力墙结构的。

其计算结果会使梁的配筋偏少而不安全,所以不适用于梁板结构楼面。

(2)弹性板3,采用楼板平面内无限刚,平面外刚度按实计算的方法,用厚板弯曲单元进行计算,适用于厚板转换层结构的转换厚板分析计算。

(3)弹性膜,上述两种假定对框架、剪力墙、框-剪、框-筒等结构及空旷的厂房、体育场馆等的复杂形状楼板的计算都不适合,特别是梁配筋的安全性不可靠,从而提出了“弹性膜”假定,它采用平面应力膜单元来真实地计算楼板的平面内刚度,而不是无限刚。

为简化计算,同时忽略楼板平面外的刚度,即面外刚度为零。

有点近似刚性楼板假定但又不同于刚性假定,要理解它的真实概念。

应注意:
A弹性楼板假定是用总刚分析法来进行结构整体计算的,所以计算软件必须具有总刚的计算功能。

仅有侧刚计算功能的软件是只适用于刚性楼板假定的软件,它不能识别弹性楼板。

B用总刚法、弹性楼板进行结构整体计算时,应再用刚性楼板假定补充计算位移比、周期比和层刚比,因为这些参数规范要求是在刚性楼板假定下进行的计算值。

2.4规范规定
高规5.1.5规定进行高层建筑内力与位移计算时,可假定楼板在其自身平面内为无限刚,相应地设计时应采取必要措施,保证楼板平面内的整体刚度。

当楼板会产生明显的面内变形时,计算时就应考虑楼板的面内变形或对采用楼板面内无限刚性假定计算方法的计算结果,再进行适当调整。

所以:计算位移比、层刚比、周期比时选用刚性楼板假定[是],计算内力、配筋及其他内容时选用刚性楼板假定[否]。

高规4.3.6及抗震规范3.4.3规定对不规则、开大洞、楼板局部不连续等情况,在设计中应考虑楼板削弱产生的不利影响,应采用符合楼板平面内实际变化的计算模型。

3一般程序中的两种抗震设计方法
3.1振型分解反应谱法
也称规范法,适用于大量的工程计算,该法有侧刚及总刚两种计算方法,分别对应侧刚模型及总刚模型,其主要区别是侧刚模型采用刚性楼板假定的简化刚度矩阵模型。

总刚模型是采用弹性楼板假定的真实结构模型转化成的刚度矩阵模型。

振型分解反应谱法先计算结构的自振振型,选取若干个振型分别计算各个振型的水平地震作用,将各振型水平地震作用于结构上,求其结构内力,最后将各振型的内力进行组合,得到地震作用下的结构内力和变形。

其基本原理就是用“规范”反应谱,先求得各振型的对应的“最大”地震力,组合后得到结构的组合地震作用。

这里面有一个求“广义特征值”而得出结构前几阶振型和频率的重要步骤,在这个过程中程序按力学和数学的法则进行繁多的中间计算,而不输出中间资料,仅将结果值告知设计人。

3.2时程分析法
即振型叠加法,用于复杂高层结构的补充计算,按抗震规范5.1.2-3及条文说明,时程分析法是多遇地震下的补充计算,与反应谱法计算值比较取较大值,对特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑才要求采用。

为一组常系数的二阶线性动力微分方程,程序多用振型叠加法求解,即把各个振型的响应叠加以得到系统的弹性时程响应。

实施中应注意:
(1)应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线(人工模拟地震波)进行分析。

(2)每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应少于振型分解反应谱法计算结果的65%。

多条曲线时不应小于80%。

(3)选用的地震使其加速度时程的持续时间一般为结构基本周期的5-10倍,且高层建筑不宜小于20s。

(4)计算罕遇地震下结构的变形时应采用弹塑性时程分析法。

4振型分解法中的两种计算方法及与刚性楼板假定的关系
4.1侧刚计算方法
是一种简化计算方法,它建立在“刚性楼板假定”的基础上,因为大大减少了结构整体自由度数,使电算效率提高,特别在计算机应用初期,内存量有限的情况下,也能进行复杂的大型工程的电算分析,使侧刚法在工程设计中得到广泛应用,成为目前软件分析的主要方法。

在程序应用中,常用到一种简化模型——“拐把模型”;刚性楼板在水平力作用下为刚性平动,在整个平动过程中有一点总不会发生转动,这个点就称“楼层的刚度中心”,以它做为“位移计算”的参考点是最合理的。

但实际计算中要准确算出刚度中心很困难,因此计算中近似地把位移参考点设定在每层的质量中心,这种简化的方法能满足工程设计的要求,这种模型称“拐把模型”。

4.2总刚计算方法
由于“侧刚法”是近似法,有一定误差,特别是在多塔结构,错层结构,带转换层结构,楼板形状复杂的结构等的计算中无法得到真实的周期,振型和地震分析结果值,其计算结构的可靠性难以保证。

采用总刚法计算,就是直接用结构的总刚阵和对应的质量阵进行地震分析,求解结构的周期和振型。

可准确分析出结构每层每根构件的空间反应,分析出结构的刚度突变部位,薄弱构件以及数据输入错误部位等。

与“侧刚法”比,它精刚法的数倍,以一个10层结构而言,侧刚法由于刚性楼板假定,其自由度数为30个,而总刚法为430个,可见计算量上的差异之大。

须强调的是:采用弹性楼板假定并用总刚法进行结构整体计算时,应补充计算结构在刚性楼板假定下的位移比、周期比、楼层侧刚比。

5刚性楼板假定在常用程序中的应用
常用程序多是采用侧刚计算法进行分析计算的,直接认定刚性楼板假定。

如TBSA对高层建筑进行整体分析时做了下述假定:楼板面内刚度无限大,面外刚度忽略不计。

这样一来,可大大减少结构模型中的自由度数量,从而减少结构分析的工作量,提高计算分析的效率。

由于采用侧刚法进行计算分析,刚性楼板假定在总信息里得到了隐含,而无须再做信息的认定。

当楼板会明显产生面内变形时,其处理方法是对刚性假定的计算结果进行适当调整。

其调整的方法和幅度,跟结构体系、构件的平面布置、楼板削弱的程度等有密切关系。

一般对楼板削弱部位的抗侧刚度较小的结构构件,采用适当增大计算内力,加强配筋和采用构造措施等。

其实,楼面梁刚度增大系数即是考虑楼面外刚度的一种辅助方法。

SA TWE采取在总信息中对刚性假定用[是]和[否]分别处理整体计算和构件内力、配筋计算,应是更合理更准确的做法,也更能体现高规5.1.5的要求。

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