刚性楼板假定的用途
工程设计中刚性楼板假定与弹性楼板假定的应用与分析
工程设计中刚性楼板假定与弹性楼板假定的应用与分析摘要：工程结构设计过程中，通常设计人员在如何应用刚性楼板假定与弹性楼板假定的问题上存在概念不清晰，给设计带来浪费或隐患。
本文侧重于阐述它们的规范依据、力学原理、适应性及应用方法，以助于设计人员在实际设计过程中进行合理、安全经济的设计。
关键词：刚性楼板假定、弹性楼板假定、弹性楼板6、弹性楼板3、弹性膜、平面内刚度Abstract: the engineering structural design process, usually the design personnel in how to use rigid floor assumptions and elastic floor assume that the existence of concept not clear, design to bring to waste or hidden trouble. This paper focuses on the basis, the paper they regulate mechanics principle, adaptability and application methods, to aid in the design personnel in actual design process, safe and economical design reasonable.Keywords: rigid floor assumptions, elastic floor assumptions, elastic floor 6, elastic floor 3, elastic membrane, plane within stiffness一、前言工程结构设计过程中，往往因设计人员对刚性楼板假定与弹性楼板假定的概念不清晰，而不能在设计中合理地应用，导致设计结果存在不经济或不安全的因素。
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。
[会要]刚性楼板假定的用途
![[会要]刚性楼板假定的用途](https://img.taocdn.com/s3/m/c413080154270722192e453610661ed9ad51557d.png)
结构整体分析计算应是对不同情况下的计算指标的复核，因此，相应的结构计算书应分不同的计算指标分别打印，即一个工程的计算书，不应该是同一个总信息的计算结果，应区分不同的计算要求，分别计算，分别进行打印。
建筑结构计算步骤如下：计算步骤及控制点计算步骤计算输入条件控制条件及处理1.建模整体建模1. 符合原结构传力关系；2. 符合原结构边界条件；3. 满足程序的假定条件。
2.结构总信息参数的确定1.地震方向角θ0=0；2.单向地震；3.不考虑偶然偏心;4.不强制全楼刚性楼板；5.按总刚分析;6.短肢墙多时定为短肢剪力墙.1.震型组合数→有效质量参与系数大于0.9吗?→否则增加;2.最大地震力作用方向角→θ0-θm >15°吗？→是，输入；3.结构自震周期，输入值与计算值相差大于10%时，按计算值输入；4.查看三维震型图，确定裙房参与整体计算范围→修正计算简图；5.短肢剪力墙墙承担的抗倾覆力矩比例小于40%？→是，改为一般短肢剪力墙；短肢剪力墙墙承担的抗倾覆力矩比例大于50%？→是，规范不许，修改设计；6.框架结构框架承担的抗倾覆力矩大于50%？→是，框架抗震等级按框架结构定；若为多层结构，可定义为框架结构确是抗震等级和计算，抗震墙作为次要抗侧力构件，其抗震等级可降一级；7.判定嵌固部位。
（固定端取在基础顶面、刚性楼板假定、不考虑室外填土对地下室刚性的贡献等）3.判定整体结构的合理性（平面和竖向规则性控制）1.地震方向角θ0=0，θm2.单（双）向地震；3.（不）考虑偶然偏心；4.强制全楼刚性楼板；5.按侧刚分析；6.按步骤2的结果确定结构类型和抗震等级1.周期比控制：Tā/Tī≤0.9（0.85）？→否，修改结构布置。
强化外围消弱中间；2.层间位移比控制：≤1.2→否，按双向地震重算；3.侧向刚度比控制；4.层受剪承载力控制；Qj/Qj+1<[0.65]? →是，修改结构布置；0.65≤Qj/Qj+1 < 0.8？→是，强制指定为薄弱层；5. 整体稳定控制：刚重比不小于[10（框架），1.4（其他）]；6. 最小地震剪力控制：减重比不小于0.2max? →否，增加震型数或加大地震剪力系数；7.层位移角控制：≤{1/550（框架），1/800（框剪），1/1000（剪力墙）}4.构件优化设计（构件超筋超限控制）1.按步骤2.3.确定的模型和参数；2.取消全楼强制刚性板，定义需要的弹性板；3.按总刚分析；4.对特殊构件人工指定1.构件构造最小截面控制；2.构件斜截面承载力验算；3.构件正截面承载力验算；4.构件最大配筋率控制；5.受弯构件和偏心构件受压区高度限制；6.竖向构件轴压比控制；7.剪力墙的局部稳定控制；8.梁柱节点核心区抗剪承载力验算。
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
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。
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。
刚性楼板假定
什么是强制刚性楼板假定？在什么情况下勾选该功能？刚性楼板假定在工程设计中应用得最多，其物理意义是假定楼板平面内无限刚，平面外刚度为零。
该假定成立的前提是：楼板在其自身平面内刚度很大，基本不产生轴向变形和剪切变形。
由该假定出发，抗侧力结构之间由无限刚性的楼板联系。
当结构有变位时，楼板只做刚体运动，因而各片结构的侧移值呈直线关系。
计算分析和工程实践证明，刚性楼板假定对于绝大多数建筑的分析具有足够的计算精度。
因此《高层建筑混凝土结构技术规程》第5.1.5条规定：进行高层建筑内力与位移计算时，一般可假定楼板在其自身平面内为无限刚性。
《抗震规范》条文说明第3.4.3及3.4.4条指出：“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。
”因此在验算“位移比”时，要求在刚性楼板假定的条件下进行，一般都应该采用“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”。
楼板可能是“刚性板”，也可能被定义为“弹性膜”、“弹性板”、“板厚为0”、“全房间洞”等情况，这样在计算楼层平均位移时，只有把楼层中的所有房间均按“强制刚性楼板”计算，“位移比”的计算才满足规范的要求。
当然，“强制刚性楼板假定”并不是必须采用的，用户可根据工程实际灵活把握。
除计算“位移比”时应采用强制刚性楼板假定外，一般在在计算周期比、层间刚度比这些整体控制指标时，一般都宜采用“全楼强制刚性楼板假定”，以忽略局部震动造成的影响。
比如，当高层建筑楼层开洞口较复杂，或为错层结构时，若不采用强制刚性楼板假定，则程序给出结果中往往会产生局部的较大变形和局部振动，这并非结构整体性能的反映。
因此，此时应选择强制刚性楼板假定来计算结构的“位移比”、“周期比”，可以约束局部的较大变形、过滤局部振动产生的周期。
通常，进行内力配筋计算时不应采用强制刚性楼板假定。
对于大多数高层结构均符合强制刚性楼板假定的适用条件，但是极个别结构复杂、空间结构，其明显不符合刚性楼板假定的情况，控制“位移比”、“周期比”等比值已没有多大意义。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
结构整体分析计算应是对不同情况下的计算指标的复核，因此，相应的结构计算书应分不同的计算指标分别打印，即一个工程的计算书，不应该是同一个总信息的计算结果，应区分不同的计算要求，分别计算，分别进行打印。
建筑结构计算步骤如下：
计算步骤及控制点
计算步骤
计算输入条件
控制条件及处理
1.建模
整体建模
1. 符合原结构传力关系；
2. 符合原结构边界条件；
3. 满足程序的假定条件。
2.结构总信息参数的确定
1.地震方向角θ0=0；
2.单向地震；
3.不考虑偶然偏心;
4.不强制全楼刚性楼板；
5.按总刚分析;
6.短肢墙多时定为短肢剪力墙.
1.震型组合数→有效质量参与系数大于0.9吗?→否则增加;
2.最大地震力作用方向角→θ0-θm >15°吗？→是，输入；
3.结构自震周期，输入值与计算值相差大于10%时，按计算值输入；
4.查看三维震型图，确定裙房参与整体计算范围→修正计算简图；
5.短肢剪力墙墙承担的抗倾覆力矩比例小于40%？→是，改为一般短肢剪力墙；短肢剪力墙墙承担的抗倾覆力矩比例大于50%？→是，规范不许，修改设计；
6.框架结构框架承担的抗倾覆力矩大于50%？→是，框架抗震等级按框架结构定；若为多层结构，可定义为框架结构确是抗震等级和计算，抗震墙作为次要抗侧力构件，其抗震等级可降一级；
7.判定嵌固部位。
（固定端取在基础顶面、刚性楼板假定、不考虑室外填土对地下室刚性的贡献等）
3.判定整体结构的合理性（平面和竖向规则性控制）
1.地震方向角θ0=0，θm
2.单（双）向地震；
3.（不）考虑偶然偏心；
4.强制全楼刚性楼板；
5.按侧刚分析；
6.按步骤2的结果确定结构类型和抗震等级
1.周期比控制：Tā/Tī≤0.9（0.85）？→否，修改结构布置。
强化外围消弱中间；
2.层间位移比控制：≤1.2→否，按双向地震重算；
3.侧向刚度比控制；
4.层受剪承载力控制；Qj/Qj+1<[0.65]? →是，修改结构布置；
0.65≤Qj/Qj+1 < 0.8？→是，强制指定为薄弱层；
5. 整体稳定控制：刚重比不小于[10（框架），1.4（其他）]；
6. 最小地震剪力控制：减重比不小于0.2max? →否，增加震型数或加大地震剪力系数；
7.层位移角控制：≤{1/550（框架），1/800（框剪），1/1000（剪力墙）}
4.构件优化设计（构件超筋超限控制）
1.按步骤
2.
3.确定的模型和参数；
2.取消全楼强制刚性板，定义需要的弹性板；
3.按总刚分析；
4.对特殊构件人工指定
1.构件构造最小截面控制；
2.构件斜截面承载力验算；
3.构件正截面承载力验算；
4.构件最大配筋率控制；
5.受弯构件和偏心构件受压区高度限制；
6.竖向构件轴压比控制；
7.剪力墙的局部稳定控制；
8.梁柱节点核心区抗剪承载力验算。
5.绘制施工图
抗震构造措施
1. 钢筋最大最小直径限制；
2. 箍筋最大最小间距要求；
3. 最小配筋率。
配箍率要求；
4. 重要部位的加强和明显不合理部分局部调整
计算两次，假定条件下算全楼参数，比如周期、位移、刚度等等。
非假定条件下算梁、柱、墙的配筋。
原因是因为位移等参数的计算公式是在楼板作为楼层的质点这个假定下才能用的，不然不对。
以上所述全国通用，所有审图公司都应该知道。
若审图的头脑逻辑混乱，可以给它看教材。
顺便发个牢骚，PKPM作为全国用的最广的软件，竟然在非假定条件下仍然可以给出位移等参数，让很多人迷惑，实在不负责任。
唯一的好处就是让大家的概念更清晰了
是否对全楼强制采用刚性楼板假定是.............计算位移比与层刚度比时选[是]，《高规》5.1.5条。
计算内力与配筋及其它内容时选择[否]。
建筑结构计算步骤及控制点。