高層結(jié)構(gòu)計(jì)算分析中樓板的計(jì)算假定

【摘要】作者對(duì)高層結(jié)構(gòu)計(jì)算分析中樓板的計(jì)算假定進(jìn)行了分析，并介紹了有關(guān)規(guī)范及規(guī)程對(duì)樓板計(jì)算假定的要求。

【關(guān)鍵字】剛性樓板；彈性樓板

一、剛性樓板與彈性樓板的確定

《抗震規(guī)范》第3.4.3及3.4.4條及其條文說明對(duì)剛性樓板和彈性樓板提出了基本要求：

樓板周邊兩端位移不超過平均位移2倍的情況稱為剛性樓板，超過2倍則屬于柔性樓板即彈性樓板，因此剛性樓板并不是指樓板平面內(nèi)剛度無限大。剛性樓板考察的不是僅僅是樓板自身的平面內(nèi)剛度，是對(duì)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)布置的均勻性以及樓板的協(xié)調(diào)變形能力的綜合考量。

二、對(duì)樓板計(jì)算假定的確定

樓板計(jì)算假定的確定，屬于概念設(shè)計(jì)的范疇。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)不規(guī)則的判別時(shí)，一般情況下，當(dāng)樓板的整體完整性較好（樓板無大開洞）時(shí)，應(yīng)采用概念清晰的剛性樓板假定計(jì)算。當(dāng)采用彈性樓板的計(jì)算假定對(duì)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則進(jìn)行補(bǔ)充判別時(shí)，應(yīng)注意區(qū)分結(jié)構(gòu)的局部位移和整體位移的關(guān)系（內(nèi)力分析時(shí)，可采用彈性樓板假定補(bǔ)充計(jì)算，并宜進(jìn)行不同計(jì)算假定的包絡(luò)設(shè)計(jì)）。

三、剛性樓板與彈性樓板的計(jì)算假定

《高規(guī)》5.1.5條及其條文說明當(dāng)進(jìn)行高層建筑內(nèi)力與位移計(jì)算分析時(shí)，可假定樓板在其自身平面內(nèi)為無限剛性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的措施保證樓板平面內(nèi)的整體剛度。當(dāng)樓板可能產(chǎn)生較明顯的面內(nèi)變形時(shí)，計(jì)算時(shí)考慮樓板的面內(nèi)變形影響或?qū)Σ捎脴前迕鎯?nèi)無限剛性假定的計(jì)算方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

1）保證樓板平面內(nèi)整體剛度的措施

1.采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板和有現(xiàn)澆面層的裝配整體式樓板。

2.對(duì)局部削弱的樓面可采用樓板局部加厚，設(shè)置邊梁，加大樓板配筋等。

2）應(yīng)考慮樓板面內(nèi)變形的情況

1.樓板有效寬度較窄的環(huán)形樓面或其他有大開洞樓面。

2.有狹長(zhǎng)外伸段樓面。

3.局部變窄產(chǎn)生薄弱連接的樓面。

4.連體結(jié)構(gòu)的狹長(zhǎng)連接體樓面。

3）對(duì)整體結(jié)構(gòu)計(jì)算進(jìn)行規(guī)則性判別、結(jié)構(gòu)體系判別等其他整體指標(biāo)判別時(shí)，應(yīng)采用剛性樓板假定。其主要的計(jì)算內(nèi)容有：層間位移角的計(jì)算，扭轉(zhuǎn)位移比的計(jì)算，周期比的計(jì)算，結(jié)構(gòu)底部?jī)A覆力矩比的計(jì)算，結(jié)構(gòu)剪重比的計(jì)算，結(jié)構(gòu)剛重比的計(jì)算，規(guī)定水平力計(jì)算，上部嵌固部位的確定，0.2Q調(diào)整，筒體結(jié)構(gòu)的地震剪力調(diào)整等。也就是說在進(jìn)行結(jié)構(gòu)總體性能分析時(shí)，關(guān)注的是結(jié)構(gòu)的整體性能，應(yīng)采用強(qiáng)制剛性樓板的假定，換言之，如果結(jié)構(gòu)的總體指標(biāo)計(jì)算時(shí)不能采用剛性樓板的假定，那么其計(jì)算數(shù)值對(duì)結(jié)構(gòu)總體指標(biāo)判別的意義也將大為降低，僅可作為判別時(shí)的參考。

4）對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用彈性樓板假定（符合剛性樓板假定的結(jié)構(gòu)除外）。主要計(jì)算項(xiàng)目有：梁、板、柱、剪力墻等構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算。換言之，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及配筋（含結(jié)構(gòu)的局部位移，如躍層柱中間節(jié)點(diǎn)的側(cè)向位移等）計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)樓板的實(shí)際情況，采用恰當(dāng)?shù)臉前寮俣ǎ刹捎脛傂詷前寮俣ǎ謮K剛性樓板假定，彈性樓板假定等），條件允許時(shí)，可直接采用彈性樓板假定。

四、工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意上述樓板計(jì)算假定的問題，一般工程可采用兩種計(jì)算假定進(jìn)行兩次計(jì)算。

1）第一次計(jì)算時(shí)，在計(jì)算參數(shù)中選擇“對(duì)所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定”，取用相關(guān)結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)總體性能指標(biāo)的判別。

2）第二次計(jì)算時(shí)，應(yīng)取消“對(duì)所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定”，考慮樓板的實(shí)際剛度情況，采用彈性樓板假定，零剛度板假定，分塊剛性樓板假定等，取用相應(yīng)的內(nèi)力和配筋（及結(jié)構(gòu)的局部位移）結(jié)果設(shè)計(jì)。

根據(jù)上述討論，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)樓板大開洞，樓板局部變窄產(chǎn)生的薄弱連接樓面，以保證剛性樓板假定，同時(shí)也應(yīng)采取相應(yīng)的措施保證樓板平面內(nèi)的整體剛度。如果工程不符合剛性樓板假定，則應(yīng)采用適合工程的樓板假定補(bǔ)充計(jì)算，必要時(shí)可包絡(luò)設(shè)計(jì)。《抗震規(guī)范》第3.4.3及3.4.4條，《高規(guī)》3.4.6條，3.4.7條，3.4.8條，5.1.5條及其相關(guān)條文說明均對(duì)樓板計(jì)算假定提出了相關(guān)要求。

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