楼板刚度的合理假定与正确应用

楼板刚度的合理假定与正确应用第1页，共33页，2023年，2月20日，星期一1。楼板刚度的特点和力学模型2。楼板分析时的不同模型3。复杂楼板的结构分析第2页，共33页，2023年，2月20日，星期一第3页，共33页，2023年，2月20日，星期一1。楼板刚度的特点和力学模型楼板作为一种空间薄壳结构，可以用壳单元来模拟其刚度。楼板刚度（壳单元）由面内刚度和面外刚度两部分组成：面内刚度——膜剪切单元。面外刚度——板弯曲单元。壳单元的类型是多样性的，不论是膜剪切单元还是板弯曲单元，有三节点等参元、四节点等参元，等等。不同的膜剪切单元和板弯曲单元可以组成上百种不同的壳单元。在上部结构的整体分析中，楼板一般只承受竖向荷载，当竖向构件不连续时，可以起到调整水平剪力的作用。所以上部结构的整体分析中，楼板是不可或缺的部分。第4页，共33页，2023年，2月20日，星期一转换层楼板加厚用于调整楼层的剪力第5页，共33页，2023年，2月20日，星期一第6页，共33页，2023年，2月20日，星期一2。楼板分析时的不同模型楼板分析可以有以下几种分析模型：刚性楼板：平面内刚度无限大；平面外刚度为0。弹性板6：平面内、平面外都按实际刚度计算。弹性板3：平面内刚度无限大；平面外按实际刚度计算。弹性膜：平面内按实际刚度计算；平面外刚度为0

。第7页，共33页，2023年，2月20日，星期一各种楼板特性的应用条件“刚性楼板”的适用范围：绝大多数结构只要楼板没有特别的削弱、不连续，均可采用这个假定。相关注意：由于“刚性楼板假定”没有考虑板面外的刚度，所以可以通过“梁刚度放大系数”来提高梁面外弯曲刚度，以弥补面外刚度的不足。同样原因，也可通过“梁扭矩折减系数”来适当折减梁的设计扭矩。“弹性板6”的适用范围：所有的工程均可采用。相关注意：由于已经考虑楼板的面内、面外刚度，则梁刚度不宜放大、梁扭矩不宜折减。板的面外刚度将承担一部分梁柱的面外弯矩，而使梁柱配筋减少。此时结构分析时间大大增加。第8页，共33页，2023年，2月20日，星期一“弹性板3”的适用范围：需要保证楼板平面内刚度非常大，如厚板转换层中的厚板，板厚达到1m以上。而面外刚度则需要按实际考虑。相关注意：一般在厚板转换层不设梁，或用等代梁，并注意上下部轴线差异产生的传力问题。“弹性膜”的适用范围：仅适用于梁柱结构，设计时不使楼板面外刚度承担荷载，不使梁柱配筋减少，以保证梁柱设计的安全度。相关注意：不能用于“板柱结构”。设计时可以进行梁的刚度放大和扭矩折减。第9页，共33页，2023年，2月20日，星期一不正确的弹性楼板的定义第10页，共33页，2023年，2月20日，星期一正确的弹性楼板的定义第11页，共33页，2023年，2月20日，星期一正确的弹性楼板的定义第12页，共33页，2023年，2月20日，星期一第13页，共33页，2023年，2月20日，星期一3。复杂楼板的结构分析在上部结构分析中，怎样考虑楼板的作用，应根据工程的特点来选择。楼板在整体计算中，往往需要简化处理，以突出结构主体的作用，但是对一些关键部位的楼板，应采用二次计算，对其进行细部分析。不与楼板相连的构件，如越层柱的计算长度系数，梁的刚度放大和扭矩折减等，要作特殊考虑。第14页，共33页，2023年，2月20日，星期一工业厂房、体育馆等空旷结构第15页，共33页，2023年，2月20日，星期一上部采用全层弹性楼板较多小块的整体楼板宜按弹性楼板分析第16页，共33页，2023年，2月20日，星期一较多小块的整体楼板宜按弹性楼板分析第17页，共33页，2023年，2月20日，星期一楼板开大洞第18页，共33页，2023年，2月20日，星期一正确定义弹性楼板第19页，共33页，2023年，2月20日，星期一削弱部位的楼板第20页，共33页，2023年，2月20日，星期一正确定义弹性楼板第21页，共33页，2023年，2月20日，星期一转换层的楼板——弹性楼板错误的定义不要在刚性板区域内定义弹性楼板，反之亦然第22页，共33页，2023年，2月20日，星期一转换层的楼板——弹性楼板正确的定义第23页，共33页，2023年，2月20日，星期一板柱结构的分析——错误的楼板模型SATWE没有对楼板（房间）进行单元划分，所以一个房间只有一个板单元，不能考虑板对柱的弯曲，导致柱弯矩偏小很多。计算不对。第24页，共33页，2023年，2月20日，星期一板柱结构的分析——正确的楼板模型增加虚梁分割房间，帮助SATWE进行单元划分，这样可以合理考虑板的弯曲，柱计算弯矩合理。第25页，共33页，2023年，2月20日，星期一PMSAP可以较好地解决这个问题PMSAP可以对楼板（房间）进行单元划分，还可以考虑板单元与梁协调（如果有梁的话），所以最合理。第26页，共33页，2023年，2月20日，星期一狭长结构的楼板的变形刚性楼板——中柱剪力小弹性楼板——中柱剪力大所以对狭长结构宜考虑全层弹性楼板或分块刚性楼板第27页，共33页，2023年，2月20日，星期一狭长结构平面狭长结构“刚性板”与“弹性膜”的对比第28页，共33页，2023年，2月20日，星期一底层柱底Y向地震作用的剪力——刚性楼板第29页，共33页，2023年，2月20日，星期一底层柱底Y向地震作用的剪力——弹性膜第30页，共33页，2023年，2月20日，星期一