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四種計算模式的意義和適用范圍: 在建筑結(jié)構(gòu)中,樓板主要承受豎向荷載作用。同時,由于樓板既有平面內(nèi)剛度,又有平面外剛度,因此在實際的工程受力中,樓板對結(jié)構(gòu)的整體剛度、豎向和水平構(gòu)件的內(nèi)力均有影響。 從理論上講,樓板可以采用平面板元或殼元來模擬。對于一般的普通鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板,其厚度并不大, 因此其變形滿足直線法假定,平面內(nèi)剛度和平面外剛度相對獨立,可以分別采用平面應(yīng)力膜單元和板彎曲單元計算,然后進行應(yīng)力疊加;若板厚度較大,如厚板轉(zhuǎn)換層中的樓板或筏板基礎(chǔ)中的筏板,其變形已不滿足直線法假定,平面內(nèi)剛度和平面外剛度也不再相對獨立,這時就得采用中厚板單元或厚板單元模擬樓板進行計算。1、剛性板假定 (1)假定樓板平面內(nèi)無限剛,平面外剛度為零。每塊剛性板內(nèi)的所有節(jié)點均有三個面內(nèi)公共自由度,即沿X、Y向的平動自由度和繞Z軸的扭轉(zhuǎn)自由度。而繞X、Y向的扭轉(zhuǎn)自由度和沿Z軸的平動自由度則忽略不計。 (2)、梁剛度放大系數(shù)的應(yīng)用高規(guī)第5.2.2條規(guī)定:在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算中,現(xiàn)澆樓面和裝配整體式樓面中梁的剛度可考慮翼緣的作用予以放大。樓面梁剛度增大系數(shù)可根據(jù)翼緣情況取1.32.0。對于無現(xiàn)澆面層的裝配式結(jié)構(gòu),可不考慮樓面翼緣的作用。 (3)、適用范圍: 樓板形狀比較規(guī)則的結(jié)構(gòu) 2、彈性板6假定(1)樓板的平面內(nèi)剛度和平面外剛度均為有限剛 。(2)適用范圍:板柱體系或板柱剪力墻結(jié)構(gòu) 。3、彈性膜假定 (1)、采用平面應(yīng)力膜單元真實地反映樓板的平面內(nèi)剛度,同時又忽略了平面外剛度,即假定樓板平面外剛度為零 。(2)、適用范圍 廣泛應(yīng)用于樓板厚度不大的彈性板結(jié)構(gòu)中,比如體育場館等空曠結(jié)構(gòu)、樓板局部大開洞結(jié)構(gòu)、樓板平面布置時產(chǎn)生的狹長板帶、框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換層樓板、多塔聯(lián)體結(jié)構(gòu)中的弱連接板等結(jié)構(gòu)。 4、彈性板3假定(1)物理意義 樓板平面內(nèi)剛度無限大,平面外剛度為有限剛。程序采用中厚板彎曲單元來計算樓板平面外剛度 。(2)適用范圍 厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)和板厚比較大的板柱體系或板柱抗震墻體系。(3)注意事項(a)、要在PMCAD軟件的人機交互式建模中輸入100mm*100mm的虛梁。虛梁在結(jié)構(gòu)設(shè)計中是一種無剛度、無自重的梁,不參與結(jié)構(gòu)計算。它的主要作用有以下三點:為SATWE或PMSAP軟件提供板的邊界條件;傳遞上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載。為彈性樓板單元的劃分提供必要條件。(b)、采用彈性板3模式進行設(shè)計時,與厚板相鄰的上下層的層高應(yīng)包含厚板厚度的一半。PKPM中有關(guān)板使用說明以下內(nèi)容是結(jié)合PKPM手冊和培訓講座總結(jié)的從老論壇轉(zhuǎn)過來希望對大家有用:彈性板6就是真實的殼單元每個點有6個自由度??紤]了平面外和平面內(nèi)剛度彈性樓板3:假定樓板平面內(nèi)無限剛,程序僅真實地計算樓板平面外剛度彈性膜:由程序據(jù)實計算板平面內(nèi)剛度,平面外剛為0的板。在SATWE軟件提供的幾種彈性樓板假定中,彈性樓板6適用于板柱結(jié)構(gòu)和板柱抗震墻結(jié)構(gòu),彈性樓板3適用于厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu),彈性膜適用于空曠的工業(yè)廠房和體育場館結(jié)構(gòu)、樓板局部開大洞結(jié)構(gòu)、樓板平面較長或有較大凹入以及平面弱連接結(jié)構(gòu)。對于量大面廣的普通工程,其樓板一般都不特殊,都可以簡單地采用剛性樓板假定。摘自陳岱林等主編的多層及高層結(jié)構(gòu)CAD軟件高級應(yīng)用絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)的樓板都是規(guī)則的沒有開大洞的。結(jié)構(gòu)在沒有定義成彈性板的情況下,程序自動定義為剛性板的,可在“特殊構(gòu)件”下的“剛性板號”按鈕來查詢。若沒有勾選“剛性樓板假定”,則是按分塊無限剛來考慮的缺省會除去開洞等地方的無限剛假定,而若勾選“剛性樓板假定”,則是按整層無限剛假定的即整個樓層只有UX,UY,RZ三個自由度。SAT8沒有法消除分塊無限剛的假定,在“特殊構(gòu)件”一欄中找不到“彈性板”的定義的。此時按“總剛計算”和“側(cè)剛計算”內(nèi)力也應(yīng)該差別不大實際也沒有多大意義。對于大多數(shù)樓板比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)來說,定義沒定義剛性板結(jié)果相差不大。但是對復雜樓板結(jié)構(gòu)來說如厚板轉(zhuǎn)換、無梁樓蓋、狹長樓板、連體結(jié)構(gòu)等,是不是定義剛性樓板相差很大,嚴格來說剛性樓板假定就不適用這種結(jié)構(gòu),所以這類結(jié)構(gòu)只有在算位移比和周期比(多塔例外),內(nèi)力等計算按實際情況選擇。 我們的傳統(tǒng)設(shè)計理念是,導荷原則是板梁柱墻。所以才會有膜元這樣的假定。因為膜元能十分好的貫徹這個設(shè)計理念。而膜元基本就是按照傳統(tǒng)的手算方式來導荷的。采用彈性膜計算,由于本身沒有考慮樓板的平面外剛度,需要采用梁的剛度放大系數(shù),否則將會使梁的配筋偏小,偏于不安全如果板是殼元,則會有點誤差,因為它是按有限元的方法按節(jié)點進行導荷的。所以一直都說,使用彈性樓板要慎重因為用彈性樓板6就是殼單元考慮平面外剛度,和梁一齊受彎,(此時梁剛度不能再放大)從而使梁的配筋比剛性板的情況下要減少。但是個人理解,只有有限元的理論是正確的,這種假定只能說是比剛性板更準確。畢竟它真正模擬了實際情況。雖然它挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的思維計算模式:)當然,如果定義了“上節(jié)點高”,即有斜面的情況PKPM會去掉缺省的無限剛假定,在“特殊構(gòu)件”下的“剛性板號”按鈕來查詢的時候是查不到剛性板號的。但是具體是按彈性板計算還是按什么計算,我也不太清楚。另摘引另一論壇的一位朋友的話,大家共享:對于扭轉(zhuǎn)周期比平動周期、最大位移比平均位移都是基于樓板平面內(nèi)無限剛的假定,雖然規(guī)范沒有明確說明這個假定,但是抗震規(guī)范3.4.2、3.4.3的條文說明中,透漏出了這個假定。SATWE也明確說明:如果不勾“強制剛性樓板”,則周期比和位移比沒有意義。另外,譬如ETABS軟件,它的說明中也明確指出:指定樓板剛性,才會輸出位移比,否則是不會輸出位移比值的。

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