【摘要】作者對高層結(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)的狹長連接體樓面。
3)對整體結(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)底部傾覆力矩比的計(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?,分塊剛性樓板假定,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)?!犊拐鹨?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)條文說明均對樓板計(jì)算假定提出了相關(guān)要求。
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[3]《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程應(yīng)用與分析》中國建筑工業(yè)出版社 朱炳寅編著
[4]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)用與分析》中國建筑工業(yè)出版社 朱炳寅編著