弹性膜、弹性板3、弹性板6的区别和使用结构
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。
弹性膜、弹性板3、弹性板6的区别和使用结构
从理论上弄清楚两种弹性板假定:弹性板6假定是采用壳单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度,弹性板3假定是假定楼板平面内无限刚而平面外刚度是真实计算的。
从理论上说,弹性板6假定是最符合楼板的实际情况,可应用于任何工程。
但是实际上,采用弹性板6假定时,部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,从而导致梁的弯距减小,相应的配筋也比刚性楼板假定减少。
而过去所有关于梁的工程经验都是与刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。
所以,我们建议不要轻易采用弹性楼板6假定。
弹性板6假定是针对板柱结构和板柱-剪力墙结构提出的,因为对于这类结构,采用弹性楼板6假定既可以较真实地模拟楼板的刚度和变形,又不存在梁配筋安全储备减小的问题。
弹性楼板3假定主要是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。
因为这类结构面内刚度都很大,其面外刚度是这类结构传力的关键。
通过厚板的面外刚度,改变传力路径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。
当板柱结构的板的面外刚度足够大时,也可采用弹性楼板3来计算。
在工程应用中,需要了解工程结构的特点,采用相应的假定。
须要好好体会,理解应用,不要断章取义的拘泥于一两句话。
弹性膜:该假定是采用平面应力膜单元真实地计算楼板的平面内刚度,同时疏忽楼板的平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为零。
该假定实用于空旷的工业厂房和体育场馆结构、楼板局部开大洞结构、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构。
由于“刚性楼板假定”和弹性膜没有考虑楼板的面外刚度,所以才通过“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,也可通过“梁扭矩折减系数”来适当折减梁的设计扭矩。
而弹性板6与弹性板3都是真实的考虑了楼板的面外刚度,所以是不需要调整两个系数的,都取1就可以了。
pmpm进行结构计算时,通常有四种板模型:刚性板、弹性板6、弹性板3、弹性膜。
1、刚性板:平面内刚度无穷大,平面外刚度为0。
其主要用于大部分有梁体系的板,一般的非特别厚的板,平面内刚度无穷大和平面外刚度为0,相对的都是梁的刚度。
一层楼板的四种处理法
一层楼板的四种处理法1.大多数规则结构的板要定义为整体无限刚。
侧刚法,总刚法算。
2.多塔无弹性连接板带的楼板要定义为分块无限刚,用侧刚法,和总刚法都可以。
错层结构的楼板也要定义为分块无限刚,用侧刚法和总刚法都可以。
3.多塔连接或局部开大洞结构的板,要定义为分块无限刚并有弹性连接板带,,用总刚法。
4.要求高精度分析的板要用假定一层的楼板全为弹性板,。
用总刚法。
5.总之无弹性节点的结构用侧刚法或总刚法,有弹性节点的结构宜用总刚法。
6.上述规则不能用于转换层的厚板,板柱结构的板,转换层的板等各种需计入梁板结构构件轴向力的板。
此种板要定义为弹性板7.上面所指弹性板有三种选择方式,弹性板3,6,膜。
一般选膜。
⑴刚性板假定:假定楼板平面内无限刚,平面外刚度为零。
适用范围:楼板形状比较规则的结构。
⑵弹性板6假定:楼板的平面内刚度和平面外刚度均为有限刚.适用范围:板柱体系或板柱-剪力墙结构。
⑶弹性膜假定:采用平面应力膜单元真实地反映楼板的平面内刚度,同时又忽略了平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为零。
适用范围:广泛应用于楼板厚度不大的弹性板结构中,比如体育场馆等空旷结构、楼板局部大开洞结构、楼板平面布置时产生的狭长板带框支转换结构中的转换层楼板、多塔联体结构中的弱连接板等结构。
⑷弹性板3假定:楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为有限刚。
程序采用中厚板弯曲学元来计算楼板平面外刚度。
适用范围:厚板转换层结构和板厚比较大的板柱体系或板柱-抗震墙体系.定义有弹性板时需按总刚进行计算.《抗震规范》和《高规》均要求,在计算结构的位移比和周期比时,要采用刚性楼盖。
因此,设计人员在计算位移比和周期比时应考虑“强制执行刚性板假定”。
在计算结构的内力和配筋时,则应将此选项去掉。
弹性板3和6的论述
弄清弹性板6和弹性板3的问题从理论上弄清楚两种弹性板假定:弹性板6假定是采用壳单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度,弹性板3假定是假定楼板平面内无限刚而平面外刚度是真实计算的。
从理论上说,弹性板6假定是最符合楼板的实际情况,可应用于任何工程。
但是实际上,采用弹性板6假定时,部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,从而导致梁的弯距减小,相应的配筋也比刚性楼板假定减少。
而过去所有关于梁的工程经验都是与刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。
所以,我们建议不要轻易采用弹性楼板6假定。
弹性板6假定是针对板柱结构和板柱-剪力墙结构提出的,因为对于这类结构,采用弹性楼板6假定既可以较真实地模拟楼板的刚度和变形,又不存在梁配筋安全储备减小的问题。
弹性楼板3假定主要是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。
因为这类结构面内刚度都很大,其面外刚度是这类结构传力的关键。
通过厚板的面外刚度,改变传力路径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。
当板柱结构的板的面外刚度足够大时,也可采用弹性楼板3来计算。
在工程应用中,需要了解工程结构的特点,采用相应的假定。
须要好好体会,理解应用,不要断章取义的拘泥于一两句话。
弹性膜:该假定是采用平面应力膜单元真实地计算楼板的平面内刚度,同时疏忽楼板的平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为零。
该假定实用于空旷的工业厂房和体育场馆结构、楼板局部开大洞结构、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构。
由于“刚性楼板假定”和弹性膜没有考虑楼板的面外刚度,所以才通过“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,也可通过“梁扭矩折减系数”来适当折减梁的设计扭矩。
而弹性板6与弹性板3都是真实的考虑了楼板的面外刚度,所以是不需要调整两个系数的,都取1就可以了。
结构设计经验总结
YJK弹性板参数说明弹性板荷载计算方式:有限元方式仅适用于定义为弹性板3或者弹性板6的楼板,不适合弹性膜或者刚性板的计算。
梁板变形协调:对于弹性膜,一般可设置为不勾选此项。
但是对于弹性板3或者弹性板6,则应勾选此项。
因为设置弹性板3或弹性板6的目的是使梁与板共同工作,发挥板的面外刚度的作用,减少梁的受力和配筋,此时必须使弹性板中间节点和梁的中间节点变形协调才能实现这种作用。
考虑相对偏移(次梁点铰后负弯矩的由来):以前弹性板与梁变形协调时,计算模型是以梁的中和轴和板的中和轴相连的方式计算的,由于一般梁与楼板在梁顶部平齐,实际上梁的中和轴和板中和轴存在竖向的偏差,勾选此参数后软件将在计算中考虑到这种实际的偏差,将在板和梁之间设置一个竖向的偏心刚域,该偏心刚域的长度就是梁的中和轴和板中和轴的实际距离。
在生成数据后的计算简图中可以看到用粉色表示的弹性板和梁之间的竖向短线,就是它们之间的偏心刚域。
这种计算模型比按照中和轴互相连接的模型得出的梁的负弯矩更小,跨中承受一定的拉力,这些因素在梁的配筋计算中都会考虑。
地震内力按弹性板6计算:用户对恒活风等荷载工况计算时,对楼板习惯于按照刚性板、弹性膜的模型计算,这种模型不考虑楼板的抗弯承载能力,由梁承担全部荷载内力,此时的楼板成为一种承载力的安全储备。
但是从抗震设计强柱弱梁的要求考虑,常造成梁的配筋过大的不好的效果。
勾选此参数则软件仅对地震作用的内力按照全楼弹性板6计算,这样地震计算时让楼板和梁共同抵抗地震作用,可以大座弯矩,从而可明显降低梁的支幅度降低地震作用下梁的支座部分的用钢量。
由于对其他荷载工况仍按照以前习惯的设置,保持恒活风等其他荷载工况的计算结果不变,这样做既没有降低结构的安全储备,又实现了强柱弱梁、减少梁的钢筋用量的效果。
因此,这也是一项有效的设计优化的措施。
勾选此参数后,除了地震作用内力计算外,其他计算内容均按照用户当前设置的楼板模型计算。
对地震内力计算,软件另外取用全楼所有楼板设置为弹性板6的模型,并考虑了弹性板与梁协调时梁向下相对偏移的影响。
弹性板定义
四种计算模式的意义和适用范围:在建筑结构中,楼板主要承受竖向荷载作用。
同时,由于楼板既有平面内刚度,又有平面外刚度,因此在实际的工程受力中,楼板对结构的整体刚度、竖向和水平构件的内力均有影响。
从理论上讲,楼板可以采用平面板元或壳元来模拟。
对于一般的普通钢筋混凝土现浇楼板,其厚度并不大,因此其变形满足直线法假定,平面内刚度和平面外刚度相对独立,可以分别采用平面应力膜单元和板弯曲单元计算,然后进行应力叠加;若板厚度较大,如厚板转换层中的楼板或筏板基础中的筏板,其变形已不满足直线法假定,平面内刚度和平面外刚度也不再相对独立,这时就得采用中厚板单元或厚板单元模拟楼板进行计算。
1、刚性板假定(1)假定楼板平面内无限刚,平面外刚度为零。
每块刚性板内的所有节点均有三个面内公共自由度,即沿X、Y向的平动自由度和绕Z轴的扭转自由度。
而绕X、Y向的扭转自由度和沿Z轴的平动自由度则忽略不计。
(2)、XX刚度放大系数的应用高规》第5.2.2 条规定:在结构内力与位移计算中,现浇楼面和装配整体式楼面中梁的刚度可考虑翼缘的作用予以放大。
楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取1.3~2.0。
对于无现浇面层的装配式结构,可不考虑楼面翼缘的作用。
3)、适用范围:楼板形状比较规则的结构2、弹性板6 假定(1)楼板的平面内刚度和平面外刚度均为有限刚。
2)适用范围:板柱体系或板柱—剪力墙结构。
3、弹性膜假定(1)、采用平面应力膜单元真实地反映楼板的平面内刚度,同时又忽略了平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为零。
2)、适用范围广泛应用于楼板厚度不大的弹性板结构中,比如体育场馆等空旷结构、楼板局部大开洞结构、楼板平面布置时产生的狭长板带、框支转换结构中的转换层楼板、多塔联体结构中的弱连接板等结构。
4、弹性板3 假定1)物理意义楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为有限刚。
程序采用中厚板弯曲单元来计算楼板平面外刚度。
2)适用范围厚板转换层结构和板厚比较大的板柱体系或板柱—抗震墙体系。
弹性膜弹性板弹性板的区别和使用结构
弹性膜弹性板弹性板的区别和使用结构集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]从理论上弄清楚两种弹性板假定:弹性板6假定是采用壳单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度,弹性板3假定是假定楼板平面内无限刚而平面外刚度是真实计算的。
从理论上说,弹性板6假定是最符合楼板的实际情况,可应用于任何工程。
但是实际上,采用弹性板6假定时,部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,从而导致梁的弯距减小,相应的配筋也比刚性楼板假定减少。
而过去所有关于梁的工程经验都是与刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。
所以,我们建议不要轻易采用弹性楼板6假定。
弹性板6假定是针对板柱结构和板柱-剪力墙结构提出的,因为对于这类结构,采用弹性楼板6假定既可以较真实地模拟楼板的刚度和变形,又不存在梁配筋安全储备减小的问题。
弹性楼板3假定主要是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。
因为这类结构面内刚度都很大,其面外刚度是这类结构传力的关键。
通过厚板的面外刚度,改变传力路径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。
当板柱结构的板的面外刚度足够大时,也可采用弹性楼板3来计算。
在工程应用中,需要了解工程结构的特点,采用相应的假定。
须要好好体会,理解应用,不要断章取义的拘泥于一两句话。
弹性膜:该假定是采用平面应力膜单元真实地计算楼板的平面内刚度,同时疏忽楼板的平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为零。
该假定实用于空旷的工业厂房和体育场馆结构、楼板局部开大洞结构、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构。
由于“刚性楼板假定”和弹性膜没有考虑楼板的面外刚度,所以才通过“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,也可通过“梁扭矩折减系数”来适当折减梁的设计扭矩。
而弹性板6与弹性板3都是真实的考虑了楼板的面外刚度,所以是不需要调整两个系数的,都取1就可以了。
pmpm进行结构计算时,通常有四种板模型:刚性板、弹性板6、弹性板3、弹性膜。
弹性板理解与应用
1. PKPM和YJK刚性板假定点与不点全按刚性板计算。
2.楼梯间比较空旷,或加大洞的板应设置成弹性板。
3.弹性板6最接近实际情况。
4.弹性板6和弹性板3都只是针对梁柱计算,起到的是如何传力的作用。
计算板配筋时与弹性板6和弹性板3没关系,其配筋根据自身内力选取。
对板进行有限元计算时,需将板设为弹性板6。
5.弹性板6假定是采用壳单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度,弹性板3假定是假定楼板平面内无限刚而平面外刚度是真实计算的。
6.弹性板6假定是针对板柱结构和板柱-剪力墙结构提出的,因为对于这类结构,采用弹性楼板6假定既可以较真实地模拟楼板的刚度和变形,又不存在梁配筋安全储备减小的问题。
7.采用弹性板6假定时,部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,从而导致梁的弯距减小,相应的配筋也比刚性楼板假定减少。
而过去所有关于梁的工程经验都是与刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。
所以,我们建议不要轻易采用弹性楼板6假定。
(这一点的影响究竟有多大是值得商榷的)8.弹性楼板3假定主要是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。
9.由于“刚性楼板假定”和弹性膜没有考虑楼板的面外刚度,所以才通过“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,也可通过“梁扭矩折减系数”来适当折减梁的设计扭矩。
而弹性板6与弹性板3都是真实的考虑了楼板的面外刚度,所以是不需要调整两个系数的,都取1就可以了10.个人认为,既然弹性板3针对厚板转换提出,那么厚板本来面内刚度很大,但也不是无穷大,采用弹性板6不是更能反映真实情况。
因此厚板转换也可用弹性板6模拟导荷。
实际上,宝吉项目大底盘多塔分析时,采用的就是将各塔楼周边的地下室顶板(250厚根部加腋至450)设成弹性板6,这样可以保证塔楼周边构件准确计算,又能减少计算量。
11.弹性板6的面外真实刚度指的是混凝土的刚度,不包括钢筋。
12.刚性楼板:面内刚度无强大,面外刚度为0。
弹性板
做为一名PKPM一线的结构技术服务人员,最能发现用户的疑惑,在最近一段新版软件的使用中,很多设计人员还是对几种弹性板的运用理解不到位,我这里大概做一个简单阐述,以方便设计人员再设计中正确运用这几类板。
通常情况下在计算周期比和位移比这两个结构的整体指标的时候,是选择强制采用刚性楼板假定的。
刚性楼板的物理意义是楼板平面内无限刚,平面外刚度为0。
弹性板6表示完全弹性的有限元壳,其面内刚度用平面应力膜模拟,平面外刚度用厚薄通用的厚板元模拟,这种楼板计算假定从理论上来说最符合楼板的实际受力情况,但是由于存在平面外的刚度,将促使楼板与梁共同分担上部结构引起的内力,从而使梁的弯矩和配筋相应的减小,减小的弯矩部分由弹性楼板承担,这样与采刚性楼板假定的内力与配筋不同,因此,不要轻易选择弹性板6,弹性板6主要用于板柱体系或者板柱剪力墙结构。
弹性膜假定采用的是平面应力膜单元,真实地反映楼板的平面内刚度,同时忽略平面外刚度,即平面外刚度为0。
由于弹性膜真实地反映平面内刚度,又可以避免采用弹性板6而造成梁的安全度的降低,因此,较多用于体育场馆,楼板开大洞、楼板平面布置时产生的狭长板带、框支转换结构中的转换层楼板、多塔连体结构中的弱连接板,以及坡屋面。
在未采用刚性楼板假定时,坡屋面软件在计算的时候默认采用的是弹性膜,不必要再去定义。
弹性板3假定平面内刚度无限大,平面外的刚度为有限刚,面内采用了刚性楼板假定的有限元壳,面外采用厚薄通用的中厚板元模拟,主要适用于厚板转换结构的转换厚板,这类结构的转换板比较厚(1米以上),其面内刚度很大,通过厚板的面外刚度,改变传力路径,将厚板上的结构荷载传递到下部。
转换层定义为弹性楼板如果框支梁上支承的是柱子,其受力与一般承受集中荷载的框架没有什么两样,如果没有其他因素,可以不考虑楼板平面内的变形,采用刚性楼板假定。
可是,如果梁上支承的是剪力墙,尤其是整片的剪力墙,由于拱的作用,会存在沿梁轴线方向的推力,此时如果采用刚性楼板假定,就无法分析出梁内的水平拉力,对梁的设计是偏于不安全的研究表明,对于框支转换结构,转换梁不仅会产生弯矩和剪力,而且还会产生较大的轴力,这个轴力不能忽略。
弹性膜、弹性板3、弹性板6的区别和使用结构
弹性膜、弹性板3、弹性板6的区别和使用结构从理论上弄清楚两种弹性板假定:弹性板6假定是采用壳单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度,弹性板3假定是假定楼板平面内无限刚而平面外刚度是真实计算的。
从理论上说,弹性板6假定是最符合楼板的实际情况,可应用于任何工程。
但是实际上,采用弹性板6假定时,部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,从而导致梁的弯距减小,相应的配筋也比刚性楼板假定减少。
而过去所有关于梁的工程经验都是与刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。
所以,我们建议不要轻易采用弹性楼板6假定。
弹性板6假定是针对板柱结构和板柱-剪力墙结构提出的,因为对于这类结构,采用弹性楼板6假定既可以较真实地模拟楼板的刚度和变形,又不存在梁配筋安全储备减小的问题。
弹性楼板3假定主要是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。
因为这类结构面内刚度都很大,其面外刚度是这类结构传力的关键。
通过厚板的面外刚度,改变传力路径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。
当板柱结构的板的面外刚度足够大时,也可采用弹性楼板3来计算。
在工程应用中,需要了解工程结构的特点,采用相应的假定。
须要好好体会,理解应用,不要断章取义的拘泥于一两句话。
弹性膜:该假定是采用平面应力膜单元真实地计算楼板的平面内刚度,同时疏忽楼板的平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为零。
该假定实用于空旷的工业厂房和体育场馆结构、楼板局部开大洞结构、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构。
由于“刚性楼板假定”和弹性膜没有考虑楼板的面外刚度,所以才通过“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,也可通过“梁扭矩折减系数”来适当折减梁的设计扭矩。
而弹性板6与弹性板3都是真实的考虑了楼板的面外刚度,所以是不需要调整两个系数的,都取1就可以了。
pmpm进行结构计算时,通常有四种板模型:刚性板、弹性板6、弹性板3、弹性膜。
1、刚性板:平面内刚度无穷大,平面外刚度为0。
PKPM中的四种板
板属性一、显示刚性板本菜单可以查看楼层的刚性板信息。
程序默认将同平面的相连的有厚度平板合并成刚性板块,同一层中允许存在多个刚性板块,但刚性板块之间不可有公共节点相连,因此,即使两房间楼板之间仅有一个公共节点,程序也会将两房间楼板归为一个刚性板块。
选择“强制刚性楼板假定”时,同一塔内楼面标高处所有的房间(包括开洞和板厚为零的情况)均从属同一刚性板,非楼面标高处的楼板,按照非强制刚性楼板假定的原则进行搜索,形成其余刚性楼板。
1、刚性板计算原理建筑的楼屋面大多数为现浇钢筋混凝土楼板或有现浇面层的预制装配式楼板,它们具有很大的面内刚度,可近似认为楼板在其自身平面内为无限刚。
《高规》5.1.5条规定:“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,相应地设计时应采取必要措施保证楼板平面内的整体刚度。
”“刚性楼板”模型假定楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为零。
在采用刚性楼板假定进行整体分析时,每块刚性楼板在水平面内做刚体运动。
除刚性板主节点外,其余每个节点的独立自由度只剩下3个,即绕X、Y方向的转角、和Z方向位移,而X、Y 方向平动以及绕Z方向的转动由主节点自由度确定。
采用上述假设后,结构分析的自由度数目大大减少,可能减少由于庞大自由度系统而带来的计算误差,使计算过程和计算结果的分析大为简化。
并在大多数工程分析中具有足够的工程精度。
但是,由于假定楼板内的节点没有相对水平位移,也即楼板内的梁等杆件的轴向变形为零,因此有限元计算无法得出这些构件的轴力。
在楼板的面内刚度无限大的情况下,这些轴力被楼板吸收。
2、刚性楼板的生成和修改在计算软件的前处理部分,对于用户在建模中定义的水平放置的楼板,程序将自动地默认为刚性楼板。
用户可以在“特殊构件补充定义”菜单下,点击“刚性板号”来查看默认生成的刚性板情况。
建模中的楼板是以房间为单元的,而计算模型则默认将连续的多个房间的平板设置成一块刚性板。
即程序默认将同平面的、有厚度的(厚度可以不同)、连续的水平平板合并成一个刚性板块。
弹性板的分析和说明
弹性板6假定是采用壳单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度,弹性板3假定是假定楼板平面内无限刚而平面外刚度是真实计算的。
弹性膜假定是采用平面应力膜单元真实地计算楼板的平面内刚度,同时疏忽楼板的平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为零。
弹性楼板3假定主要是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。
因为这类结构面内刚度都很大,其面外刚度是这类结构传力的关键。
通过厚板的面外刚度,改变传力路径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。
弹性板6假定主要是针对板柱结构和板柱-剪力墙结构的
弹性模假定实用于空旷的工业厂房和体育场馆结构、楼板局部开大洞结构、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构。
板刚度的问题
关于PKPM中弹性板定义的相关问题
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。
“弹性板3 ”的适用范围:需要保证楼板平面内刚度非常大,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。
“
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。
(1)、弹性楼板6:考虑楼板的面内刚度和面外刚度,采用壳单元.原则上适用于所有结构,但采用弹性楼板6计算时,楼板和梁共同承担面外弯矩,计算结果中梁的配筋小了,而楼板承担面外弯矩,计算的配筋又未考虑.此外计算工作量大.因此该模型仅适用于板柱结构.⑵、弹性楼板3:考虑楼板的面内刚度无限大,并考虑楼板的面外刚度.适用于厚板转换层.⑶、弹性膜:考虑面内刚度,面外刚度为零.采用膜剪切单元.。
不同楼板计算结果对比
第一、指定一层中间楼板不同楼板对周边梁的影响1.刚性楼板
2.弹性楼板3
3.弹性楼板6
4.弹性膜
第二、梁刚度放大系数及考虑弹性板
1、总信息指定弹性板6和特殊板内指定弹性板6均考虑梁刚度放大系数,计算结果对比显示计算结果配筋对梁基本无影响。
2.不考虑弹性板(勾选地震内力弹性板6,但特殊板属性指定为刚性楼板)+不加中梁放大系数与不考虑弹性板+中梁放大
不考虑弹性板(勾选地震内力弹性板6,但特殊板属性指定为刚性楼板)不考虑中梁放大系数时,不放大中梁系数模型对应侧向刚度变小,楼层抗剪承载力变大。
弹性板
做为一名PKPM一线的结构技术服务人员,最能发现用户的疑惑,在最近一段新版软件的使用中,很多设计人员还是对几种弹性板的运用理解不到位,我这里大概做一个简单阐述,以方便设计人员再设计中正确运用这几类板。
通常情况下在计算周期比和位移比这两个结构的整体指标的时候,是选择强制采用刚性楼板假定的。
刚性楼板的物理意义是楼板平面内无限刚,平面外刚度为0。
弹性板6表示完全弹性的有限元壳,其面内刚度用平面应力膜模拟,平面外刚度用厚薄通用的厚板元模拟,这种楼板计算假定从理论上来说最符合楼板的实际受力情况,但是由于存在平面外的刚度,将促使楼板与梁共同分担上部结构引起的内力,从而使梁的弯矩和配筋相应的减小,减小的弯矩部分由弹性楼板承担,这样与采刚性楼板假定的内力与配筋不同,因此,不要轻易选择弹性板6,弹性板6主要用于板柱体系或者板柱剪力墙结构。
弹性膜假定采用的是平面应力膜单元,真实地反映楼板的平面内刚度,同时忽略平面外刚度,即平面外刚度为0。
由于弹性膜真实地反映平面内刚度,又可以避免采用弹性板6而造成梁的安全度的降低,因此,较多用于体育场馆,楼板开大洞、楼板平面布置时产生的狭长板带、框支转换结构中的转换层楼板、多塔连体结构中的弱连接板,以及坡屋面。
在未采用刚性楼板假定时,坡屋面软件在计算的时候默认采用的是弹性膜,不必要再去定义。
弹性板3假定平面内刚度无限大,平面外的刚度为有限刚,面内采用了刚性楼板假定的有限元壳,面外采用厚薄通用的中厚板元模拟,主要适用于厚板转换结构的转换厚板,这类结构的转换板比较厚(1米以上),其面内刚度很大,通过厚板的面外刚度,改变传力路径,将厚板上的结构荷载传递到下部。
转换层定义为弹性楼板如果框支梁上支承的是柱子,其受力与一般承受集中荷载的框架没有什么两样,如果没有其他因素,可以不考虑楼板平面内的变形,采用刚性楼板假定。
可是,如果梁上支承的是剪力墙,尤其是整片的剪力墙,由于拱的作用,会存在沿梁轴线方向的推力,此时如果采用刚性楼板假定,就无法分析出梁内的水平拉力,对梁的设计是偏于不安全的研究表明,对于框支转换结构,转换梁不仅会产生弯矩和剪力,而且还会产生较大的轴力,这个轴力不能忽略。
弹性板
做为一名PKPM一线的结构技术服务人员,最能发现用户的疑惑,在最近一段新版软件的使用中,很多设计人员还是对几种弹性板的运用理解不到位,我这里大概做一个简单阐述,以方便设计人员再设计中正确运用这几类板。
通常情况下在计算周期比和位移比这两个结构的整体指标的时候,是选择强制采用刚性楼板假定的。
刚性楼板的物理意义是楼板平面内无线刚,平面外刚度为0。
弹性板6表示完全弹性的有限元壳,其面内刚度用平面应力膜模拟,平面外刚度用厚薄通用的厚板元模拟,这种楼板计算假定从理论上来说最符合楼板的实际受力情况,但是由于存在平面外的刚度,将促使楼板与梁共同分担上部结构引起的内力,从而使梁的弯矩和配筋相应的减小,减小的弯矩部分由弹性楼板承担,这样与采刚性楼板假定的内力与配筋不同,因此,不要轻易选择弹性板6,弹性板6主要用于板柱体系或者板柱剪力墙结构。
弹性膜假定采用的是平面应力膜单元,真实地反映楼板的平面内刚度,同时忽略平面外刚度,即平面外刚度为0。
由于弹性膜真实地反映平面内刚度,又可以避免采用弹性板6而造成梁的安全度的降低,因此,较多用于体育场馆,楼板开大洞、楼板平面布置时产生的狭长板带、框支转换结构中的转换层楼板、多塔连体结构中的弱连接板,以及坡屋面。
在未采用刚性楼板假定时,坡屋面软件在计算的时候默认采用的是弹性膜,不必要再去定义。
弹性板3假定平面内刚度无限大,平面外的刚度为有限刚,面内采用了刚性楼板假定的有限元壳,面外采用厚薄通用的中厚板元模拟,主要适用于厚板转换结构的转换厚板,这类结构的转换板比较厚(1米以上),其面内刚度很大,通过厚板的面外刚度,改变传力路径,将厚板上的结构荷载传递到下部。
如果框支梁上支承的是柱子,其受力与一般承受集中荷载的框架没有什么两样,如果没有其他因素,可以不考虑楼板平面内的变形,采用刚性楼板假定。
可是,如果梁上支承的是剪力墙,尤其是整片的剪力墙,由于拱的作用,会存在沿梁轴线方向的推力,此时如果采用刚性楼板假定,就无法分析出梁内的水平拉力,对梁的设计是偏于不安全的研究表明,对于框支转换结构,转换梁不仅会产生弯矩和剪力,而且还会产生较大的轴力,这个轴力不能忽略。
结构计算中的四种楼板模型(刚性板、弹性板6、弹性板3、弹性膜)
结构计算中的四种楼板模型(刚性板、弹性板6、弹性板3、弹性膜)进行结构计算时,通常有四种板模型:1、刚性板:平面内刚度无穷大,平面外刚度为0。
其主要用于大部分有梁体系的板,一般的非特别厚的板,平面内刚度无穷大和平面外刚度为0,相对的都是梁的刚度。
2、弹性板6:真实计算板平面内外的刚度(这里的真实计算是素砼的刚度,不包括钢筋)。
其主要用于“板柱结构”以及“板柱-剪力墙结构”,这种结构没有梁,不考虑板的平面外刚度就不合理了,所以需要考虑板平面外的刚度。
从理论上说,弹性板6假定是最符合楼板的实际情况,可应用于任何工程。
但是实际上,采用弹性板6假定时,部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,从而导致梁的弯距减小,相应的配筋也比刚性楼板假定减少。
而过去所有关于梁的工程经验都是与刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。
所以,建议不要轻易采用弹性楼板6假定。
弹性板6假定是针对“板柱结构”以及“板柱-剪力墙结构”提出的,因为对于这类结构,采用弹性楼板6假定既可以较真实地模拟楼板的刚度和变形,又不存在梁配筋安全储备减小的问题。
3、弹性板3:平面内刚度无穷大,真实计算平面外刚度。
它的应用范围和弹性板6是一样的,主要用于“板柱结构”以及“板柱-剪力墙结构”,尤其是楼板特别厚的时候,这种模型更复合实际结构受力特点。
弹性楼板3假定主要是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。
因为这类结构楼板平面内刚度都很大,其平面外刚度是这类结构传力的关键。
通过厚板的平面外刚度,改变传力路径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。
当板柱结构的楼板平面外刚度足够大时,也可采用弹性楼板3来计算。
4、弹性膜:真实计算楼板平面内刚度,平面外为0。
该假定是采用平面应力膜单元真实计算楼板的平面内刚度,同时忽略楼板的平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为0。
该假定适用于“空旷的工业厂房和体育场馆结构”、“楼板局部开大洞结构”、“楼板平面较长(工程中一般当平面长宽比大于3时,虽然未超过《高规》的限值要求,但此时对抗侧力构件的布置和楼盖的整体性要求较高)或有较大凹入以及平面弱连接结构”。
弹性膜、弹性板3、弹性板6的区别和使用结构
从理论上弄清楚两种弹性板假定:弹性板6假定是采用壳单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度,弹性板3假定是假定楼板平面内无限刚而平面外刚度是真实计算的。
从理论上说,弹性板6假定是最符合楼板的实际情况,可应用于任何工程。
但是实际上,采用弹性板6假定时,部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,从而导致梁的弯距减小,相应的配筋也比刚性楼板假定减少。
而过去所有关于梁的工程经验都是与刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。
所以,我们建议不要轻易采用弹性楼板6假定。
弹性板6假定是针对板柱结构和板柱-剪力墙结构提出的,因为对于这类结构,采用弹性楼板6假定既可以较真实地模拟楼板的刚度和变形,又不存在梁配筋安全储备减小的问题。
弹性楼板3假定主要是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。
因为这类结构面内刚度都很大,其面外刚度是这类结构传力的关键。
通过厚板的面外刚度,改变传力路径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。
当板柱结构的板的面外刚度足够大时,也可采用弹性楼板3来计算。
在工程应用中,需要了解工程结构的特点,采用相应的假定。
须要好好体会,理解应用,不要断章取义的拘泥于一两句话。
弹性膜:该假定是采用平面应力膜单元真实地计算楼板的平面内刚度,同时疏忽楼板的平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为零。
该假定实用于空旷的工业厂房和体育场馆结构、楼板局部开大洞结构、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构。
由于“刚性楼板假定”和弹性膜没有考虑楼板的面外刚度,所以才通过“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,也可通过“梁扭矩折减系数”来适当折减梁的设计扭矩。
而弹性板6与弹性板3都是真实的考虑了楼板的面外刚度,所以是不需要调整两个系数的,都取1就可以了。
pmpm进行结构计算时,通常有四种板模型:刚性板、弹性板6、弹性板3、弹性膜。
1、刚性板:平面内刚度无穷大,平面外刚度为0。
其主要用于大部分有梁体系的板,一般的非特别厚的板,平面内刚度无穷大和平面外刚度为0,相对的都是梁的刚度。
- 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)。
弹性板6假定是采用壳单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度,
弹性板3假定是假定楼板平面内无限刚而平面外刚度是真实计算的。
从理论上说,弹性板6假定是最符合楼板的实际情况,可应用于任何工程。
但是实际上,采用弹性板6假定时,部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,从而导致梁的弯距减小,相应的配筋也比刚性楼板假定减少。
而过去所有关于梁的工程经验都是与刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。
所以,我们建议不要轻易采用弹性楼板6假定。
弹性板6假定是针对板柱结构和板柱-剪力墙结构提出的,因为对于这类结构,采用弹性楼板6假定既可以较真实地模拟楼板的刚度和变形,又不存在梁配筋安全储备减小的问题。
弹性楼板3假定主要是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。
因为这类结构面内刚度都很大,其面外刚度是这类结构传力的关键。
通过厚板的面外刚度,改变传力路径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。
当板柱结构的板的面外刚度足够大时,也可采用弹性楼板3来计算。
在工程应用中,需要了解工程结构的特点,采用相应的假定。
须
要好好体会,理解应用,不要断章取义的拘泥于一两句话。
弹性膜:该假定是采用平面应力膜单元真实地计算楼板的平面内刚度,同时疏忽楼板的平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为零。
该假定实用于空旷的工业厂房和体育场馆结构、楼
板局部开大洞结构、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构。
由于“刚性楼板假定”和弹性膜没有考虑楼板的面外刚度,所以才通过“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,也可通过“梁扭矩折减系数”来适当折减梁的设计扭矩。
而弹性板6与弹性板3都是真实的考虑了楼板的面外刚度,所以是
不需要调整两个系数的,都取1就可以了。
pmpm进行结构计算时,通常有四种板模型:刚性板、弹性板6、弹性板3、弹性膜。
1、刚性板:平面内刚度无穷大,平面外刚度为0。
其主要用于大部分有梁体系的板,一般的非特别厚的板,平面内刚度无穷大和平面外刚度为0,相对的都是梁的刚度。
2、弹性板6:真实计算板平面内外的刚度(这里的真实计算是素砼的刚度,不包括钢筋)。
其主要用于“板柱结构”以及“板柱-剪力墙结构”,这种结构没有梁,不考虑板的平面外刚度就不合理了,所以需要考虑板平面外的刚度。
从理论上说,弹性板6假定是最符合楼板的实际情况,可应用于任何工程。
但是实际上,采用弹性板6假定时,部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,从而导致梁的弯距减小,相应的配筋也比刚性楼板假定减少。
而过去所有关于梁的工程经验都是与刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。
所以,建议不要轻易采用弹性楼板6假定。
弹性板6假定是针对“板柱结构”以及“板柱-剪力墙结构”提出的,因为对于这类结构,采用弹性楼板6假定既可以较真实地模拟楼板的刚度和变形,又不存在梁配筋安全储备减小的问题。
3、弹性板3:平面内刚度无穷大,真实计算平面外刚度。
它的应用范围和弹性板6是一样的,主要用于“板柱结构”以及“板柱-剪力墙结构”,尤其是楼板特别厚的时候,这种模型更复合实际结构受力特点。
弹性楼板3假定主要是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。
因为这类结构楼板平面内刚度都很大,其平面外刚度是这类结构传力的关键。
通过厚板的平面外刚度,改变传力路径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。
当板柱结构的楼板平面外刚度足够大时,也可采用弹性楼板3来计
算。
4、弹性膜:真实计算楼板平面内刚度,平面外为0。
该假定是采用平面应力膜单元真实计算楼板的平面内刚度,同时忽略楼板的平面外刚度,即假定楼板平面外刚度为0。
该假定适用于“空旷的工业厂
房和体育场馆结构”、“楼板局部开大洞结构”、“楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构”。
最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参数。
构件设计与位移信息不是在同一条件下的结果(即构件设计可以采用弹性楼板计算,而位移计算必须在刚性楼板假设下获得),故可先采用刚性楼板算出位移,而后采用弹性楼板进行构件分析。
如果没有勾选刚性楼板假定这一项,意味着当该房间定义了板厚为零或全房间洞时,楼层就会产生"弹性节点",普通楼面只要不开洞的楼板还是按刚性假定计算内力,即平面内无限刚,平面外为零。
在特殊构件里定义不同类型的弹性楼板和不勾选刚性楼板假定的区别是后者会自动对有楼板的房间默认为刚性楼板。
由于“刚性楼板假定”和弹性膜没有考虑楼板的面外刚度,所以才通过“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,也可通过“梁扭矩折减系数”来适当折减梁的设计扭矩。
而弹性板6与弹性板3都是真实的考虑了楼板的面外刚度,所以是不需要调整两个系数的,都取1就可以了。
在工程应用中,需要了解工程结构的特点,采用相应的假定。