刚性楼板假定的用途

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。

楼板假定在结构设计中的应用

楼板假定在结构设计中的应用摘要：楼板假定是建筑结构分析中特有的概念，楼板假定主要有刚性楼板和弹性楼板两种，引用楼板的概念可以使得计算简洁明了，计算方法简便，其工作结果可用于工程设计，在目前的设计计算软件中楼板假定是影响整体分析的主要参数。

本文主要论述SATWE（PKPM）软件中几种不同的楼板假定，这些楼板假定的各自特点及分别适用于何种形式的楼板类型。

在结构设计计算中如何正确运用这些楼板假定（如计算内力、位移比、周期比、楼层侧向刚度比分别需要用到哪种楼板假定）。

关键词：刚性楼板假定；弹性楼板假定；总刚分析法Abstract: the floor assumption is building structure analysis concepts peculiar, floor assume that main with rigid floor and elastic floor two kinds, quoted the concept of floor can be made computation brief, calculation method is simple, the results can be used for engineering design, the design calculation software floor assumption is affects integral analysis the main parameters. This paper mainly discusses SATWE (PKPM) software several different floor assume that these characteristics and the assumption of the floor respectively, and what form is applicable to the floor type. In the structure design and calculation, how to use these floor assumption (such as internal force and displacement calculation than, cycle, the lateral stiffness ratio than floor respectively what kind of floor needs to use the assumption).Keywords: rigid floor hypothesis; Elastic floor hypothesis; Always just analysis楼板作为建筑项目中量大面广的水平主要组成构件，需要承受水平荷载作用，同时也会将其作用传递给竖向构件，因此，楼板既作为重要的受力构件又同时作为重要的传力构件。

[会要]刚性楼板假定的用途

结构整体分析计算应是对不同情况下的计算指标的复核，因此，相应的结构计算书应分不同的计算指标分别打印，即一个工程的计算书，不应该是同一个总信息的计算结果，应区分不同的计算要求，分别计算，分别进行打印。

建筑结构计算步骤如下：计算步骤及控制点计算步骤计算输入条件控制条件及处理1.建模整体建模1. 符合原结构传力关系；2. 符合原结构边界条件；3. 满足程序的假定条件。

2.结构总信息参数的确定1.地震方向角θ0=0；2.单向地震；3.不考虑偶然偏心;4.不强制全楼刚性楼板；5.按总刚分析;6.短肢墙多时定为短肢剪力墙.1.震型组合数→有效质量参与系数大于0.9吗?→否则增加;2.最大地震力作用方向角→θ0-θm >15°吗？→是，输入；3.结构自震周期，输入值与计算值相差大于10%时，按计算值输入；4.查看三维震型图，确定裙房参与整体计算范围→修正计算简图；5.短肢剪力墙墙承担的抗倾覆力矩比例小于40%？→是，改为一般短肢剪力墙；短肢剪力墙墙承担的抗倾覆力矩比例大于50%？→是，规范不许，修改设计；6.框架结构框架承担的抗倾覆力矩大于50%？→是，框架抗震等级按框架结构定；若为多层结构，可定义为框架结构确是抗震等级和计算，抗震墙作为次要抗侧力构件，其抗震等级可降一级；7.判定嵌固部位。

（固定端取在基础顶面、刚性楼板假定、不考虑室外填土对地下室刚性的贡献等）3.判定整体结构的合理性（平面和竖向规则性控制）1.地震方向角θ0=0，θm2.单（双）向地震；3.（不）考虑偶然偏心；4.强制全楼刚性楼板；5.按侧刚分析；6.按步骤2的结果确定结构类型和抗震等级1.周期比控制：Tā/Tī≤0.9（0.85）？→否，修改结构布置。

强化外围消弱中间；2.层间位移比控制：≤1.2→否，按双向地震重算；3.侧向刚度比控制；4.层受剪承载力控制；Qj/Qj+1<[0.65]? →是，修改结构布置；0.65≤Qj/Qj+1 < 0.8？→是，强制指定为薄弱层；5. 整体稳定控制：刚重比不小于[10（框架），1.4（其他）]；6. 最小地震剪力控制：减重比不小于0.2max? →否，增加震型数或加大地震剪力系数；7.层位移角控制：≤{1/550（框架），1/800（框剪），1/1000（剪力墙）}4.构件优化设计（构件超筋超限控制）1.按步骤2.3.确定的模型和参数；2.取消全楼强制刚性板，定义需要的弹性板；3.按总刚分析；4.对特殊构件人工指定1.构件构造最小截面控制；2.构件斜截面承载力验算；3.构件正截面承载力验算；4.构件最大配筋率控制；5.受弯构件和偏心构件受压区高度限制；6.竖向构件轴压比控制；7.剪力墙的局部稳定控制；8.梁柱节点核心区抗剪承载力验算。

刚性楼板与弹性楼板

2．2 刚性楼板假定其含义是假定楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为零。

这是一个特有概念能使结构计算概念明了，计算简便；使结构在每层板内只有3个公共自由度，即两个平移自由度dx、dy和一个绕竖轴扭转自由度θz，在板内的每个节点的独立自由度也只有3个；使电算的效率大大提高，程序的运用范围越来越广泛。

刚性楼板假定认定平面外刚度为零，忽略了楼面梁的有效翼缘对平面外刚度的贡献，使结构总刚度偏小，周期加长，吸引的地震作用小，不安全。

为此，规范规定用梁刚度增大系数来间接的考虑楼板平面外的刚度。

于是高规第5．2．2规定在内力和位移计算时，对现浇楼面和装配式整体楼面的梁刚度采用1.3－2.0增大系数来考虑翼缘的增大作用。

通过上述处理，目前设计中的绝大多数工程的楼面都能符合刚性楼板的假定，以此进行的计算分析可用于工程设计。

2．3 弹性楼板假定对于复杂楼板，如不规则楼面，狭长、环形楼面，大开洞楼面及多塔、板柱结构、厚板转换层结构等，其楼板面内的变形会使楼层中各抗侧构件位移和内力发生较大的变化，特别是抗侧刚度较小构件的位移和内力会加大，若仍用刚性楼板假定来计算分析，其计算结果会不真实，且无法保证其结果的可靠性，必须采用弹性楼板的计算方法。

弹性楼板假定充分考虑了楼板平面内刚度的削弱和不均匀性，采用符合楼板平面内和平面外的实际刚度进行计算分析，其结果更真实的符合结构的计算模型。

在SATWE中弹性楼板有弹性板6，弹性楼板3及弹性膜假定楼板等三种。

(1)弹性楼板6，采用壳单元计算楼板面内和面外的刚度，是针对板柱结构和板柱剪力墙结构的。

其计算结果会使梁的配筋偏少而不安全，所以不适用于梁板结构楼面。

(2)弹性板3，采用楼板平面内无限刚，平面外刚度按实计算的方法，用厚板弯曲单元进行计算，适用于厚板转换层结构的转换厚板分析计算。

(3)弹性膜，上述两种假定对框架、剪力墙、框－剪、框－筒等结构及空旷的厂房、体育场馆等的复杂形状楼板的计算都不适合，特别是梁配筋的安全性不可靠，从而提出了“弹性膜”假定，它采用平面应力膜单元来真实地计算楼板的平面内刚度，而不是无限刚。

哪些计算需要刚性楼板假定

构造的位移比、周期比、楼层侧向刚度比都是要求在刚性楼板假定条件下进行的 SATWE参数 ---对全部楼层强迫采纳刚性楼板假定：规范规定：高 5.1.5 条：进行高层建筑内力与位移计算时，可假定楼板在其自己平面内为无穷刚性。

条则说明：可把楼板视作水平搁置的深梁，可近似以为楼板在其自己平面内为无穷刚性。

采纳这一假定后，构造剖析的自由度数量大大减少，使计算过程及计算结果大为简化。

且知足工程精度。

程序实现：选择该项后，程序能够将用户设定的弹性楼板强迫为刚性楼板参加计算。

操作重点： 1：假如设定了弹性楼板活楼板开大洞，在计算位移、周期等控制参数时，应选择该项，将弹性楼板强迫为刚性楼板参加计算，以知足规范要求的计算条件；计算达成后应去掉此项选择，以弹性楼板方式进行配筋和其余计算剖析。

2：假如没有定义弹性板或楼板开大洞，一般不选择此项，防止出现异样情况。

**************************************************************************************判断构造的位移比与周期比一定考虑强迫刚性楼板：1 / 3《抗震规范》的条则说明，3.4.3 指出：关于扭转不规则，按刚性楼板计算，当最大层间位移与其均匀值的比值为1.2 时，相当于一端为，另一端为；当比值为1.5 时，相当于一端为，另一端为 3。

《抗震规范》的条则说明隐约流露出了判断构造的位移比应当是鉴于刚性楼板的假定。

而《抗震规范》的主编王亚勇在《建筑抗震设计规范疑问解答》一书4.2xx 更是明确指出：在刚性楼板假定条件下，当计算小震作用的楼层最大弹性水平位移（或层间位移）值与该楼层两头弹性水平位移（或层间位移）均匀值的比值大于1.2 时，判断为扭转不规则；当比值靠近1.5 时，判断为特别不规则；当比值大于1.5 时，一般判断为严重不规则。

（2）判断弹性层间位移角能否一定考虑强迫刚性楼板：李国胜在《多高层钢筋混凝土构造设计中疑难问题的办理及算例》3.13 条明确指出：高层建筑构造水平川震作用下的最大位移，应在单向水平川震作用下，不考虑有时偏爱的影响，采纳考虑扭转耦联振动影响的振型分解反响谱法进行计算，并应采纳刚性楼板假定。

刚性楼板假定的工作原理及其选用方法_肖奇志

刚性楼板假定的工作原理及其选用方法肖奇志蒋海云摘要：刚性楼板假定是建筑结构分析中的一个特有概念，它的引用可使计算概念明了，计算方法简便，其成果可用于工程设计。

在目前的各设计计算软件中它是影响整体分析的主要参数，正确理解它的规范依据和力学原理，有助于设计人员进行合理设计。

关键词：刚性楼板假定；弹性楼板假定；振型分解反应谱法；时程分析法；侧刚分析法；总刚分析法中图分类号：ＴＵ２２５文献标识码：Ｂ文章编号：１００８－０４２２（２００７）０９－０１００－０２１前言刚性楼板假定是总信息中的重要参数之一，总信息是建筑结构分析中影响整体的参数群，它的变化直接影响整体计算结果的合理性。

由于程序编制人在计算理论和对规范理解上的差异，加之侧重点不一样，总信息在各个程序中会有差异，就是同一个程序的不同版本也有所不同。

所以，在使用时应熟悉和理解程序的编制原理和使用说明，正确理解各个参数的规范依据和力学概念，从规范要求、力学原理和工程经验等方面加以分析后合理选取，并按规范要求，对电算结果，应经分析判断，确认其合理、有效后，方可用于工程设计。

２楼板刚度的各种假定２．１问题的提出楼板是主要的量大面广的水平构件，它一方面承受着竖向荷载的作用，又将其传递给柱、墙等竖向构件，另方面在受到水平荷载（风、地震等）作用时，也将其作用传递给竖向构件。

所以它既是重要的受力构件又是重要的传力构件。

由于楼板同时存在着平面内刚度及平面外刚度，在结构分析中，它对结构的整体刚度、对竖向和其他水平构件的内力产生重要影响，即楼板刚度的大小直接影响着整体结构及相关构件（也包括楼板本身）的分析结果（内力、变形及配筋）。

所以楼板刚度的合理假定已成为结构分析的主要计算原则。

随着建筑功能的日益复杂和建筑外形的多样化，建筑结构也随之复杂化，在此影响下，寻求楼板刚度的合理简化和假定，来满足工程设计的要求是广大设计人员关注和思考的课题，也是各个程序不断改版，努力完善，竞相推出简明、高效和可靠的计算方法的原因之一。

刚性楼板假定

什么是强制刚性楼板假定？在什么情况下勾选该功能？刚性楼板假定在工程设计中应用得最多，其物理意义是假定楼板平面内无限刚，平面外刚度为零。

该假定成立的前提是：楼板在其自身平面内刚度很大，基本不产生轴向变形和剪切变形。

由该假定出发，抗侧力结构之间由无限刚性的楼板联系。

当结构有变位时，楼板只做刚体运动，因而各片结构的侧移值呈直线关系。

计算分析和工程实践证明，刚性楼板假定对于绝大多数建筑的分析具有足够的计算精度。

因此《高层建筑混凝土结构技术规程》第5.1.5条规定：进行高层建筑内力与位移计算时，一般可假定楼板在其自身平面内为无限刚性。

《抗震规范》条文说明第3.4.3及3.4.4条指出：“对于扭转不规则，按刚性楼板计算，当最大层间位移与其平均值的比值为1.2时，相当于一端为1.0，另一端为1.45；当比值为1.5时，相当于一端为1.0，另一端为3。

”因此在验算“位移比”时，要求在刚性楼板假定的条件下进行，一般都应该采用“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”。

楼板可能是“刚性板”，也可能被定义为“弹性膜”、“弹性板”、“板厚为0”、“全房间洞”等情况，这样在计算楼层平均位移时，只有把楼层中的所有房间均按“强制刚性楼板”计算，“位移比”的计算才满足规范的要求。

当然，“强制刚性楼板假定”并不是必须采用的，用户可根据工程实际灵活把握。

除计算“位移比”时应采用强制刚性楼板假定外，一般在在计算周期比、层间刚度比这些整体控制指标时，一般都宜采用“全楼强制刚性楼板假定”，以忽略局部震动造成的影响。

比如，当高层建筑楼层开洞口较复杂，或为错层结构时，若不采用强制刚性楼板假定，则程序给出结果中往往会产生局部的较大变形和局部振动，这并非结构整体性能的反映。

因此，此时应选择强制刚性楼板假定来计算结构的“位移比”、“周期比”，可以约束局部的较大变形、过滤局部振动产生的周期。

通常，进行内力配筋计算时不应采用强制刚性楼板假定。

对于大多数高层结构均符合强制刚性楼板假定的适用条件，但是极个别结构复杂、空间结构，其明显不符合刚性楼板假定的情况，控制“位移比”、“周期比”等比值已没有多大意义。

周期比位移比层间位移角与刚性楼板假定

周期比位移比层间位移角与刚性楼板假定 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#结构的位移比、周期比、楼层侧向刚度比都是要求在刚性楼板假定条件下进行的。

层间位移角，对于一般的结构，可以采用刚性楼板的假定；对于有转换层等复杂高层建筑，不宜采用刚性楼板的假定。

而且计算层间位移角时，不考虑偶然偏心，不考虑双向地震。

首先：SATWE参数---对所有楼层强制采用刚性楼板假定：规范规定：高规（2010）5.1.5条：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。

条文说明：可把楼板视作水平放置的深梁，可近似认为楼板在其自身平面内为无限刚性。

采用这一假设后，结构分析的自由度数目大大减少，使计算过程及计算结果大为简化。

且满足工程精度。

程序实现：选择该项后，程序可以将用户设定的弹性楼板强制为刚性楼板参与计算。

操作要点：1：如果设定了弹性楼板活楼板开大洞，在计算位移、周期等控制参数时，应选择该项，将弹性楼板强制为刚性楼板参与计算，以满足规范要求的计算条件；计算完成后应去掉此项选择，以弹性楼板方式进行配筋和其他计算分析。

?2：如果没有定义弹性板或楼板开大洞，一般不选择此项，避免出现异常情况。

***********************************************************************（1）判断结构的位移比与周期比必须考虑强制刚性楼板：《抗震规范》的条文说明3.4.2，3.4.3指出：对于扭转不规则，按刚性楼板计算，当最大层间位移与其平均值的比值为1.2时，相当于一端为1.0，另一端为1.45；当比值为1.5时，相当于一端为1.0，另一端为3。

《抗震规范》的条文说明隐约透露出了判断结构的位移比应该是基于刚性楼板的假定。

而《抗震规范》的主编王亚勇在《建筑抗震设计规范疑问解答》一书4.2中更是明确指出：在刚性楼板假定条件下，当计算小震作用的楼层最大弹性水平位移（或层间位移）值与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值大于1.2时，判断为扭转不规则；当比值接近1.5时，判断为特别不规则；当比值大于1.5时，一般判断为严重不规则。

楼板刚度假定在结构分析中的选用方法及其原理

楼板刚度假定在结构分析中的选用方法及其原理
摘要：正确理解楼板刚度的规范依据和力学原理，选取适当的楼板刚度假定模式，可起到正确模拟结构的实际受力、提高程序的分析精度、保证软件计算结果可靠的作用。

关键词：刚性楼板，侧刚分析法，总刚分析法
1前言
当今的结构体系日趋复杂，出现了各种形式的结构类型，如多塔、错层、带转换层、板柱、楼板局部开大洞等结构。

在普遍采用设计软件进行结构设计的今天，软件对结构楼板的刚度提供了多种假定供设计人员选择。

但在许多结构设计的审查中，楼板刚度的选用存在着诸多不适当的案例：刚、弹性楼板的假定选取较为混乱，选用的分析法也经常与之不对应。

所以，正确理解楼板刚度的规范依据和力学原理，选取合理的刚度假定，对提高程序的分析效率，保证分析结构的精度和可靠性是非常重要的。

2楼板刚度的各种假定
（1）问题的提出。

楼板是结构中量大面广的水平构件，它一方面承受着竖向荷载的作用，将其上及自身荷载传递给柱、墙等竖向构件，另一方面承受水平荷载(风、地震等)作用，且也将水平作用传递给竖向构件柱或墙。

所以，楼板既是重要的受力构件又是重要的传力构件。

由于楼板同时存在着平面内刚度和平面外刚度，在结构分析中，它的刚度假定对结构的整体刚度、对其他构件的内力都会产生较大的影响，即楼。

3.1.11 是否对全楼强制采用刚性楼板假定

3.1.11是否对全楼强制采用刚性楼板假定1.“全楼强制刚性楼板假定”和“刚性楼板假定”是两个相关但不等同的概念，应注意区分：（1）“刚性楼板假定”是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。

这样能大大减少结构的自由度，提高分析效率。

但在某些工程中采用刚性楼板假定可能误差较大，为提高分析精度，可在“设计模型前处理”→“弹性板”菜单中将这部分楼板定义为适合的弹性板，还可能存在独立的弹性节点。

对于刚性楼板，程序将自动执行刚性楼板假定，弹性板或独立节点则采用相应的计算原则。

（2）“全楼强制刚性楼板假定”不区分刚性板、弹性板或独立的弹性节点，只要位于该层楼面标高处的所有节点，在计算时都将强制从属同一刚性板（特别指出：地下室也包含在内）。

“强制刚性楼板假定”可能改变结构的真实模型，因此其适用范围是有限的，一般仅在计算位移比、周期比、刚度比这三项整体指标时才建议选择，其余设计结果（即进行结构内力分析和配筋计算时）必须采用非强制刚性楼板假定的模型结果。

（3）在采用刚性楼板假定进行结构整体电算时，应采取必要的措施，如采用现浇钢筋混凝土楼板、局部削弱的楼板宜局部加厚并加大楼板配筋、楼板上较大的洞口边宜设置边梁等，以保证楼板在平面内有必要的整体刚度。

多、高层建筑的混凝土楼、屋盖宜优先采用现浇混凝土板。

当采用混凝土预制装配式楼、屋盖时，应从楼、屋盖体系和构造上采取措施确保各预制板之间连接的整体性。

（4）刚性板假定由于忽略了楼板的平面外自由度，所以主要用于楼板形状比较规则的结构。

对于楼板平面布置不规则的结构，比如楼板有效宽度狭窄的环形楼面、局部变窄产生弱连接的楼面、楼板开大洞后使结构的楼面刚度大大削弱，无法再采用刚性板假定的结构、多塔连体结构等，这些结构的楼板面内刚度有较大的削弱而且分布极不均匀，楼板的面内变形会使楼层内抗侧刚度较小的构件的位移和内力加大，从而使计算结果失真。

周期比、位移比、层间位移角与刚性楼板假定

结构的位移比、周期比、楼层侧向刚度比都是要求在刚性楼板假定条件下进行的。

层间位移角，对于一般的结构，可以采用刚性楼板的假定；对于有转换层等复杂高层建筑，不宜采用刚性楼板的假定。

而且计算层间位移角时，不考虑偶然偏心，不考虑双向地震。

首先：SATWE参数---对所有楼层强制采用刚性楼板假定：规范规定：高规（2010）5.1.5条：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。

条文说明：可把楼板视作水平放置的深梁，可近似认为楼板在其自身平面内为无限刚性。

采用这一假设后，结构分析的自由度数目大大减少，使计算过程及计算结果大为简化。

且满足工程精度。

程序实现：选择该项后，程序可以将用户设定的弹性楼板强制为刚性楼板参与计算。

操作要点：1：如果设定了弹性楼板活楼板开大洞，在计算位移、周期等控制参数时，应选择该项，将弹性楼板强制为刚性楼板参与计算，以满足规范要求的计算条件；计算完成后应去掉此项选择，以弹性楼板方式进行配筋和其他计算分析。

2：如果没有定义弹性板或楼板开大洞，一般不选择此项，避免出现异常情况。

*********************************************************************** （1）判断结构的位移比与周期比必须考虑强制刚性楼板：《抗震规范》的条文说明3.4.2，3.4.3指出：对于扭转不规则，按刚性楼板计算，当最大层间位移与其平均值的比值为1.2时，相当于一端为1.0，另一端为1.45；当比值为1.5时，相当于一端为1.0，另一端为3。

《抗震规范》的条文说明隐约透露出了判断结构的位移比应该是基于刚性楼板的假定。

而《抗震规范》的主编王亚勇在《建筑抗震设计规范疑问解答》一书 4.2中更是明确指出：在刚性楼板假定条件下，当计算小震作用的楼层最大弹性水平位移（或层间位移）值与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值大于1.2时，判断为扭转不规则；当比值接近1.5时，判断为特别不规则；当比值大于1.5时，一般判断为严重不规则。

刚性楼板假定及弹性膜

刚性楼板假定---平面内刚度无限大，平面外刚度为零由于刚度相关的指标都是基于刚性楼板假定才能计算的，故计算指标时勾选刚性楼板假定弹性楼板假定对于复杂楼板，如不规则楼面，狭长、环形楼面，大开洞楼面及多塔、板柱结构、厚板转换层结构等，其楼板面内的变形会使楼层中各抗侧构件位移和内力发生较大的变化，特别是抗侧刚度较小构件的位移和内力会加大，若仍用刚性楼板假定来计算分析，其计算结果会不真实，且无法保证其结果的可靠性，必须采用弹性楼板的计算方法。

弹性楼板假定充分考虑了楼板平面内刚度的削弱和不均匀性，采用符合楼板平面内和平面外的实际刚度进行计算分析，其结果更真实的符合结构的计算模型。

在SATWE中弹性楼板有弹性板6，弹性楼板3及弹性膜假定楼板等三种。

(1)弹性楼板6，采用壳单元计算楼板面内和面外的刚度，是针对板柱结构和板柱剪力墙结构的。

其计算结果会使梁的配筋偏少而不安全，所以不适用于梁板结构楼面。

(2)弹性板3，采用楼板平面内无限刚，平面外刚度按实计算的方法，用厚板弯曲单元进行计算，适用于厚板转换层结构的转换厚板分析计算。

(3)弹性膜，上述两种假定对框架、剪力墙、框－剪、框－筒等结构及空旷的厂房、体育场馆等的复杂形状楼板的计算都不适合，特别是梁配筋的安全性不可靠，从而提出了“弹性膜”假定，它采用平面应力膜单元来真实地计算楼板的平面内刚度，而不是无限刚。

为简化计算，同时忽略楼板平面外的刚度，即面外刚度为零。

有点近似刚性楼板假定但又不同于刚性假定，要理解它的真实概念。

应注意：A弹性楼板假定是用总刚分析法来进行结构整体计算的，所以计算软件必须具有总刚的计算功能。

仅有侧刚计算功能的软件是只适用于刚性楼板假定的软件，它不能识别弹性楼板。

B用总刚法、弹性楼板进行结构整体计算时，应再用刚性楼板假定补充计算位移比、周期比和层刚比，因为这些参数规范要求是在刚性楼板假定下进行的计算值。

2．4 规范规定高规5．1．5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，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。

楼板刚度的合理假定和应用

“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，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
狭长结构平面
狭长结构“刚性板”与“弹性膜”的对比
底层柱底Y向地震作用的剪力——刚性楼板
底层柱底Y向地震作用的剪力——弹性膜
连体结构的楼板
对连体结构宜考虑全层弹性楼板或分块刚性楼板
对弱连接部位应考虑弹性楼板或当荷载考虑
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。
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。
狭长结构的楼板的变形
刚性楼板——中柱剪力小
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。
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。

规则性判断中的问题

1.“刚性楼板假定”：对整体结构进行规则性判别、结构体系判别等整体参数指标计算时采用。

主要计算项目：层间位移角、位移比、周期比、倾覆力矩比、剪重比、刚重比。

2.“典型楼板宽度”“有效楼板宽度”：均针对楼板传递地震力的宽度(1)与主要抗侧力构件关系不大的楼板（如悬挑阳台的楼板等），一般可不考虑。

(2)电梯间、管井和楼梯间等周围有抗震墙（或抗震墙与连梁围合）时，由于周边围合的墙有很大侧向刚度，能保证水平地震作用的传递，因此无楼板部分可不按开洞考虑。

(3)结构局部错层，当周围楼板对错层楼板有较强约束时，可不按错层考虑。

3.楼层受剪承载力Vy:（1）根据《建筑抗震鉴定标准》计算。

（2）楼层柱受剪承载力Vcy分别按柱子受弯失效和截面抗剪失效计算，取较小值。

构件尺寸越大，实配钢筋越大，Vcy越大。

楼层净高Hn越大，Vcy越小（采用拟弱柱法，柱抗剪承载力由受弯失效控制）。

（3）楼层墙受剪承载力Vwy按截面抗剪失效计算，与楼层净高Hn关系不大。

（4）Vy=Vcy=Vwy,采用实配钢筋和材料标准值计算，不考虑γRE。

用于判断竖向不规则及“大震不倒”计算。

4.“错层”：（1）楼层高差不小于600mm,且大于楼层梁典型截面高度（非错层处梁高）时，可确定为“较大错层”。

（2）结构局部错层，当周围楼板对错层楼板有较强约束时，可不按错层考虑。

（3）错层结构的楼层位移角应采用实际层高手算复核。

5.位移比与位移角（1）位移比为扭转控制参数，位移角为侧向刚度控制参数，前者考虑偶然偏心，后者不考虑。

（2）均采用刚性楼板假定。

（3）位移比采用规定水平力计算（其他工况下的位移比只有参考价值，不作为规则性的判定指标），位移角采用CQC法。

（4）位移角小于限值的40%时，扭转位移比限制可以放宽。

6.四种侧向刚度比计算方法（1）与上表有所不同，规范建议采用等效剪切刚度比值（≥2）判断结构的嵌固部位。

（2）有剪力墙的结构（框剪、剪力墙、框筒、板柱-剪力墙、筒中筒）以弯曲变形或弯剪变形为主，楼面结构对侧向刚度的贡献较小，层高变化时侧向刚度变化滞后。

杨博士专刊刚性楼板假定之三（“强柱弱梁”难实现）

杨博士专刊刚性楼板假定之三（“强柱弱梁”难实现）前两期文章《刚性楼板假定之一（漂亮的发明）》、《刚性楼板假定之二（试验不能丢楼板）》指出：1、刚性楼板假定可以显著降低计算自由度，提高计算效率；2、建筑结构的科学试验应正确考虑楼板作用。

本期文章我们讨论一下刚性楼板假定与“强柱弱梁”难以实现的关系。

01“弱梁”还是“肥梁”？早年间刚参加工作时，可能会有老一代的结构工程师告诫年轻人，建筑结构设计要做到“肥梁胖柱”，这样才能保证安全。

“胖柱”的要求是科学的，而且我们现在做的还明显不够，这一点在后期的文章中再专题讨论，这里我们重点说说“肥梁”。

为什么希望做到“肥梁”？这与当时的历史状况有关，我国几十年前的建筑多为多层砌体结构，楼板一般采用预制楼板。

建筑结构设计时更多的是考虑结构的竖向承载能力，此时梁作为重要的竖向承重构件，而且不能与预制楼板产生共同作用，所以增加一些梁的设计冗余，做到“肥梁”，是有其历史意义的。

现代高层钢筋混凝土结构一般是水平地震（或风）起控制作用，我们被要求应该做到“强柱弱梁”，即期望通过设计让塑性铰出现在梁端，使得柱、墙继续竖向承载和保持足够抗侧力能力。

实际情况如何呢？我们设计的钢筋混凝土结构是“弱梁”，还是“肥梁”？答案是我们仍然在设计“肥梁”。

从前面的文章讨论可知，根据现行规范规定，设计时通过“梁刚度放大”考虑楼板面外刚度贡献。

这种做法相当于将楼板的抗侧力作用加入到框架梁的设计结果，会明确增大框架梁的截面和配筋。

我们仍然在做“肥梁”!02如何实现“强柱弱梁”？《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010的“强柱弱梁”调整规定如下：6.2.2 一、二、三、四级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：一级的框架结构和9度的一级框架可不符合上式要求，但应符合下式要求：可以看出，建筑结构设计时，依据梁端弯矩放大柱端弯矩，通过这种方式期望实现“强柱弱梁”。

3.1.11 是否对全楼强制采用刚性楼板假定

3.1.11是否对全楼强制采用刚性楼板假定1.“全楼强制刚性楼板假定”和“刚性楼板假定”是两个相关但不等同的概念，应注意区分：（1）“刚性楼板假定”是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。

这样能大大减少结构的自由度，提高分析效率。

但在某些工程中采用刚性楼板假定可能误差较大，为提高分析精度，可在“设计模型前处理”→“弹性板”菜单中将这部分楼板定义为适合的弹性板，还可能存在独立的弹性节点。

对于刚性楼板，程序将自动执行刚性楼板假定，弹性板或独立节点则采用相应的计算原则。

（2）“全楼强制刚性楼板假定”不区分刚性板、弹性板或独立的弹性节点，只要位于该层楼面标高处的所有节点，在计算时都将强制从属同一刚性板（特别指出：地下室也包含在内）。

“强制刚性楼板假定”可能改变结构的真实模型，因此其适用范围是有限的，一般仅在计算位移比、周期比、刚度比这三项整体指标时才建议选择，其余设计结果（即进行结构内力分析和配筋计算时）必须采用非强制刚性楼板假定的模型结果。

（3）在采用刚性楼板假定进行结构整体电算时，应采取必要的措施，如采用现浇钢筋混凝土楼板、局部削弱的楼板宜局部加厚并加大楼板配筋、楼板上较大的洞口边宜设置边梁等，以保证楼板在平面内有必要的整体刚度。

多、高层建筑的混凝土楼、屋盖宜优先采用现浇混凝土板。

当采用混凝土预制装配式楼、屋盖时，应从楼、屋盖体系和构造上采取措施确保各预制板之间连接的整体性。

（4）刚性板假定由于忽略了楼板的平面外自由度，所以主要用于楼板形状比较规则的结构。

对于楼板平面布置不规则的结构，比如楼板有效宽度狭窄的环形楼面、局部变窄产生弱连接的楼面、楼板开大洞后使结构的楼面刚度大大削弱，无法再采用刚性板假定的结构、多塔连体结构等，这些结构的楼板面内刚度有较大的削弱而且分布极不均匀，楼板的面内变形会使楼层内抗侧刚度较小的构件的位移和内力加大，从而使计算结果失真。

关于楼板假定

刚性楼板假定其含义是假定楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为零。

这是一个特有概念能使结构计算概念明了，计算简便；使结构在每层板内只有 3 个公共自由度，即两个平移自由度 dx、dy 和一个绕竖轴扭转自由度θz，在板内的每个节点的独立自由度也只有 3 个；使电算的效率大大提高，程序的运用范围越来越广泛。

刚性楼板假定认定平面外刚度为零，忽略了楼面梁的有效翼缘对平面外刚度的贡献，使结构总刚度偏小，周期加长，吸引的地震作用小，不安全。

为此，规范规定用梁刚度增大系数来间接的考虑楼板平面外的刚度。

于是高规第 5．2．2 规定在内力和位移计算时，对现浇楼面和装配式整体楼面的梁刚度采用 1.3－2.0 增大系数来考虑翼缘的增大作用。

通过上述处理，目前设计中的绝大多数工程的楼面都能符合刚性楼板的假定，以此进行的计算分析可用于工程设计。

弹性楼板假定对于复杂楼板，如不规则楼面，狭长、环形楼面，大开洞楼面及多塔、板柱结构、厚板转换层结构等，其楼板面内的变形会使楼层中各抗侧构件位移和内力发生较大的变化，特别是抗侧刚度较小构件的位移和内力会加大，若仍用刚性楼板假定来计算分析，其计算结果会不真实，且无法保证其结果的可靠性，必须采用弹性楼板的计算方法。

弹性楼板假定充分考虑了楼板平面内刚度的削弱和不均匀性，采用符合楼板平面内和平面外的实际刚度进行计算分析，其结果更真实的符合结构的计算模型。

在 SATWE 中弹性楼板有弹性板 6，弹性楼板 3 及弹性膜假定楼板等三种。

(1)弹性楼板 6，采用壳单元计算楼板面内和面外的刚度，是针对板柱结构和板柱剪力墙结构的。

其计算结果会使梁的配筋偏少而不安全，所以不适用于梁板结构楼面。

(2)弹性板 3，采用楼板平面内无限刚，平面外刚度按实计算的方法，用厚板弯曲单元进行计算，适用于厚板转换层结构的转换厚板分析计算。

(3)弹性膜，上述两种假定对框架、剪力墙、框－剪、框－筒等结构及空旷的厂房、体育场馆等的复杂形状楼板的计算都不适合，特别是梁配筋的安全性不可靠，从而提出了“弹性膜”假定，它采用平面应力膜单元来真实地计算楼板的平面内刚度，而不是无限刚。

杨博士专刊刚性楼板假定之四（历史的还给历史）

杨博士专刊刚性楼板假定之四（历史的还给历史）从这里开始通过前几期文章《刚性楼板假定之一（漂亮的发明）》、《刚性楼板假定之二（试验不能丢楼板）》和《刚性楼板假定之三（“强柱弱梁”难实现）》，我们了解到：1、刚性楼板假定可以显著降低计算自由度，提高计算效率；2、建筑结构的科学试验应正确考虑楼板作用；3、因为刚性楼板假定，“强柱弱梁”难以实现，“弱柱强楼盖”才是常态。

本文对刚性楼板假定做一下总结和给出改进建议：01再看一个刚性楼板假定的问题剪力墙结构的连梁是地震作用下的薄弱部位，因此布置连梁型减震装置是较好的一种减震设计思路，如下图所示：如果布置了连梁型减震装置，在设计分析时一定不能采用刚性楼板假定，而且要正确模拟细节的连接构造。

我们曾采用SAUSG软件进行了比较详细的对比研究工作，如下图所示：结论如下：1）若采用刚性楼板假定，连梁阻尼器的附加阻尼比可能被夸大50~100%以上，使得建筑设计结果偏于不安全；2）模拟细节的连接构造，对正确得到连梁阻尼器的附加阻尼比同样重要；3）单片剪力墙的试验结果（忽略楼板作用）与实际结构中的连梁阻尼器受力状态差异明显。

为什么刚性楼板假定对连梁阻尼器的附加阻尼比有这么大影响？原因很简单，实际现浇楼板有较大的面外刚度，会约束连梁阻尼器的剪切变形，而刚性楼板假定忽略了楼板的面外刚度贡献，是不真实的，会使得设计结果明显偏于不安全。

02刚性楼板假定的改进建议我们通过4期文章讨论了刚性楼板假定，尤其是详细分析了刚性楼板假定可能带来的问题，那么如何改进刚性楼板假定呢？建议很简单，就一句话：彻底取消刚性楼板假定！03历史的还给历史为什么应该彻底取消刚性楼板假定？理由如下：1、引入刚性楼板假定带来的确定性益处是可以缩减计算自由度，提高计算效率。

这一点在当前的计算机软、硬件条件下已经意义不大。

采用基于线弹性假定的振型分解反应谱法进行建筑结构设计时，定义弹性楼板的分析效率已经完全可以接受。

对刚性楼板模型及假定原理的探讨

对刚性楼板模型及假定原理的探讨刚性楼板假定是总信息中的重要参数之一，总信息是建筑结构分析中影响整体的参数群，它的变化直接影响整体计算结果的合理J性。

由于程序编制人在计算理论和对规范理解上的差异，加之侧重点不一样，总信息在各个程序中会有差异，就是同一个程序的不同版本也有所不同。

所以，在使用时应熟悉和理解程序的编制原理和使用说明，正确理解各个参数的规范依据和力学概念，从规范要求、力学原理和工程经验等方面加以分析后合理选取，并按规范要求，对电算结果，应经分析判断，确认其合理、有效后，方可用于工程设计。

标签：刚性楼板假定模型分类刚性楼板假定是楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为0。

当采用平面内刚度无限大时，每个楼板三个公共自由度，而楼板内的节点独立自由度只有三个了。

这样就极大的减少了结构自由度的数量，使得结构分析得到了极大的简化。

而这一特点正是刚性楼板假定被广泛接受的根本原因。

在过去计算机资源有限的情况下分析大型结构成为可能。

刚性楼板适用范围有限，仅适合用于楼板比较规则的普通工程，对于复杂楼板形状工程环型楼面、大开洞楼面、狭长外伸楼面和其他特殊体系如板柱体系、厚转换层结构等是不适合用刚性楼板假定的，其在PKPM 中的计算可靠性也是无法保证的。

楼板刚性假定在一股情况下是许可的，但有许多建筑楼板平面内变形显著，如：①楼面有很大的开洞或缺口，宽度削弱；②平面上有较长的外伸段；③底层大空间剪力墙结构的转换层楼板；④平面长宽比L>3 ；⑤主抗侧力结构的间距太远，楼板刚度变小等。

在这些情况下，不考虑楼板的变形会带来很大的误差甚至错误。

此时必需按非刚性楼板结构采用空间结构计算模型。

1 楼板刚度模型1.1 弯剪刚度模型楼板弯剪刚度Kf的表达式可以写为：式中L、B分别是楼板的长度和宽度；是楼板的断面积，是楼板断面的惯性矩：E、G分别是楼板材料的弹性模量和剪切模量；t是楼板的厚度。

混凝土材料可按G=0.4E进行计算，上式为(2)由式( 2 )可知，当楼板宽度B不变时，如果楼板的长宽比L／B增大，则楼板的刚度K增大。