摘要：剛性樓板假定是建筑結構分析中的一個(gè)特有概念，它的引用可使計算概念明了，計算方法簡(jiǎn)便，其成果可用于工程設計。在目前的各設計計算軟件中它是影響整體分析的主要參數，正確理解它的規范依據和力學(xué)原理，有助于設計人員進(jìn)行合理設計。

　　關(guān)鍵詞：剛性樓板假定；彈性樓板假定；振型分解反應譜法；時(shí)程分析法；側剛分析法；總剛分析法

　　1、前言

　　剛性樓板假定是總信息中的重要參數之一，總信息是建筑結構分析中影響整體的參數群，它的變化直接影響整體計算結果的合理J性。由于程序編制人在計算理論和對規范理解上的差異，加之側重點(diǎn)不一樣，總信息在各個(gè)程序中會(huì )有差異，就是同一個(gè)程序的不同版本也有所不同。所以，在使用時(shí)應熟悉和理解程序的編制原理和使用說(shuō)明，正確理解各個(gè)參數的規范依據和力學(xué)概念，從規范要求、力學(xué)原理和工程經(jīng)驗等方面加以分析后合理選取，并按規范要求，對電算結果，應經(jīng)分析判斷，確認其合理、有效后，方可用于工程設計。

　　2、樓板剛度的各種假定

　　2.1問(wèn)題的提出

　　樓板是主要的量大面廣的水平構件，它一方面承受著(zhù)豎向荷載的作用，又將其傳遞給柱、墻等豎向構件，另方面在受到水平荷載（風(fēng)、地震等）作用時(shí)，也將其作用傳遞給豎向構件。所以它既是重要的受力構件又是重要的傳力構件。

　　由于樓板同時(shí)存在著(zhù)平面內剛度及平面外剛度，在結構分析中，它對結構的整體剛度、對豎向和其他水平構件的內力產(chǎn)生重要影響，即樓板剛度的大小直接影響著(zhù)整體結構及相關(guān)構件（也包括樓板本身）的分析結果（內力、變形及配筋）。所以樓板剛度的合理假定已成為結構分析的主要計算原則。

　　隨著(zhù)建筑功能的日益復雜和建筑外形的多樣化，建筑結構也隨之復雜化，在此影響下，尋求樓板剛度的合理簡(jiǎn)化和假定，來(lái)滿(mǎn)足工程設計的要求是廣大設計人員關(guān)注和思考的課題，也是各個(gè)程序不斷改版，努力完善，競相推出簡(jiǎn)明、高效和可靠的計算方法的原因之一。

　　2.2 剛性樓板假定

　　其含義是假定樓板平面內剛度無(wú)限大，平面外剛度為零。這是一個(gè)特有概念能使結構計算概念明了，計算簡(jiǎn)便；使結構在每層板內只有3個(gè)公共自由度，即兩個(gè)平移自由度dx、dy和一個(gè)繞豎軸扭轉自由度θz，在板內的每個(gè)節點(diǎn)的獨立自由度也只有3個(gè)；使電算的效率大大提高，程序的運用范圍越來(lái)越廣泛。剛性樓板假定認定平面外剛度為零，忽略了樓面梁的有效翼緣對平面外剛度的貢獻，使結構總剛度偏小，周期加長(cháng)，吸引的地震作用小，不安全。為此，規范規定用梁剛度增大系數來(lái)間接的考慮樓板平面外的剛度。于是高規第5.2.2規定在內力和位移計算時(shí)，對現澆樓面和裝配式整體樓面的梁剛度采用1.3－2.0增大系數來(lái)考慮翼緣的增大作用。

　　通過(guò)上述處理，目前設計中的絕大多數工程的樓面都能符合剛性樓板的假定，以此進(jìn)行的計算分析可用于工程設計。

　　2.3 彈性樓板假定

　　對于復雜樓板，如不規則樓面，狹長(cháng)、環(huán)形樓面，大開(kāi)洞樓面及多塔、板柱結構、厚板轉換層結構等，其樓板面內的變形會(huì )使樓層中各抗側構件位移和內力發(fā)生較大的變化，特別是抗側剛度較小構件的位移和內力會(huì )加大，若仍用剛性樓板假定來(lái)計算分析，其計算結果會(huì )不真實(shí)，且無(wú)法保證其結果的可靠性，必須采用彈性樓板的計算方法。

　　彈性樓板假定充分考慮了樓板平面內剛度的削弱和不均勻性，采用符合樓板平面內和平面外的實(shí)際剛度進(jìn)行計算分析，其結果更真實(shí)的符合結構的計算模型。在SATWE中彈性樓板有彈性板6，彈性樓板3及彈性膜假定樓板等三種。

　�。�1）彈性樓板6，采用殼單元計算樓板面內和面外的剛度，是針對板柱結構和板柱剪力墻結構的。其計算結果會(huì )使梁的配筋偏少而不安全，所以不適用于梁板結構樓面。

　�。�2）彈性板3，采用樓板平面內無(wú)限剛，平面外剛度按實(shí)計算的方法，用厚板彎曲單元進(jìn)行計算，適用于厚板轉換層結構的轉換厚板分析計算。

　�。�3）彈性膜，上述兩種假定對框架、剪力墻、框－剪、框－筒等結構及空曠的廠(chǎng)房、體育場(chǎng)館等的復雜形狀樓板的計算都不適合，特別是梁配筋的安全性不可靠，從而提出了“彈性膜”假定，它采用平面應力膜單元來(lái)真實(shí)地計算樓板的平面內剛度，而不是無(wú)限剛。為簡(jiǎn)化計算，同時(shí)忽略樓板平面外的剛度，即面外剛度為零。有點(diǎn)近似剛性樓板假定但又不同于剛性假定，要理解它的真實(shí)概念。

　　應注意：

　　A彈性樓板假定是用總剛分析法來(lái)進(jìn)行結構整體計算的，所以計算軟件必須具有總剛的計算功能。僅有側剛計算功能的軟件是只適用于剛性樓板假定的軟件，它不能識別彈性樓板。

　　B用總剛法、彈性樓板進(jìn)行結構整體計算時(shí)，應再用剛性樓板假定補充計算位移比、周期比和層剛比，因為這些參數規范要求是在剛性樓板假定下進(jìn)行的計算值。

　　2.4 規范規定

　　高規5.1.5規定進(jìn)行高層建筑內力與位移計算時(shí)，可假定樓板在其自身平面內為無(wú)限剛，相應地設計時(shí)應采取必要措施，保證樓板平面內的整體剛度。當樓板會(huì )產(chǎn)生明顯的面內變形時(shí)，計算時(shí)就應考慮樓板的面內變形或對采用樓板面內無(wú)限剛性假定計算方法的計算結果，再進(jìn)行適當調整。

　　所以：計算位移比、層剛比、周期比時(shí)選用剛性樓板假定[是]，計算內力、配筋及其他內容時(shí)選用剛性樓板假定[否].

　　高規4.3.6及抗震規范3.4.3規定對不規則、開(kāi)大洞、樓板局部不連續等情況，在設計中應考慮樓板削弱產(chǎn)生的不利影響，應采用符合樓板平面內實(shí)際變化的計算模型。

　　3、一般程序中的兩種抗震設計方法

　　3.1 振型分解反應譜法

　　也稱(chēng)規范法，適用于大量的工程計算，該法有側剛及總剛兩種計算方法，分別對應側剛模型及總剛模型，其主要區別是側剛模型采用剛性樓板假定的簡(jiǎn)化剛度矩陣模型�？倓偰Ｐ褪遣捎脧椥詷前寮俣ǖ恼鎸�(shí)結構模型轉化成的剛度矩陣模型。

　　振型分解反應譜法先計算結構的自振振型，選取若干個(gè)振型分別計算各個(gè)振型的水平地震作用，將各振型水平地震作用于結構上，求其結構內力，最后將各振型的內力進(jìn)行組合，得到地震作用下的結構內力和變形。其基本原理就是用“規范”反應譜，先求得各振型的對應的“最大”地震力，組合后得到結構的組合地震作用。這里面有一個(gè)求“廣義特征值”而得出結構前幾階振型和頻率的重要步驟，在這個(gè)過(guò)程中程序按力學(xué)和數學(xué)的法則進(jìn)行繁多的中間計算，而不輸出中間資料，僅將結果值告知設計人。

　　3.2 時(shí)程分析法

　　即振型疊加法，用于復雜高層結構的補充計算，按抗震規范5.1.2－3及條文說(shuō)明，時(shí)程分析法是多遇地震下的補充計算，與反應譜法計算值比較取較大值，對特別不規則、特別重要的和較高的高層建筑才要求采用。