問題描述:
在樓蓋系統(tǒng)的分析與設計中,樓板、樓面梁成為了主要的研究對象,所以樓板不可避免的需要采用殼單元,并需要進行合理的網(wǎng)格剖分。如果仍采用整體模型(包含所有樓層的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件),勢必花費大量的計算時間,影響分析設計的效率。那么對于樓蓋系統(tǒng)分析,分析模型應進行哪些合理簡化呢?
解答:
樓蓋系統(tǒng)主要承受兩方面的荷載作用:1)豎向荷載,如結(jié)構(gòu)自重、樓面活荷載;2)側(cè)向作用,如風、地震等作用。
在豎向荷載作用下,結(jié)構(gòu)的側(cè)移很小,可看做無側(cè)移的框架,采用漸進法進行定性的分析。由內(nèi)力分配、傳遞規(guī)律可知,當僅在某層樓面施加豎向荷載時,只有本層梁、板及與其直接相鄰的柱、剪力墻等構(gòu)件產(chǎn)生較大的內(nèi)力;而相鄰層樓板及不直接相連的柱、剪力墻的內(nèi)力則迅速衰減。
因此,在進行豎向荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析時,可假定作用在某層樓面上的豎向荷載只對本層水平構(gòu)件及與其直接相連的豎向、斜向構(gòu)件有影響,而忽略對其它層水平構(gòu)件及未與其直接相連構(gòu)件的影響。于是結(jié)構(gòu)有如下圖所示的簡化,這就是“豎向荷載作用下的分層法”。
這樣,在樓蓋系統(tǒng)建模時,一般需要包含以下構(gòu)件:1)本層的樓板、托板、柱帽、開洞、樓面梁;2)與其相連的柱、剪力墻、樓梯、坡道等等(如下圖所示)。
側(cè)向荷載對樓蓋系統(tǒng)的影響可以通過導入在整體模型中計算得到的節(jié)點變形和作用力的方式來考慮。同時,導入對應工況下的節(jié)點變形相當于考慮了其余樓構(gòu)件對本層樓蓋系統(tǒng)的影響。