复杂结构分析指南1.ppt

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1、复杂结构分析指南例说PMSAP编写：黄吉锋中国建筑科学研究院软件所（第一部分）目录1.斜板对主体结构分析的影响2.普通楼板、斜板的整体式分析及设计3.箱型转换结构分析和设计(转换墙)4.人防顶板和外墙的整体分析设计1.斜板对主体结构分析的影响斜板结构分析斜板在斜屋面结构、含斜板看台的体育场馆等多种结构形式中都会遇到它是常见、但在设计中又往往被忽视的重要构件，忽视的原因是缺乏合适的分析、设计工具斜板结构分析水平楼板在结构上的作用1）对竖向抗侧力构件起到水平的约束和协同作用，将柱和墙拧成一股绳，形成整体的、从而也是有效的抗侧力体系。尤

2、其对于抵抗整体扭转，具有重要意义。2）楼面荷载在本层的分配和传递作用斜板结构分析剪力墙在结构上的作用1）最重要的抗侧力构件2）在立面上传递和分配竖向荷载斜板结构分析斜板在受力及作用上，则具有双重特征：1）类似普通水平楼板，对抗侧力构件（柱和墙）具有水平协同作用、并且也可以传递和分配楼面荷载2）类似剪力墙，直接参与抗侧力，可看作是一种倾斜的剪力墙3）坡度越大，则墙的作用越显著4）坡度越小，则水平楼板的作用越显著斜板结构分析在结构设计上应重视斜板的作用实际上，斜板的面内刚度具有很大的抗侧力作用和对周边构件的协同作用，设计中必须予以考虑

3、，如果忽略，结构的整体振动特性及斜板周边构件的受力情况都可能失真。这是斜板与平板很大的不同之处。用PMSAP对同一斜屋面结构采用两种模型作计算对比不考虑斜板的计算模型考虑斜板的计算模型考虑斜板时，PMSAP会自动生成斜板的有限元网格：考虑斜板时某榀框架的梁端、柱端弯矩（正确）不考虑斜板时的梁端、柱端弯矩（错误！）考虑斜板时梁的正确弯矩图（俯视）不考虑斜板时梁的错误弯矩图（俯视）不考虑斜板造成的结构自振周期、以及层间位移误差项目考虑斜板不考虑斜板误差第一周期1.1551.1993.81%第二周期1.0811.1849.53%第三

4、周期0.9120.9443.51%X风位移角1/22171/159538.99%Y风位移角1/19961/159625.06%X地震位移角1/18401/161513.93%Y地震位移角1/17341/16872.78%在PMSAP计算时，斜板可采用下列几种计算方式（在“补充建模”中指定）：1）定义成弹性膜（忽略面外抗弯刚度，但可以完成搂面荷载倒算，此时程序主要考虑斜板的类剪力墙作用）2）定义成弹性板6（同时考虑面内抗剪及面外抗弯刚度，并可给出斜板本身的配筋设计）3）如果用户不做任何弹性板指定，PMSAP将自动把斜板考虑为弹性膜。

5、该处理使得用户不做任何额外的工作，即可对斜板结构进行合理的分析和设计应用PMSAP考虑斜板的方式2.普通楼板和斜板的整体式有限元分析及配筋设计楼板的三种分析设计方式逐房间计算并配筋（PMCAD）将结构中的每一个房间的楼板取出，看作一块多边形板，板的各条边的边界条件，都取为固支、简支和自由三种理想状态之一，然后计算板弯矩并配筋。不能考虑同层房间之间的相互影响，理想的边界条件与实际的弹性支座有明显不同；只考虑竖向恒、活荷载，不能考虑水平力的作用；只考虑面外抗弯特性，不能考虑面内的平面应力及其对承载力的影响。楼板的三种分析设计方式逐层

6、计算并配筋(SLABCAD)把结构中的每个楼层单独取出，把整个楼层的板作为计算模型，本层及上层的柱、墙作为板的弹性支座。它可以考虑同层房间之间的相互影响；以相邻楼层柱、墙作为弹性支座，相对于理想的三种边界条件(固支、简支和自由)，精度有所改善。不易准确考虑地震作用和风荷载等水平力的影响。只考虑板的面外抗弯特性，难以准确考虑板面内的平面应力及其对板承载力的影响。楼板的三种分析设计方式整体有限元分析并配筋(PMSAP)将楼板定义成弹性板，直接组装到整体结构中去。板的所有应力和变形结果，均如同梁、柱、墙一样，从整体分析中得到，并以此为基

7、础作配筋。它不但可以考虑同层房间之间的相互影响，也可以考虑不同楼层之间的相互影响；基于整体结构计算的弹性支座刚度，在有限元意义下是准确的。可以准确考虑地震作用和风荷载等水平力的影响。既能考虑板的面外抗弯特性，又可以准确考虑板面内的平面应力及其对板承载力的影响，对板可进行偏心受拉设计。何时需要对楼板采用有限元整体算法进行分析和配筋设计总原则：如果结构的某些楼板（包括平板和斜板）中存在显著的面内应力和变形，那么这些楼板就应该采用整体有限元分析得到的内力结果进行配筋设计。通常，下列情况的楼板应定义成弹性板做整体分析和设计：应做整体分析设

8、计的楼板多塔楼之间连体部分的楼板以及与连体直接连接的两侧主体结构的楼板应做整体分析设计的楼板悬挑结构的楼板以及与悬挑结构交接的主体结构相应部位的楼板。应做整体分析设计的楼板平面开大洞楼层的楼板应做整体分析设计的楼板平面有明显的突出或者凹入的楼层的楼