分析鋼構(gòu)高層的基本方法
目前,在鋼構(gòu)高層設(shè)計(jì)中,一般采用三維空間有限元程序進(jìn)行計(jì)算分析。在第一階段設(shè)計(jì)中,無論鋼構(gòu)件,還是混凝土構(gòu)件,都視為理想彈性材料。
在建立鋼構(gòu)高層的力學(xué)模型時(shí),梁、柱和支撐構(gòu)件的力學(xué)特征十分明確,用一個(gè)單元來模擬一個(gè)構(gòu)件即可達(dá)到滿意的計(jì)算精度,然而對(duì)于剪力墻或核心筒,由于組合墻肢的幾何形狀非常復(fù)雜,再加上開洞位置的影響,使其內(nèi)力分析變得十分復(fù)雜。目前已經(jīng)開發(fā)出不少實(shí)用的計(jì)算軟件,可以用來解決剪力墻的分析問題,其中比較具有代表性的有:薄壁桿件模型、墻板單元模型和墻殼單元模型等等。
由于鋼構(gòu)高層的計(jì)算模型非常復(fù)雜,為了減少結(jié)構(gòu)的自由度,在計(jì)算時(shí)通常引入樓板在其平面內(nèi)剛度無窮大、在平面外剛度為零的假定,使得在每一樓層中所有構(gòu)件在樓層平面內(nèi)的平移和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度都可以用該層參考點(diǎn)的平移與轉(zhuǎn)動(dòng)表示,從而大大減少了結(jié)構(gòu)的自由度、此時(shí),樓板本身并不作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件參與結(jié)構(gòu)整體分析。隨著鋼構(gòu)高層體系的多樣化,對(duì)于帶有轉(zhuǎn)換層、樓板局部開洞以及平面布置狹長(zhǎng)的復(fù)雜鋼構(gòu)高層體系,樓板變形的影響已經(jīng)不能忽視。此時(shí),如果繼續(xù)采用樓板剛度無窮大的假定,就會(huì)引起較大的計(jì)算誤差。對(duì)于鋼構(gòu)高層,普遍采用水平加強(qiáng)層。由于腰桁架與帽桁架都為越層構(gòu)件,如果假定樓板剛度無窮大,將無法得到其上下弦桿的實(shí)際內(nèi)力。
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