PKPM,SAP2000中的楼板

一、PKPM

1.刚性楼板

在采用楼板平面内无限侧刚假定时，每块刚性楼板有三个公共自由度（u,v,θ），那么刚性楼板内每个节点的独立自由度只剩下3个（θ,θ,ω）了，这样极大的减少了结构整体自由度数，结构分析工作得到了很大程度的简化，从而提高了工作效率，这一有点正是刚性楼板假定能够被广泛接受的重要原因。

在采用刚性楼板假定时，忽略了楼板平面外的刚度，使结构总刚度偏小。事实上，楼板的面外刚度在某种意义上来讲可以理解为楼面梁的有效翼缘，为此，规范给出了用近似梁刚度放大系数形式来间接地考虑楼板的面外刚度。

对于两侧都与刚性楼板相连的梁，取边梁的刚度放大系数; 对于其他情况的梁（包括不与楼板相连的独立梁和仅与弹性楼板6和弹性楼板3相连的梁），梁刚度不放大。

对于复杂楼板形状的结构工程，如楼板有效宽度较窄的环形楼面或其他有大开洞楼面、有狭长外伸段楼面、局部变窄产生薄弱连接的楼面、连体结构的狭长连接楼面等场合，楼板面内刚度有较大削弱且不均匀，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。

2.弹性楼板6

弹性楼板6假定是采用壳单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度。从理论上讲，弹性楼板6假定是最符合楼板的实际情况，可以应用与任何工程。但实际上。在采用弹性楼板6假定时，部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件，导致梁的弯矩减小，相应的配筋也会减小。这与采用刚性楼板假定不同，因为采用刚性楼板假定时，所有的竖向楼面荷载都通过梁传递给竖向构件。这点差异造成采用弹性板6假定和采用刚性楼板假定的梁配筋安全储备不用，而过去所有关于梁的工程经验都是在刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。

弹性楼板6假定是针对板柱结构和板柱-抗震墙结构提出的

采用弹性楼板6假定进行板柱结构或板柱-抗震墙结构分析时，首先要求在PMCAD交互式建模时，在假定的等待梁位置上，布置截面尺寸为100mm*100mm的矩形截面混凝土虚梁。

这里布置虚梁的目的有两点，其一是为了在接PMCAD前处理过程中SATWE软件能够自动读到楼板的外边界信息，其二是为了辅助弹性楼板单元的划分。在结构分析中，混凝土虚梁无自重、无刚度。

3.弹性楼板3

弹性楼板3假定是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的。在厚板转换层结构中，转换板的厚度一般都在1m以上，有些工程板厚超过2m。这些厚板一般形状比较规则，而其不开大洞，其面内、外刚度都很大，其面外刚度是这类结构传力的关键。通过厚板的面外刚度，改变传力路径，将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。

弹性楼板3是坚定楼板平面内无限刚而平面外刚度是真实地，程序采用中厚板弯曲单元计算楼板平面外刚度。这一假定与厚板转换层的转换厚板特性是一致的。

当板柱结构的板的面内刚度足够大时，也可采用弹性楼板3来计算。

层高的输入有所改变：

将厚板的板厚均分给与其相邻的上下两层，厚板下层层高为该层净空加厚板的一半厚度。

4.弹性膜

对空旷的工业厂房和体育馆结构、楼板局部开大洞结构、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构等，楼板面内刚度有较大削弱。在进行这类结构分析时，不能简单的采用刚性楼板假定，而应考虑楼板面内刚度削弱的影响，但又不能直接采用弹性楼板6假定，因为采用弹性楼板6假定会影响梁配筋的安全储备。为了能够真实的反映楼板平面内刚度，同时又不影响梁钢筋的安全储备，我们在程序中提供了“弹性膜”假定

所谓弹性膜假定是采用平面应力膜单元真实的计算楼板的平面内刚度，同时忽略楼板的平面外刚度，即假定楼板平面外的刚度为零。

5

在SATWE软件中，弹性楼板是采用弹性楼板单元来描述的，其单元类型有弹性楼板6，弹性楼板3和弹性膜等三种。用户可把在PMACD交互式数据输入中的一个房建的楼板指定为一个弹性楼板单元，这种单元的节点数不限，其形状也不限，可以是凸多边形，也可以是凹多边形。弹性楼板单元的引入，简化了弹性楼板的几何描述，并为弹性楼板单元的自动剖分奠定了基础。

SATWE软件在PMCAD交互式数据输入形成的建筑模型数据基础上，给出了弹性楼板单元自动剖分功能模块。目前的弹性楼板单元是比较初级的，在不增加房建边界节点的情况下实现楼板形状的剖分-分割成四边形和三角形，还没有达到墙元剖分的程度。在弹性楼板单元的自动剖分过程中，进行了单元形状优化，以矩形单元最优，如奇异角度的四边形次之，再其次是三角形单元。

二、SAP2000

在SAP2000中，板壳对象按照受力特点可以分为三类：膜单元、板单元和壳单元。

膜单元只具有平面内的刚度，承受膜力，建筑结构中楼板通常用膜单元来模拟；板单元与膜单元相反，只具有平面外的刚度，承受弯曲力，模拟薄梁或者地基梁等；壳单元的力学行为是膜单元与板单元之和，是真正意义上的壳单元。也可以根据中面的形状划分：如果壳的中面为平面，则壳的薄膜应力和弯曲应力状态互不耦合，而壳的中面也可以为曲面，此时薄膜应力与弯曲应力耦合。