杨博士专刊 | 刚性楼板假定之四（历史的还给历史）

从这里开始

通过前几期文章《刚性楼板假定之一（漂亮的发明）》、《刚性楼板假定之二（试验不能丢楼板）》和《刚性楼板假定之三（“强柱弱梁”难实现）》，我们了解到：

1、刚性楼板假定可以显著降低计算自由度，提高计算效率；

2、建筑结构的科学试验应正确考虑楼板作用；

3、因为刚性楼板假定，“强柱弱梁”难以实现，“弱柱强楼盖”才是常态。

本文对刚性楼板假定做一下总结和给出改进建议：

01

再看一个刚性楼板假定的问题

剪力墙结构的连梁是地震作用下的薄弱部位，因此布置连梁型减震装置是较好的一种减震设计思路，如下图所示：

如果布置了连梁型减震装置，在设计分析时一定不能采用刚性楼板假定，而且要正确模拟细节的连接构造。

我们曾采用SAUSG软件进行了比较详细的对比研究工作，如下图所示：

 

结论如下：

1）若采用刚性楼板假定，连梁阻尼器的附加阻尼比可能被夸大50~100%以上，使得建筑设计结果偏于不安全；

2）模拟细节的连接构造，对正确得到连梁阻尼器的附加阻尼比同样重要；

3）单片剪力墙的试验结果（忽略楼板作用）与实际结构中的连梁阻尼器受力状态差异明显。

为什么刚性楼板假定对连梁阻尼器的附加阻尼比有这么大影响？原因很简单，实际现浇楼板有较大的面外刚度，会约束连梁阻尼器的剪切变形，而刚性楼板假定忽略了楼板的面外刚度贡献，是不真实的，会使得设计结果明显偏于不安全。

02

刚性楼板假定的改进建议

我们通过4期文章讨论了刚性楼板假定，尤其是详细分析了刚性楼板假定可能带来的问题，那么如何改进刚性楼板假定呢？

建议很简单，就一句话：

彻底取消刚性楼板假定！

03

历史的还给历史

为什么应该彻底取消刚性楼板假定？理由如下：

1、引入刚性楼板假定带来的确定性益处是可以缩减计算自由度，提高计算效率。这一点在当前的计算机软、硬件条件下已经意义不大。采用基于线弹性假定的振型分解反应谱法进行建筑结构设计时，定义弹性楼板的分析效率已经完全可以接受。通过SAUSG软件近10年来的工程应用也可以看出，采用细分网格的弹塑性楼板进行大震弹塑性分析也完全可行。因此现阶段采用刚性楼板假定的必要性已经不大。

2、现浇楼板与框架梁共同作用，会明确提高楼面刚度，因此框架梁设计时应该考虑楼板的翼缘作用。考虑现浇楼板的作用后，框架梁的截面和配筋均可显著降低，这会不会造成结构设计结果不安全？其实大可不必担心，近年来的震害反复证明，楼盖刚度一般明显强于框架柱，人为增大框架梁截面和配筋对提高建筑结构的抗震性能作用有限。要提高建筑结构的抗震性能，应该将注意力更多地放在框架柱上。

3、取消刚性楼板假定后，分析结果将更加接近建筑结构的真实受力状态，可以避免很多意想不到的偏差和错误出现，有百利而无一害。

刚性楼板假定该退出历史舞台了，我们要诚恳地感谢它，在计算能力不足的历史时期帮助了我们；同时我们也要大胆地告别它，历史的就还给历史吧！