分析鋼構(gòu)高層的基本方法
目前,在鋼構(gòu)高層設計中,一般采用三維空間有限元程序進行計算分析。在第一階段設計中,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)高層的力學模型時,梁、柱和支撐構(gòu)件的力學特征十分明確,用一個單元來模擬一個構(gòu)件即可達到滿意的計算精度,然而對于剪力墻或核心筒,由于組合墻肢的幾何形狀非常復雜,再加上開洞位置的影響,使其內(nèi)力分析變得十分復雜。目前已經(jīng)開發(fā)出不少實用的計算軟件,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)高層的計算模型非常復雜,為了減少結(jié)構(gòu)的自由度,在計算時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)動自由度都可以用該層參考點的平移與轉(zhuǎn)動表示,從而大大減少了結(jié)構(gòu)的自由度、此時,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,對于帶有轉(zhuǎn)換層、樓板局部開洞以及平面布置狹長的復雜鋼構(gòu)高層體系,樓板變形的影響已經(jīng)不能忽視。此時,如果繼續(xù)采用樓板剛度無窮大的假定,就會引起較大的計算誤差。對于鋼構(gòu)高層,普遍采用水平加強層。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際內(nèi)力。
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