分析高层钢结构的基本方法

2021-02-20 09:11 高层钢结构 华邦建设

　　目前，在高层钢结构设计中，一般采用三维空间有限元程序进行计算分析。在第一阶段设计中，无论钢构件，还是混凝土构件，都视为理想弹性材料。

　　在建立高层钢结构的力学模型时，梁、柱和支撑构件的力学特征十分明确，用一个单元来模拟一个构件即可达到满意的计算精度，然而对于剪力墙或核心筒，由于组合墙肢的几何形状非常复杂，再加上开洞位置的影响，使其内力分析变得十分复杂。目前已经开发出不少实用的计算软件，可以用来解决剪力墙的分析问题，其中比较具有代表性的有：薄壁杆件模型、墙板单元模型和墙壳单元模型等等。

　　由于高层钢结构的计算模型非常复杂，为了减少结构的自由度，在计算时通常引入楼板在其平面内刚度无穷大、在平面外刚度为零的假定，使得在每一楼层中所有构件在楼层平面内的平移和转动自由度都可以用该层参考点的平移与转动表示，从而大大减少了结构的自由度、此时，楼板本身并不作为结构构件参与结构整体分析。随着高层钢结构体系的多样化，对于带有转换层、楼板局部开洞以及平面布置狭长的复杂高层钢结构体系，楼板变形的影响已经不能忽视。此时，如果继续采用楼板刚度无穷大的假定，就会引起较大的计算误差。对于超高层钢结构，普遍采用水平加强层。由于腰桁架与帽桁架都为越层构件，如果假定楼板刚度无穷大，将无法得到其上下弦杆的实际内力。

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