大震分析中楼板模拟的要点
(佳构STRAT软件，上海佳构软件科技有限公司，2014/06)
一、大震分析中刚性楼层与弹性楼板
结构大震分析中，结构楼板需要根据结构本身的特点，采用刚性楼层假定或弹性楼板模拟。
1) 对于结构规整，且楼板完整性、无大面积开洞的情况，可以采用刚性楼层假定。这样能减少计算量，提高计算效率。
2) 对于结构平面狭长、联体、大开洞的情况，或者多塔底盘的顶板，楼板平面内的变形会影响结构整体受力，需要采用弹性楼板。这是楼板需用板单元模拟，且需要考虑有钢筋情况下的塑性屈服和变形。
3) 对于楼板较厚的结构，例如板式楼盖、梁板协同结构，楼板本身的抗弯刚度参与结构整体受力，楼板需用板单元模拟，且考虑有楼板钢筋情况下的塑性屈服和变形。但此时对于完整性好的楼板，仍可以采用刚性楼层假定，因为对于楼板而言，平面内拉压刚度、平面外弯曲刚度可以相互独立地参与结构受力。
4) 对于梁、柱、墙需要细分后计算的结构，如果转换层结构、错层中一梁托两板的情况，细分部位需要采用弹性楼板。因为，用板单元细分的梁，弯曲受表现为上下边缘的拉压应变，采用刚性楼层将使楼面高度处应变为0，不符合实际情况。此外，对于细分墙，刚性楼层往往导致应力集中，在大震分析中引起局部率先破坏而引起连锁破坏，导致模拟失真。
大震分析中楼板的模拟，总体原则与弹性计算相同。是否存在较大的平面内变形的，是采用刚性楼层假定、弹性楼板的判断依据。
大震下楼板容许屈服，这是一个原则性的问题。因为按照“强柱弱梁”的抗震概念和机制，框架梁、连梁都容许屈服，也期望能够屈服(是抗震设计的目标)。楼板作为次要构件，更应该容许屈服。一些软件在计算时过多强调楼板的作用，实际是因为计算方法的限制而必须采用弹性楼板(例如采用显式积分，或前面第4条的原因)。附件算例中有讨论到楼板在大震下的作用情况。
二、大震分析中的楼板分层壳模型
STRAT对大震计算中的弹性楼板，采用基于板单元的分层壳模型。程序对板单元沿厚度分层(隐含10层)，作为层混凝土纤维。板顶、底面分别设一个钢筋纤维层，模拟楼
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板的配筋。配筋顶底面、各角点可以不同，线性插值得到内部板面的钢筋。
程序记录混凝土、钢筋层纤维在单元角点处理应力、应变等全过程信息(包括xy方向应力/应变和剪切特性)。程序独立处理角点出纤维层的非线性本构特性，考虑混凝土纤维双向作用下的弹塑性本构，可以计算混凝土开裂并包含混凝土对钢筋的握裹增强。钢筋纤维只考虑两方向独立的拉压性能。单元内部本构特性由角点插值得到。
分层壳模型沿厚度分层，能较好地模拟厚板弯曲作用下的材料非线性受力过程，适用板式楼盖中大板的模拟。START的板单元是Allman类型单元，单元内部具有线性应变场(不同于STRAT墙元高次应变场)。对于转换梁、转换墙的复杂受力构件细分单元模拟时，大震分析即相应采用分层壳模型。建筑结构中的弹性楼板，以面内拉压受力为主，也采用分层壳模型。
三、大震弹性楼板的计算要点
1) 一旦采用了弹性楼板，必须考虑楼板的弹塑性变形，在STRAT软件中必须厚度分层并考虑材料非线性。如果楼板仍保持弹性，在框架梁、连梁屈服情况下楼板不屈服，将破坏“强柱弱梁”的抗震耗能机制，必然导致柱、墙的严重破坏，使大震模拟失败。
2) 对于前面2)、4)条情况下弹性楼板，板单元网格长度可以粗略一点，以减少计算量、提高计算效率。因为此时楼板主要协调周边梁柱、墙的变形，以面内拉压作用为主，不必要非常精细的网格。对于前面第3)条的情况，因为需要考虑板的平面外弯曲作用，其网格密度同板式楼盖弹性计算的要求。
四、STRAT大震弹性楼板设置
软件前处理Prep进行“非线性初始化”时，自动对输入弹性楼板进行厚度纤维细分形成分层壳模型。并自动读入后处理Plots计算的楼板配筋，形成分层壳模型的顶、底面的钢筋纤维层。如果Plots计算的钢筋值较小，程序按照最小配筋率设定最小配筋量。
如果弹性楼板用超元模拟，需要首先将超元剖分得到最终的板单元，再进行非线性初始化并读入钢筋值。