下载文档原格式
钢筋混凝土预制楼梯的风振响应分析与减振措施1. 引言钢筋混凝土预制楼梯作为现代建筑中常见的组成部分之一，其在设计与施工过程中需要考虑多种因素，其中之一是风振响应问题。
本文将对钢筋混凝土预制楼梯的风振响应进行分析，并提出减振措施，以确保楼梯的安全可靠性。
2. 风振响应分析钢筋混凝土预制楼梯在面临风力作用时会产生振动响应，这是由于风力对楼梯产生的气动力作用导致的。
为了对其风振响应进行分析，我们首先需要了解楼梯的结构特点，包括楼梯的几何尺寸、材料属性以及支撑方式等。
通过对楼梯的尺寸、形状和材料等特性进行建模，我们可以使用有限元方法进行风振响应的数值模拟。
在模拟过程中，我们需要考虑楼梯所受的风荷载、结构的固有频率以及结构的阻尼等参数。
通过模拟计算，我们可以得到楼梯在不同风速下的振动响应。
3. 减振措施为了降低钢筋混凝土预制楼梯的风振响应，我们可以采取以下几种减振措施：3.1 钢筋混凝土结构细节设计在钢筋混凝土预制楼梯的结构设计中，需要考虑进一步加强结构的刚度和抗挠性能。
例如，在楼梯的侧面设置加强筋以增加其承载能力，或者采用更高强度的混凝土和钢筋材料。
3.2 风振阻尼器的应用风振阻尼器是减振措施中的常见选择。
它们可以通过增加楼梯的阻尼，减少结构的振动响应。
常见的风振阻尼器包括液体阻尼器和摩擦阻尼器等。
合理设计和布置风振阻尼器可以显著降低楼梯的振动幅度。
3.3 声屏障的应用为了降低风力对楼梯结构的作用，可以在楼梯周围建设适当的声屏障。
声屏障可以减少风力的作用，从而降低楼梯的风振响应。
3.4 结构监测与维护定期进行结构监测和维护对于减少风振响应至关重要。
通过查看结构的振动幅值和频率变化情况，可以及时发现和解决潜在问题，保证楼梯的安全性。
4. 结论在设计和施工钢筋混凝土预制楼梯时，风振响应问题是需要重视和解决的。
通过对楼梯的风振响应进行分析，可以帮助设计师制定合理的减振策略，确保楼梯的稳定性和可靠性。
采用适当的结构细节设计、风振阻尼器、声屏障以及定期的结构监测和维护等减振措施，可以有效降低钢筋混凝土预制楼梯的风振响应，提高其使用寿命和安全性。
框架结构楼梯的震害分析与设计对策摘要：就近几年由地定影响而造成的房屋损毁问题进行分析，其中框架结构中板式楼梯震害问题较为严重。
本丈针对框竺钟少挤式楼梯震害产生的原因做了浅要总结，有针时性的提出了有关预防措施和减轻灾害的方法、思路以及改进措施，旨在为有关工作人员提供参考。
关键词：地震、板式楼梯、框架结构、震害、建筑工程、设计一、前言在发生强烈地震的时候，楼梯是最为重要的紧急逃生通道，在整个建筑结构中的担任着重要角色。
因此，在目前的社会发展中，做好楼梯的竖向通道和抗震要求极为关键，是避免楼梯破坏而延误人员撤离、救援工作开展的主要方式，也是降低地震灾害的关键环节。
本文以现浇板式楼梯为例，对框架结构楼梯的震害进行分析并提出有关对策在钢筋混凝土框架结构中的应用最为广泛，而且实际震害表明，现浇混凝土楼板可谓是钢筋混凝土框架结构中作为薄弱的一个环节，为此我们有必要在工作中进行研究和探讨。
二、板式楼梯概述板式楼梯作为目前建筑工程项目中最为常见的一种竖向通道，在各类建筑物中都极为常见。
虽然在现代化社会发展中，电梯日趋普及，但是传统的板式楼梯仍然在众多新兴建筑结构中以安全、方便的优势占据着重要的地位。
1、板式楼梯概念板式楼梯是将楼梯作为板来进行考虑的。
是将板的两端置放在休息平台的边梁上，而休息平台支撑在墙体之上的一种楼梯结构。
这种楼梯结构是目前建筑工程领域中最为常见的一种，极为常见的结构主要有三跑楼梯、单跑楼梯、双跑楼梯等。
它在应用中具备着受力简单、施工方便的优势。
2、板式楼梯的应用板式楼梯作为当前建筑工程领域中最为常见的竖向交通通道，在各类建筑中得到了极为广泛的使用。
在结构分析中，这种楼梯通常都是按照受弯构件进行分析的，在受力弯件分析中，这些楼梯不仅表现出良好的工作性能，同时更是存在着方便、快捷以及安全性高的特点。
三、板式楼梯破坏形态分析楼梯在建筑工程中担负着紧急逃生的重要作用，在整个建筑结构中发挥着重要的角色和作用，应适应当前高层建筑物的发展要求，来进行设计和施工。
钢筋混凝土框架结构楼梯抗震设计建议Seismic Design Method of Stairin Reinforced Concrete Frame Structure李文峰 苗启松（北京市建筑设计研究院 北京 100045）摘 要 汶川地震中，框架结构楼梯普遍发生了严重破坏。
本文列举了一些典型的楼梯构件震害形式，通过数值方法分析了不同楼梯布置方式的抗震性能和破坏特点，并对钢筋混凝土框架结构楼梯构件布置形式的提出了设计建议。
Abstract In Wenchuan Earthquake, stairs of frame structures were severely damaged. Some typical types of seismic damage are listed in this paper. The seismic property and damage feature of different kind of stair layout is analyzed by numerical method. Advices on design method of stair in frame structure are proposed. 关键词 汶川地震，钢筋混凝土框架结构，震害调查，楼梯布置形式，设计建议1. 引言汶川地震震害调查中，发现大量的楼梯间破坏的情况。
其中，框架结构中的楼梯间破坏最为严重。
以往的结构设计中，一般不考虑楼梯间对结构整体抗震性能的影响，也不考虑楼梯构件的地震反应，导致楼梯构件过早破坏且破坏严重。
本文介绍了震害调查中楼梯构件的破坏情况，分析了楼梯震害发生原因及楼梯对框架结构地震反应的影响，提出了改善楼梯地震表现及减小楼梯对框架结构影响的设计建议。
2 楼梯震害调查汶川地震中，各种结构类型中均发现存在大量的楼梯间破坏的情况。
其中，框架结构中的楼梯间破坏最为严重，图1～图4列举了常见的几种破坏形式。
试论框架结构楼梯的震害设计对策前言楼梯承担着逃生路线的重要作用，然而在震害调查中发现，楼梯间的震害较为严重，而且大部分楼梯间是在主体结构破坏前发生破坏严重影响了楼梯作为逃生路线的重要功能。
一、楼梯的震害调查及原因分析在汶川地震中，框架结构、框剪结构和砖混结构中的钢筋混凝土现浇楼梯都出现了大量破坏，尤以框架结构中楼梯的破坏最为严重。
框架结构中楼梯的主要震害现象有：梯段板的破坏、楼梯间角柱的破坏、梯柱的破坏和平台梁的破坏等。
1、梯段板破坏梯段板破坏主要表现为水平裂缝处混凝土被压碎，梯段板弯曲下挠，甚至断裂，破坏主要发生在距离两端支座约1/4 跨处和楼梯施工缝处。
产生此类震害现象的原因有以下两点：（1）梯段板上下端与楼层框架梁板相连，形成了一个空间的K 形受力体系。
在以往的配筋设计时，梯段板负筋长度通常按照跨度的1/4 来确定，造成楼段板1/4 跨处受力筋数量发生突变，成为受拉的薄弱部位。
在反复水平地震作用下，梯段板与主体框架协同工作，到很大的反复的轴向拉压力作用，造成梯段板在负筋截断位置发生断裂。
（2）樓体施工时，往往在梯段板跨中或1/3 跨处设置施工缝。
但因为质量控制不严格，施工缝中存在残渣，导致后浇混凝土在与先浇混凝土的结合面处强度较差，这样在地震作用下产生的剪拉内力极易使梯段板破坏。
2、楼梯间角柱的破坏楼梯间角柱的破坏主要表现为角柱中部发生剪切破坏、钢筋屈曲和混凝土被破碎。
这是由于楼梯休息平台通过平台梁和平台板与框架柱相连，楼梯间角柱净高降低很多，导致楼梯间角柱分配到比其它框架柱大数倍的地震剪力。
加上休息平台对楼梯间角柱的约束，地震作用下角柱中间极易发生剪切屈曲破坏。
3、楼梯梯柱的破坏楼梯梯柱通常为构造配筋，截面宽高一般为200mm～250mm。
地震中梯柱出现柱头破损和混凝土压碎。
出现此类破坏的原因是：（1）支撑梯段板的梯柱是双向压弯、双向剪切构件。
梯柱截面过小，平台梁在柱内锚固长度过短，导致节点混凝土被压碎，平台梁纵筋被拔出。
关于钢筋混凝土框架结构楼梯间抗震设计的分析与建议关于钢筋混凝土框架结构楼梯间抗震设计的分析与建议[摘要]楼梯间作为紧急逃生通道，在抗震设计中应满足更高要求。
汶川地震中楼梯间大量破坏受到了结构工作者的重视和关注。
本文在总结和分析楼梯间震害的根底上，结合多年设计实践，对楼梯间抗震设计提出有关建议，希望能够对有关的研究和设计工作提供帮助和借鉴。
Suggestions on Staircase Seismic Design in RC Frame Constructions[Abstract] ：As the people"s escape-way in the building,stairs should meet higher requirements in earthquake. It was paid attention by structural engineers that a lot of staircases were destroyed in Wenchuan Earthquake. We hope it was adoptive and helpful for them that some suggestions were gived based on the seismic analysis and years of design research in practice. [关键词]框架结构楼梯间抗震设计[keywords]frame constructionstaircaseseismic design中图分类号：U452.2+8 文献标识码：A 文章编号： 1 引言楼梯间作为地震发生时的紧急逃生竖向通道，在结构抗震设计时应予以重视和加强。
调查发现，汶川地震中许多建筑的楼梯间遭受到不同程度的破坏，未能起到应有作用。
本文通过对楼梯间震害的分析和讨论，结合多年的设计经验，对楼梯间的抗震设计提出了自己的认识和看法，希望能够对有关的研究和设计工作提供帮助和借鉴。
楼梯结构的震害分析和设计建议2011-03-17 13:29:06| 分类：建筑与人生阅读2 评论0 字号：大中小订阅本文引用自cmhai《楼梯结构的震害分析和设计建议》首先应该说明的是：楼梯参与整体计算影响最敏感的就是框架,砌体等抗震较弱的结构,而将楼梯作为一个梯筒形式的框架剪力墙和剪力墙结构,其影响则相应就小,筒体结构由于楼梯一般在大筒内部,其影响就更小,一般忽略是可以的。
因此，本文仅分析框架结构中的楼梯结构抗震设计的问题，并提出一些个人的设计建议。
历次的地震灾害表明楼梯间一直都是框架和砌体结构的一个震害集中区，尤其是今年的文川地震，让所有关注它的工程师开始认真思考如何对楼梯的结构设计进行改进，以期其成为一个救命的安全通道（“安全岛”）而不是阻断人们逃生的枷锁。
为此HiStruct将从以下几个方面进行分析、探讨。
一，楼梯的破坏形式由于HiStruct没有机会实地接触和考虑地震灾害情况，仅从公开的照片资料进行分析（收集的部分典型楼梯震害照片）。
HiStruct认为可将楼梯的破坏归类如下：1.倒塌破坏，可分为一种是由于支承结构的倒塌引起，正所谓“皮之不存，毛将焉附”；另一种是由于底部楼层楼梯梯板拉断、压碎等自身承载力不足导致楼梯通道被阻断，失去使用功能；2.严重破坏，一般是底部楼梯梯板被拉裂或者压碎导致板底钢筋爆出，或者楼梯平台梁上下梯段柱端、梁端发生剪切、剪弯破坏，部分节点处发生剪压破坏等，但是如果此时与主体结构的连接好的话，不至于倒塌下来。
3.中等破坏，一般明显开裂，但处于可修水平。
设想一个整体结构若无法实现大震不倒的目标而倒塌，那么附属于其上的楼梯单元要依靠它来支承，必然发生破坏；或者支承楼梯的局部构件由于承载力不足产生破坏，也将导致楼梯破坏。
正因为如此，所以首先必须要保证的整体结构的安全，而整体结构的安全却也不能视楼梯不见，传统的楼梯设计未考虑抗震设计要求，可能造成此处破坏先发生，或者导致支承构件的承载力不足而破坏，进而影响群众逃生或反作用于整体结构，危及整体结构的安全。
框架结构中板式楼梯震害分析及对策探讨摘要：对于我国的建筑工程来说，很容易受到地震的影响。
造成了严重的资源和资金的损失，也给人们的生产和生活带来严重的影响，更为严重的还会存在一定的伤亡现象。
为了避免地震给建筑工程带来的危害，相关的技术人员和工作人员在建筑设计和施工中运用了先进的施工技术和方法，尤其是在框架结构的建筑中，板式楼梯的震害问题受到了人们的高度关注。
因此，本文对于这一问题也进行了深入阐述和探讨，旨在给相关的工作人员提供参考。
关键词：框架结构；板式楼梯；震害破坏；成因；对策从整个建筑结构中可以看出，板式楼梯是一种共用的建筑通道，在人们的生活中占据着至关重要的作用。
一般来说，楼梯的主要功能就是为人们的上下楼提供方便，不需要更多的荷载力。
因此，在设计的过程中很少对板式楼梯加强重视。
但是，一旦出现地震的现象，板式楼梯受到损害的程度往往是最大的。
如果楼梯出现了损害，人们就很难进行逃生，而且救援人员也无法进行及时的救援，可见楼梯的稳定性和抗震性在建筑工程的设计中需要得到工作人员的重视。
要对楼梯出现损害的原因以及情况尽心细致地分析，然后在此基础上提出切实可行的应对措施。
1、板式楼梯的破坏成因和形态框架结构是现代的建筑工程中较为常见的一种结构形式，楼梯的形式多采用板式结构。
虽然这种结构的设计可以给人们带来一定的方便，而且对于空间的要求程度较低，施工工序简单。
但是，其抗震性和稳定性需要得到保证。
楼梯在地震中受到的破坏形态可以从以下几个方面来进行分析：1.1梯板破坏楼梯的梯板部位出现破坏，最主要的形态就是发生了断裂。
而且，断裂的部位多出现在距离支座较近的地方，或者是施工缝以及装修层的位置。
板式楼梯出现了断裂的现象除了受到地震的影响之外，还和施工人员的施工有直接的关系。
比如，对于梯板的施工缝预留不合理或者是对于施工缝清理的不彻底，还存留一定的夹渣等等。
新旧混凝土结合程度不够就会对整个楼梯的结构带来严重的影响，很容易出现断裂的现象。
楼梯框架结构的抗震影响分析与基础设计建议汶川地震中，框架结构建筑物的楼梯的破坏情况都较为严重，进而楼梯在框架结构中的设计方法成为许多学者研究的课题和方向，本文通过楼梯和框架结构的抗震性能分析，为楼梯在框架结构中的设计和应用提供指导和帮助。
标签楼梯设计；框架结构；抗震一、绪论和概念楼梯的设计一直是室内装修设计的一大部分，以往楼梯的设计都是根据用途，结合楼梯本身的重力承载程度进行的，而自从汶川地震后，各个地市的楼梯设计在传统概念上不同的加入了平面横向力作用下的楼梯抗震性能分析。
同时我国在新建筑设计规范和标准上，对楼梯的防震性能及其楼梯对整个建筑的抗震性能的影响都加以了规定，要求在设计和施工中必须加以考虑。
另外，随着信息化技术的发展和计算机技术的应用，在实际设计过程中，可以先通过相应的软件和计算方法，将楼梯及整个建筑的模型制作出来，虚拟一定的地震等级，并对其抗震能力做以预计和模拟，并不断修改设计方案，最终达到符合规范的具有一定抗震要求的设计方案。
楼梯属于框架结构建筑物的跃层构件，是整个建筑物的垂直交通通道，同时，在发生地震时，楼梯是人群逃生和疏散的唯一途径。
由于楼梯的功能决定其结构的特殊性，上下垂直阶梯的同时水平位移不同，这样形成的斜向结构导致整个建筑房屋的结构，局部性刚度加大，使得在地震发生时，楼梯所在局部承受的地震作用较大。
另一方面，现代房屋建筑的设计和建筑大多使用框架结构，在框架结构中，各个构件的刚度性能的大小之间关系着整个建筑的受地震作用时构件承受力的大小，而楼梯结构增加了局部的刚度，使得地震作用下楼梯的破坏较为普遍，也相对受到的影响较大。
二、破坏形式通过上小节的分析我们可以看出，楼梯在地震作用中受到破坏是以为普遍的，现阶段，我国楼梯施工多为现浇混凝土制造，结合实际案例和以往震害资料，我们可以将现浇楼梯在框架结构中的建筑物在受到地震作用下的受破坏形式划分以下几种：（1）楼梯的平台梁受到破坏：包括楼梯转接出的平台梁，楼梯上下梯段相交处的平台梁各处梁体在地震作用下发生剪切、剪扭、弯曲变形等破坏。
第４３卷增刊２０１０年８月武汉大学学报（工学版）Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗｕｈａｎ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ．４３Ｓｕｐ．Ａｕｇ．２０１０作者简介：金联社（１９７４－），男，高级工程师，主要从事电厂结构设计，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉｎｌｉａｎｓｈｅ＠ｓｎｐｄｒｉ．ｃｏｍ．文章编号：１６７１－８８４４（２０１０）Ｓ１－００４１－０３钢筋混凝土框架结构楼梯的震害分析及设计建议金联社，付志斌（国家核电公司电力规划设计研究院，北京 １０００９４）摘要：楼梯是重要的紧急逃生竖向通道，它的完整性对人员的安全异常重要；然而在汶川地震中，钢筋混凝土框架结构的楼梯构件破坏非常严重．本文通过汶川震害分析，提出楼梯构件的具体计算方法和相应的抗震构造措施，以期望能有效地解决楼梯构件在地震中的安全问题，为以后的结构和楼梯设计提供借鉴．关键词：混凝土楼梯；震害分析；整体分析；隔离层中图分类号：ＴＵ ３９８ 文献标志码：ＡＳｅｉｓｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｒａｍｅ ｓｔａｉｒｓＪＩＮ Ｌｉａｎｓｈｅ，ＦＵ Ｚｈｉｂｉｎ（Ｓｔａｔｅ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｄｅｓｉｇｎ ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００９４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔａｉｒｓ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｃｃｅｓｓ ｔｏ ｅｓｃａｐｅ；ｉｔｓ ｉｎｔｅｇｒａｌｉｔｙ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｐｅｏｐｌｅ’ｓ ｓａｆｅｇｙ；ｂｕｔｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｒａｍｅ ｓｔａｉｒｓ ｉｎ Ｗｅｎｃｈｕａｎ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ａｒｅ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｄｅｓｔｒｏｙｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅＷｅｎｃｈｕａｎ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｉｒｓ ｍｅｍｂｅｒ，ａｒｅ ｐｒｏ－ｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｈｅｌｐ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｓｔａｉｒｓ ｍｅｍｂｅｒ ｉｎ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｔａｉｒｓ ｄｅｓｉｇｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔａｉｒｓ；ｓｅｉｓｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ１ 前言当发生地震和火灾时，楼梯是重要的紧急逃生竖向通道．楼梯的破坏会延误人员的撤离及救援工作，从而导致严重伤亡．为了保证楼梯的正常工作，不仅要保证楼梯结构的整体性能，还应避免楼梯受一些非结构部件脱落的堵塞．然而，从汶川地震的震害分析可知，我国现有混凝土结构的楼梯震害较严重，楼梯结构设计尚需改进．２ 汶川楼梯震害汶川地震造成大量楼梯破坏，其中框架结构的楼梯破坏最为严重，甚至造成楼梯板断裂而使得逃生通道被切断．框架结构楼梯震害严重的原因：框架抗侧刚度小，而楼梯板类似斜撑，使楼梯间抗侧刚度大，地震剪力也大；楼梯结构复杂，传力途径也复杂．楼梯震害主要有以下几方面：１）上下梯段板交叉处梯梁和梯梁支座剪扭破坏．当剪扭力很大时，梯梁剪扭破坏会延伸到休息平台板内．如为板式楼梯无梯梁时，则休息平台板在剪扭作用下被撕坏．２）梯板受拉破坏或拉断．在水平地震作用下，斜向梯板具有斜撑受力特点，即受反复拉压力作用，在梯板施工缝薄弱部位和梯板与框架梁相交的不利受力位置易产生拉裂破坏，甚至拉断，失去逃生通道功能．拉力传至休息平台，也会使梯梁与休息平台之间拉裂．武汉大学学报（工学版）第４３卷３）休息平台处短柱破坏．楼梯休息平台处的框架柱和梯柱的剪跨比通常小于其他部位的框架柱，成为整个结构中的短柱，地震剪力相对较大，容易发生破坏．３ 楼梯震害分析３．１ 楼梯对框架结构的整体影响以８层两侧有两楼梯间的两单元住宅楼为算例，比较２种情况：有梯梁梯柱和无梯梁梯柱时楼梯对框架结构的整体影响，有梯梁梯柱时楼梯形成一个更复杂的支撑体系．计算结果见表１、２．表１ 有楼梯（无梯梁梯柱）与无楼梯的比较不参与空间分析参与空间分析相差／％Ｙ向层刚度２８３ ３５３ ３６４ ５７０ ２９Ｙ向顶点最大位移／ｍｍ ２５．０１ １４．８３－４１Ｙ向第１周期／ｓ １．４９５ ９４１ １．１８８ ３１３－２１Ｙ向地震作用／ｋＮ ４４６．２３ ５４２．００ ２２表２ 有楼梯（有梯梁梯柱）与无楼梯的比较不参与空间分析参与空间分析相差／％Ｙ向层刚度２８３ ３５３ ５３８ ２４７ ９０Ｙ向顶点最大位移／ｍｍ ２５．０１ １０．９９－５６Ｙ向第１周期／ｓ １．４９５ ９４１ ０．８９１ ９０１－４０Ｙ向地震作用／ｋＮ ４４６．２３ ６９４．８５ ５５ 由表１和表２可以看出，有无梯梁梯柱的楼梯对结构的整体影响不同，但都较大；有梯梁梯柱时，楼梯对框架结构的整体影响更大．３．２ 楼梯对相连部件的影响（以上述８层框架为例）仍以上述８层框架为例进行分析．１）楼梯对结构角柱的影响：楼梯对多高层结构的底层角柱影响较大，通过计算对比，角柱的轴力增加１．１４～２．５倍，柱配筋增加４０％左右．２）楼梯对梯柱的影响：经研究表明，７度和７度以上时梯柱最大拉力与地震作用的大小有较大的关系．实际工程中７度时梯柱最大拉力也有达到２００ｋＮ，７度和７度以上时梯柱应按最大拉力配筋．３）楼梯对梯梁的影响：在地震作用下，考虑楼梯参与整体结构工作后，梯梁在梯板的拉压力作用下承受了双向剪力，与通常不考虑楼梯参与整体结构工作的计算方法相比，梯梁中剪力值增加近３倍，且剪力分布也发生显著改变．上下梯板交接处的梯梁中部和梯梁支座处均承受很大的剪力，极易发生剪扭破坏．同时在７度和７度以上地区，梯梁剪力和扭矩随地震作用增大而增大，地震引起的剪扭起控制作用．因此，７度和７度以上时梯梁须考虑抗震计算和设计．４）楼梯对梯板的影响：在地震作用下，楼梯实际参与了主体结构工作，梯板具有类似斜撑的作用，地震下受到很大的拉压轴力，尤其是底部几层．以通过有限元对梯板的分析可知：梯板的拉、压应力为２．０ＭＰａ，远大于楼层楼板的拉、压应力０．３ＭＰａ左右的范围，且随着地震作用增加，地震引起的拉应力起控制作用，梯板构造钢筋抵抗不了拉、压应力．因此，７度和７度以上时，梯板须按平均拉应力计算板钢筋，按恒活载计算的钢筋可能不够．５）弹塑性分析表明，考虑楼梯参与整体结构受力后，结构的屈服机制为：梯板受拉屈服→梯梁在上下梯板之间位置受剪破坏→梯柱屈服→与楼梯相连的框架柱屈服→框架柱丧失承载能力．而且，楼梯成为整个结构首先破坏的部位，作为逃生通道的楼梯是不允许先行破坏的．因此，有必要采取其他措施，保证楼梯作为逃生通道的安全性．４ 减少地震力作用下楼梯受力的设计建议 由以上考虑楼梯参与整体结构共同工作后的结构抗震分析可知，楼梯和楼梯间框架柱的内力比不考虑楼梯参与整体结构共同工作分析方法所得到的内力显著增大，这一方面使得楼梯的设计难度增大，另一方面楼梯间会成为地震中首先发生破坏的部位．与此同时，框架部分的内力将会比不考虑楼梯参与整体结构共同工作分析方法所得到的内力有所减小，这又会使得框架部分的抗震安全性比以往不考虑楼梯参与整体结构共同工作的设计结果有所降低．为解决这个两难问题，减轻楼梯震害，确保楼梯在地震中安全与通畅，可采用以下２种方法．１）抗的方法．在楼梯间采取增大主体结构侧向刚度的措施，如增加剪力墙，这样可以使得楼梯间的地震力主要由剪力墙承担，使得楼梯构件的受力降低，再采取加强楼梯的构造措施，确保楼梯在地震中的安全和畅通，此时结构模型成为框架－剪力墙结构或少墙框架结构，这也会在整体上增强结构的抗震能力．但此时需注意，楼梯间依然是结构抗震的第一道防线，其破坏后框架部分的地震内力会增大，因此，建议框架部分仍按不考虑楼梯参与整体结构共同工作分析方法所得到的内力进行设２４ 增刊金联社，等：钢筋混凝土框架结构楼梯的震害分析及设计建议计．显然，这样的设计造价会比以往有显著增加．２）放的方法．采取构造措施，断开楼梯与主体结构的连接，使楼梯不参与整体结构受力．这种措施不但能改善楼梯受力状态，还可以减少由楼梯引起的结构不规则和地震反应的不确定性．该方法的具体措施有２种方案，２种方案的上跑梯板在休息平台处均设置隔离滑动层，与休息平台隔离；不同之处在于，休息平台较小时采用悬臂休息平台，休息平台较大时采用双梯柱方案．隔离滑动层处钢筋不连通，为减少摩擦，水平缝处可采用聚四氟乙烯板，或采用柔性材料（如聚苯板）、２层油毡；也可直接将隔离滑动层设置为施工冷缝（但这种做法摩擦力较大）．这种方法可基本消除楼梯参与整体结构的共同工作，使楼梯本身也成为非抗侧力构件，故可不考虑抗震要求，在结构抗震分析计算中也不需考虑其刚度影响，可仍按传统的方法进行楼梯部分的设计．大震作用下水平位移的确定．参考《复杂高层建筑结构设计》的有关公式，梯板和平台板之间防震缝Ｗｃ为：Ｗｃ≥Δ２１＋Δ槡２２，Δ１（Δ２）＝２β大Δ１ＥΔ２Ｅ（１）式中：Δ１（Δ２）为两侧建筑物在跨度方向大震下的弹塑性水平位移；Δ１Ｅ（Δ２Ｅ）为两侧建筑物在跨度方向小震下的弹性水平位移；２为计及大震作用下结构进入弹塑性阶段后结构弹性刚度退化影响；β大为大震作用与小震作用之比，见表３．表１ β大＝大震作用／小震作用抗震设防烈度７度７．５度８度８．５度９度α小震ｍａｘ０．０８ ０．１２ ０．１６ ０．２４ ０．３２α大震ｍａｘ０．５０ ０．７２ ０．９０ １．２０ １．４０β大６．２５ ６．００ ５．６２５ ５．００ ４．３７５ 休息平台板一侧最小支座宽度为ｂ≥Ｗｃ＋ｂｃ（２）式中：Ｗｃ为梯板跨度方向防震缝宽度；ｂｃ为梯板最小支撑长度，取ｂｃ＝８０ｍｍ．假设某工程抗震设防烈度为８（０．２０ｇ）度，梯板和休息板之间跨度方向在小震下的弹性水平位移为１２．５ｍｍ．那么梯板在大震作用下最大水平支承长度ｂ为Δ１Ｅ（Δ２Ｅ）＝１２．５ｍｍΔ１（Δ２）＝２β大Δ１Ｅ（Δ２Ｅ）＝２×５．６２５×１２．５＝１４０．６（ｍｍ）Ｗｃ≥Δ２１＋Δ槡２２＝２０．５×１４０．６＝１９９（ｍｍ）ｂ≥Ｗｃ＋ｂｃ＝１９９＋８０＝２７９（ｍｍ）５ 总结１）结构设计应优先采用第２种方法，使楼梯不参与整体结构受力．同时应采用如下构造措施：楼梯间两侧采用轻质砌体填充墙时，应设置水平间距＜２．０ｍ的构造柱，设置竖向间距＜１．０ｍ的水平构造连接筋，楼梯板不应嵌砌入填充墙，框架结构楼梯间首层外门两侧宜设置构造柱以固定门框．２）如果按传统方法设置楼梯，应考虑楼梯参与整体结构共同工作进行结构分析，确定楼梯的受力；同时还应按无楼梯情况进行框架结构受力分析，确定框架部分的受力．在楼梯配筋设计时，梯板应采用双层配筋，以承受拉力；梯梁的抗剪扭钢筋应增强；梯柱应按抗弯抗剪计算，并增强抗剪能力．３）楼梯间在结构平面中不要靠近端部，避免对整体结构产生扭转效应．参考文献：［１］ 胡庆昌，孙金墀，郑琪．建筑结构抗震减震与连续倒塌控制［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００７．［２］ 清华大学，西南交通大学，重庆大学，等．汶川地震建筑震害分析及设计对策［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００９．［３］ ＧＢ５００１１－２００１，建筑抗震设计规范［Ｍ］．２００８年版．北京：中国建筑工业出版社，２００１．［４］ 中国有色工程设计研究总院．混凝土结构构造手册［Ｍ］．第３版．北京：中国建筑工业出版社，２００３．［５］ 徐培福，傅学怡，王翠坤，肖从真．复杂高层建筑结构设计［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００５．３４。
