楼梯对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响(1.5倍)
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楼梯对钢筋混凝土框架-剪力墙结构受力性能的计算分析摘要:本文基于CSI公司的大型结构分析软件ETABS,通过设计计算模型来研究楼梯对钢筋混凝土框架-剪力墙结构地震反应的影响,模型中采用振型分解反应谱法进行了弹性阶段地震反应特性的对比分析。
分析结果显示:楼梯在顺梯板方向对结构刚度影响较大。
建议在钢筋混凝土框架-剪力墙设计中应使用振兴分解反应谱法对楼梯的影响予以考虑。
关键词:框架-剪力墙结构;ETABS;楼梯;抗震性能引言传统结构设计中,在进行结构整体抗震分析时,一般不考虑楼梯构件对整体结构及周边构件的影响,而是采取改板厚为零并加大荷载的方式来粗略估计,之后再进行楼梯间的单独设计并不对其进行地震作用分析。
在2008年5月12日发生的“5.12”汶川大地震中,大量震害图片显示,作为逃生必经通道的楼梯间破坏严重,因此造成的生命财产损失不可估量。
“5.12”汶川大地震后,在研究及计算的基础上,重新修订了《建筑抗震设计规范》GB50011-2010,提出建筑抗震设计中“在利用计算机进行结构抗震分析计算中应考虑楼梯构件影响”的要求。
目前,关于楼梯对钢筋混凝土框架结构整体性能影响有了部分研究,并得到一系列研究成果表明得到楼梯间对结构层刚度有明显影响的结果,应予以考虑。
而关于楼梯对钢筋混凝土框架-剪力墙结构整体性能影响的研究较少,因此本文就楼梯对钢筋混凝土框架-剪力墙结构抗震整体性能影响程度进行分析,利用ETABS软件,通过设计计算模型研究楼梯对钢筋混凝土框架-剪力墙结构地震反应的影响,为今后结构设计人员的世界工作提供参考和借鉴。
1 计算模型的建立及计算条件设定本次分析共设置2个模型,为尽量减少多余因素的干扰,突出楼梯本身对结构地震反应的影响,除楼梯间设置不同外,其余条件全部相同。
模型均为18层钢筋混凝土框架-剪力墙结构,其中底层层高4m,出屋面层层高2m,其余各层层高均为3m;开间6m,进深7.5m,走廊宽3m,如图1所示;底三层柱截面750mm×750mm,其余各层柱截面650mm×650mm。
楼梯滑动支座LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】楼梯滑动支座集团工程管理部徐红杰目录一、板式楼梯震害的主要破坏类型 (1)二、楼梯对于框架结构抗震性能的影响 (4)三、楼梯抗震设计中的两种基本思路 (5)四、楼梯间设置滑动支座 (6)五、楼梯滑动支座施工过程 (9)六、滑动支座处地面处理注意事项 (13)楼梯滑动支座楼梯作为逃生通道,在地震来临时担任着重要的作用。
然而在震后进行的大量调查发现,担任这一逃生角色的楼梯,并未在自然灾害面前发挥其所应有的功能。
以目前最常见的钢筋混凝土板式楼梯为例,震害表明,楼梯往往先于主体结构破坏前产生种种破坏,严重影响了楼梯作为逃生路线的重要功能。
一、板式楼梯震害的主要破坏类型5.12汶川大震后,经过了大量的调查研究后发现,钢筋混凝土结构中的楼梯破坏是普遍现象。
楼梯部位的横墙和楼板中断破坏较其他区域严重,而且楼梯破坏的同时,楼梯间墙体破坏也较严重。
常见板式楼梯在地震作用下主要震害有以下几个方面。
1.梯板震害第一种情况(见图1)是沿板宽出现贯穿裂缝,梯板钢筋被压曲或拉断,特别是梯板采用延性较差的冷轧扭钢筋时,通缝处钢筋全部被拉断,导致梯板断裂垮塌。
2.梯板震害第二种情况(见图2)是板断裂并产生较大错动,钢筋与混凝土剥离。
3.梯板震害第三种情况(见图3)是在板施工缝位置产生剪切滑移裂缝。
在施工缝施工前泥沙并未清除干净,混凝土交界面未处理好,接缝处极易形成薄弱部位,在地震作用下,该处破坏较明显,甚至存在上、下两块板错位分离如图3所示。
4.梯板震害第四种情况是垂直梯度方向产生剪切斜向裂缝,梯板也具有在垂直梯度方向的类似剪力墙的抗侧力作用。
这种震害为顺梯段方向的破坏,在该方向梯板受力类似斜撑,地震时受到反复的拉、压作用。
图4 楼梯平台梁破坏5.平台板震害:第一种情况是上下梯板相交处的平台板剪切裂缝.由平台粱剪切破坏裂缝进—步发展而成;平台板第二种震害情况是沿梯粱边缘产生的平台板受拉裂缝;平台板第三种震害情况是悬挑板式平台板产生类似少筋粱的板平面内受弯破坏,裂缝由内向外逐渐开展并贯通悬挑板。
楼梯震害现象和原因分析作者:谭鹏飞来源:《装饰装修天地》2017年第16期摘要:钢筋混凝土框架结构是应用广泛的一种结构形式,楼梯是多层及高层房屋建筑的竖向通道,是房屋建筑的重要组成部分。
在地震过程中,楼梯的破坏类型分为楼梯非结构破坏与结构破坏。
本文详细地分析了楼梯结构破坏中的梯段板、平台梁、平台板、框架柱和楼梯柱的破坏形式及原因。
关键词:楼梯;震害;破坏形式;原因分析1 前言楼梯一般作为房屋结构的主要组成构件,是房屋的主要的垂直安全疏散通道,但历次震害分析表明:框架结构中的板式楼梯及与之相连的框架柱震害严重,楼梯间往往在主体结构破坏前产生严重破坏,这直接影响地震发生时的应急使用[1]。
2 楼梯震害破坏现象及分析在地震过程中,楼梯的破坏类型可分为非结构破坏与结构破坏。
楼梯非结构破坏主要是指楼梯间墙体;或其他的结构发生破坏引起楼梯结构无法使用。
楼梯结构破坏包括梯段板、平台梁、平台板、框架柱和楼梯柱的破坏。
2.1 楼梯间墙体破坏框架中的非结构构件通常按规范的构造要求来设计。
地震中,楼梯间或楼梯口周围的非结构构件破坏,将会影响逃生路线的通畅[2]。
图 1为某楼梯入口破坏。
墙体开裂倒塌的原因是:楼梯的梯段板等构件增加了墙体水平方向的刚度,使得地震时分配到的较大的地震力,此外,楼梯间墙体空间刚度较差,这是导致楼梯间墙体破坏的主要原因。
另外,填充墙构造措施不符合规范要求等原因,也会导致楼梯间填充墙破坏严重。
2.2 梯段板破坏梯板破坏主要表现为梯段板断裂、梯段板底部混凝土剥落、底部受力钢筋屈服等(如图2)。
在设计中,梯板作为局部受弯构件并受有较大轴力,但仅布置受弯钢筋。
地震时楼梯段处于交替的拉弯和压弯受力状态,当楼梯段的拉应力达到或超过混凝土材料的极限抗拉强度时,就会发生受拉破坏。
产生此类破坏的原因主要是施工缝处理不当,梯段板在施工中往往存在施工接缝,接缝位置一般设在板跨 1/4处,施工过程中混凝土交界面处理不好,接缝处形成薄弱部位。
现浇楼板对框架结构的抗震性能影响分析摘要:目前,钢混框架结构是工业和民用建筑中最常用的一种结构形式,其抗震性能越来越被人们所重视。
我国的规范对框架结构在设计上是“强柱弱梁”,然而从大量的震害资料中来看,其实框架并没有达到规范中的“强柱弱梁”的要求。
“强柱弱梁”屈服机制是框架结构的抗震设计原则,但由于现浇楼板等因素的影响,“强柱弱梁”屈服机制变得十分困难。
现浇楼板对框架结构的影响是一个值得研究的问题。
关键字:现浇楼板;框架结构;抗震性能在现浇钢混框架结构中,其自身侧向刚度不大,而地震作用引起的侧向位移非常大,为了实现框架结构具有良好的抗震性能,需要一个合理的抗震措施,其中,“强柱弱梁”就是框架结构抗震设计中最不能忽视重要措施之一。
1现浇楼板对钢筋混凝土框架结构影响概述在现浇混凝土框架结构中,楼板一般与梁柱现浇,从而从空间上形成一个整体,梁柱板在一起协调作用,一起工作的能力较强,可以有效地提高框架梁的抗弯承载力和抗弯刚度。
根据现浇楼板的一些作用可知,现浇板能从以下两方面来提高梁的抗弯刚度以及抗弯承载力:(1)梁端承受正弯矩时,楼板和框架梁共同组成T型截面,可增加框架梁的受压区宽度,从而增加梁端抗弯承载力和抗弯刚度。
(2)梁端承受负弯矩时,楼板内配筋相当于增加了框架梁的负弯矩筋,这将会显著增强框架梁的抗负弯矩承载力。
2现浇楼板对框架结构的抗震性能影响分析2.1现淺楼板对框架梁刚度的影响现浇楼板和梁整浇在一起,形成空间体系共同工作。
当梁承受正弯矩时,一部分楼板就相当于梁的翼缘,承受纵向压力,此时梁为具有翼缘受压的T形截面;当梁承受负弯矩时,则变为翼缘受拉的T形截面。
即现浇楼板增大了框架梁的刚度。
当框架梁截面受力产生裂缝后,梁截面的刚度会沿梁长发生变化。
要精确地确定梁截面的惯性矩,并考虑它沿梁长变化所引起的影响,这是一个非常复杂的问题,为了简化计算,一般忽略刚度沿梁长的变化,但假定梁截面的惯性矩沿梁长不变。
某钢筋混凝土框架结构教学楼的抗震性能鉴定分析杨玲 1 周明 2 贺海斌 3(1.湖南湘建智科工程技术有限公司 湖南长沙 410000; 2.邵阳市交通枢纽建设有限责任公司 湖南邵阳 422000; 3.邵阳学院土木与建筑工程学院土木工程教研室 湖南邵阳 422000)摘要: 针对建于20世纪70年代的某教学楼,根据现行《建筑抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)和《既有建筑鉴定与加固通用规范》(GB 55021-2021)属于A 类建筑,进行建筑外观、地基基础现状、结构平面布置、材料性能指标、结构构造连接情况等方面进行综合抗震能力的评定,建立了抗震鉴定的流程图,经两级鉴定对该教学楼进行了评价,得出其鉴定结果,并指出部分构件需要进行加固。
关键词: 框架结构 教学楼 A 类建筑 抗震性能鉴定中图分类号: TU352.11;TU746.3文献标识码: A文章编号: 1672-3791(2023)16-0166-05Analysis of the Evaluation of Earthquake Resistant Capability of a Teaching Building with Reinforced Concrete Frame StructureYANG Ling 1 ZHOU Ming 2 HE Haibin 3(1. Hunan Xiangjian Zhike Engineering Technology Co., Ltd., Changsha, Hunan Province, 410000 China;2. Shaoyang Transportation Hub Construction Co., L td., Shaoyang, Hunan Province, 422000 China;3.Department of Civil Engineering, School of Civil Architectural Engineering, Shaoyang University,Shaoyang, Hunan Province, 422000 China)Abstract: For a teaching building built in the 1970s, according to the current "Building Seismic Fortification Clas‐sification Standard" (GB 50223-2008) and "General Code for Identification and reinforcement of Existing Build‐ings" (GB 55021-2021), it belongs to the Class A building. The comprehensive anti-seismic capacity of the build‐ing appearance, foundation status, structure layout, material performance index, structure connection and other as‐pects is evaluated, the flow chart of seismic appraisal is established, the teaching building is evaluated after two-level appraisal, appraisal results are obtained, and it is indicated that some components need to be reinforced.Key Words: Frame structure; Teaching building; Class A building; Evaluation of earthquake resistant capability我国位于太平洋地震带和欧亚地震带两大活跃地震带之间,受到太平洋和印度洋两大板块的挤压作用,地震断裂带丰富,地震活动具有频度高、强度大、分布广的特点[1]。
机械阻隔也能起到防治病虫害的作用。
例如覆盖薄膜,许多叶部病害的病原物是在病残体上越冬的,花木栽培地早春覆膜可大幅度地减少叶病的发生,如芍药地覆膜后,芍药叶斑病成倍减少。
覆膜防病的原因湿膜对病原物的传播起到了机械阻隔的作用;覆膜后土壤温度、湿度提高,加速病残体的腐烂,减少了侵染来源。
对于虫害来说主要是通过人工捕杀、诱杀(灯光诱杀、毒饵诱杀、植物诱杀、潜所诱杀),此外还可以通过热水浸种、烈日暴晒、红外线辐射来杀死在种子里的病虫害。
(5)自绝防治、自我消灭这是一种主要利用昆虫的不育性来操纵同种个体的遗传控制方法。
为此常应用强射线(X光线)或化学药剂,如碱性物质、抗代谢物质、氨基磷酸盐类、三酸杀虫剂剂、激素等。
但使用这些化合物,往往会带来对环境的污染。
自绝防治还包括染色体易位(染色体的碎裂和改变)。
一般把生物媒介物的利用称之为生物技术处理,它包括引诱灯、排斥灯、光周期装置、音响驱虫器(枪声)和超声波。
此外,在化学刺激剂中有引诱剂、激发昆虫产卵或螫咬的吞噬刺激剂、忌避剂、吞噬制止剂、外激素(包括性引诱剂)、内激素(包括发情剂)和植物激素。
这些方法成本较低,也不会留下有害残毒,对生态系统和人类都没有危害。
一切生物技术措施和物质,都可明确针对特定害虫而加以控制3.沈阳市园林植物病虫害防治沈阳市地处东经123。
04’,北纬41。
12’,海拨45.2M,属温带大陆性气候。
该地区四季分明,病虫害种类繁多,防治形势复杂。
市城区园林树木病虫害种类及发生现状调查结果表明:病虫害在和平、沈和、皇姑、大东,铁西、东陵和于洪等地区分布普遍。
共发现为害园林树木主要害虫37种,其中叶部害虫14种,枝干部害虫19种、根部害虫4种;主要病害15种,其中叶部病害8种,茎干部病害6种、根部病害1种。
树木长期生长不良,栽培密植、树种间不合理配植,不遵守适地适树原则等是沈阳市区内园林树木发生病虫害的主要原因。
[2]因此,沈阳市通常掌握病虫害的发生规律,贯彻“预防为主,综合防治”的方针,将有害生物的数量控制在不影响园林植物观赏效果或不造成危害的水平内,及时做好病虫害的预测预报,对已发生的危险性病虫害及时治理,防止蔓延成灾。
框架结构的楼梯设计浅析摘要:框架结构在地震作用下,楼梯构件对结构主体刚度、抗震性能的影响很大,考虑楼梯的存在与不考虑楼梯的情况进行分析对比,并分析其各自特点及设计中需注意的问题,使得设计最优。
关键词:框架结构;楼梯设计;抗震影响;对比分析引言随着经济的发展,建筑物的种类繁多,样式多种多样,但每座建筑物中都会有一种构件--楼梯。
楼梯是每座建筑物中重要的疏散工具,发生火灾地震时,楼梯间更成为了重要的生命要道;楼梯间(包括楼梯板)破坏会延误人员撤离及救援工作,从而造成严重伤亡。
因此从结构设计的角度考虑,楼梯构件在结构设计中的作用不容忽视。
1楼梯的在不同结构中的作用楼梯对主体结构的影响,取决于楼梯与主体结构的相对刚度之比。
楼梯对主体结构影响的程度取决于主体结构的结构体系,主体结构的刚度越大、整体性越好,楼梯对主体结构的影响越小,比如我们常见的剪力墙结构、框架-剪力墙结构等,而主体结构的刚度越小、整体性越差,楼梯对主体结构的影响就越大,比如框架结构、砌体结构等。
实际工程中,考虑楼梯构件的影响并不要求一律参加整体结构的计算,应针对楼梯与主体结构的不同情况优先考虑采取抗震构造措施。
下面就框架结构体系,浅析楼梯的结构设计。
2框架结构中两种楼梯做法的概念阐述《建筑抗震设计规范》规定,楼梯间应符合下列要求:1、宜采用现浇钢筋混凝土楼梯。
2、对于框架结构,楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则;楼梯构件与主体结构整浇时,应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响,应进行楼梯构件的抗震承载力验算;宜采取构造措施,减少楼梯构件对主体结构刚度的影响。
条文说明:发生强烈地震时,对于框架结构,楼梯构件与主体结构整浇时,梯板起到斜支撑的作用,对结构刚度、承载力、规则性的影响比较大,应参与抗震计算;当采取措施,如梯板滑动支撑于平台板,楼梯构件对结构刚度等的影响较小,是否参与整体抗震计算差别不大。
从条文说明中可以看出,在对框架结构楼梯进行设计时,楼梯可以与主体结构整浇,参与抗震计算,或者可以做成滑动支座楼梯,与主体结构脱开,不参与抗震计算。
楼梯对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响Analysis the Seismic Performance of Reinforced Concrete Frame Structurein the Impact of Stairs■范欣□Fan Xin摘要:本文利用结构分析软件PKPM SATWE和MADAS GEN分别建立考虑和不考虑楼梯作用的钢筋混凝土框架计算模型,采用模态分析、反应谱分析和构件内力分析对各模型进行了弹性阶段地震反应特性对比计算分析。
结果显示:楼梯参与结构整体计算后,结构出现抗侧刚度明显增加、结构扭转振动显著、梯间框架柱剪力和弯矩突变等现象。
建议结构设计时采用包含楼梯的层间结构计算模型,使用振型分解反应谱法进行结构抗震分析计算。
关键词:模态分析;反应谱分析;框架结构;斜撑作用;抗侧刚度引言楼梯作为建筑物的垂直交通工具,在功能要求中起着通行和疏散的重要作用。
传统结构设计中,不同结构体系在整体设计计算时,对楼梯设计进行了简化处理,通常有两种方式:一种是将楼梯间楼板开洞,将竖向荷载传递到框架梁、框架柱或墙上;另一种是将楼梯间楼板设为零板,直接将竖向荷载加在板上,零板仅起着传递荷载的作用。
这两种方法均将楼梯间独立进行构件的计算和配筋,没有考虑地震作用[1-2],也没有考虑楼梯间对于整体结构的影响,具有一定的局限性。
近些年,汶川地震、雅安地震等震害表明:楼梯往往先于主体结构遭到严重破坏,踏步板在1/4~1/3 处断裂,平台梁中间剪断,楼梯间框架柱比其他柱破坏严重,从而提前丧失了在地震中本该承担逃生疏散的功能,给人民群众的生命财产带来严重威胁。
因此,在最新修订的《建筑抗震设计规范》GB50011-2010[3]中,已明确指出:利用计算机进行结构抗震分析时,计算模型的建立、必要的简化计算与处理应符合结构的实际工作状况,计算中应考虑楼梯构件的影响;楼梯构件与主体结构整浇时,应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响,应进行楼梯构件的抗震承载力验算;宜采取构造措施,减少楼梯构件对主体结构刚度的影响。
1 计算模型本文通过现行通用结构设计软件PKPM SA TWE和有限元分析软件MADAS GEN两种软件分别建立考虑楼梯作用和不考虑楼梯作用对整体结构影响的钢筋混凝土框架结构计算模型,并对计算结果进行对比分析,以期得到楼梯作用对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响。
本工程抗震设防烈度为8度0.2g,设防地震分组为第三组,Ⅱ类场地,抗震等级为二级,周期折减系数为0.7。
模型为三层现浇混凝土框架结构,底层层高为4.8m,其余均为3m,屋面为不上人屋面,所以顶层不设置楼梯。
平面布置图见图1,楼梯为沿y方向双跑楼梯。
其中,不考虑楼梯作用的模型定义为M1,考虑楼梯作用的模型定义为M2。
如图2-3所示。
图1平面布置图图2M1(PKPM SATWE) M1(MADAS GEN)图3 M2(PKPM SATWE) M2(MADAS GEN)2计算结果2.1模态分析利用PKPM SATWE和MADAS GEN分别得到前三阶阵型的周期和有效质量系数。
表2.1.1两种模型在PKPM SATWE和MADAS GEN下的自振周期对比(单位:s)阵型一阶阵型二阶阵型三阶阵型M1(SA TWE) 0.5704 0.5541 0.4878M2(SA TWE) 0.5536 0.5406 0.4867从表2.1.1中可见,由于楼梯的存在,使得整体结构刚度增大,自振周期减小。
从SATWE的分析结果来看,在顺梯板方向(Y方向)周期减小了2.4%,在垂直于梯板方向(X方向)周期减小了2.9%;从GEN的分析结果来看,在顺梯板方向和垂直于梯板方向周期分别减小了9%和4.1%。
对比两种软件的分析结果,在同等加载条件下,GEN的分析结果比SATWE更加符合直观分析和工程实际情况。
因为楼梯的斜撑作用在顺梯板方向的刚度贡献明显要大于在垂直于梯板方向的刚度贡献,在汶川地震等一系列强震的楼梯震害分析[4]中,顺梯板方向的破坏占到了四种震害分析的三种,从概率统计学的角度上分析,也佐证了这一点。
两种软件的分析结果均表明了楼梯斜撑作用对绕Z方向的扭转周期影响不明显,四个数据的变异系数为0.42%,可忽略不计。
从表2.1.2中可见,两种模型的第一振型均为X方向平动,在考虑楼梯斜撑作用时,一阶振型比不考虑楼梯时,有效质量参与系数有所降低;第二振型和第三振型分别为Y方向平动和绕Z方向扭转。
楼梯的参与导致结构振动模态发生改变,结构扭转效应增强。
对于平面较规则的结构,前两个振型一般为两个主方向的平动振型,第三振型为扭转振型。
因此,本文所采用的各结构平面布置均属于合理概念设计。
表2.1.2 两种模型在MADAS GEN 下的有效质量参与系数对比2.2反应谱分析利用PKPM SATWE 和MADAS GEN 分别得到各层的位移角、层间剪力和和楼层位移。
2.2.1位移角分析表2.2.1 两种模型在PKPM SATWE 和MADAS GEN 下的位移角对比由表2.2.1和图4可知,两种模型在不同软件的分析结果表明层间位移角均符合规范要求。
在水平地震作用下,对比顺梯板方向(Y 向)的层间位移角,楼梯的斜撑作用对结构整体有明显影响,特别是在前两层,效果图4 两种模型在PKPM SATWE 和MADAS GEN 下的位移角曲线显著体现。
对于垂直梯板方向(X向)的层间位移角,从GEN的分析结果来看,楼梯斜撑作用的影响不明显,可忽略不计,更加符合工程实际情况。
2.2.2层间剪力分析表2.2.2两种模型在PKPM SATWE和MADAS GEN下的层间剪力对比(单位:KN)从表2.2.2中可见,基于两种软件的计算结果,在水平地震作用下,在顺梯板方向和垂直于梯板方向上的层间剪力变化很小,可忽略不计。
楼梯斜撑作用对楼层剪力的影响两种软件略有差别,但均在一个合理的范围内浮动。
从SATWE的分析结果来看,随着楼层的增加,在顺梯板方向(Y方向)楼层剪力分别减小了7.6%、7.7%和8.2%,在垂直于梯板方向(X方向)分别减小了7.5%、7.9%和8.6%;从GEN的分析结果来看,在顺梯板方向和垂直于梯板方向楼层位移分别增加了5.8%、5.5%、5.7%和9.6%、9.4%、10%。
图5两种模型在PKPM SATWE和MADAS GEN下的层间剪力曲线由图5可知,在顺梯板方向和垂直于梯板方向上的层间剪力曲线均趋于重合。
层间剪力在底层虽略有差别(不足10%),但随着楼层的增高,这种略微的差别也逐渐消失。
整体而言,楼梯斜撑作用对结构影响不大,可忽略不计。
2.2.3楼层位移分析从表2.2.3中可见,在水平地震作用下,由于楼梯的存在,使得整体结构刚度增大,楼层位移减小。
从SATWE 的分析结果来看,随着楼层的增加,在顺梯板方向(Y方向)楼层位移分别减小了11%、13%和13%,在垂直于梯板方向(X方向)分别减小了14%、15%和15%;从GEN的分析结果来看,在顺梯板方向和垂直于梯板方向表2.2.3两种模型在PKPM SATWE和MADAS GEN下的楼层位移对比(单位:mm)楼层位移分别减小了12%、13%、10%和7%、6%、5%。
图6两种模型在PKPM SATWE和MADAS GEN下的楼层位移曲线如图6所示,能够更加直观、更加形象的看出,在水平地震作用下,楼梯的斜撑作用使得整体结构刚度增大,楼层位移减小。
综合两种软件的分析结果,随着楼层的增加,在顺梯板方向和垂直于梯板方向楼层位移的衰减速率逐渐增大,也就是说楼层越高,位移减小幅度越大。
值得注意的是,从GEN的楼层位移曲线可以看出,在垂直于梯板方向两条曲线几乎重合在了一起,而在顺梯板方向表现出与SATWE类似的分离趋势,这与周期变化的趋势相互吻合,由于梯板作用对垂直于梯板方向的刚度贡献相对较弱,在水平地震作用下的楼层位移变化也较小,这更加符合实际情况,青岛理工大学胡海涛教授的研究也证明了这一点[5]。
2.3结构构件内力分析表2.3.1两种模型在PKPM SATWE和MADAS GEN下的首层柱最大剪力对比(单位:KN)从表2.3.1中可以看出,综合两种软件的计算结果,楼梯的斜撑作用对楼梯间周边框架柱的最大剪力产生不同程度影响。
从框架柱的位置来看,半层平台框架柱(1#框架柱和2#框架柱)的剪力增加幅度要明显大于楼层框架柱(3#框架柱和4#框架柱)的剪力增加幅度;从地震作用方向来看,顺梯板方向的框架柱剪力增加幅度要明显大于垂直于梯板方向的剪力增加幅度。
具体数值如表2.3.2所示。
表2.3.2楼梯斜撑作用在PKPM SATWE和MADAS GEN下的首层柱剪力增大倍数综合分析以上两表中的数据,我们不难得到如下结论:就框架柱分布位置而言:1、由于半层平台的嵌固作用,其周边的框架柱形成短柱,最大剪力明显增加。
从SATWE的分析结果来看,1#、2#框架柱成为成为最薄弱的位置,在顺梯板方向剪力增大倍数是3#、4#框架柱的3倍左右,在垂直于梯板方向均为8倍。
故在设计时应特别注意加大半层框架柱的箍筋面积,沿柱高全长加密。
2、楼层框架柱在顺梯板方向和垂直于梯板方向剪力增大倍数基本相同,应采取相同配筋方式。
就地震作用方向而言:在顺梯板方向,框架柱的最大剪力增大倍数界于5到20之间,在垂直于梯板方向界于0到1之间。
表明在水平地震作用下,顺梯板方向楼梯斜撑作用对结构整体刚度贡献较大,使得框架柱剪力大大增加,而在垂直于梯板方向刚度贡献较弱,框架柱剪力增加相对较小。
另外,楼梯斜撑作用对楼层框架柱在垂直于梯板方向上的剪力基本没有什么影响。
表2.3.3 两种模型在PKPM SATWE和MADAS GEN下的首层柱最大弯矩对比(单位:KN.m)从表2.3.3中可以看出,综合两种软件的计算结果,楼梯的斜撑作用对楼梯间周边框架柱的最大弯矩产生不同程度影响。
从框架柱的位置来看,半层平台框架柱(1#框架柱和2#框架柱)的弯矩增加幅度要明显大于楼层框架柱(3#框架柱和4#框架柱)的弯矩增加幅度;从地震作用方向来看,顺梯板方向的框架柱弯矩要明显小于垂直于梯板方向的弯矩。
具体数值如表2.3.4所示。
表2.3.4楼梯斜撑作用在PKPM SATWE和MADAS GEN下的首层柱弯矩增大倍数综合分析以上两表中的数据,我们不难得到如下结论:就框架柱分布位置而言:1、由于半层平台的嵌故作用,平台梁与框架柱的节点弯矩明显增加。
从SATWE的分析结果来看,1#、2#框架柱在垂直于梯板方向弯矩增大倍数是3#、4#框架柱的2倍左右,在顺梯板方向四根框架柱的弯矩增大倍数基本相同,且基本可忽略楼梯斜撑作用在此方向的影响。
故在设计时应特别注意加大半层框架柱的纵筋面积。
2、楼层框架柱在顺梯板方向和垂直于梯板方向弯矩增大倍数基本相同,应采取相同配筋方式。