文档介绍：框架结构中楼梯的影响
框架结构中楼梯的影响
汶川地震中血的教训,彻底让我们认识到地震中楼梯对整个结构的影响,特别是砌体结构和框架结构。楼梯是楼层间的重要交通枢纽,在紧急情况时,往往被人们看成是逃生的通道,所以楼梯起着至关重要的作用。而不正确的设计或施工将会使这个安全岛成了丧失逃生者生命的噩梦。
一、楼梯在地震中的震害及讨论
专家们在经过实地深入的考察,感慨良深。我们原先的设计中,不考虑楼梯参与抗震,都把它当做一种简单的板类结构独立的进行受弯设计,只计算恒荷载+活荷载工况,然而楼梯与主体结构的整体浇筑,实际上已经形成了一种特殊的斜撑抗侧力构件,梯板将产生轴力,楼梯板已变成拉压弯构件,它不仅参与结构抗震,而且对结构的动力特性有着很大的影响。
当楼梯的斜撑效应对主体结构产生影响时,结构的周期、阵型将会发生变化,特别是当楼梯位于结构的角部时,影响是非常大的。这种斜撑作用在地震作用中受力复杂,但又很容易吸收更多的地震力,而我们原本的设计没有考虑楼梯参与地震作用,这就加剧了楼梯在地震中的破坏。除了计算中存在的问题外,楼梯的抗震构造措施也不足,致使地震中很多逃生通道根本起不到理想的作用,造成无法挽回的悲剧。
二、楼梯概念设计的理论分析
楼梯在建筑物中是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,这种复杂的、非弹性性质的、材料的时效、阻尼变化等多种因素,在实际计算中存在着不准确性。故在建筑抗震理论远未达到很科学严密的情况下,单靠理论计算很难使楼梯具有良好的抗震能力,因而在实际工程设计中我们多了许多概念,假定与简化。如楼梯不宜放在建筑物的角部和边部,以便于荷载的传递;同时减少水平地震力作用下空间扭转作用的影响。实际上踏步和平台梁是整体连接,计算时需要在支座处加构造负筋;以往在建筑工程中负筋一端锚入楼梯梁,另一端伸进楼梯板四分之一的踏步板跨度。但通过实际工程震害发现,在梯板四分之一处梯板断裂或梯板混凝土剥落。因此建议将梯板负钢筋拉通配置,并且负筋伸入梯板内长度≥LaE。
再次,楼梯板在水平地震力作用下具有桁架中的腹杆效应,将产生较大的拉压力。楼梯板由原先我们只考虑竖向力时的受弯构件,转变为“拉压弯”构件,加强了楼梯处的局部抗侧刚度;结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多。楼梯参与整体计算时的楼梯板配筋要比常规做法计算出来的钢筋面积大出40%左右,当楼梯板不能承受地震力所产生的轴力及弯矩,势必出现梯段被拉断的情况。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而又使地震作用效应增强。这样不仅加大了结构构件的设计难度,还增加了造价成本。
三、楼梯构件的实用设计方法
1、如果将楼梯参与整体计算,那么需要做一下几点改进:,以平衡计入楼梯刚度导致的扭转不规则。2. 楼梯板不应按照常规的纯弯构件来计算,应该计入地震力产生的轴力,按照拉弯构件来计算,这仅仅靠上皮添加通长钢筋并按照配筋率确定钢筋面积是不精确地,而应该按照计算结果设计。,以承担梯板斜撑作用传递来的平面外剪力。(增大框架柱的箍筋面积,减小箍筋间距, 提高框架柱体积配箍率),以防止地震力下的剪切破坏。
上述是以加强的方法来考虑楼梯的斜撑作用,如果一味的加强楼梯间构造,并不是解决问题的最好方法