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楼梯抗震设计探讨

发布于:2021-02-25 09:18:25 来自:建筑结构/结构设计软件 [复制转发]
楼梯作为建筑的竖向通道,其重要性不言而喻。然而在历次的地震中,研究人员都发现,在很多主体结构完好的情况下,楼梯结构遭到了很大的破坏。


轻微破坏者,楼梯板出现条水平裂缝,平台梁板出现剪切裂缝;震害严重者,楼梯板完全拉断,楼梯梁在两端和跨中出现明显破坏,钢筋暴露,混凝土保护层压碎、剥落。


承担逃生通道的楼梯,并没有在自然灾害面前发挥其应有的功能。


楼梯抗震设计探讨_1

楼梯抗震设计探讨_2

汶川地震以前的结构设计时很少考虑楼梯参与抗震计算,仅对楼梯进行静力分析和设计,然后将楼梯作为荷载加到主体结构上,对主体结构进行抗震计算分析。


事实上,楼梯作为斜撑构件对框架结构提供了较大的抗侧移刚度,分担了框架结构所承受的地震作用。


在水平地震的往复作用下,楼梯板承受往复拉压作用,楼梯梁和板由于承受弯矩、剪力和扭矩作用,处于复杂的受力状态,从而会导致楼梯梁在两端和跨中破坏,混凝土酥碎,钢筋扭曲变形。



一、规范的有关要求及理解:



1、2010版《建筑抗震设计规范》要求:

3.6.6条第1款  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。条文说明中进一步指出:针对具体结构的不同,“考虑”的结果,楼梯构件的可能影响很大或不大,然后区别对待。楼梯构件自身应计算抗震,但并不要求一律参加整体结构的计算。

6.1.15条  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。
  • 3  楼梯间两侧填充墙与柱之间应加强拉结。


13.3.4条第5款  楼梯间和人流通道的填充墙,尚应采用钢丝网砂浆面层加强。

2、2010版《高层建筑混凝土结构设计技术规程》要求

6.1.4、6.1.5条  提出了与《建筑抗震设计规范》基本相同的要求。

6.1.5条第4款  高于抗规要求:楼梯间采用砌体填充墙时,应设置间距不大于层高且不大于4m的钢筋混凝土构造柱,并应采用钢丝网砂浆面层加强。

3、不同结构形式楼梯间影响的区别

框架结构:  


对结构整体和构件均有较大影响。

剪力墙结构:


对整体的影响忽略不计,当楼梯间墙肢较弱时,对这些墙肢可能有一定的影响。


框剪结构:  


尽可能根据《建筑抗震设计规范》6.1.8条或《高层建筑混凝土结构设计技术规程》8.1.7条,结合楼梯间布置剪力墙,楼梯间按剪力墙结构考虑,当楼梯间布置在框架部分时,对整体影响可能不大,对楼梯构件有一定影响,宜按框架结构考虑。




二、楼梯间布置的建议:





1
楼梯间的布置应当有利于人员疏散,尽量减少其造成的结构平面特别不规则。楼梯间与主体结构之间应当有足够可靠的传递水平地震力的构件,四角宜设竖向抗侧力构件。



2
对混凝土结构体系,应在其楼梯间周边设置抗震墙。设置抗震墙可能导致结构平面特别不规则的框架结构,可采用休息平台与主体脱开,或将梯板设计为滑动支承于平台梁(板)上,减少楼梯构件对结构刚度的影响。滑动连接可采用上端固接,下端滑动,避免滑移碰撞、脱落的问题。



3
楼梯间采用砌体填充墙时,按规范要求设置构造柱、钢丝网面层。




三、楼梯构件抗震设计建议:



(一)楼梯与主体结构整浇的框架结构(包括梯间四周未用剪力墙和连梁围合的框-剪结构):

  • 1、纵向面筋拉通且不小于最小配筋率,底、面纵筋均按充分考虑钢筋抗拉强度的要求锚固;
  • 2、梯板按斜支撑构件设计,板厚不宜小于1/25计算板跨,不宜小于140mm,每层钢筋不宜小于d10@150(参考上海指导意见及图集16G101-2);
  • 3、梯板两侧设置纵向暗梁,宽度取1.5倍梯板厚度,暗梁纵筋一、二级不少于6d12,三、四级不少于4d12,纵筋直径不小于梯板纵筋直径,纵筋间距不应大于梯板纵筋间距,箍筋不小于d6@200【图集16G101-2第8页】;
  • 4、梯板双层钢筋网之间设置间距不小于d6@600的拉筋;分布筋末端弯直钩伸至对边【图集16G101-2第46页】
  • 5、梯柱截面不宜小于墙厚x400mm,纵筋不小于4d16,箍筋全高加密。梯梁箍筋全长加密。

楼梯抗震设计探讨_3


(二)楼梯滑动支承于平台板的框架结构:

  • 1、纵向面筋拉通且不小于最小配筋率,底、面纵筋均按充分考虑钢筋抗拉强度的要求锚固;梯板侧面附加纵筋不小于2d16且不小于梯板纵筋直径【图集16G101-2第42、44页】。
  • 2、梯板双层钢筋网之间设置间距不小于d6@600的拉筋;分布筋末端弯直钩伸至对边【图集16G101-2第42、44页】;
  • 3、梯梁加强抗剪抗扭构造,箍筋全长加密,腰筋不小于N2d14;梯柱截面不宜小于墙厚x400mm,纵筋不小于4d16,箍筋全高加密。

楼梯抗震设计探讨_4


(三)休息平台与主体脱开的框架结构:

减小楼梯对主体结构影响的隔离措施除了采用滑动支座,还可将中间休息平台采用挑板,与主体结构脱开。梯段构造可参考楼梯与主体结构的做法。

楼梯抗震设计探讨_5


(四)剪力墙结构、筒体结构以及梯间四周用剪力墙和连梁围合的框-剪结构:

  • 1、纵向面筋拉通且不小于最小配筋率,底、面纵筋均按充分考虑钢筋抗拉强度的要求锚固;
  • 2、梯板厚h<150时分布筋末端可不弯钩;h≥150时分布筋弯直钩伸至对边【GB50010-2010第9.1.10条】,梯板双层钢筋网之间设置间距不小于d6@600的拉筋;
  • 3、梯柱截面不宜小于墙厚x400mm,纵筋不小于4d16,箍筋全高加密。梯梁箍筋全长加密,设抗扭腰筋。


(五)底层孤独梁设计:
无地下室时,当底层楼梯直接支承在孤独的楼梯梁上时,梯梁无法承担梯板传来的水平推力,常在孤独梁处发生破坏,应适当加大楼梯梁的平面外配筋并箍筋加密。

楼梯抗震设计探讨_6


(六)楼梯间构件抗震承载力验算要求:

  • 1、与楼梯构件相连的框架柱、框架梁,应计入楼梯构件附加的地震内力(尤其是轴力和剪力),箍筋全长加密;
  • 2、与楼梯构件不相连的框架柱、框架梁,可按不计入楼梯构件的情况设计;
  • 3、梯板应计入地震轴力和面内弯矩的影响,按偏心受拉、偏心受压构件计算,按双层配筋设计;
  • 4、连接梯板和框架的休息平台梁应计入地震轴力影响,按压弯或拉弯构件设计;支承梯板的平台梁应按拉弯剪构件设计。
  • 5、支承平台梁的梯柱应取平台梁的轴向力作为剪力进行设计

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

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