不同形式楼梯对框架结构的抗震影响初探

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1、不同形式楼梯对框架结构的抗震影响初探孟亚丹巨力索具股份有限公司072550［摘要］为探究不同形式楼梯对框架结构抗震能力的影响，木文总结了依照不同标准划分的多种类型的楼梯形式，并借助构建的四种形式的楼梯模型，利用构件不计入与计入楼梯的4种不同框架结构模型及GSSAP软件分析与计算，得出了框架结构动力特性及楼梯和有关构建的一些特性。旨在掌握各种不同形式楼梯对框架结构的抗震影响力。［关键词】楼梯；抗震能力；框架结构楼梯是高层及多层建筑的重要组成结构，其在建筑物中发挥着重要的交通枢纽作用，更是灾难发生时

2、的主要疏散通道。所以，在设计楼梯时，不仅要确保其正常的交通功能，还要确保其危急情况下的牢固性及整体性，预防的非结构与结构性破坏。木文借助GSSAP软件构建了四种不同的楼梯模型，通过计算并分析对比了不同形式楼梯对框架结构的抗震影响，以期获得有价值的结论。一、楼梯类型。依照不同的参考标准，可把楼梯分成以多种类型。依照用途可分为：特殊楼梯、一般楼梯等。普通楼梯依照材料的不同还可分成：金属楼梯、混合楼梯、钢筋混凝土楼梯、木楼梯等。特殊楼梯依照功能可分为：自动梯、消防梯、安全梯三种。依照楼梯的结构特点，可

3、将其分为：悬挑式、吊挂式、整体式、支撑式等。笔者将对这4种形式的楼梯进行详细分析：①支撑式。该形式楼梯是传统的从上至下的体系，楼梯荷载及自重先转移到楼梯的平台梁及斜梁上，再从这些部位转移到建筑物主体结构的墙体、柱子或者梁等位置。该结构形式在力学模型中被称为简支梁，兵有受力合理、简明的特点。三是因为支撑式楼梯必须具备一定的承重结构，所以该类型楼梯灵活性较差。②悬挑式。该形式楼梯的梯段板、踏步、休息平台从框架或者墙体上悬挑出来。在力矩图中，可明确看到该形式楼梯的形态十分简捷，并具有很强的力量感，甚至

4、部分楼梯极其精简，只有踏板自墙体中伸出，具有很强的视觉冲击力。③吊挂式。一般情况下楼梯的踏步与休息平台是由钢管、钢丝等吊挂起来，除了构件吊挂外，通常还需要一些较为稳定的构件以确保楼梯具有较高的稳定性。依据楼梯不同的踏步位置，所用到的吊挂杆件也各不相同。如果想要进行精确的理学计算，就应该详细计算各个杆件所具冇的应力值。一般情况下，栏杆、扶手都会和拉杆连接为一体，以展现统一、完整的形象。④整体式。楼梯应该是一个完整的整体结构，苏自重与荷载吋借助构件应力实现荷载转移的，最终把力转移到和其连接在一起的楼

5、板或者桐架上。该形式的楼梯整体刚性很好，受力情况也十分合理。该形式楼梯通常都属于现浇混凝土结构，显著体现了混凝土的整体性与可塑性。二、框架结构的四种模型。第一，四种模型类别。本文借助冋一混凝土框架结构为分析对象，在第一个模型中只分析楼梯在竖向上的荷载传递，不输入构建；第二个模型也不输入有关楼梯构件，楼梯是由梯柱、梯梁、梯板三部门组成，外侧的平台两构建在两侧的框架柱上；在第三个模型中设置楼梯构件，但是梯梁构建在和框架柱相互分离的楼梯梯柱上；第四个模型中同样设计有楼梯构建，但是位于半层位置的平台板必

6、须使悬挑板，主体结构不可和平台板相连。第二，模型的各种参数计算。算例中的框架结构是第五层，第一层层高是4.2米，第二层及以上每层高度都是3.90米，建筑物高度共计19.8米；楼梯、梁、柱的钢筋混凝土刚性等级都是C30;主要构建的横截面人小分别为：基本风压是0.60KN/M2；梯板厚度是140毫米、楼板厚度是120毫米、梯梁尺

7、*是300毫米×400毫米、梯柱尺寸是300毫米×300毫米、次梁尺寸是300毫米×600毫米、框架梁尺寸是300毫米×7

8、00毫米、框架柱尺寸平均是600毫米×600毫米，地表的粗糙等级是B级；抗震烈度是7度，地震设计分组是第三组，场地类别是II类，抗能能力属三级。三、楼梯对框架柱的内力影响。通常情况下，楼梯在Y轴上对框架结构影响最为显著，最能体现楼梯对框架柱的内力影响情况，所以笔者楼梯的框架柱作为研究对象，以探究丫轴方向地震条件下楼梯对第一层框架柱的作用。丫轴方向地震环境中的第一层桐架柱的轴力曲线如下图。从图中我们可以看出，第二个模型楼梯四周的框架柱轴力发生了显著变化，第三个、第四个模型也都有一定变化

9、，但均未第二个模型明显，剩余编号的框架柱轴力也未明显变化；第二个模型重的楼梯平台位置的框架柱轴力也发生了显著变化，剩余位置变化也不大，第三个及第四个模型的框架柱在各处的弯矩也没有明显变化。从这里我们可以指导，当我们将楼梯纳入计算之后，主要对楼梯四周框架柱产生内力影响，第三及第四模型中桐架柱受影响不明显，但是第二个模型中楼梯对框架柱的内力作用较明显，在设计吋必须全面考虑各种影响因素。四、分析楼梯构件。楼梯各个部分在地震环境下的受力很复杂，地震中梯柱可承担很大拉力，导致其在上端节点位置极易被破坏，梯