汶川地震中板式楼梯破坏分析及抗震措施的研究

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1、汶川地震中板式楼梯破坏分析及抗震措施的研究陈东明杨德健（天津城市建设学院土木工程系,300384）摘要：通过汶川地震震害调查，对板式楼梯的破坏形态进行重点研究，分析了建筑楼梯的震害机理。研究表明，在罕遇地震下，板式楼梯应考虑楼板平面内偏心轴力和竖向地震作用的影响。板式楼梯梯段板1/4-3/4跨度范围内应加强受压区配筋，来抵抗偏心轴力及竖向往复荷载下横截面受压区混凝土产生的拉应力，从设计角度提出了楼梯结构抗震设计的改进措施。关键字：汶川地震；板式楼梯；震害；抗震设计；竖向地震力中文分类号：文献识别码：A文章编号：Analysisofearthquakedamag

2、eandresearchofanti-seismicmeasuresonplatestairsinWenchuanEarthquakeChenDongMingYangDeJian(DepartmentofCivilEngineering，TianjinInstituteofUrbanConstruction，300384)Abstract:ThroughtheWenchuanearthquakedamagesurveywhichmainlyfocusesontheanalysisoftheformofthedestructionofplatestairs,da

3、magemechanismofthearchitecturestairsoftheearthquakeareanalyzed.Theresearchindicatesthat,undertherarelymetearthquake,platestairsshouldconsidertheinfluenceofpartialityaxisforceofin-planefloorandverticalseismicaction.Platestairsectionboard1/4-3/4spanshouldstrengthenpressurerangereinfor

4、cement,toresisteccentricaxialforceanddistricttheproducedtensilestressofconcreteintransversecompressedareaunderverticalreciprocatingload,andputtingforwardstairanti-seismicdesignimprovementmeasurefromtheviewofdesign.Keyword:WenchuanEarthquake;platestairs;earthquakedamage;anti-earthqua

5、kedesign;verticalearthquakeforce0.引言在建筑结构中，现浇钢筋混凝土板式楼梯被大量采用，通常作为独立构件（或结构）设计，主要考虑静力荷载,不考虑地震中偏心轴力和竖向地震力的影响。2008年5月12日，汶川发生里氏8.0级的特大地震，且为震源深度10-20km的浅源地震。震害调查表明，经过正常抗震设计的建筑主体结构，虽然普遍遭受严重破坏，但基本满足大震不倒的设防要求；但一些建筑的楼梯等重要构件却破坏严重，阻断了人们的逃生通道，造成更加严重人身伤亡及损失。以下将就汶川地震中板式楼梯破坏进行分析。1.楼梯的破坏形式目前楼梯结构设计中板

6、式楼梯居多，楼梯梯段一端起于楼面构件，而另一端支承于层间平台的边梁上。（1）楼梯板的断裂汶川地震震害调查表明，许多建筑楼梯发生了严重破坏，而板式楼梯的断裂破坏较为普遍。其典型破坏形态如图1、图2所示，其中图1为ET型楼梯的破坏，图2为双跑板式楼梯的破坏形态。图1ET型楼梯实际破坏图2双跑板式楼梯的破坏楼梯作为承受竖向荷载的受力构件，地震中成为人们的重要的逃生通道。在正常使用情况下设计考虑静力荷载作用，楼梯板截面下部配有通长受力钢筋可满足设计要求。在地震力作用下，楼梯作为整个系统的一部分，承担传递水平力作用构成“K”型模型。在“K”型模型中，梯段板平面内受到来自

7、楼板传来的轴力作用，则在楼梯间开洞处，传递的水平力将与楼梯板轴力的水平分量相平衡，并且由于楼梯板坡度的缘故，具有更大的刚度而造成内力的集中，楼梯实际上起到一个“K”型支撑的作用，楼梯板受到拉、压力，因此，楼梯板未经合理的设计就无法可靠的传递水平力，承载力就会不足。,从破坏形态可以看出地震作用下梯段板在承受拉、压力的同时，在休息平台处会处于偏心受拉、受压状态，进一步加剧板式楼梯的破坏。一般楼梯设计中，楼梯作为简支构件考虑。在楼梯段配筋设计中，产生负弯矩处仅按构造配筋加以考虑。在罕遇地震下，竖向地震力成为不可忽略一个重要因素。当大震作用下，在ET型板式楼梯休息平台

8、的截面上部未配钢筋，竖向地震力将会使该