楼梯参与抗震结构整体工作的计算分析

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1、建筑结构.技术通讯楼梯参与结构整体工作的计算分析焦柯1吴文勇2黄真康2童慧波2（1广东省建筑设计研究院510010，2深圳市广厦软件有限公司518028）[摘要]本文给出了楼梯参与结构整体计算的方法，分析了梯板、梯柱和梯梁在抗震结构中的作用，比较了楼梯布置在不同位置对结构的不同影响。计算结果表明在框架结构中楼梯及其周边构件将承担更多地震力，是结构设计应加强的部位，因此整体分析应考虑楼梯构件的刚度。在剪力墙结构中，若梯板两端分别支撑在两片墙肢上，则楼梯对剪力墙的影响不可忽视。本文通过一个实际工程计算结果比较，说明楼梯构件参与结构整体工作的必要性。本文计算方法及结果可供结构设计人员参考。[

2、关键词]楼梯建筑结构空间分析刚度StructuralanalysisofstaircaseparticipatedintheworkingofbuildingstructureJiaoKe1,WuWenyong2,HuangZhenkang2,TongHuibo2(1TheArchitecturalDesign&ResearchInstituteofGuangdongProvince,Guangzhou510010,China;2ShenzhenGoodshowSoftwareCo.,Ltd,Shenzhen518028,China)Abstract:Theoverallanalysi

3、smethodofstaircasetogetherwithbuildingstructureissuggested.Theeffectoftheslab，column,girderofstaircasetothewholebuildingareestimated.Theeffectsofstaircaseplacedindifferentlocationarecompared.Theresultshow,inframestructure,thatmoreearthquakeforcesmaybedistributedtothecomponentofstairandothermembe

4、rsaroundit,andthatthestaircase’sstiffnesshavetotakeintoaccount.Moreover,intheshear-wallstructure,iftheslabofstaircaseissupportedbytwowallbranches,thestiffnesseffectofthestaircasetoshear-wallshouldnotbeignored.Apracticemodelhasbeenusedtoanalyzetheeffectofstaircasestiffness,andaboveviewpointsarepr

5、ovedThecalculatingmethodandtheconclusioncanbereferredforstructuraldesign.Keywords:staircase;buildingstructure;spaceanalysis;stiffness作者介绍:焦柯，教授级高工，广东省建筑设计研究院计算中心主任；吴文勇，教授，深圳市广厦软件有限公司总工，电话：0755-83997845，83997832，Email:gscad@public.szptt.net.cn，网址：www.gscad.com.cn。建筑结构.技术通讯0前言汶川大地震被损坏建筑的一个特点是楼梯构件的

6、破坏（如图1[3]），影响了逃生通道安全，造成人员伤亡。根据2008年版《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）3.6.6条，结构计算中应考虑楼梯构件的影响。本条规定主要考虑到楼梯的梯板具有斜撑的受力状态，对结构整体刚度有较明显的影响。目前结构设计中计算分析模型一般是不输入楼梯构件的，将其等效为荷载加到周边构件。原因有两个，一是工程师普遍认为楼梯构件对结构受力影响不大，通过构造措施就可以保证安全；二是结构设计软件没有提供楼梯参与整体分析的功能，若用通用有限元程序计算，斜板、梯梁图1楼梯破坏照片和梯柱的输入和网格剖分较麻烦，所以一般整体模型是不考虑楼梯构件的。本文采用GSSAP软

7、件的楼梯分析功能，研究了楼梯构件进入空间分析后，对结构整体刚度、楼梯间角柱的影响，梯柱、梯梁、梯板和平台板的受力特点，及不同位置的楼梯对框架结构的影响规律，楼梯对高层框剪结构的影响等。1在空间分析中实现楼梯共同参与计算的方法建筑结构.技术通讯楼梯构件包括梯板、平台板、梯柱和梯梁。楼梯板和平台板采用空间壳单元模拟，可准确计算板的面内和面外刚度，梯梁和梯柱采用多节点的空间杆单元模拟，可实现梁柱跨中节点与板、墙节点的变形协调。设计软件要实现楼梯参与空