楼梯抗抗震结构设计的探讨.pdf

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1、2Q12篁!翅【望篁!丝塑2江酉建挝建筮皇塑剑遮i土楼梯抗抗震结构设计的探讨熊自国(江西省城建设计研究院有限公司，江西九江332300)摘要：笔者认为，建筑物结构重要的问题是如何组织多道抗震防线，如何构建合理的抗震结构体系。如果结构体系不够合理，即使进行精心的计算，也不利于抗震。其次，为了组织多道抗震防线进而构建合理的抗震结构体系，不应一味地强化整体性，应该有强有弱，有断有连，搭配合理。本文结合工程实践提出一种简单的处理办法。关键词：抗震设计楼梯结构；1对常规框架一楼梯体系的抗震防线的分析框架结构设计的一个重

2、要原则是强柱弱梁，实质是控制结构体系首先在梁端而非柱端出现屈服。那么，框架与楼梯作为一个整体结构，首先的屈服出现在何处，屈服如何进一步发展，都应该认真考虑。Push—over分析是考察塑性发展状况暨抗震防线的适当方法，通过对一栋实际框架房屋进行静力弹塑性分析，以探寻其中的规律。1．1工程概况某综合楼，房屋长为72m，宽为16．9m，地下1层地上7层，高为26．80m(地上局部8层，高为30．15m)；设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0．29，抗震设防类别为标准设防类；Ⅱ类场地，设计地震分组为第1组；楼房结

3、构为钢筋混凝土框架，框架柱的布置如图1所示。框架中设置了3处楼梯，为钢筋混凝土。辫嚣⋯一r～；一隧麓一r～一～烈鬻攀r罐、I‘、．、t‘、簟’’，-。。、·舻·‘’‘。{量’缸E[嬲二强霾篡j习萎图1某综合楼框架柱布置1．2结构简图该楼房高度与长度之比很小，高宽比相对较大，显然应该主要考虑地震作用下的横向侧移。该楼房的结构比较规则、基本对称，可以只考虑横向侧移而不计扭转位移。而且，由于刚性楼盖屋盖的特点，各榀横向框架的楼层横向侧移应大致相等。各榀横向框架之间略有差别，显然，在地震作用下各榀横向框架的反应也略有

4、差别。1．3自振周期和振型在Pushover分析中，要适时计算结构体系的自振周期和振型，振型直接影响着荷载分布模式。按照反应谱理论，可以仅仅考虑前几阶周期和振型。该框架结构弹性状态的第1阶至第6阶周期见表1。表1结构的自振周期第1阶第2阶第3阶第4阶第5阶第6阶1．1627o．3988023740．1558O．10930．0898·50·当结构体系进入弹一塑性状态并且塑性逐步发展时，结构体系的刚度在变化，自振周期和振型也随之不断变化。1．4Pushover分析现在针对常规做法的框架一楼梯结构体系进行Pusho

5、ver分析，以考察是否存在不合理之处，考察楼梯在其中的作用和影响，最先屈服或者破坏的部位以及依次出现的各批次屈服或者破坏部位，考察结构体系的抗震防线排布。就Pushover分析来说，其中所谓的适应谱Pushover方法更能体现结构和地震频谱特性的耦联效应；在适应谱方法中，可以具体采用的荷载分布模式又有多种。应该说，目前采用的这些荷载分布模式都不能完全准确地描述地震作用的分布，本文采用振型分解反应谱水平力分布模式。1．4．1梯段板厚度120mm时按照梯段板的跨度，其厚度取为120mm是适当的。平台板厚度取为lO

6、Omm。以下首先按照这样的构件情况进行分析。分析中，框架梁的塑性铰和柱的塑性铰都在节点核芯区的外侧，以反映框架强节点弱构件的特征。分析中结构体系出现的弹一塑性现象主要是：(1)结构底部剪力达到4836．7kN，也即达到第一水准烈度所对应的结构底部剪力时；不论是框架梁、框架柱还是楼梯构件，其内力都小于其承载力，都是弹性的。换句话说，整体的框架一楼梯结构体系满足抗震规范所要求的第一水准目标“小震不坏”。(2)结构底部剪力达到6844．3kN时，尚未达到第二水准烈度所对应的结构底部剪力(第二水准烈度所对应的结构底部

7、剪力是13603．4kN，第三水准烈度所对应的结构底部剪力是30681．1kN)，这时框架梁、框架柱内力都小于承载力，都是弹性的，但楼房底层梯段板的内力已经达到其最大承载能力。这时有两个应该特别关注的现象：①梯段板中虽然有弯矩、扭矩和剪力，但轴向内力最突出，有的受压，有的受拉。梯段板中没有箍筋，比较薄、比较长，在达到其最大承载能力后会发生破坏而退出工作，并不像受弯梁正截面屈服后那样在极限荷载下继续工作。这种退出工作的破坏不能成为一道抗震防线。受剪钢筋混凝土构件斜截面破坏就是一个典型的例子，受剪发生斜截面破坏后

8、，此构件完全退出工作，其中的弯矩也退为零；所以规范中提出强剪弱弯原则，允许正截面屈服但保证斜截面不会受剪破坏。②在保持结构底部剪力6844．3kN但楼房底层梯段板退出工作时，内力将重分布，内力重分布主要发生在框架的底层及其邻近构件。也就是说，梯段板退出工作时，它原来承担传递的楼层剪力将转而由框架底层的梁、柱来传递，虽然结构底部剪力保持6844．3kN不变，但底层柱的内力增加了。从而使底层个别梁的个别