新抗规考虑楼梯构件影响.教学内容.ppt

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1、新抗规考虑楼梯构件影响.规范编制前研究数据2008年“5.12”汶川大地震的一个突出的破坏现象是，作为逃生通道的楼梯间破坏较重，造成了相当的人员伤亡。为此，在2001规范的震后应急局部修订中明确要求：应从计算到构造采取一系列综合抗震对策，力求将楼梯间建成突发事件的应急疏散安全通道。即：(1)结构整体计算分析时应考虑楼梯构件的影响。(2)对于楼梯间的非承重墙体，应采取与主体结构可靠连接或锚固等避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备的措施。上述局部修订的条款对指导地震灾区的恢复重建和全国工程抗震设计，确保楼梯间的地

2、震安全性具有重要的指导作用。但仅仅是依据汶川地震的宏观震害现象而做出的定性规定，尚需要进一步细致的深入分析，计算中考虑楼梯构件的影响效应的规定需提高其可操作性。为配合2010规范的全面修订，由中国建筑科学研究院牵头负责，组织了几大设计院开展合作，进行了钢筋混凝土框架结构楼梯构件影响的专题研究。研究主要侧重于计入和不计入楼梯构件的对比，以便全面了解楼梯构件在框架结构中的受力状态、作用效果及影响程度。下面对研究的成果做一个简单的介绍。规范编制前研究数据基本计算分析模型和参数（1）几何参数所有模型的构件尺寸相同

3、，框架柱截面尺寸为650mm×650mm，楼梯梯柱为300mm×300mm，框架梁均为300mm×600mm，梯梁为250mmx400mm，楼梯间次梁为300mm×600mm，其余次梁均为250rmu×500mm。地上6层，层高为3.9m。规范编制前研究数据1.楼梯对框架结构整体分析的影响2.楼梯对框架结构构件分析的影响3.楼梯构件的地震内力1.楼梯对框架结构整体分析的影响1．基本规律楼梯构件作为一种支撑，具有较大的刚度。计人楼梯构件的刚度后，结构整体的刚度加大且在楼层平面内刚度分布不均匀，使结构整体分析

4、结果有所变化。其影响的程度，与纯框架的刚度、楼梯的数量和布置的位置等情况有关。基本的规律是：1.楼梯刚度占纯框架越结构刚度的比例大，则平动周期减少越多，总地震作用加大越多，影响沿梯板方向大，垂直梯板方向影响很小；2.楼梯在楼面的两端对称布置，扭转周期明显减少，扭转位移比减少较多；3.楼梯布置在楼面中部，扭转影响不明显；4.楼梯布置在楼面的一端，扭转周期有所减少，但扭转位移比明显加大。1.楼梯对框架结构整体分析的影响2．结构计算周期的变化计入楼梯构件后框架结构沿梯板方向的侧向平动刚度加大，对应的自振周期减少

5、；纯框架前三个振型的顺序为横向、纵向和扭转；计入楼梯构件后，第一振型大多数变为纵向。1.以前面典型的三跨框架为例，设置两部楼梯时，结构沿梯板方向的基本周期可减少20%左右；2.结构沿垂直于梯板方向的基本周期略有减少，一般不到5%；3.结构的扭转基本周期变化与楼梯布置和数量有关——两端对称布置时周期减少25%左右，中部集中布置时基本不变，一端布置减少不到20%。1.楼梯对框架结构整体分析的影响3．地震剪力的变化楼层地震剪力的变化，是各方向周期变化的综合反映，沿垂直于梯板方向的变化不大，而沿梯板方向与周期变化

6、情况有所差异：仍以三跨的情况为例：1.两端对称布置楼梯间时总剪力增加最多，达到20%；2.中部布置楼梯间时增加10%~20%，随楼梯数量而变；3．层间位移的变化沿梯板方向仍以三跨结构为例，最大层间位移1.两端对称布置时可减少20%；中部布置时可减少10%；2.而一端布置时，无楼梯的位置则加大20%。考虑偶然偏心的层间扭转位移比变化的数量级，两端对称布置时因抗扭刚度加大可略为减少；中部布置时因抗扭刚度减少可增加15%；3.而一端布置时，因抗扭刚度明显减少，无楼梯的位置则加大20%，甚至接近1.401.楼梯对

7、框架结构整体分析的影响2.楼梯对框架结构构件的内力影响1．基本规律垂直于梯板方向的地震内力略有变化，沿梯板方向有显著变化。1.楼梯相连的框架柱的地震轴力和剪力加大，楼梯构件刚度占结构刚度的比重越大，增加的比例越大；2.框架梁与梯板相连端的弯矩和剪力明显加大，另一端大多有所减少。3.非楼梯间梁柱的地震内力，当楼梯间对称布置时有所减少，且楼梯构件刚度占结构刚度比重越大则减少越多；4.当楼梯间一端布置时，无楼梯一端的柱剪力和梁端弯矩加大，同样，楼梯构件刚度占结构刚度的比重越大则加大越多。2.楼梯对框架结构构件的

8、内力影响2．楼梯构件相连的框架梁柱依然以三跨标准模型为例：(1)框架柱。轴力加大，两端对称布置时约4.1倍、中部集中布置时约4.4倍，一端布置时约3.1倍。剪力加大，两端对称布置时约2.4倍、中部集中布置时约2.8倍，一端布置时约1.9倍。弯矩加大，两端对称布置时约1.3倍、中部集中布置时约1.5倍，一端布置时约1.0倍。(2)框架梁。沿梯板延伸与框架柱之间的框架梁段，其受力与连接梯板和框架的平台梁类似，梁端弯矩加大，两端对称