地震作用下楼梯对框架结构的作用探讨王海峰

《地震作用下楼梯对框架结构的作用探讨王海峰》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、地震作用下楼梯对框架结构的作用探讨王海峰云南省设计院集团云南昆明650000摘要：近年来地震灾害多发，人们对建筑工程的抗震性越来越关注，需要工程建设单位釆取有效措施提升工程整体的抗震能力，而这也是企业提升工程整体品质和行业竞争力的重要手段。楼梯是建筑结构重要组成部分，其地震作用下对建筑整体的作用越来越受到人们的关注，所以建筑企业应当在抗震设计中充分考虑楼梯因素，进而实现建筑结构整体抗震水平的提升。关键词：地震作用下；框架结构；影响传统的建筑工程框架结构抗震设计中很少将楼梯影响考虑进去，而这也是影响我国建筑工程整体抗震性能的原因。近年来随着建筑水平的提升，楼梯在框架结构抗震中

2、的影响越来越受到人们的关注，相关实验也表明楼梯对建筑工程框架结构抗震性能会产牛.较大影响，同时那些将楼梯影响因素考虑到框架结构设计中的建筑工程的整体抗震性能也切实得到了提升。一、实例计算及分析（一）结构分析概况某工程为框架结构，伍括7层＞1.每层高度为3.6米。主梁的规格是250毫米×450毫米、250毫米×600毫米、250毫米×650毫米；次梁的规格为200毫米×400毫米、200毫米×600毫米；平台梁的规格为200毫米×400毫米；框架柱的规格为500毫米×500毫米；梯柱的规格为2

3、50毫米×250毫米。选用120毫米厚的平台板、梯板、楼板和等级为C40的混凝土。根据图1进行结构平面布置。抗震设防烈度为7度，基木加速度为0.15g,场地类别为II类。釆用SAP2000建立两个不同的模型，一个有楼梯、另外一个没有楼梯。分别采用以下三种工况进行结构分析，其中周围构件、楼梯间、框架结构整体抗震性能受到楼梯影响的研宄通过工况1和工况2进行，楼梯构件受力性能受到水平地震作用影响的研宄通过工况2和工况3实现。工况1:分析沿横向无楼梯框架结构的反应谱和竖向荷载作用下的受力，并在抗震规范5.4.1的基础上组合各个效应。工况2:分析沿横向楼梯框架结构的反应谱

4、和竖向荷载作用下的受力，并在抗震对反5.4.1的基础上组合各个效应。工况3:分析竖向荷载作用下楼梯框架结构的受力，并在荷载规范3.2.3的基础上组合各个效应。图1结构平面图二、结构整体抗震性能分析通过分析无楼梯和有楼梯框架结构的模态，获得了振型质量参与系数和自振周期，如表1所示。分析表1可知：第一，冇楼梯桐架结构具冇较小的自振周期，其结构的抗侧刚度得到了提升，尤其是通过沿结构横向布置梯段板，对横向抗侧刚度提升和自振周期的降低最为明显。第二，框架结构建筑物角部设楼梯能够使结构自身的抗扭刚度大大增强，结构自振周期降低，结构第三阶振型振动形态变为纯扭转振动。表1结构自振周期和振型

5、质量与参数无楼梯欄梯周期壁纸周期/sUxRx周期/sRx1.2690.000.84.0.471.0780.690.330.861.1390.450.021.0240.680.070.030.911.0840.000.310.8750.110.060.560.84表2为有楼梯和无楼梯框架结构在工况1和2楼层剪力和层间位移，分析表格可知：第一，框架结构的抗侧刚度在楼梯的作用下增加，其自振周期减少，这进一步增加了结构地震作用。第二，楼梯框架结构在较人的抗侧刚度和楼层剪力下，那么其层间位移就会相应的增加。表2结构层剪力与层间位移楼层楼层剪力/kn层间位移/mm无楼梯捕梯比率无楼梯捕

6、梯比率476956741.184.655.131.2048751.346.36.781.12374548631.356.56.741.1435465.516.231.12292835565.3210.5245427871.131.14145817661.322.45三、楼梯构件受力性能分析（一）楼梯板表3为1#楼梯间段板在工况2和3条件下的内力，分析表3可知：第一，设计中如果只考虑竖向荷载，那么就会冇较小的梯段板内力，受力需求在运用传统的构造方式和配筋的情况下能够得到满足。第二，地震情况下，梯段板存在内力，将楼梯设计为整体结构的一部分，轴力、剪力也明显增加，反复拉压力会拉断

7、梯段板的薄弱部位［1】。表3楼段板内力楼层工况2工况3rjcoHrjcoHsass§ssscs^ss1撕kn·mknknkn·mknknkn·mknknkn·mknkn61403985152345174228097343586414284754337335635111724112123653521836511132523（二）梯梁、平台梁表4〜表5为1#楼梯间梯梁、平台梁在工况2、3情况下的内力，分析这些表能够发现：第一，平台梁和梯梁的内力在只考虑竖向荷载