加强楼梯和楼梯结构的概念设计和构造设计

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1、加强楼梯和楼梯结构的概念设计和构造设计-结构理论加强楼梯和楼梯结构的概念设计和构造设计-结构理论加强楼梯和楼梯结构的概念设计和构造设计-结构理论加强楼梯和楼梯结构的概念设计和构造设计-结构理论加强楼梯和楼梯结构的概念设计和构造设计　　摘要：对建筑物而言楼梯是建筑物最主要的竖向通道和逃生通道，其自身的重要性不言而喻。然而在历次地震中，在建筑主体结构完好的情况下，楼梯结构却遭到了很大的破坏，使其没有很好地履行到逃生通道的职责。因此加强楼梯和楼梯结构的概念设计和构造设计，进一步提高楼梯构件的抗震性能，才能更好

2、的保障人们的生命财产安全。　　关键词：建筑结构,楼梯结构,地震受力影响,分析　　引言　　无论是在公共建筑还是民用建筑中，楼梯不仅是建筑物的重要组成部分，也是唯一的逃生通道，尤其是在发生地震或火灾时。疏散时的人群使得大量的活荷载分布在楼梯间和梯段上，这些位置都是相对于其他建筑结构承受力比较薄弱的地方。如果此时楼梯破坏，将会延误逃生和救援时间，从而造成重大的伤亡。为了减少伤亡的发生，在对建筑进行规划设计时，应加强建筑物尤其是楼梯结构的抗震设计。　　一地震对建筑整体结构的影响　　地震时，水平地面由于地震波的作

3、用产生运动，并通过建筑物的基础影响到上部结构，使结构产生震动，这就是地震作用。主要包括位移、速度与加速度，其中加速度的惯性力可对建筑物产生很大的内力和变形。而地震波作用下的建筑产生的横向振动是破坏建筑物的主要因素。　　二楼梯对主体结构的影响　　楼梯对主体结构的影响主要表现在两个方面一是楼梯对竖向构件的影响；二是楼梯自身的传力。楼梯对主体结构的影响大小主要是取决于楼梯与结构主体的相对刚性比。如果主体结构自身刚度很大，整体性能好，楼梯刚度对于主体结构而言就很小，几乎可以忽略不计。但如果采用的是框架结构、装配

4、式结构或砌体结构时，楼梯对主体的作用将不容忽视。当遇到较强的地震时，结构最先计入弹塑性状态，墙体开裂，刚度就会骤然下降，楼梯刚度在主体刚度中所占的比重就会增大，现浇梯板可视为刚性楼板，承担传递水平地震作用的重任，从而导致楼梯梯板拉裂、楼梯间短柱破坏最终导致主体破坏甚至坍塌。　　与旧规范相比，新的《建筑抗震设计规范》GB50011-2010进一步明确了根据楼梯对主体抗震性能的影响大小来决定是否参与整体计算，并增加了以下规定：GB50011-2010第6.1.15条第2款：对于框架结构，楼梯间的布置不应导致

5、结构平面特别不规则；楼梯构件与主体结构整浇时，应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响，应进行楼梯构件的抗震承载力验算；宜采取构造措施，减少楼梯构件对主体结构刚度的影响。　　三地震对楼梯结构的影响　　楼梯的结构形式按施工方法可分为整体式和装配式；按结构受力状态可分为梁式、板式、剪刀式和螺旋式等楼梯形式，其中梁式、板式这两种形式属于平面结构体系，剪刀式和螺旋式属于空间结构体系。梁式楼梯和板式楼梯是目前建筑中最常见的楼梯形式，但在酒店、宾馆等一些公共建筑中也采用了如螺旋、悬梁板式和剪刀式等特殊的楼梯形式。　　

6、（一）楼梯在地震中的受力情况及其分析：　　地震时，地面在地震波的作用下产生运动，并通过建筑的结构基础直接影响到上部结构，从而使建筑结构产生竖向或水平的动态位移，这就是地震作用。楼梯在地震中的受力情况直接影响到逃生的可能性，楼梯不同部位所受到的地震内力不同，对楼梯造成的破坏也不一样。　　1楼梯斜板受力　　地震作用下，楼梯斜坡处于非常复杂的受力状态，最先受到的是轴向力，其次是竖向受到剪力，另外受到压力时尚存在不可忽略的面内弯矩和扭矩。在地震波的作用下，楼梯梯段的下端易受力使钢筋弯曲屈服，严重时则会出现断裂。

7、在目前的设计中，板式楼梯的两端按照简支模型来计算，认为楼板在支座处无弯矩或者弯矩很小，负筋配置较少，并且通常选择在距支座1/3一1/4板跨度处截断负筋。在地震的往复作用下，楼板上下颠覆，中间位置处易出现负弯矩，在板上部未配置相应的受拉钢筋时，负筋的截断造成了梯段处受拉刚度的突变，断裂点恰好是截断点。　　2平台梁和平台板受力　　楼梯休息平台梁普遍存在较大的轴力。其中尤其以直接支撑楼梯踏步的楼梯梁最为复杂，在往复的地震作用下，上下楼板相互错动，使其处在拉、弯、剪的复合受力状态下，而破坏往往就发生在平台梁的中

8、间，如混凝土被压碎，钢筋笼扭曲变形等；而顺梯方向的楼梯梁,位于框架柱和踏步斜板之间，直接传递踏步斜板的地震效应，处于受压状态，且轴力最大。因此，框架结构楼梯设计时，应充分的估计和考虑地震作用下楼梯平台梁的复杂受力状态，以后其实轴向内力。　　3楼梯平台梯柱受力　　梯柱作为传递并承担水平平台板竖向荷载的受力构件，在框架结构的平台梁约束下，容易形成短柱，由于短柱的剪跨比较小，轴向压比较大，其延展性也比较差。在地震作用下，最靠近踏步斜板的短柱处于双