地震作用下楼梯对框架结构影响的Pushover分析.pdf

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1、第40卷第4期四川建筑科学研究2014年8月SichuanBuildingScience227地震作用下楼梯对框架结构影响的Pushover分析吴波，张平，邹力(成都市建工科学研究设计院，四川成都610051)摘要：通过对考虑与不考虑楼梯结构的钢筋混凝土框架结构的Pushover分析，得到了此两种情况下框架结构的各项受力性能指标，并在此基础上进行了比较。关键词：地震作用；楼梯结构；钢筋混凝土框架结构；Pushover分析中图分类号：TU352．1文献标志码：B文章编号：1008—1933(2014)04—227—030前言楼梯结构作为建筑的竖向通道，其重要性不言而喻。然而在历次的地震中，

2、研究人员都发现，在很多主体结构尚完好的情况下，楼梯结构却遭到了很大的破坏。因此新修订抗震规范明确要求主体结构在计算中应考虑楼梯构件的影响¨。对于框架结构房屋，楼梯事实上是主体框架结图2考虑楼梯的钢筋混凝土框架结构构的一部分，在地震作用下，斜向构件梯段板也要承受剪力，可以导致梯段板断裂。梯段板通常有半个前设计楼梯结构的思路，对楼梯结构中的楼层平台层高，两个标高处的水平位移有差值，容易使梯段板梁和休息平台梁两端的弯矩和扭矩都进行了释放。拉裂；另外，在框架结构楼梯中由于存在休息平台，在此基础之上，对结构中梁和柱分别采用SAP2000易形成短柱J。默认的M3和PMM铰，这些塑性铰的本构关系和性1

3、实例计算及分析能指标都基于ATc—40_3。1．2Pushover分析1．1模型的建立建立4种工况：1——重力+纵向振型某钢筋混凝土框架结构，6层，层高分别为4．0(MODALX)；2——重力+横向振型(MODALY)；m、5×3．6m，所处地区为7度，Ⅱ类场地，设计地震3——重力+向加速度(ACCEX)；4——重力+y分组为一组，抗震等级为2级，如图1、2所示。向加速度(ACCEY)。其中，MODALX、MODALY是侧向力倒三角形分布；ACCEX、ACCEY是侧向力均匀分布。最后，采用ATC0中的能力谱法对两种结构进行分析评估。1．2．1结构性能点的获得通过位移控制得到了结构的能力曲

4、线，如图3、4所示图1框架结构平面计算软件采用国际上通用的有限元软件SAP2000，在进行建模的过程中，楼板单元用壳单元进行模拟，并且都进行了刚性隔板假定。考虑到目收稿日期：2Ol3_o22作者简介：吴波(1984一)，男，四川巴中人，工程师，硕士，主要从图3考虑楼梯X、Y向能力曲线事建筑结构抗震研究与设计。E—mail：abswu@qq．com228四JlI建筑科学研究第4O卷考虑和不考虑楼梯框架结构性能点参数见表1、2。表1考虑楼梯框架结构性能点参数00020．040060080l00．040080．12位移／m位移／m(a)X『b、Y图4不考虑楼梯X、Y向能力曲线表2不考虑楼梯框架

5、结构性能点参数在进行需求谱转换的时候，取7度罕遇烈度、Ⅱ类场地一组，因此c、c分别取值为0．2和0．175。考虑和不考虑楼梯MODALX、ACCEX之Sa-Sd曲线及MODALY、ACCEY之Sa-S曲线如图5—8所示。从表1、2可以看出，由于楼梯的存在，增加了结构刚度，在进行Pushover分析过程中，考虑板式楼梯的主体结构要比不考虑楼梯的基底剪力大，当然，与其相对应的结构顶点位移要比不考虑楼梯时小。从这个方面来讲，虽然楼梯的存在使得整体结构所受内力增加，但是在变形方面，它却更有利。由于内力的增加可以通过计算配筋很好的解决，而要使结构的变形降低却比较困难一点，因此考虑楼梯图5考虑楼梯M

6、ODALX、ACCEX之Sa-Sd对整体结构是有利的。1．2．2结构的层间位移、层间剪力在得到各加载模式的性能点后，可以得到结构达到性能点时的层间位移和层间剪力。具体结果如图9、10所示。辐啦喽郑图6考虑楼梯MODALY、ACCEY之Sa-Sd层间剪力／kN(a)图9考虑、不考虑辆叫蹬秘图7不考虑楼梯MODALX、ACCEX之Sa-Sd层问位移／m层问位移／m(a1fb1图10考虑、不考虑楼梯层间位移从图9、图10可以看出，在y方向，考虑楼梯的时候其层间剪力皆要比不考虑楼梯时的要大，这是图8不考虑楼梯MODALY、ACCEY之Sa-Sl因为楼梯作为这个方向的斜撑，增加了这个方向的