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教育建筑的楼梯结构抗震设计.doc
文档介绍:
教育建筑楼梯结构抗震设计 1.前言汶川地震震害表明,多层框架结构(特别是幼儿园、中小学建筑)楼梯间遭受了严重破坏,这是人员未能及时安全撤离,造成重大人员伤亡主要原因之一。有些楼梯因梯梁扭转破坏,有些因梯柱剪切破坏,而有些楼梯是多种应力作用下破坏,因此平台梁、平台板与梯板仍然按简支梁(半嵌固)受弯构件设计以及梯柱按轴心受压构件设计是不安全,不考虑楼梯间构件对主体结构影响是不合理,甚至会导致安全事故。此后也从2008版第3.6.6第一条“计算模型建立、必要简化计算与处理,应符合结构实际工作状况;计算中应考虑楼梯构件影响。”条文说明中指出:“考虑到楼梯梯板等具有斜撑受力状态,对结构整体刚度有较明显影响,建议在结构计算中予以适当考虑。”到2010年新抗规GB50011-2010,新增6.1.15条规定,楼梯间应符合下列要求: 1宜采用现浇钢筋混凝土楼梯。 2对于框架结构,楼梯间布置不应导致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影响,应进行楼梯构件抗震承载力验算;宜采取构造措施,减少楼梯构件对主体结构刚度影响。 3楼梯间两侧填充墙与柱之间应加强拉结。笔者在数年工作经历多次独立或参加幼儿园、中小学建筑结构设计,特别是在上海,随着城市化进程推进,大量保障房、经适房、动迁安置房建设,中小学、幼儿园作为新兴社区重要配套公共建筑也大量建设,如何能确保这些建筑具有足够安全性与地震时作为疏散通道作用楼梯间抗震性能也是广大结构设计人员面临重大问题。 2.楼梯对整体计算结果影响本文通过比较在房间)计算结果(百分比数值均已简化模型计算结果为基准)。模型为一个框架结构,抗震设防烈度7(0.1g)度,I类场地,四个楼梯间。表2.1周期表2.2基底剪力表2.3Y向地震内力标准值从周期计算结果看,楼梯参与计算对框架结构影响较大,不仅使振动周期发生了变化,而且还改变了振动方向。其主要原因是楼梯构件为倾斜梁与板,大大增加了结构抗侧刚度,从而影响了整个结构振动周期,造成结构扭转周期与平动周期比例不能满足要求时,应对结构布置进行调整,以使结构刚度中心与质量中心均衡,如布置抗侧力构件,或增加剪力墙。从地震力计算结果看,楼板轴力不可忽略。在地震反复作用下,梯板交替成为拉弯、压弯构件,我们通常按平板设计方法可能没有涵盖梯板最不利受力状态,可能存在安全隐患。由于楼梯可看成斜向抗侧力构件,影响了较大地震剪力,在框架结构中,对结构构件内力影响比较明显。楼梯周边构件内力增加,而其他构件内力减少。在结构设计中,应该考虑楼梯构件影响,以保证楼梯间周边能承担楼梯构件吸引内力。同时,由于楼梯周边柱剪力变化,需要考虑其他柱剪力减少后占总地震剪力比例影响,即考虑其他柱是否承担足够基底剪力20%,满足规范要求。模型计算及震害调查表明,楼梯对主体结构影响,取决于楼梯与主体结构相对刚度之比。楼梯对主体结构影响程度取决于主体结构结构体系。中小学建筑结构由于其功能需要,一般为框架结构,填充墙为轻质材料,所以主体结构刚度越小、整体性越差,楼梯对主体结构影响也就越大。在多遇地震作用下,由于结构基本处于弹性工作状态,填充墙开裂程度较低,刚度退化不严重,楼梯刚度在主体结构刚度中比值很小,楼梯对主体结构影响不大。而在设防烈度地震及罕遇地震作用下,结构进入弹塑性状态,填充墙开裂严重,刚度急剧降低,楼梯刚 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.