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楼梯构件在框架结构中的震害-浅议汶川地震中几种震害认识(三)

2   楼梯构件在框架结构中的震害
       框架结构中的楼梯构件在地震中破坏数量相当多,笔者考察量有限,但印象上这类楼梯都有破坏表现,包括设置在框剪结构中框架部分的楼梯。具体破坏表现包括:
       2.1板式楼梯的梯板在板底中部出现裂缝,大量混凝土块在裂缝处脱落,破坏严重的裂缝为上下贯穿的整体裂缝,下部钢筋弯曲,这类破坏出现量最大,说明梯板在地震作用中,起到了K型支撑构件的作用,梯板在反复拉、压过程中破坏,参见图2;
       2.2 梁式楼梯的破坏类似板式楼梯,梁在跨中处发生整体性断裂,即使楼梯布置在结构主体外也出现严重震害,参见图3;
       2.3 为支撑层间休息平台,在框架梁上设置的梯柱在根部和顶部出现裂缝,这主要是梯板水平位移过大造成,梯柱截面抗剪能力不足造成的;
       2.4 层间休息平台的梯梁在两个梯板间发生剪切破坏,这是因为梯梁承担梯板传递上下楼层剪力差,梯梁抗剪截面不足结果,参见图4;
       2.5 层间休息平台板在梯梁破坏处至框架柱间出现斜裂缝,说明上下楼梯传递;
       上面的破坏分析原因是笔者的拙见,有待验证。作为非抗震构件,在地震中起到抗震作用,提高结构主体的抗震性能,这是结构设计人员期望的,但对于重要逃生构件来说是灾难性的,出现裂缝意味着危险存在,梯板反复拉、压引起上下波动都会阻止逃生行为,可能加剧人员伤害,所以合理设计楼梯构件是重要的一项工作。日前出台的《建筑抗震设计规范局部修订》[2]第3.6.6.1条增加了“计算中应考虑楼梯构件的影响”,也说明这次地震中楼梯破坏数量很多,在规范层面要求设计人员重视楼梯在地震中的反应,但应注意规范并未给出相关调整要求。将楼梯构件加入计算模型里,实际上形成了类支撑构件,支撑结构在地震作用下内力情况复杂,力学计算结果不足以保证地震作用下安全性,像钢框架设计中,支撑杆件的内力是根据支撑类别乘以大于1.0的系数进行截面验算,才能保证支撑构件的安全形。由此推论参与整体计算的楼梯构件也应有安全性调整系数,对于梯板设计建议采用双层钢筋配置,增加反复拉、压承载能力,减少破坏几率。
       还有一种设计方法是将层间休息平台与框架柱完全脱离方式,休息平台完全由梯柱支撑在框架梁上,这样做的初始目的是希望层间休息平台不对框架柱形成短柱破坏效应,不过考察过程中未发现该类震害表现,笔者粗浅地认为休息平台作为K型支撑水平构件,起到类似耗能梁段的作用,才会造成上述破坏表现。将楼梯构件与框架柱脱离设计,可以减少楼梯构件抗震耗能作用,就会减少逃生构件破坏的机率。

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发布: 徐珂建筑结构设计 分类: 发表结构论文 评论: 2 浏览: 1053
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Histruct
Histruct 1.不能将轻钢结构屋面(坡屋面)作为面内刚性假定
2.不是如博主所言轻钢结构不需要控制变形
3.设计中一般不考虑轻钢屋面,如果一定要考虑,就是"蒙皮效应"了.
4.刚性楼板是说楼板(水平)的面内刚度相对来说可以认为无穷大且可忽略其面内变形的时候所采取的假定.所以同样的厚度的楼板即面内刚度相同,如果处于结构的不同部位,比如开大洞的部位,加强层区等,或者在计算平面内收缩应力时,就不能认为其面内刚度无穷大.
ben
ben 偶想说一下偶的理解:从考虑层间位移角的出发点来看,轻钢屋面结构一般不会属于那种高层(细长)的结构,因此用层间位移角的概念来衡量此结构的侧向刚度似乎是不恰当的。进而也就没有必要非把屋面当成刚性楼板来假定了。

“蒙皮效应”应该是属于屋面附属结构起的作用,会对结构刚度提高有所帮助,如果结构本身刚度较弱,应该于以考虑。[QUOTE][/QUOTE]
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