樓梯設(shè)計(jì)的一些體會(huì)

申請免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

 關(guān)于樓梯的設(shè)計(jì)，一直以來，論壇上不斷有帖子提出各種問題?，F(xiàn)就個(gè)人的體會(huì)，貼出來供各位網(wǎng)友參考，并歡迎批評指正。

    先看看規(guī)范的相關(guān)條文及說明： 抗震規(guī)范： 3.6.6 利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震分析，應(yīng)符合下列要求： 1 計(jì)算模型的建立、必要的簡化計(jì)算與處理，應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況，計(jì)算中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。 條文說明： 2008 年局部修訂，注意到地震中樓梯的梯板具有斜撐的受力狀態(tài)，增加樓梯構(gòu)件的計(jì)算要求：針對具體結(jié)構(gòu)的不同，“考慮”的結(jié)果，樓梯構(gòu)件的可能影響很大或不大，然后區(qū)別對待，樓梯構(gòu)件自身應(yīng)計(jì)算抗震，但并不要求一律參與整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算。 6.1.15 樓梯間應(yīng)符合下列要求： 1 宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯。 2 對于框架結(jié)構(gòu)，樓梯間的布置不應(yīng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)平面特別不規(guī)則；樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時(shí)，應(yīng)計(jì)入樓梯構(gòu)件對地震作用及其效應(yīng)的影響，應(yīng)進(jìn)行樓梯構(gòu)件的抗震承載力驗(yàn)算；宜采取構(gòu)造措施，減少樓梯構(gòu)件對主體剛度的影響。 3 樓梯間兩側(cè)填充墻與柱之間應(yīng)加強(qiáng)拉結(jié)。 條文說明：     本條是新增的。發(fā)生強(qiáng)烈地震時(shí)，樓梯是重要的緊急逃生豎向通道，樓梯間（包括樓梯板）的破壞會(huì)延誤人員撤離及救援工作，從而造成嚴(yán)重傷亡，本次修訂增加了樓梯的抗震設(shè)計(jì)要求。對于框架結(jié)構(gòu)，樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時(shí)，梯板起到斜支撐的作用，對結(jié)構(gòu)剛度、承載力、規(guī)則性的影響比較大，應(yīng)參與抗震計(jì)算；當(dāng)采取措施，如梯板滑動(dòng)支承于平臺(tái)板，樓梯構(gòu)件對于結(jié)構(gòu)剛度等的影響較小，是否參與整體抗震計(jì)算差別不大。對于樓梯間設(shè)置剛度足夠大的抗震墻的結(jié)構(gòu)，樓梯構(gòu)件對結(jié)構(gòu)剛度的影響較小，也可不參與整體抗震計(jì)算。 高規(guī)： 6.1.4 抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架結(jié)構(gòu)的樓梯間應(yīng)符合下列要求： 1 樓梯間的布置應(yīng)盡量減小其造成的結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則； 2 宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯，樓梯結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的抗倒塌能力； 3 宜采取構(gòu)造措施減小樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響； 4 當(dāng)鋼筋混凝土樓梯與主體結(jié)構(gòu)整體連接時(shí)，應(yīng)考慮樓梯對地震作用及其效應(yīng)的影響，并應(yīng)對樓梯構(gòu)件進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算。   條文說明：     2008年汶川地震震害進(jìn)一步表明，框架結(jié)構(gòu)中的樓梯及周邊構(gòu)件破壞嚴(yán)重。本次修訂增加了樓梯的抗震設(shè)計(jì)要求?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，樓梯間為主要疏散通道，其結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的抗倒塌能力，樓梯應(yīng)作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中樓梯構(gòu)件的組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值應(yīng)包括地震作用效應(yīng)的組合，樓梯梁、柱的抗震等級應(yīng)與所在的框架結(jié)構(gòu)相同。     框架結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土樓梯自身的剛度對結(jié)構(gòu)地震作用和地震反應(yīng)有著較大的影響。若樓梯布置不當(dāng)會(huì)造成結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則，抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這種情況。 震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)中的樓梯板破壞嚴(yán)重，被拉斷的情況非常普遍，因此應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，并加強(qiáng)構(gòu)造措施，宜采取雙排配筋。 規(guī)范透露的信息： 1.紅色字體表明，并不是樓梯都要參與整體計(jì)算，但樓梯本身要按抗震構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)。這是整體和局部的區(qū)別； 2.藍(lán)色字體指出需要或者不需要進(jìn)行抗震整體計(jì)算的類型； 3.紫色字體給出的的是樓梯的抗震措施，注意高規(guī)明確提出樓梯抗震等級與框架結(jié)構(gòu)相同。 再看看論壇上視為“圣經(jīng)”的朱炳寅所著的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)用與分析》及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程應(yīng)用與分析》中的說法 文中說法與規(guī)范是一致的，但抗震構(gòu)造措施更為明確，比如梯板配筋率、梯梁梯柱的要求等等，可供設(shè)計(jì)參考。 再來討論一下樓梯采用滑動(dòng)支座設(shè)計(jì)時(shí)的幾個(gè)問題： 1.抗震等級的問題： 雖然高規(guī)條文說明里明確了樓梯的抗震等級同框架，但有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，那是針對與主體結(jié)構(gòu)整澆在一起，沒有采用滑動(dòng)支座設(shè)計(jì)的樓梯。樓梯采用了滑動(dòng)支座，其受到地震影響相對主體來說要小，因此抗震等級應(yīng)降低。如對樓梯滑動(dòng)支座研究較多的西南院就提出：6度為4級；7~8度為3級。這種提法有一定道理，但鑒于目前各地施工圖審查的要求及水平并不一致，穩(wěn)妥的辦法還是按照規(guī)范的要求執(zhí)行。 2.滑動(dòng)梯板的滑動(dòng)端由于水平力產(chǎn)生的豎向支撐力問題 采用滑動(dòng)支座的樓梯，梯板的斜撐作用對框架主體的影響被釋放，但影響并未完全消除，體現(xiàn)在水平地震作用下，梯板會(huì)受到支撐力（想象一下，地震水平力作用下，滑動(dòng)的梯段板會(huì)“頂”平臺(tái)板）。這個(gè)作用力設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)忽視。西南院給出的參考：7度按12kN/m；8度按25kN/m；9度按50kN/m考慮。 3.振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn) 采用滑動(dòng)支座的樓梯在振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)梯板與滑動(dòng)端分離的現(xiàn)象（即梯段板表現(xiàn)為懸挑板）。相關(guān)試驗(yàn)成果在近期《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)》上會(huì)有刊出。梯段板非滑動(dòng)端由于配了一定的上部鋼筋，出現(xiàn)這樣的情況也是正常的；另外由于振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的模型相對簡單，實(shí)際工程中，滑動(dòng)端一側(cè)的主體結(jié)構(gòu)剛度、非滑動(dòng)端一側(cè)的主體結(jié)構(gòu)剛度各不相同，造成水平地震作用下的變形也不相同。究竟會(huì)出現(xiàn)梯板“頂”平臺(tái)板，還是梯板脫離平臺(tái)板，各個(gè)工程情況不一。設(shè)計(jì)時(shí)可取非滑動(dòng)端支座彎矩系數(shù)為1/16進(jìn)行配筋，這樣結(jié)合上述第2條，均有所保證（據(jù)說11G101-2已有相應(yīng)更正版）。       4.梯段板的斜撐作用     可以看出，樓梯無論是否進(jìn)行整體計(jì)算，規(guī)范里都是在強(qiáng)調(diào)樓梯的“斜撐作用”，也是因?yàn)檫@個(gè)原因，國標(biāo)圖集11G101-2里僅給出兩種簡單的滑動(dòng)支座樓梯做法，其它的（如折板式樓梯）因受力更為復(fù)雜，目前尚無成果，設(shè)計(jì)時(shí)要想做成滑動(dòng)，只能對樓梯進(jìn)行調(diào)整，這不能不說是種遺憾。另外，考慮梯板平面外受力，參考深梁做法，在梯板兩側(cè)外緣設(shè)置了加強(qiáng)鋼筋，只能說，這屬于概念設(shè)計(jì)的范疇，至于在另一方向地震作用下，這種做法到底有多大作用，只能說，“誰用誰知道”。       最后，作為本文的結(jié)尾，樓梯采用滑動(dòng)支座的設(shè)計(jì)，從“放”的概念上為設(shè)計(jì)人員提供了一種方法，雖然目前還存在很多不足，但相信隨著研究的不斷深入，這個(gè)方法會(huì)不斷完善。