高层建筑框架结构中楼梯与框架梁柱的连接设计

高层建筑框架结构中楼梯与框架梁柱的连接设计
作者：周梦磊
来源：《科学与财富》2016年第03期
摘要：在高层建筑结构设计中，框架结构中的楼梯在设计中要求和框架梁柱进行连接，这是整个建筑结构设计中的难点，也是设计重点，要是这个连接部位没有设计好，将会对整个建筑结构的稳定性都有所影响。

在实际的设计中，楼梯构件和整体建筑结构参与度是很重要的，对其荷载力和抗震内力都是会受到相关影响的，设计单位要对这一环节的设计特别注意，找到合适的连接方法。

本文分析了高层建筑框架结构中的楼梯结构和框架梁柱进行连接的相关设计问题。

关键词：高层建筑；框架结构；设计；楼梯；框架梁柱
现在的建筑都是以高层建筑为主，高层建筑在为人们带来诸多好处的同时，也常常受到质量的困扰，尤其在楼梯部位，总会有楼梯断裂以及梯梁被剪短的问题出现，这些都是工程质量没达到规定标准所致的。

在楼梯部位的时候是特别重要的，要注意它和框架梁柱进行连接时的设计，要根据楼梯的抗荷载能力和抗侧面刚度等问题去设计，这样能让楼梯的连接效果有所增强，从而使高层建筑稳定性得以提高。

1 框架梁柱构件内力对高层建筑楼梯的影响
1.1 基本原理。

在高层建筑结构中，其梯板所承受的竖向地震荷载会受到一点变化，而顺梯板方向的变化则是比较明显的。

地震轴力以及其剪切力在梯板框架梁柱的主要构件所处的连接部位受承受的荷载是逐渐加大的，同时对面端板的承载应力不会增大，反而减小。

对于非楼梯部位的梁柱构建来说，其楼梯井结构的分布情况不同，那么地震荷载也就会不同，同时楼梯井在楼梯刚度的占有比例上越大，那么整个结构所具有的地震荷载也就会越小，非对称分布情况下，没有楼梯段梁柱构件出现的情况也就越大，其弯矩也会增大，同时楼梯刚度在整体建筑结构的刚度中所占有的比例也就越大，整个结构所承受的地震荷载也就会明显的增大。

1.2 楼梯连接框架梁柱构件的分布。

首先是框架柱在轴向应力有所增大的同时，位于柱两端的分布力则会达到4.1倍左右，而集中在中间的分布力则会达到4.4倍左右，一端的分布里会达到3.1倍左右。

这样时候框架柱的构件所承载的剪切应力会有所增大，其两端、中间以及一端的分布力则会分别达到
2.4倍、2.8倍以及1.0倍左右。

其次是框架梁柱构件从楼梯方向到框架梁段处进行延伸的时候，其承受荷载的方式是和连接梯板以及框架平台梁所承受荷载的方式差不多的，在弯矩荷载有所增大的同时，梁构件的两端、中间以及一端的分布力则会达到1.55倍、1.5倍以及1.25倍左右。

1.3 梯板构件荷载的作用。

楼梯在承受地震荷载的时候，其斜板会的受力环境会非常复杂，这时候我们要先对斜板轴向荷载作用有所了解，并确定剪切荷载作用对斜板竖向结构也会有所影响。

此外，楼板构件在受压状态下的问题也是要特别注意的，并对其内力扭矩作用有所重视。

2 楼梯和框架梁柱在连接构造时的设计
用于高层建筑楼梯的主要材料就是现浇钢筋混凝土，从整个砌体结构以及框架来看，它都没有较好的整体性，在设计和施工时都要进行加强补修，用来降低楼梯板构件对刚度影响主要手段就就是构造。

构造的措施主要是将主体结构和楼梯平台构件给断开，或者设置一个的构件线段，让其能够永久滑动，从而对主体结构和楼板的载荷力进行传送，在这个构件系统中是不用将所有结构之间的共同作用考虑进来的。

首先，对楼板顶部的钢筋和和抗震墙处的箍筋进行加密；其次，建筑结构中的楼梯通常都是在底部的，所以要对楼梯底部抗震性进行构造加强。

最后，要是不存在地下结构，那么楼梯底层结构就要靠箍来达到支撑目的，但是这样并不能对梯板的水平荷载传递有所保证，最好还是不用这种方法。

还有一点就是楼梯井的四周都要有抗震墙，并且有连梁维护，浇筑楼梯的时候也要对抗震墙进行浇筑。

3 框架结构中楼梯与框架梁柱的连接设计
3.1 建模工序。

基于PKPM软件，以模仿AutoCAD操作界面可实现动态查询功能。

通过改变正交轴网可定义和标注上、下开间不完全对称建筑结构，也可实现轴网的任意拼接。

采取对话框手段又可以定义边的分布、构件的排序、构件的检索和构件的查询。

抬高上节点的标高，根据斜率批量输入斜梁，次梁和层间梁的分布可提前至同主梁同位置分布。

同时，增加了自动计算楼板自重的功能，可由操作者自由选择，梁构件、柱构件、墙体、施工节点和次梁荷载的输入及修改均可移至建模同步实现。

3.2 设计计算。

配筋图设计可由PKPM软件标识出非加密段的箍筋面积和施工节点核心工作的箍筋面积，同时又增加了关于梁构件和节点位置的特殊风力荷载、温度应力、支座位移和弹性支座的计算功能，这也为设计计算中加强改进水平风力荷载、多塔荷载、变截面受力变化、钢筋砼截面构件、刚性构件、水平支撑杆件和柱间支撑体系的验算功能。

3.3 设计出图。

钢筋平法图增加了钢筋的表格改进模式，可快速实现拷贝录入过程，同时也可直接实现对挑梁的设计改进。

增加了加密段配件改进修复保护功能，如有计算配件大于实际配置钢筋的情况会以红色字体标识。

3.4 基础设计。

增加高层建筑地下筏板基础的剖面画法，同时可复制其他同类型图形。

增加了可用于地下筏板基础的沉降反力计算，同时充分考虑到主体机构与裙楼附属结构的反力差异性。

引入梁元法计算又考虑到地下筏板基础的刚度与上部主体结构的刚度性能，同时也要充分认识到分层综合方法的地下基础的刚度变化对沉降计算的影响。

梁元法也能实现地梁和筏板人防的计算，可以快速实现五、六级的人防荷载作用下的梁板构件的内力及配筋计算，同时也
能兼顾非人防要求的计算综合配件结构。

另外，以改进的有限压缩层模型的计算手段，计算结果显然更为合理。

由于施工原因造成柱接头在梁柱核心区内，楼梯与框架梁柱钢筋搭接位置在连接区内的处理应该做到如下内容：竖向受力筋连接→画箍筋间距线→套柱箍筋→绑箍筋。

向受力钢筋的连接方式必须符合设计要求。

按图纸要求间距，计算好每根柱箍筋数量，先箍筋套在下层伸的搭接筋上，然后立柱子钢筋。

箍筋与主筋要垂直，箍筋转角处与主筋交点均要绑扎，主筋与箍筋非转角部分的相交点成梅花交错绑扎。

结束语
楼梯在高层建筑中是不能缺少的主体结构，楼梯间设置的位置会影响到主体结构的刚度，还会影响到内部的分布情况，所以在楼梯间布置的时候，要注意其位置的合理性，以免对建筑结构带来影响。

在连接楼梯和框架梁柱的时候，要注意结构设计，并依据实际情况做出准确的判断，以提高楼梯使用价值，并保证建筑结构稳定性。

参考文献
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[2]贾清霞，张煜.浅谈结构楼梯间与楼梯的震害[J].黑龙江科技信息，2009.
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