混凝土框架楼梯结构抗震性能拟静力试验研究
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建筑结构学报!" # $% &' ( # ) * $+ ( ,+ &-./ % $0 / $% 1 2
文章编号5777> ?@?A 6758 56> 7788> 7I
第 34 卷 第 56 期 6758 年 56 月 9 # ( : 34 ; # : 56 " # 57= 5877? B C = C D C E F= 6758= 56= 77?
chinaarchitecturebuilding1314216229现浇楼梯对框架结构的抗震影响分析与设计建1642010435362fengyuanwuxiaobinli20747congchunxiongyaoqingearthquake22536resistancstaircasechinacivilengineeringjournal2010435362王奇马宝民钢筋混凝土现浇楼梯对整体结构的影2729现浇混凝土板式楼梯系统与主体框架结构按wangqimabaomincastinplace通常构造方式整体连接的楼梯间试件在水平反复stairsreinforcedconcrete与试件的整journalbuildingstructures2002322729体受力使楼梯各构件承受较大内力先于框架部分chinese
基金项目北京市教育委员会科技计划重点项目 _ V 67575777477I 国家自然科学基金项目 458I@763 作者简介赵均 5A48 ! 男北京人工学硕士教授 K > M ' + ( C D O' # 7854`5?3: 0 # M 收稿日期6758 年 6 月
?) 材性试验均按我国相关标准 (4> 进行&
与楼梯相关的抗震研究大多是以分析计算的方法研
8) % 有关楼 究楼梯抗震性能及其对主体结构的影响 (3>
梯抗震性能的试验实测数据很少& 为此%作者针对现浇混凝土框架楼梯的抗 震性 能进行了试验研究 & 试件为设置现浇混凝土板式楼 梯的楼梯间框架结构单元 % 缩尺比例为 5 B 6 & 通过拟 静力试验%可得到在水平反复荷载作用下该结构单 元整体以及楼梯各构件等不同部位的受力破坏过程 及其抗震性能的实测数据 % 并对其进行分析% 旨在为 改进其抗震设计提供可靠依据&
5!试验概况
12 13 试件设计 试件选取现浇钢筋混凝土框架位于中间楼层的 5 个楼梯间框架结构单元 %采用双跑板式楼梯& 试件 由底座部分及构成该层楼梯间的框架柱$ 上下楼层 的框架梁板和楼梯的各种构件组成 & 缩尺后的柱网 尺寸为 5 477 M Ma 6 I77 M M %层高 5 @77 M M & 试件编 号 .G > 5 %试件主要构造形式 $尺寸及配筋详见图 5 & 如图 5 所示 % 试件的框架结构与 楼梯按 通常 的
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整体浇筑构造方式设计% 其楼梯部分包括上下梯段
7!引言
楼梯是多层及高层建筑楼层间相互联系的垂直 交通设施 %也是地震发生时的紧急逃生通道%677@ 年 汶川地震时混凝土框架结构中发生大量的楼梯及其
6) 相关震害 %表明以往设计的不足 (5> & 近年来国内外
板 $半层平台板及支承梯梁和梯柱等构件& 其中梯 段板受力纵筋采用双层通长配筋% 其两端分别锚固 于楼层和半层平台处的支承梯梁及板中& 半层平台 处设梯柱%平台板四周有梁% 且均刚接于框架柱中部 及梯柱上端& 梯柱下端刚接于下层框架梁& 试件 .G > 5 由诸多构件组成%各命名如下! 其下标 含义#2 > 南侧% &> 北侧 % / > 上部% M > 中部% F> 下部" #南侧 和北侧上 下 楼 层 处 的 框 架 梁 分 别 为 _ T 62 $_ T 62 / F和 _ T 6 &/ $_ T 6 &F %半层平台侧梁分别为 G T 5 2和 G T 5 & % 上$ 下楼层及半层平台板和相应位置的梯梁分别为 ^ G * 3 $^ G * 5及^ G * 6和G T 6/ $G T 6F 及 G T 6 M% 上$ 下梯 段板分别为 G * 6和G * 5 & 8 根框架柱和半层平台两 & 侧梯柱的命名见图 5' 试件底座采用 [ 87 商品混凝土% 框架及楼梯各 构件均采用自配的自密实混凝土% 分两次浇筑完成% 两批混凝 土 的 立 方 体 抗 压 强 度 实 测 平 均 值 分 别 为 3@: 36 d ^ ' 和 3?: AA d ^ ' & 钢筋 强度 实 测 值 见 表 5 &
混凝土框架楼梯结构抗震性能拟静力试验研究
赵 ! 均5 侯鹏程5 刘! 敏6 朱玉玉5 高志强6 彭凌云5
5= 北京工业大学 工程抗震与结构诊治北京市重点实验室 北京 577568 6= 中国建筑标准设计研究院有限公司 北京 5777@6
摘要为了研究现浇混凝土框架设置楼梯结构的抗震性能 采用 5 B 6 缩尺试件 进行框架楼梯间结构单元的拟静力试验 试验得到了试件整体及各部分的具体破坏过程和相互关系实测了承载力各部位变形 以及其他抗震性能指标 分析了结 构的工作机理 试验结果表明楼梯与框架采用通常构造方式整体连接时 楼梯部分作为不对称斜撑参与承受侧向荷载 受力后首先开裂且破损发展迅速使其难以可靠发挥救援 疏散等功能 楼梯的作用也造成楼梯间框架构件的不均匀受 力导致一侧框架柱发生脆性破坏引起试件整体失效 试件实测的滞回曲线面积较小 破坏荷载大 峰值荷载后承载力快 速下降半层平台梁与框架柱采用刚接使该处框架柱成为短柱且受力状态复杂 致使其突然破坏 其他部位也很快破坏 采用这种整体连接方式的框架楼梯对结构抗震不利 关键词混凝土框架结构 楼梯 拟静力试验 抗震性能 中图分类号G H 3I4: 8!G H 35I: 5!!文献标志码J
文章编号5777> ?@?A 6758 56> 7788> 7I
第 34 卷 第 56 期 6758 年 56 月 9 # ( : 34 ; # : 56 " # 57= 5877? B C = C D C E F= 6758= 56= 77?
chinaarchitecturebuilding1314216229现浇楼梯对框架结构的抗震影响分析与设计建1642010435362fengyuanwuxiaobinli20747congchunxiongyaoqingearthquake22536resistancstaircasechinacivilengineeringjournal2010435362王奇马宝民钢筋混凝土现浇楼梯对整体结构的影2729现浇混凝土板式楼梯系统与主体框架结构按wangqimabaomincastinplace通常构造方式整体连接的楼梯间试件在水平反复stairsreinforcedconcrete与试件的整journalbuildingstructures2002322729体受力使楼梯各构件承受较大内力先于框架部分chinese
基金项目北京市教育委员会科技计划重点项目 _ V 67575777477I 国家自然科学基金项目 458I@763 作者简介赵均 5A48 ! 男北京人工学硕士教授 K > M ' + ( C D O' # 7854`5?3: 0 # M 收稿日期6758 年 6 月
?) 材性试验均按我国相关标准 (4> 进行&
与楼梯相关的抗震研究大多是以分析计算的方法研
8) % 有关楼 究楼梯抗震性能及其对主体结构的影响 (3>
梯抗震性能的试验实测数据很少& 为此%作者针对现浇混凝土框架楼梯的抗 震性 能进行了试验研究 & 试件为设置现浇混凝土板式楼 梯的楼梯间框架结构单元 % 缩尺比例为 5 B 6 & 通过拟 静力试验%可得到在水平反复荷载作用下该结构单 元整体以及楼梯各构件等不同部位的受力破坏过程 及其抗震性能的实测数据 % 并对其进行分析% 旨在为 改进其抗震设计提供可靠依据&
5!试验概况
12 13 试件设计 试件选取现浇钢筋混凝土框架位于中间楼层的 5 个楼梯间框架结构单元 %采用双跑板式楼梯& 试件 由底座部分及构成该层楼梯间的框架柱$ 上下楼层 的框架梁板和楼梯的各种构件组成 & 缩尺后的柱网 尺寸为 5 477 M Ma 6 I77 M M %层高 5 @77 M M & 试件编 号 .G > 5 %试件主要构造形式 $尺寸及配筋详见图 5 & 如图 5 所示 % 试件的框架结构与 楼梯按 通常 的
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整体浇筑构造方式设计% 其楼梯部分包括上下梯段
7!引言
楼梯是多层及高层建筑楼层间相互联系的垂直 交通设施 %也是地震发生时的紧急逃生通道%677@ 年 汶川地震时混凝土框架结构中发生大量的楼梯及其
6) 相关震害 %表明以往设计的不足 (5> & 近年来国内外
板 $半层平台板及支承梯梁和梯柱等构件& 其中梯 段板受力纵筋采用双层通长配筋% 其两端分别锚固 于楼层和半层平台处的支承梯梁及板中& 半层平台 处设梯柱%平台板四周有梁% 且均刚接于框架柱中部 及梯柱上端& 梯柱下端刚接于下层框架梁& 试件 .G > 5 由诸多构件组成%各命名如下! 其下标 含义#2 > 南侧% &> 北侧 % / > 上部% M > 中部% F> 下部" #南侧 和北侧上 下 楼 层 处 的 框 架 梁 分 别 为 _ T 62 $_ T 62 / F和 _ T 6 &/ $_ T 6 &F %半层平台侧梁分别为 G T 5 2和 G T 5 & % 上$ 下楼层及半层平台板和相应位置的梯梁分别为 ^ G * 3 $^ G * 5及^ G * 6和G T 6/ $G T 6F 及 G T 6 M% 上$ 下梯 段板分别为 G * 6和G * 5 & 8 根框架柱和半层平台两 & 侧梯柱的命名见图 5' 试件底座采用 [ 87 商品混凝土% 框架及楼梯各 构件均采用自配的自密实混凝土% 分两次浇筑完成% 两批混凝 土 的 立 方 体 抗 压 强 度 实 测 平 均 值 分 别 为 3@: 36 d ^ ' 和 3?: AA d ^ ' & 钢筋 强度 实 测 值 见 表 5 &
混凝土框架楼梯结构抗震性能拟静力试验研究
赵 ! 均5 侯鹏程5 刘! 敏6 朱玉玉5 高志强6 彭凌云5
5= 北京工业大学 工程抗震与结构诊治北京市重点实验室 北京 577568 6= 中国建筑标准设计研究院有限公司 北京 5777@6
摘要为了研究现浇混凝土框架设置楼梯结构的抗震性能 采用 5 B 6 缩尺试件 进行框架楼梯间结构单元的拟静力试验 试验得到了试件整体及各部分的具体破坏过程和相互关系实测了承载力各部位变形 以及其他抗震性能指标 分析了结 构的工作机理 试验结果表明楼梯与框架采用通常构造方式整体连接时 楼梯部分作为不对称斜撑参与承受侧向荷载 受力后首先开裂且破损发展迅速使其难以可靠发挥救援 疏散等功能 楼梯的作用也造成楼梯间框架构件的不均匀受 力导致一侧框架柱发生脆性破坏引起试件整体失效 试件实测的滞回曲线面积较小 破坏荷载大 峰值荷载后承载力快 速下降半层平台梁与框架柱采用刚接使该处框架柱成为短柱且受力状态复杂 致使其突然破坏 其他部位也很快破坏 采用这种整体连接方式的框架楼梯对结构抗震不利 关键词混凝土框架结构 楼梯 拟静力试验 抗震性能 中图分类号G H 3I4: 8!G H 35I: 5!!文献标志码J