结构抗震设计中楼梯带来的影响
楼梯参与抗震结构整体工作的计算分析
坏， 也将导致楼梯破坏。正 因为如此 ， 所以首
先必须 要保 证 的整体 结构 的安 全 ，而整 体结 让所 有关 注 它的工 程师 开始 认真 思考 如何 对 构 的安 全却 也不 能视 楼梯 不见 ，传 统 的楼梯 楼梯 的结 构设 计进 行改 进 ，以期 其成 为一 个 设 计未 考虑抗 震 设计要 求 ，可 能造成 此 处破 救 命 的安 全通 道 （安全 岛 ”而不 是 阻断人 们 坏先发 生 ，或者 导致支 承构 件 的承 载力 不足 “ ） 逃 生 的枷 锁 。 而破坏 ，进 而影 响群众 逃生 或 反作用 于 整体
２１ ３ 。 ．２ 倍 通过 对某框 架结 构计 人 楼梯 踏步 板和 不
计楼 梯踏 步板情 况 下 的整体 计算 ，研 究楼 梯 对 整体结 构 的影响 。计 算使 用迈 达斯 结构 分 析 软件 ， 分析 比较两 种情 况下 结构 的周 期 ， 内 力， 位移有 何变 化 。 ２楼梯 的破 坏形式 通过 历次 震害 照 片可 以分析 ，楼 梯 的破
参 考 文 献
【】 ｌ孙伟 ， 晓南， 东． 龚 孙 高速 公路 加 宽 工程 变形 性 状 分 析 … ． 南 公 路 工 程 ，０ ４２ （） ３ ５ ． 中 ２ ０ ，９４：５ — ５
【】 ２曹万 林 ， 国新 ， 云 霄． 庞 李 带楼 梯 框 架 弹 塑
性 工作 性 能 的研 究［ ． 界 地 震 工程 ，９ ６， ｏ１ 世 １９
图 １结构 平 面 图
结 构 ， 及整 体结构 的安 全 。 对楼 梯 的破坏 危 针 形 式和 特点 ， 过迈 达 斯进 行仿 真研究 ， 通 分析 结 构 的薄弱 部位 的受力 情况 。 ３ 实例计 算及分 析 朔 黄铁 路 某 运转 调 度 楼 ，框 架 结 构 ， 六 层 ， 高 ３ ， 度抗震 设 防 ， 面 布置 见 图 ｌ 层 ． ８ ６ 平 ， 柱 子截 面为 ５０ ｍ ５ Ｏ ｍ， ０ ｍ ｘ Ｏ ｍ 楼梯 位 于结 构端 部， 楼梯 踏步板 顺 ｘ向布置 。 图 ３ 有楼 梯层 间位移 比较 由表 １ 以看 出 ，楼梯 参 与计 算 对结 构 可 自振周 期影 响较 大 ，使 顺梯 跑方 向 自振周 期 改 变结 构 的刚度 中心 位置 ，对 结构 的扭转 周 减 小 ２． ， ２ ％ 扭转 周 期 减小 ２ ． 垂 直 梯 跑 期 产生 影 响。 ２ ９ ％， ６ ４ 当楼梯 问 为框 架 时 ，周 围构 件 收到 ． ３ 方 向 的 自振周 期 所受影 响相 对 较小 ，约 减小 的影响 较大 ， 柱子 形成 短柱 ， 承受 较大 的扭 且 ４． ６％ 转 作用 ； 梯板 和梯 梁也 已不 同于普通 简支 梁 。 表 １ 第一振 型 自振 周期 对比 因此 ，在 建模 设计 时 应计 入楼 梯对 整体 周 期 （） 无楼 梯 有 楼梯 减 小 （ ） Ｓ ％ 的影 响 ，现 阶段设 计 很多 工程 整体 计算 并未 计 入楼 梯影 响 ， 做概 念性 设计 ， 取有 效措 均 采 Ｔｘ ｌ ０． ５１ ０ ５８ ７ ２ ． ４７ ２ ２ ２． ％ 施 对整 体计 算结 果予 以调 整 ，对楼 梯 间构件 予 以加 强 ，如楼梯 间平 面 位置 的确 定考 虑整 ＴＹ ｌ ０ ６ ６ ０ ３１ ． ６１ ．６ ３ ４． ％ ６ 体 刚度 的均 衡 ； 梯 间柱全 高 加密箍 筋 ； 楼 梯板 设 双层 钢筋 ， 增加 拉结 筋 ； 梯梁 考虑 垂直水 平 Ｔ自 １ ０ ６ １ ０ ４ ｌ ．４ ８ ．５６ ２ ．％ ９ ６ 双向受 力 ， 当增加 配筋 量 。 适 ’ ．
楼梯对钢筋混凝土框架-剪力墙结构受力性能的计算分析
楼梯对钢筋混凝土框架-剪力墙结构受力性能的计算分析摘要：本文基于CSI公司的大型结构分析软件ETABS，通过设计计算模型来研究楼梯对钢筋混凝土框架-剪力墙结构地震反应的影响，模型中采用振型分解反应谱法进行了弹性阶段地震反应特性的对比分析。
分析结果显示：楼梯在顺梯板方向对结构刚度影响较大。
建议在钢筋混凝土框架-剪力墙设计中应使用振兴分解反应谱法对楼梯的影响予以考虑。
关键词：框架-剪力墙结构；ETABS；楼梯；抗震性能引言传统结构设计中，在进行结构整体抗震分析时，一般不考虑楼梯构件对整体结构及周边构件的影响，而是采取改板厚为零并加大荷载的方式来粗略估计，之后再进行楼梯间的单独设计并不对其进行地震作用分析。
在2008年5月12日发生的“5.12”汶川大地震中，大量震害图片显示，作为逃生必经通道的楼梯间破坏严重，因此造成的生命财产损失不可估量。
“5.12”汶川大地震后，在研究及计算的基础上，重新修订了《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，提出建筑抗震设计中“在利用计算机进行结构抗震分析计算中应考虑楼梯构件影响”的要求。
目前，关于楼梯对钢筋混凝土框架结构整体性能影响有了部分研究，并得到一系列研究成果表明得到楼梯间对结构层刚度有明显影响的结果，应予以考虑。
而关于楼梯对钢筋混凝土框架-剪力墙结构整体性能影响的研究较少，因此本文就楼梯对钢筋混凝土框架-剪力墙结构抗震整体性能影响程度进行分析，利用ETABS软件，通过设计计算模型研究楼梯对钢筋混凝土框架-剪力墙结构地震反应的影响，为今后结构设计人员的世界工作提供参考和借鉴。
1 计算模型的建立及计算条件设定本次分析共设置2个模型，为尽量减少多余因素的干扰，突出楼梯本身对结构地震反应的影响，除楼梯间设置不同外，其余条件全部相同。
模型均为18层钢筋混凝土框架-剪力墙结构，其中底层层高4m，出屋面层层高2m，其余各层层高均为3m；开间6m，进深7.5m，走廊宽3m，如图1所示；底三层柱截面750mm×750mm，其余各层柱截面650mm×650mm。
楼梯滑动支座
楼梯滑动支座LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】楼梯滑动支座集团工程管理部徐红杰目录一、板式楼梯震害的主要破坏类型 (1)二、楼梯对于框架结构抗震性能的影响 (4)三、楼梯抗震设计中的两种基本思路 (5)四、楼梯间设置滑动支座 (6)五、楼梯滑动支座施工过程 (9)六、滑动支座处地面处理注意事项 (13)楼梯滑动支座楼梯作为逃生通道，在地震来临时担任着重要的作用。
然而在震后进行的大量调查发现，担任这一逃生角色的楼梯，并未在自然灾害面前发挥其所应有的功能。
以目前最常见的钢筋混凝土板式楼梯为例，震害表明，楼梯往往先于主体结构破坏前产生种种破坏，严重影响了楼梯作为逃生路线的重要功能。
一、板式楼梯震害的主要破坏类型5．12汶川大震后，经过了大量的调查研究后发现，钢筋混凝土结构中的楼梯破坏是普遍现象。
楼梯部位的横墙和楼板中断破坏较其他区域严重，而且楼梯破坏的同时，楼梯间墙体破坏也较严重。
常见板式楼梯在地震作用下主要震害有以下几个方面。
1.梯板震害第一种情况（见图1)是沿板宽出现贯穿裂缝，梯板钢筋被压曲或拉断，特别是梯板采用延性较差的冷轧扭钢筋时，通缝处钢筋全部被拉断，导致梯板断裂垮塌。
2.梯板震害第二种情况（见图2)是板断裂并产生较大错动，钢筋与混凝土剥离。
3.梯板震害第三种情况(见图3)是在板施工缝位置产生剪切滑移裂缝。
在施工缝施工前泥沙并未清除干净，混凝土交界面未处理好，接缝处极易形成薄弱部位，在地震作用下，该处破坏较明显，甚至存在上、下两块板错位分离如图3所示。
4.梯板震害第四种情况是垂直梯度方向产生剪切斜向裂缝，梯板也具有在垂直梯度方向的类似剪力墙的抗侧力作用。
这种震害为顺梯段方向的破坏，在该方向梯板受力类似斜撑，地震时受到反复的拉、压作用。
图4 楼梯平台梁破坏5.平台板震害：第一种情况是上下梯板相交处的平台板剪切裂缝．由平台粱剪切破坏裂缝进—步发展而成；平台板第二种震害情况是沿梯粱边缘产生的平台板受拉裂缝；平台板第三种震害情况是悬挑板式平台板产生类似少筋粱的板平面内受弯破坏，裂缝由内向外逐渐开展并贯通悬挑板。
楼梯对框架结构抗震性能影响分析
析计算 ， 得到该 大楼一 阶横 向、 向模态频 率和阻尼 比 ， 纵 结果
见 表 １ 。
表 １ 一 阶 模态 频 率和 阻 尼 比
架柱浇筑在一起 ， 使得框架柱受平 台梁 约束形成短柱破坏 。
２ 计算分 析 Biblioteka 以往结构设计中计算 分析 模型一 般是 不输入 楼梯 构件 的 。工 程师普遍认 为楼梯构件对结 构受力影 响不 大 ， 过构 通 造措施 就可以保证安 全 ， 结构设计软件一般 没有提供楼梯 参 与整体 分析 的功 能 ， 这使我们现在的设计 中存在重大 的安全 隐患。本文将 以汶川县城某酒店综合楼 为例 ， 按其施工 图纸
受 力状 态 ， 楼 梯 段 的 拉 应 力 达 到 或 超 过 混 凝 土 材 料 的极 限 当 抗 拉 强 度 时 ， 会 发 生 受 拉 破 坏 。 而 楼 梯 间 的平 台 梁 ， 由 就 则 于上 下 梯 段 的 剪 力 作 用 ， 生 剪 切 、 转 破 坏 。 同 时 有 些 楼 产 扭
二 层
一
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．
层
Ｉ
、 Ｊ
２ ２ｍ ２
．
图 １ 测试 点 立 面布 置 示 意
２ １２ 试 验 结果 ．．
在传感器测得脉动 响应数据后 ， 通过模态辨识 及理论分
梯 间钢筋采用冷轧扭钢筋 ， 延性不够 ， 地震作用下钢筋脆断 。
（ ）框架短柱 ” 坏。框架结构楼 梯间处 ， 台梁与框 ３“ 破 平
严重的主要原因。
四 层
： 犀
一
。 ．
、 Ｊ
（ ） 台 梁 、 段 板 底 部 混 凝 土 大 面 积 脱 落 ， 部 受 力 钢 ２平 梯 底
筋屈服拉断 ， 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。由于支撑效应使梯 板 承受较大 的轴 向力 ， 地震时楼梯段处于交替 的拉弯和压 弯
楼梯滑动支座(内容清晰)
楼梯滑动支座
集团工程管理部
徐红杰
2014.10.19
目录
一、板式楼梯震害的主要破坏类型 (1)
二、楼梯对于框架结构抗震性能的影响 (5)
三、楼梯抗震设计中的两种基本思路 (6)
四、楼梯间设置滑动支座 (7)
五、楼梯滑动支座施工过程 (10)
六、滑动支座处地面处理注意事项 (16)
楼梯滑动支座
楼梯作为逃生通道，在地震来临时担任着重要的作用。
然而在震后进行的大量调查发现，担任这一逃生角色的楼梯，并未在自然灾害面前发挥其所应有的功能。
以目前最常见的钢筋混凝土板式楼梯为例，震害表明，楼梯往往先于主体结构破坏前产生种种破坏，严重影响了楼梯作为逃生路线的重要功能。
一、板式楼梯震害的主要破坏类型
5．12汶川大震后，经过了大量的调查研究后发现，钢筋混凝土结构中的楼梯破坏是普遍现象。
楼梯部位的横墙和楼板中断破坏较其他区域严重，而且楼梯破坏的同时，楼梯间墙体破坏也较严重。
常见板式楼梯在地震作用下主要震害有以下几个方面。
1.梯板震害第一种情况（见图1)是沿板宽出现贯穿裂缝，梯板钢筋被压曲或拉断，特别是梯板采用延性较差的冷轧扭钢筋时，通缝处钢筋全部被拉断，导致梯板断裂垮塌。
2.梯板震害第二种情况（见图2)是板断裂并产生较大错动，钢筋与混凝土剥离。
3.梯板震害第三种情况(见图3)是在板施工缝位置产生剪切滑移裂缝。
在施工缝施工前泥沙并未清除干净，混凝土交界面未处理好，接缝处极易形成薄弱部位，在地震作用下，该处破坏较明显，甚至存在上、下两块板错位分离如图3所示。
基于抗震对楼梯建筑结构设计的思考
基于抗震对楼梯建筑结构设计的思考摘要：楼梯作为建筑在地震中人员疏散和救援的通道，其抗震减震设计应引起土木工程界足够的重视。
介绍了楼梯的基本结构特点和设计理论，对楼梯的抗震减震技术的相关研究进行了总结，关键词：楼梯；抗震；建筑结构设计引言5 12 地震发生后 , 由广东省建设厅组织的房屋鉴定专家援助队对汶川县城一千多栋房屋开展了应急安全鉴定, 调查发现, 县城多数房屋楼梯间及楼梯遭到了不同程度的破坏。
地震来临时楼梯往往先于主体结构破坏, 未在自然灾害面前发挥其应有的功能, 影响应急使用。
以往的结构设计中仅仅只是将楼梯作为非结构构件单独设计 , 未考虑抗震设计要求, 由此造成楼梯较早地发生破坏, 或者导致支承构件的承载力不足而破坏, 危及整体结构安全。
1楼梯震害2000 年台湾 1999 年集集地震的震害情况，发现破坏的楼梯没有使用钢筋或小梁与墙体连接，地震时楼梯段发生断裂，影响逃生。
2005 年对 1963 年 Skopje 地震、1964 年 Alaska 地震、1967 年 Caracas 地震、1971 年 SanFernando 地震、1972 年 Managua 地震、1978 年SantaBarbara 地震、1980 年 ElAsnam 地震等国外早期地震进行了研究，发现楼梯结构出现了多种破坏形式 :1) 楼梯段断裂破坏 ;2) 楼梯段与休息平台连接处出现断裂破坏 ;3) 地震作用下建筑的碰撞引起独立楼梯塔楼倒塌 ;4) 楼梯段坍塌。
而与此同时，楼梯对主体结构也有如下影响 :1)受楼梯约束的楼层梁出现扭转破坏 ;2) 楼梯间出入口设置的防震缝盖板有翘起现象 ;3) 梯柱受休息平台板约束形成短柱而出现破坏。
2008 年汶川地震中，楼梯结构发生的震害比较严重。
调查了砖混结构中严重破坏的楼梯，指出砌体结构应按规范在楼梯间的四角、错层部位、横墙与外纵墙交接处设置构造柱和圈梁。
经过现场调查指出 :1) 框架结构的楼梯震害表现为楼梯梁中部和两端破坏，梯段板在 1/4 ～ 1/3 跨处破坏，随着层数的增高，楼梯的破坏程度逐渐减轻 ;2) 框架 - 剪力墙结构和砌体结构中楼梯的破坏部位和破坏形态与框架结构的相似，但破坏程度比框架结构的轻。
楼梯间与楼梯结构的震害分析及抗震设计建议
机械阻隔也能起到防治病虫害的作用。
例如覆盖薄膜，许多叶部病害的病原物是在病残体上越冬的，花木栽培地早春覆膜可大幅度地减少叶病的发生，如芍药地覆膜后，芍药叶斑病成倍减少。
覆膜防病的原因湿膜对病原物的传播起到了机械阻隔的作用；覆膜后土壤温度、湿度提高，加速病残体的腐烂，减少了侵染来源。
对于虫害来说主要是通过人工捕杀、诱杀（灯光诱杀、毒饵诱杀、植物诱杀、潜所诱杀），此外还可以通过热水浸种、烈日暴晒、红外线辐射来杀死在种子里的病虫害。
（5）自绝防治、自我消灭这是一种主要利用昆虫的不育性来操纵同种个体的遗传控制方法。
为此常应用强射线（X光线）或化学药剂，如碱性物质、抗代谢物质、氨基磷酸盐类、三酸杀虫剂剂、激素等。
但使用这些化合物，往往会带来对环境的污染。
自绝防治还包括染色体易位（染色体的碎裂和改变）。
一般把生物媒介物的利用称之为生物技术处理，它包括引诱灯、排斥灯、光周期装置、音响驱虫器（枪声）和超声波。
此外，在化学刺激剂中有引诱剂、激发昆虫产卵或螫咬的吞噬刺激剂、忌避剂、吞噬制止剂、外激素（包括性引诱剂）、内激素（包括发情剂）和植物激素。
这些方法成本较低，也不会留下有害残毒，对生态系统和人类都没有危害。
一切生物技术措施和物质，都可明确针对特定害虫而加以控制3.沈阳市园林植物病虫害防治沈阳市地处东经123。
04’,北纬41。
12’,海拨45.2M，属温带大陆性气候。
该地区四季分明，病虫害种类繁多，防治形势复杂。
市城区园林树木病虫害种类及发生现状调查结果表明：病虫害在和平、沈和、皇姑、大东，铁西、东陵和于洪等地区分布普遍。
共发现为害园林树木主要害虫37种，其中叶部害虫14种，枝干部害虫19种、根部害虫4种；主要病害15种，其中叶部病害8种，茎干部病害6种、根部病害1种。
树木长期生长不良，栽培密植、树种间不合理配植，不遵守适地适树原则等是沈阳市区内园林树木发生病虫害的主要原因。
[2]因此，沈阳市通常掌握病虫害的发生规律，贯彻“预防为主，综合防治”的方针，将有害生物的数量控制在不影响园林植物观赏效果或不造成危害的水平内，及时做好病虫害的预测预报，对已发生的危险性病虫害及时治理，防止蔓延成灾。
楼梯对框架结构抗震性能影响分析
楼梯对框架结构抗震性能影响分析摘要：本文通过具体实例，分析在纯框架结构中设置楼梯构件参与结构整体计算后，对整体结构的周期、位移、地震力产生的影响，并采取必要措施，做到简化模型更加符合实际情况，从而更好的满足使用要求。
关键词：框架结构,楼梯Abstract: This paper, through concrete examples, staircase components involved in the whole structure calculation, the overall structure of the cycle, displacement, seismic forces generated impact analysis set in a plain frame structure, and take the necessary measures, so that the simplified model is more realistic,in order to better meet the requirements.Keywords: frame structure, stairs.中图分类号：TU973+.31文献标识码：A 文章编号：长期以来，框架结构因具有建筑平面灵活，室内空间大等优点，被广泛应用于在核电厂的BOP项目设计中。
现以福清核电厂一期工程生产办公楼为例，讨论一下楼梯参与结构整体计算对整体结构抗震性能的影响。
1.工程概况及方案确定工程概况福清核电厂一期工程生产办公楼，主要功能是运行期间为电厂人员提供办公室，会议室等场所，建筑平面为半环抱型，地上部分五层，总建筑面积11872m2，檐口高度26.1m。
建筑物的设计使用年限为50年；建筑抗震设防烈度为7度（地震分组为第二组），丙类建筑，建筑安全等级为二级；结构重要性系数为1.0；场地土类别为I类；基础设计等级为丙级；根据《福清核电厂一期工程厂区BOP子项岩土工程详勘报告》，地基基础位于中风化花岗岩层。
不同结构中楼梯刚度影响分析
通过本文希望引起重对设计和施工有所帮助可供设计人员及施工人员参考主要设计数据结构设计应本着安全经济合理确保工程质量的原则进行并且需遵循现行的国家规范规程并严格遵守规范强制性条文极端最高温度极端最低温基本风压地面粗糙度基本雪压地震设防烈度基本地震加速度设计地震特别在进行抗震设计时重要建筑物的抗震设防类别和抗震设防烈度均应相应提高进行设计基础地基处理对于重要建筑物地基处理可根据场地具体情况选用合结构类型在地震力作用下的层间位移角均产生了变化
2 基础地基处理
对于重要建 (构 )筑物地基处理, 可根据场地 具体情况选用合
结构类型在地 震力作 用下 的层间 位移 角均产 生了 变化。变 化显 著方向 为 X 向 (X 向 为楼跑方 向 )。可 见梯跑方 向对 整个结 构的 影 响不容忽视 。汶川地震 调查损坏 建筑中 均发 现梯 间柱的 剪切 破 坏现象较为 普遍, 应 重视 抗震 结 构中 的楼 间 周边 结构 的 加强 设 计。
相差 /% 0. 31
剪力墙结构 方法一 方法二 相差 /% 1. 365 4 1. 365 9 - 0. 04
2
1. 138 0 1. 129 8 0. 73 1. 341 2 1. 334 6 0. 49 1. 250 6 1. 246 3 0. 35
3
1. 029 6 1. 026 7 0. 28 1. 314 4 1. 314 5 - 0. 01 1. 076 5 1. 073 5 0. 28
计水平。
关键词: 工业建筑, 结27
文献标识码: A
在我国现在 的工 业建筑 中, 钢筋 混凝土 结构、钢结 构都 是经 常采用的结构形式。在工业建 筑结构的设 计过程中, 笔者 通过切 身体会, 总结 归纳 了 一些 设计 中 应该 注意 的 问题。 在结 构 设计 中, 每个设计者的经验不同, 对 规范的理解 不同, 所以在处 理某个 设计问题时, 也就会采取不同的处理 方法。通过 本文希望 引起重 视, 对设计和施工有所帮助, 可 供设计人员及施工人员参考。
楼梯建模对结构设计的影响分析
楼梯建模对结构设计的影响分析摘要：本文首先分析了楼梯建模对不同结构的影响，然后具体研究了滑动支座和固定支座楼梯建模对结构的影响，最后阐述了对结构设计的建议。
关键词：楼梯建模；结构；影响1楼梯建模对不同结构的影响1.1纯框架结构框架体系房屋抗侧构件主要为框架柱，因此具有很好的延性，抗震性能很好。
次要抗侧构件包括填充墙和楼梯等起到支撑作用的构件，在结构软件计算中，往往采用刚度折减的方法考虑这些次要构件的刚度贡献。
这些次要抗侧构件提高了结构的整体刚度，减小结构的水平位移，对结构的安全提供了一些保障，但也容易遭受比较严重的破坏。
人们分析了大量的震害调查资料后，认为楼梯在框架结构中参与抵抗水平地震作用，起到楼层间的抗侧移支撑作用，因此在结构整体分析中应考虑楼梯的刚度贡献。
楼梯参与抵抗水平地震作用，将分配到一定的水平剪力，仅通过构造措施设计的构件往往不能满足实际的承载能力要求。
楼梯分配到多少水平剪力与主体结构的刚度有关，因此，在自身抗侧刚度较弱的框架结构中，楼梯的破坏远甚于自身刚度较大的砖混结构。
有斜撑的结构变形特征趋近于剪力墙结构，都表现为弯曲型，而框架结构的变形表现为剪切型，因此根据结构变形特征可以认为楼梯在框架体系中的作用等同于弱剪力墙。
由于剪切型结构的层间位移自上而下逐渐增加，楼梯的破坏程度与层间位移有直接关系，因此楼梯的破坏也是自上而下更加严重。
1.2框架-剪力墙前面已经提到楼梯分配的地震作用大小与主体结构本身的刚度有关，因此对于有剪力墙作为抗侧构件的结构，楼梯的作用随着剪力墙抗侧刚度的增大而减小。
1.3剪力墙结构对于剪力墙结构，当梯板支承在两片墙上时，楼梯起到联系两片剪力墙的作用，特别是短肢剪力墙结构，楼梯起到连梁的作用，这种情况下不应当忽略楼梯的作用。
1.4砌体结构砌体结构延性差，因此在地震作用下结构的变形能力不足，楼梯在这种结构中的斜撑作用不明显。
即便砌体结构本身刚度已经很大，但与楼梯有关的震害并不轻，主要表现为楼梯间墙体相比其他部位破坏更严重，甚至整个楼梯间整体倒塌，因此抗震规范对砌体结构楼梯间的构造措施有比较严格的规定，包括加强圈梁、构造柱等措施来防止楼梯间整体倒塌和增强对楼梯间墙体的约束，使楼梯间形成一个完整的结构体系并与主体结构协同工作。
建筑结构设计建模中考虑楼梯的一些观点
建筑结构设计建模中考虑楼梯的一些观点（整理自网上）用一个三层框架结构教学楼的midas模型，分析了建立楼梯构件(楼梯板、楼梯柱、休息平台板等)的结构和不建楼梯构件的结构，用反应谱法计算了两者的结果。
发现其差异远远超出我原先的想象！下面是一些主要结论：1、考虑楼梯参与结构整体受力后，结构的自振周期减小，振型改变，第1阶振型转变为扭转振型，而原先不考虑楼梯时第1阶振型为平动振型。
2、由于楼梯板在水平力作用下具有“斜撑”的受力状态，在水平地震作用下，将产生较大轴向拉压力(达到200kN以上)；楼梯板由原先我们只考虑竖向力时的受弯构件，转变为“压弯、拉弯”构件，受力状态复杂化。
3、考虑楼梯间后，楼梯间处的水平抗侧刚度较大，结构整体的水平抗侧刚度分布将不均匀，主要集中在楼梯间处。
故在水平地震作用下，楼梯间的柱分配到的水平剪力较其它处明显偏大。
特别是休息平台下的楼梯梁和楼梯柱，其受力非常不利。
4、此外，从结构上说，由于楼梯间的上下楼梯板（上下直行双跑楼梯为例）沿中心线并不对称，从而造成原先对称的结构考虑了楼梯的作用后，在水平地震作用下的内力分布不对称！得到的初步结论主要是这些。
发现考虑楼梯对结构整体受力性能后，结构的自振特性、抗侧刚度分布、楼梯构件的受力状态发生惊人的变化。
汶川地震中，楼梯的震害照片似乎说明了这些问题。
我觉得造成这个问题的根本原因就是楼梯板的“斜撑”受力状态，加强了楼梯处的局部抗侧刚度，类似于在框架结构柱间打上了交叉支撑。
2008修订版《建筑抗震设计规范》，结构分析一节中3.6.6条增加了楼梯的计算要求：“计算中应考虑楼梯构件的影响”。
（注意：用“应”，而不用“宜”）条文说明中指出楼梯板构件有斜撑的受力状态，对结构的整体刚度有较明显的影响。
规范的变更，说明已经有学者注意到这个问题了。
三层框架结构教学楼，现浇楼板。
考虑楼梯和不考虑楼梯进行结构计算。
楼梯板用板单元，楼梯梁用梁单元建模考虑楼梯时的结构第1阶振型，以扭转为主。
楼梯设计常见问题探讨(二)
楼梯设计常见问题探讨(张 伟，李 斌，黄 杰/2 结构设计存在的问题 2.1 梯板厚度取值原则楼梯间梯板板厚的确定，是基于以往设计经验的总结，一般取(1/25~1/28)L (L 为梯板板跨)。
需要引起注意的是，当跨度相同时，梯板板厚一般会稍大于楼层板厚。
其原因是二者的支承条件不同，常见板式楼梯梯段支承形式为两对边简支或固定，其余两边为自由的单向板。
在实际工程中，由于设计不合理，存在当梯板板跨较大时，梯板厚度取值偏小的问题。
当施工完毕后，行人在楼梯上行走或跳跃，梯板会存在较大的振动，说明楼梯刚度偏小，因此梯板厚度取值应慎重。
对遇到梯板及其相邻板跨跨度相差较大时，二者对应的板厚不宜相差较大。
常见的案例为：梯板跨度较大，而相邻楼层板或休息平台跨度较小，若二者仅按照两个单独构件选取板厚，可能会出现板厚差值较大的问题。
从弯矩平衡的角度考虑，在大、小跨度相邻支座处产生的负弯矩需要左右两侧楼板平衡。
这不仅仅需要合理的钢筋配置，而且相邻楼层与休息平台板厚的差值不应太大，则相应板内沿梯板跨度方向的纵筋配置也会相差较小，这样较为合理。
反之，若仅按照大跨取较厚楼板、小跨度取较薄楼板，二者板厚相差较大。
当二者板厚相差较大时，特别对于在梯板起始和终止位置，梯梁位置内退一定距离的情况(图1中B~D 型)，在位于梯梁两侧的支座配筋，会由于位于休息平台一侧板厚较薄，支座配筋面积由该侧控制的不合理情况，设计中应注意避免此类情况发生。
图1 梯板类别2.2 楼梯抗震构造措施5·12汶川地震震害调查发现：大量钢筋混凝土楼梯间出现了严重震害，导致作为关键疏散通道的楼梯间在紧急情况下不能发挥应有的疏散作用，造成大量的生命和财产的损失，《建筑抗震设计规范》○A 号筋)，以保证水平地震力的有效传递，避免出现梯段受拉破坏。
图2 梯段配筋形式另外，对于与框架柱、梯柱相连的梯梁应按照框架梁的构造要求执行，如：纵筋锚固长度、箍筋加密区等要求。
现浇梁式楼梯支座形式对结构抗震性能的影响
收稿日期:２０２２－０７－０９ꎮ作者简介:文明(１９７２ )ꎬ男ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ研究方向为结构抗震ꎮ㊀∗通信作者:陈宝魁(１９８２ )ꎬ男ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ研究方向为结构抗震ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｂｋｃｈｅｎ＠ｎｃｕ.ｅｄｕ.ｃｎꎮ文明ꎬ冯辉ꎬ王伟伟ꎬ等.现浇梁式楼梯支座形式对结构抗震性能的影响[Ｊ].南昌大学学报(工科版)ꎬ[Ｊ].南昌大学学报(工科版)ꎬ２０２３ꎬ４５(２):１６２－１６９.ＷＥＮＭꎬＦＥＮＧＨꎬＷＡＮＧＷＷꎬｅｔａｌ.Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃａｓｔ￣ｉｎ￣ｐｌａｃｅｂｅａｍｓｔａｉｒｃａｓｅｂｅａｒｉｎｇｆｏｒｍｏｎｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)ꎬ２０２３ꎬ４５(２):１６２－１６９.现浇梁式楼梯支座形式对结构抗震性能的影响文明１ꎬ２ꎬ冯辉１ꎬ２ꎬ王伟伟１ꎬ２ꎬ陈宝魁１ꎬ２∗ꎬ傅华耀１ꎬ２(１.南昌大学工程建设学院ꎬ江西南昌３３００３１ꎻ２.江西省近零能耗建筑工程实验室ꎬ江西南昌３３００３１)㊀㊀摘要:现浇梁式楼梯在框架结构中普遍使用ꎬ但在结构设计中往往被忽略ꎬ仅作为竖向荷载作用于结构上ꎮ为探究梁式楼梯及其支座形式对结构抗震性能的影响ꎬ利用数值模拟技术ꎬ对无楼梯框架及带不同支座楼梯框架在地震作用下应力㊁位移㊁耗能特性以及混凝土损伤等特性进行分析ꎮ分析结果表明:地震作用下ꎬ无楼梯框架㊁固定连接框架和滑动连接框架的柱顶位移分别为１５.７０㊁４.３７㊁５.８９ｍｍꎬ表明楼梯结构的存在将增大框架结构整体刚度ꎬ改善结构应力分布ꎻ滑动支座连接与固定支座连接相比ꎬ地震作用下楼梯间结构中钢筋与混凝土的应力峰值分别减小了１５％和２２％ꎬ同时滞回环面积更大ꎬ因此滑动支座连接楼梯将更好地改善整体结构耗能及抗震性能ꎮ关键词:梁式楼梯ꎻ框架结构ꎻ数值模拟ꎻ滑动连接ꎻ抗震性能中图分类号:ＴＵ３５２㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１００６－０４５６(２０２３)０２－０１６２－０８Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃａｓｔ￣ｉｎ￣ｐｌａｃｅｂｅａｍｓｔａｉｒｃａｓｅｂｅａｒｉｎｇｆｏｒｍｏｎｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅＷＥＮＭｉｎｇ１ꎬ２ꎬＦＥＮＧＨｕｉ１ꎬ２ꎬＷＡＮＧＷｅｉｗｅｉ１ꎬ２ꎬＣＨＥＮＢａｏｋｕｉ１ꎬ２ꎬＦＵＨｕａｙａｏ１ꎬ２(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｃｈａｎｇ３３００３１ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＮｅａｒＺｅｒｏＥｎｅｒｇｙＢｕｉｌｄｉｎｇꎬＮａｎｃｈａｎｇ３３００３１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｃａｓｔ￣ｉｎ￣ｐｌａｃｅｂｅａｍｓｔａｉｒｃａｓｅｓｗｅｒｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉｎｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓꎬｂｕｔｔｈｅｙｗｅｒｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｉｇｎｏｒｅｄｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅ￣ｓｉｇｎａｎｄｗｅｒｅｏｎｌｙａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｓａｆｏｒｍｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｌｏａｄ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｂｅａｍｓｔａｉｒｃａｓｅａｎｄｉｔｓｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｍｏｎｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｍｕｌｔｉ￣ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｍｏｄｅｌｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅꎬｓｕｃｈａｓｓｔｒｅｓｓꎬｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔꎬｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓꎬｃｏｎｃｒｅｔｅｄａｍａｇｅａｎｄｏｔｈｅｒｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓ.Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｌｕｍｎｔｏｐｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｓｔａｉｒｌｅｓｓｆｒａｍｅꎬｆｉｘｅｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｆｒａｍｅａｎｄｓｌｉｄｉｎｇｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｆｒａｍｅｗａｓ１５.７０ꎬ４.３７ꎬ５.８９ｍｍｕｎｄｅｒｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓꎬｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙꎬｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｓｔａｉｒｃａｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ.Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆｉｘｅｄｓｕｐｐｏｒｔｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎꎬｔｈｅｓｔｒｅｓｓｐｅａｋｓｏｆｓｔｅｅｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅｉｎｔｈｅｓｔａｉｒｃａｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅｗｅｒｅｒｅｄｕｃｅｄｂｙ１５％ａｎｄ２２％ꎬｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙꎬａｎｄｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐａｒｅａｗａｓｌａｒｇｅｒꎬｓｏｔｈｅｓｌｉｄｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｔａｉｒｃａｓｅｓｃｏｕｌｄｂｅｔｔｅｒｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｔｒｕｃ￣ｔｕｒａｌｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ.ＫｅｙＷｏｒｄｓ:ｂｅａｍｓｔａｉｒｃａｓｅꎻｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎻｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎻｓｌｉｄｉｎｇｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎꎻｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ㊀㊀地震中楼梯间作为建筑结构主要的逃生通道ꎬ其抗震性能至关重要ꎮ然而ꎬ大量研究和震害资料表明ꎬ地震灾害发生后ꎬ建筑物内的楼梯间往往损伤严重ꎬ产生严重的裂缝甚至坍塌ꎮ楼梯不仅未能有效发挥其人员疏散的重要功能ꎬ并且影响震后救援工作ꎮ由此可见ꎬ详细地掌握楼梯的抗震特性ꎬ并增强其抗震能力ꎬ将有效降低地震造成的损失ꎮ目前结构设计中ꎬ大多没有将楼梯结构与主体结构看作一个整体进行计算ꎬ而是各自独立设计ꎬ忽略了真实地震作用中两者之间的相互作用ꎮ楼梯设计时仅考虑竖向荷载ꎬ忽略了地震作用下其与主体结构的相互作用ꎬ导致楼梯的实际受力大于设计值ꎬ第４５卷第２期２０２３年６月㊀㊀㊀㊀㊀㊀南昌大学学报(工科版)ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)Ｖｏｌ.４５Ｎｏ.２Ｊｕｎ.２０２３㊀使楼梯结构在地震中易发生破坏[１]ꎮ目前ꎬ国内外学者已对这个问题展开相关研究ꎬ张望喜等[２]利用数值模拟的方法ꎬ通过比较不同工况下结构的位移响应等特征ꎬ分析装配式滑动支座楼梯抗震性能ꎬ发现该楼梯在地震作用下具有应力分布均匀ꎬ位移反应较小等优点ꎮ吴兆旗等[３]针对ＲＣ框架结构现浇板式楼梯抗震的分析结果ꎬ对板式楼梯抗震性能进行综合评价并针对性地提出其抗震性能评价方法ꎮ曹达忠等[４]针对混凝土板式楼梯中平台板滑动支座进行拟静力实验分析ꎬ发现滑动支座将使梯段板发生竖向翘起现象ꎮ马小瑞[５]使用ＡＮＳＹＳ针对板式楼梯㊁梁式楼梯㊁悬挑楼梯３种楼梯结构进行分析ꎬ发现楼梯结构可以提高整体结构体系的刚度ꎮＦａｌｌａｈｉ[６]利用Ｐｕｓｈｏｖｅｒ分析方法对ＲＣ框架进行分析ꎬ探究楼梯结构是否参与建模ꎬ楼梯位置等因素对结构的抗震性能的影响ꎮＷａｎｇ等[７]对１个５层楼梯结构进行振动台实验分析ꎬ得出反复拉压作用使连接处发生破坏ꎬ并进一步导致楼梯间破坏ꎮ以上研究主要集中于现浇板式楼梯以及装配式楼梯ꎮ目前对梁式楼梯抗震性能的研究主要集中于梁式楼梯结构对整体结构抗震性能的影响ꎬ而对现浇梁式楼梯连接方式以及对楼梯本身受力方面研究较少ꎮ因此ꎬ本文将针对框架结构中的现浇梁式楼梯ꎬ研究梁式楼梯结构参与整体计算与否以及楼梯不同连接方式对框架结构抗震性能与楼梯受力性能的影响ꎮ１㊀基本原理１.１㊀梁式楼梯梁式楼梯为踏步板下有梯梁支撑的楼梯ꎬ通常由平台板㊁梯梁㊁支承梁和踏步板组成ꎬ平台板和梯梁搭接并支承于支承梁ꎬ支承梁则与承重墙或框架柱相连ꎬ由于有梯梁的存在ꎬ梁式楼梯与板式楼梯的传力途径不同ꎮ梁式楼梯与梯梁的连接方式一般采用刚接ꎬ但为了改善性能ꎬ也会采用在下部与梯梁采用滑动支座ꎬ上部结构与梯梁连接方式见１.２节ꎮ１.２㊀滑动支座梁式楼梯梁式楼梯滑动支座连接为上端与支承梁刚接ꎬ在梯梁下端部与其支承梁之间铺上一层聚四氟乙烯板或其他摩擦系数比较小的一些特殊材料ꎬ这样在一定程度上释放了踏步板下端ꎬ允许结构发生一定程度的位移ꎬ防止斜撑效应的产生ꎬ改善结构受力分布状况ꎬ同时也减少了楼梯板因整体受力而产生的受力不规则性ꎬ具体做法见图１ꎮ5mm厚聚四氟乙烯板高端支承梁梯梁内延一跨封口边梁梯梁低端支承梁图１㊀梁式楼梯滑动支座做法Ｆｉｇ.１㊀Ｂｅａｍｓｔａｉｒｃａｓｅｓｌｉｄｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｍｅｔｈｏｄ２㊀数值建模２.１㊀模型参数为了分析结构抗震设计中是否考虑现浇梁式楼梯的参与和梁式楼梯支座连接形式等因素对框架结构以及楼梯本身地震反应的影响ꎬ本研究利用有限元动力分析软件ＡＢＡＱＵＳ建立了３种不同楼梯间的局部构造的单层框架模型:１)无楼梯整体框架模型(模型Ａ)ꎻ２)固定连接梁式楼梯整体框架模型(模型Ｂ)ꎻ３)滑动连接梁式楼梯整体框架模型(模型Ｃ)ꎮ楼梯采用Ｃ３０混凝土ꎬ其弹性模量为３０ＧＰａꎬ混凝土的密度取２.５ˑ１０３ｋｇ ｍ－３ꎬ泊松比取０.２ꎮ钢材采用ＨＲＢ４００级钢筋ꎬ其弹性模量为２００ＧＰａꎬ钢材的密度取７.８５ˑ１０３ｋｇ ｍ－３ꎬ泊松比取０.３ꎮ模型场地类别为二类ꎬ其地震分组为一组ꎬ结构相应的抗震设防烈度为７度ꎮ图２㊁图３分别为模型Ｂ的平面图和剖面图ꎬ其中ＫＺ为框架柱ꎬＴＺ为梯柱ꎬＴＬ１为支承梁ꎬＴＬ２为梯梁ꎬＴＢ１和ＰＴＢ分别为踏步板和平台板ꎬ相应结构尺寸如图ꎬ配筋的各项具体参数如表１㊁表２所示ꎬ其中Ｌ表示截面长度ꎬＷ表示截面宽度ꎬｔ表示板厚ꎮ表１㊀构件尺寸及配筋信息Ｔａｂ.１㊀Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｚｅａｎｄｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ表２㊀构件厚度及配筋信息Ｔａｂ.２㊀Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ构件混凝土等级ｔ/ｍｍ纵筋箍筋ＴＢ１Ｃ３０１２０８＠２００ϕ８＠１００/２００ＰＴＢＣ３０１００８＠２００ϕ８＠１００/２００３６１第２期㊀㊀㊀㊀㊀文明等:现浇梁式楼梯支座形式对结构抗震性能的影响图２㊀楼梯平面图Ｆｉｇ.２㊀Ｓｔａｉｒｃａｓｅｐｌａｎｅｇｒａｐｈ图３㊀楼梯剖面图Ｆｉｇ.３㊀Ｓｔａｉｒｃａｓｅｓｅｃｔｉｏｎｇｒａｐｈ２.２㊀建模方法由于踏步在结构整体计算中只参与了荷载的传递而对结构受力影响不大[８]ꎬ并且为了便于网格划分ꎬ因此在使用ＡＢＡＱＵＳ建立模型时忽略踏步ꎬ直接建立矩形楼梯板ꎬ踏步以荷载形式施加ꎮ混凝土模型采用塑性损伤模型ꎬ钢筋模型采用双线性模型ꎬ模拟钢筋骨架与混凝土框架间的相互作用时ꎬ采用ＡＢＡＱＵＳ中约束管理器中的内置区域[９]ꎮ混凝土采用８节点线性六面体减缩积分单元ꎬ钢筋骨架采用桁架ꎮ采用绑定约束来模拟梯梁与支承梁之间的固定连接ꎬ采用表面与表面接触的相互作用来模拟滑动连接ꎬ接触属性设置为法向硬接触ꎬ切向无摩擦ꎮ通过约束管理器中的内置区域ꎬ来模拟混凝土框架与钢筋骨架的相互作用ꎮ采用动力隐式分析步ꎬ楼梯间的约束条件随分析步而变化ꎬ在第１分析步中约束方式为固定连接ꎬ第２分析步中释放Ｙ方向的自由度ꎮ运用ＡＢＡＱＵＳ建立如图４所示的３种结构模型ꎬ并对结构做拟静力数值实验分析与动力时程分析ꎬ研究不同结构类型在同一荷载状况下应力㊁位移㊁耗能特性及混凝土损伤情况等方面的差异ꎮ(ａ)模型Ａ(ｂ)模型Ｂ(ｃ)模型Ｃ图４㊀３种楼梯间构造模型Ｆｉｇ.４㊀Ｔｈｒｅｅｓｔａｉｒｃａｓｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓ３㊀抗震性能分析３.１㊀模态分析模态分析是根据结构的阻尼㊁模态振型㊁频率等固有属性去描述结构动力特性ꎬ是时程分析的基础[１０]ꎮ本文采用Ｌａｎｃｚｏｓ法分析结构模态ꎬ结果中各方向振型参与质量均达到规范要求的９０％以上ꎬ图５为模型Ａ㊁模型Ｂ㊁模型Ｃ的前三阶模态图ꎮ(ａ)模型Ａ(ｂ)模型Ｂ(ｃ)模型Ｃ图５㊀各模型前三阶模态Ｆｉｇ.５㊀Ｔｈｅｆｉｒｓｔｔｈｒｅｅ￣ｏｒｄｅｒｍｏｄｅｓｏｆｅａｃｈｍｏｄｅｌ可知ꎬ有楼梯构件的模型前三阶模态以水平方４６１ 南昌大学学报(工科版)２０２３年㊀向运动为主ꎬ而对于无楼梯结构纯框架模型Ａꎬ其第三阶模态发生了竖向扭转ꎬ由此可知ꎬ存在楼梯结构会提高楼梯间抗扭刚度ꎬ也得出楼梯结构的存在以及其不同的连接会对结构的模态产生影响ꎮ各模型的前三阶自振周期如表３所示ꎮ表３㊀各模型前三阶自振周期Ｔａｂ.３㊀Ｔｈｅｆｉｒｓｔｔｈｒｅｅ￣ｏｒｄｅｒｓｅｌｆ￣ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇｐｅｒｉｏｄｉｃｔａｂｌｅｏｆｅａｃｈｍｏｄｅｌ单位:ｓ阶数模型Ａ模型Ｂ模型Ｃ１０.１７２８０.０９２４０.２０６１２０.１５３３０.０８０２０.１６７１３０.１５２８０.０７２５０.１５８４可以看出ꎬ各模型的自振周期中ꎬ模型Ｂ最小ꎬ模型Ｃ最大ꎬ根据Ｔ＝２πｍ/ｋꎬ其中ｍ为质量ꎬｋ为刚度ꎬ可知ꎬ模型Ｂ与模型Ａ相比ꎬ由于考虑刚性楼梯的影响ꎬ结构的质量和刚度均增大ꎬ但质量增大幅度远小于刚度的增加幅度ꎬ因此周期下降ꎻ模型Ｃ与模型Ａ相比ꎬ由于考虑滑动楼梯的影响ꎬ结构质量和刚度均增加ꎬ但质量增加的幅度大于刚度增加幅度ꎬ因此周期得到提高ꎬ模型Ｂ与模型Ｃ相比ꎬ二者质量基本相近ꎬ但滑动楼梯整体刚度小于刚接楼梯ꎬ因此模型Ｃ的周期更大ꎮ综上所述ꎬ楼梯结构参与结构计算会增强整体结构的刚度和质量ꎬ滑动支座连接楼梯对整体结构质量增加幅度大于对刚度增加幅度ꎬ会引起整体周期提高ꎮ３.２㊀时程分析３.２.１㊀输入地震波考虑梁式楼梯与主体结构地震相互作用主要发生在梯梁方向ꎬ因此在地震反应分析模型中强震记录仅输入梯梁方向的单向水平地震荷载ꎬ本文共输入ＥＩ￣Ｃｅｎｔｒｏ波㊁Ｔａｆｔ波㊁天津波３组强震记录ꎬ加速度峰值统一调至０.２ｇꎮ由于篇幅限制ꎬ下面分析结果主要列出了ＥＩ￣Ｃｅｎｔｒｏ地震波输入时的结构反应ꎮ３.２.２㊀结构位移与应力响应ＥＩ￣Ｃｅｎｔｒｏ地震作用下不同模型中柱顶(ＫＺ)与层间支承梁(ＴＬ１)位置的Ｘ方向的水平峰值位移如表４所示ꎬ其中模型Ａ中间平台处峰值取上下框架梁对应位置位移平均值ꎮ可以发现ꎬ模型Ａ的柱顶与中间平台位置的位移最大ꎬ模型Ｂ各位置的位移最小ꎮ由于楼梯的存在可以提高框架结构的整体刚度ꎬ而刚接梁式楼梯对刚度增加更多ꎮ当楼梯以固定支座考虑时ꎬ柱顶位移的位移反应可以降低７２％ꎬ中间平台位置的地震反应可降低８５％ꎬ当加入上端固定㊁下端滑动的梁式楼梯时ꎬ柱顶位移的位移反应可以降低６２％ꎬ中间平台位置的地震反应可降低６８％ꎮ因此在抗震分析模型中加入楼梯将降低局部甚至整体的结构位移反应ꎮ由于本模型未考虑整体建筑结构对局部楼梯间位置的约束作用ꎬ结构地震反应的减少幅度会被放大ꎬ但局部模型可以更清晰地反映楼梯对结构地震反应的影响作用与规律ꎮ表４㊀结构峰值位移对比Ｔａｂ.４㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｅａｋｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ单位:ｍｍ位置模型Ａ模型Ｂ模型Ｃ柱顶㊀㊀１５.７０４.３７５.８９中间平台４.２２０.６２１.３５在ＥＩ￣Ｃｅｎｔｒｏ地震波作用下ꎬ不同楼梯间结构钢筋与混凝土构件的最大应力云图如图６~图８所示ꎮ(ａ)钢筋应力(ｂ)混凝土应力图６㊀模型Ａ应力云图Ｆｉｇ.６㊀ＭｏｄｅｌＡｓｔｒｅｓｓｃｌｏｕｄｍａｐ㊀㊀由图６中应力云图可知ꎬ在未建楼梯的模型Ａ中ꎬ结构的最大应力发生在框架柱的塑性铰区域ꎮ而在图７与图８中ꎬ加入了楼梯的模型Ｂ与模型Ｃ中ꎬ梯梁与柱和平台梁相交处出现应力集中现象ꎬ混凝土和钢筋应力峰值加大ꎬ模型Ｂ的钢筋和混凝土应力峰值分别增大为模型Ａ相应峰值的２８００％和５６６％ꎬ模型Ｃ的钢筋和混凝土应力峰值分别增大为模型Ａ相应峰值的２３８９％和４２２％ꎬ但应力峰值区５６１第２期㊀㊀㊀㊀㊀文明等:现浇梁式楼梯支座形式对结构抗震性能的影响域主要发生在楼梯与框架梁连接刚接处ꎬ支座刚接处以及楼梯板区域ꎮ因此ꎬ模型中增加楼梯ꎬ楼梯与主体结构的相互作用将增大楼梯自身的应力水平ꎬ而减小对框架柱的影响ꎬ这与楼梯结构的实际受力较为吻合ꎬ因此在结构地震反应分析模型中有必要考虑楼梯的影响ꎮ(ａ)钢筋应力(ｂ)混凝土应力图７㊀模型Ｂ应力云图Ｆｉｇ.７㊀ＭｏｄｅｌＢｓｔｒｅｓｓｃｌｏｕｄｍａｐ(ａ)钢筋应力(ｂ)混凝土应力图８㊀模型Ｃ应力云图Ｆｉｇ.８㊀ＭｏｄｅｌＣｓｔｒｅｓｓｃｌｏｕｄｍａｐ㊀㊀此外ꎬ对比模型Ｂ和模型Ｃ可知ꎬ模型Ｂ的钢筋应力和混凝土应力峰值分别为１１８.８㊁３.９２１ＭＰａꎬ模型Ｃ的钢筋应力和混凝土应力峰值分别为１０１.８㊁３.０７５ＭＰａꎮ不难发现ꎬ改变楼梯与框架梁的连接支座形式ꎬ将影响楼梯与支座在地震荷载作用下的应力值ꎮ由于滑动梯梁下端可以沿支座滑动ꎬ地震时应力可适当减小ꎬ地震作用下楼梯间结构中钢筋与混凝土的应力峰值分别减小了１５％和２２％ꎬ因此使用滑动支座连接的楼梯结构可以有效减小构件内力ꎬ对结构抗震性能有利ꎮ３.３㊀拟静力数值试验３.３.１㊀滞回曲线为了对比２种不同支座类型楼梯在地震作用下耗能能力的差异ꎬ采用数值模拟方法对模型Ｂ与模型Ｃ分别进行拟静力性能分析ꎮ对模型底部进行固定约束ꎬ并建立２个分析步ꎬ第１个分析步在模型每个框架柱顶部施加２５０ｋＮ的竖向荷载ꎬ第２个分析步在模型顶部施加位移循环荷载ꎬ加载方式为第一级加载位移为１ｍｍꎬ往后每级施加２ｍｍꎬ每级加载反复循环一次ꎬ当模型发生屈服后ꎬ每级施加４ｍｍꎬ每级加载反复循环３次[１１]ꎮ得到的模型Ｂ和模型Ｃ的滞回曲线ꎬ如图９所示ꎬ图中Ｘ０表示位移ꎬＦ０表示侧向力ꎮ滞回曲线又称恢复力特性曲线ꎬ为试件采用拟静力实验方法来确定的荷载－位移曲线ꎬ可以很好地反映出构件在受力过程中刚度退化㊁变形和能量消耗特征[１２]ꎮ由图９可知ꎬ２个模型在加载初期曲线重合度较高ꎬ这是由于模型Ｂ和模型Ｃ２个模型的构件尺寸及其属性相同ꎬ楼梯处于弹性工作状态下ꎬ滞回环面积较小ꎬ耗能较小ꎮ随着位移荷载的增大ꎬ滞回曲线呈Ｓ形ꎬ并伴随着滞回曲线面积的增大ꎬ构件整体刚度发生退化ꎬ滞回曲线呈反Ｓ形ꎬ构件整体强度下降ꎬ承载能力减弱ꎮ滑动支座楼梯单元随着施加位移荷载的变化ꎬ其滑动支座连接部位发生相互错动ꎬ通过摩擦作用来达到耗能效果ꎬ因此滞回曲线相对于固定连接楼梯单元没有明显的捏缩效应[１３]ꎮ随着加载位移的增大ꎬ滞回环的面积也不断增大ꎬ并伴随着裂缝的产生和贯通造成结构承载力的减弱[１４]ꎮ对比２种连接方式的滞回曲线ꎬ可以看出滑动连接楼梯单元有 ６６１ 南昌大学学报(工科版)２０２３年㊀4503001500-150-300-450F 0/k N5025-25-50-75-10075200150100500-50-100-150-200F 0/k N5025-25-50-75-10075100Ｘ０/ｍｍ(ａ)固定连接楼梯滞回曲线Ｘ０/ｍｍ(ｂ)滑动连接楼梯滞回曲线图９㊀楼梯单元滞回曲线对比图Ｆｉｇ.９㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｓｔａｉｒｃａｓｅｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｃｕｒｖｅ着更大的滞回环面积ꎬ因此有着更好的耗能性能[１５]ꎮ以上表明ꎬ滑动支座楼梯单元有着更好的耗能特性ꎬ因此有着更好的抗震性能ꎮ３.３.２㊀骨架曲线骨架曲线是结构在加载过程中所得到的最大水平力相连的运动轨迹ꎬ可以很好地体现出混凝土结构的受力状态与结构变形过程中的规律和特性ꎮ模型Ｂ和模型Ｃ的骨架曲线如图１０所示ꎬ图中Ｆ１为荷载ꎬＸ０表示位移ꎮ由两骨架曲线可以看出ꎬ固定连接楼梯单元承载力峰值是滑动支座楼梯单元承载力峰值的２倍多ꎬ这是因为固定连接楼梯结构由于整体刚度大ꎬ从而使其承载力峰值增大ꎮ而滑动连接由于梯梁下部与支承梁连接断开ꎬ减弱了斜撑效应ꎬ减轻了结构内力ꎮ可以看出固定连接楼梯在位移值在５０ｍｍ左右时ꎬ便达到了结构的屈服点ꎬ而对于滑动连接楼梯屈服点位移值则可以达到７０ｍｍ左右ꎬ滑动连接楼梯结构有着更大的屈服位移[１６]ꎮ1005004003002001000-100-200-300F 1/k N6020-20-60-100固定连接滑动连接Ｘ０/ｍｍ图１０㊀楼梯单元骨架曲线对比图Ｆｉｇ.１０㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｓｋｅｌｅｔｏｎｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅｓｔａｉｒｃａｓｅ以上表明ꎬ滑动支座楼梯单元有着更好屈服位移值ꎬ因此有着更好的抗震性能ꎮ但是在整体结构强度方面ꎬ滑动支座楼梯单元不如固定连接楼梯单元ꎬ结构能承受的最大应力小于固定连接楼梯单元ꎮ３.３.３㊀混凝土损伤情况分析在拟静力数值分析下得到模型Ｂ和模型Ｃ的混凝土损伤云图如图１１所示ꎬ分析２种结构损伤情况来判断２种结构形式的抗震性能ꎮ(ａ)固定连接构件混凝土受压损伤云图(ｂ)固定连接构件混凝土受拉损伤云图(ｃ)滑动连接构件混凝土受压损伤云图(ｄ)滑动连接构件混凝土受拉损伤云图图１１㊀混凝土损伤云图Ｆｉｇ.１１㊀Ｃｏｎｃｒｅｔｅｄａｍａｇｅｃｌｏｕｄｍａｐ７６１ 第２期㊀㊀㊀㊀㊀文明等:现浇梁式楼梯支座形式对结构抗震性能的影响由混凝土损伤应力云图可知ꎬ固定连接楼梯的梯柱最先出现损伤ꎬ伴随着荷载作用的增大ꎬ裂缝开始发展并逐渐贯通ꎬ其他构件交接处也开始出现损伤ꎬ并且随着荷载增大ꎬ损伤部位逐渐增大ꎮ与固定连接构件相比ꎬ滑动连接构件出现损伤区域与固定连接损伤区域相差不大ꎬ但是由于采用滑动连接ꎬ楼梯构件损伤程度明显减弱ꎬ除上部梯梁与支承梁连接处出现轻微损伤ꎬ其他部位未有太大损伤ꎮ此外滑动连接楼梯损伤发生的时间也要晚于固定连接楼梯ꎮ综上所述ꎬ滑动连接楼梯整体损伤要小于固定连接楼梯ꎬ此外固定连接楼梯结构损伤出现时间更早㊁分布更加分散ꎬ损伤扩散速度更快ꎬ因此采用滑动支座可以减轻整体结构的损伤ꎮ３.４㊀整体结构分析为了进一步验证上述结论的在整体结构中仍适用ꎬ研究建立３个６层ꎬ层高为４ｍ的框架模型Ｄ㊁模型Ｅ㊁模型Ｆꎬ模型与基础的连接方式为固定连接ꎮ各模型楼梯间均按上文中楼梯间构造设计ꎬ模型Ｄ为不设楼梯间的纯框架模型ꎬ模型Ｅ为设置固定连接楼梯的框架模型ꎬ模型Ｆ为设置滑动连接楼梯的框架模型ꎬ３种模型如图１２所示ꎮ分别对３个模型进行时程分析ꎬ时程分析采用与楼梯间模型相同的地震波ꎬ得到３个模型的Ｘ方向的水平位移以及模型Ｅ㊁模型Ｆ梯柱与平台梁内力值ꎬ位移具体数据如图１３所示ꎬ图中Ｘ０表示位移ꎮ(ａ)模型Ｄ(ｂ)模型Ｅ(ｃ)模型Ｆ图１２㊀３种框架构造模型Ｆｉｇ.１２㊀ＴｈｒｅｅｆｒａｍｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓX0/mm54321062018161412108642模型D模型E模型F楼层图１３㊀各模型Ｘ方向楼层位移Ｆｉｇ.１３㊀ＦｌｏｏｒｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎＸｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｅａｃｈｍｏｄｅｌ从图１３可以看出ꎬ纯框架结构模型Ｄ由于缺少楼梯结构ꎬ失去楼梯结构的刚度加强效应ꎬ导致位移最大ꎮ模型Ｆ由于楼梯下部约束释放ꎬ刚度减小ꎬ所以模型Ｆ的位移大于模型Ｄ的位移ꎬ模型Ｄ由于楼梯结构的刚度加强作用ꎬ位移最小ꎬ这与前面单独楼梯间分析情况一致ꎮ此外ꎬ我们针对２种不同的支座连接形式进行相关探究ꎬ以得出２种不同支座连接形式对整体结构抗震性能的影响ꎬ得到模型Ｅ㊁模型Ｆ梯柱与平台梁内力值ꎬ如表５㊁表６所示ꎬ表中ＦＮ表示轴力ꎬＱ表示剪力ꎬＭ表示弯矩ꎮ表５㊀模型Ｅ和Ｆ梯柱内力Ｔａｂ.５㊀ＭｏｄｅｌＥａｎｄＦｌａｄｄｅｒｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓ楼层模型Ｅ模型ＦＦＮ/ｋＮＱ/ｋＮＦＮ/ｋＮＱ/ｋＮ５３４.２４.８１３.８１.７４４９.１７.１２０.０２.６３６１.７８.５２４.０３.３２６９.８９.９２４.２３.７１６１.３９.７１６.５３.６８６１ 南昌大学学报(工科版)２０２３年㊀表６㊀模型Ｅ和Ｆ平台梁内力值Ｔａｂ.６㊀ＭｏｄｅｌＥａｎｄＦｐｌａｔｆｏｒｍｂｅａｍｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｖａｌｕｅｓ楼层模型Ｅ模型ＦＱ/ｋＮＭ/(ｋＮ ｍ)Ｑ/ｋＮＭ/(ｋＮ ｍ)５１８.２１９.０３.６９.６４２５.０２３.８４.７１２.８３３３.４３４.４６.０１６.４２３６.４４１.４７.５２０.０１３１.６３７.４６.２１９.６从表５和表６可以看出ꎬ滑动支座连接可以显著降低结构的内力ꎬ降低结构损伤ꎬ与前面单独分析楼梯间的结论一致ꎮ经对比分析ꎬ整体框架模型的受力情况以及特性均与楼梯间分析情况一致ꎬ进一步验证了结论的正确性ꎮ４㊀结论㊀㊀在楼梯间子结构模型与整体框架模型中分析楼梯结构及其连接方式对结构地震响应的影响ꎬ得出楼梯构件的设计方法对框架结构抗震设计的影响ꎮ分析中对比不同工况模型的模态㊁地震作用下的位移与应力响应ꎬ以及结构滞回及损伤情况ꎬ得出以下结论:１)在楼梯间子结构模型中增加楼梯板等构造可以提高楼梯间与结构的整体刚度ꎬ减小结构的自振周期ꎻ但滑动支座构造可以使楼梯间结构自振周期增加ꎮ２)地震作用下ꎬ在增加了楼梯结构的两类模型中ꎬ楼梯间的应力与位移反应均大幅度降低ꎮ并且楼梯间子结构的应力最大值出现在楼梯与框架梁的交接位置ꎮ因此ꎬ在框架结构的抗震设计中有必要充分考虑楼梯的构造与支座形式ꎮ３)总体来看ꎬ固定支座可以更好地降低结构局部甚至抗震结构的整体地震反应ꎬ但梯梁与梯板自身的地震反应也将增大ꎮ使用滑动支座连接不但可以大幅度降低结构整体的地震反应ꎬ还可以减小楼梯间及楼梯结构自身的受力反应ꎮ因此ꎬ考虑到楼梯作为逃生通道的重要作用ꎬ建议在楼梯的抗震设计时楼梯梁多采用滑动连接方式ꎬ以确保楼梯的抗震安全性ꎮ此外ꎬ为了使楼梯结构不但具有良好的抗震性能ꎬ还能起到出色的减震耗能作用ꎬ在今后的研究中可尝试使用更多新型的支座连接形式与楼梯的减震构造方法ꎮ参考文献:[１]㊀丛术平ꎬ陈家学ꎬ彭敏.ＲＣ框架结构防震楼梯间抗震性能试验研究[Ｊ].建筑结构ꎬ２０１９ꎬ４９(１２):７９－８２. [２]张望喜ꎬ王志强ꎬ刘精巾ꎬ等.采用装配式滑支板式楼梯的ＲＣ框架结构抗震性能[Ｊ].重庆大学学报ꎬ２０１９ꎬ４２(１):４８－６３.[３]吴兆旗ꎬ李晨亮ꎬ姜绍飞.基于性能的ＲＣ框架结构现浇板式楼梯抗震性能评估[Ｊ].福州大学学报(自然科学版)ꎬ２０１８ꎬ４６(１):１０９－１１４.[４]曹达忠ꎬ彭凌云ꎬ高志强ꎬ等.钢筋混凝土框架结构带高端平台板滑动支座楼梯抗震性能试验研究[Ｊ].建筑结构学报ꎬ２０１８ꎬ３９(７):４６－５４.[５]马小瑞.楼梯形式对ＲＣ框架抗震性能的影响分析[Ｊ].水利与建筑工程学报ꎬ２０１８ꎬ１６(１):２２４－２２９. [６]ＦＡＬＬＡＨＩＳꎬＡＬＩＲＥＺＡＥＩＭ.Ｒｅｓｐｏｎｓｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｓｔａｉｒ￣ｗａｙｓｉｎＲＣｆｒａｍｅｓｕｎｄｅｒｅａｒｔｈｑｕａｋｅｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅｓ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１４ꎬ３(４):６０７７－６０８２.[７]ＷＡＮＧＸꎬＡＳＴＲＯＺＡＲꎬＨＵＴＣＨＩＮＳＯＮＴＣꎬｅｔａｌ.Ｄｙ￣ｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｓｅｉｓｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｐｒｅｆａｂｒｉｃａ￣ｔｅｄｓｔｅｅｌｓｔａｉｒｓｉｎａｆｕｌｌ￣ｓｃａｌｅｆｉｖｅ￣ｓｔｏｒｙｂｕｉｌｄｉｎｇｓｈａｋｅｔａ￣ｂｌｅｔｅｓｔｐｒｏｇｒａｍ[Ｊ].ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｙｎａｍｉｃｓꎬ２０１５ꎬ４４(１４):２５０７－２５２７.[８]刘长洋.板式楼梯连接方式对ＲＣ框架结构的抗震性能影响研究[Ｄ].长沙:湖南大学ꎬ２０１５. [９]班慧勇ꎬ赵平宇ꎬ周国浩ꎬ等.复合型高性能钢材轴压构件整体稳定性能研究[Ｊ].土木工程学报ꎬ２０２１ꎬ５４(９):３９－５５.[１０]张望喜ꎬ刘长洋.考虑楼梯影响的５ １２汶川地震灾区某典型教学楼弹塑性分析[Ｊ].防灾减灾工程学报ꎬ２０１５ꎬ３５(５):６９９－７０６.[１１]傅华耀.带梁式楼梯框架结构抗震性能的研究[Ｄ].南昌:南昌大学ꎬ２０２１.[１２]刘如月.防屈曲支撑混凝土框架结构地震损伤分析[Ｊ].南昌大学学报(工科版)ꎬ２０２０ꎬ４２(４):３４６－３５４. [１３]王雨辰ꎬ胡淑军ꎬ熊进刚.腹板开洞的装配式ＲＣＳ节点抗震性能[Ｊ].南昌大学学报(工科版)ꎬ２０２１ꎬ４３(４):３０７－３１３.[１４]杨朋超ꎬ薛松涛ꎬ谢丽宇.消能减震建筑结构的贝叶斯有限元模型修正[Ｊ].土木工程学报ꎬ２０２１ꎬ５４(Ｓ１):１３－１９.[１５]罗维刚ꎬ刘纪斌ꎬ宋江朋ꎬ等.双重耗能机制框架剪力墙结构地震响应分析[Ｊ].振动与冲击ꎬ２０２２ꎬ４１(５):１５１－１５７.[１６]付国ꎬ张博ꎬ何斌.钢筋混凝土框架延性破坏准则研究[Ｊ].地震工程与工程振动ꎬ２０２２ꎬ４２(２):１６３－１７１.９６１第２期㊀㊀㊀㊀㊀文明等:现浇梁式楼梯支座形式对结构抗震性能的影响。
探讨楼梯对抗震的影响
遵照有关建筑抗震设计规范， 设计合理适用 的楼梯形式 ， 施工人员在进行抗 计 时需要 考 虑楼 梯 的作 用 ， 按计 人 和不 计人 楼 梯分 两 种情 况 进行 设 计 。除此 震建 筑 的楼 梯施 工 时 ， 也 需要 特别 注 意楼 梯 的施 工质 量 。 以外 ， 对于 整 体性 能好 ， 主体 结构 刚 度较 大 的房 屋建 筑 ， 楼 梯 对主 体 结构 的抗 震 影响 较小 ， 此 时可 以不 考虑 楼梯 楼梯 对 抗震 的影 响 ， 但是 ， 在结 构 平面 布 置 ２ 楼 梯 与结构 主体 时， 为了在保护楼梯构件的同时减小楼梯对主体结构的抗震影响， 楼梯周围 从而使抗震墙能处在最合理最有效的位置上 ， 提高 楼梯作为特殊的构件 ， 会对竖向构件的产生外力 ， 同时 ， 楼梯可以向下传 的竖向构件应反复验算 ，
能产 生过 大 的扭 转力 ， 避免 对 建筑 的其 他构 件 产 生破坏 。 在 施工 工程 中 ， 可 以 采用对楼梯现浇混凝土的方式来提高楼梯的承载力和抗震效果 ， 如果楼梯和 结 构 平 面不是 很 规则 时 ，现 浇会 产 生扭 转力 并 对结 构 的抗 震 性造 成 影 响 ， 此 时， 设计 人 员 还 需要 进 行楼 梯 构 件抗 震 承 载 力验 算 ， 考 虑 楼梯 构 件 对 地震 作 用 的影 响后 ， 设 置 一定 的 构造 措施 ， 加强 房 屋建 筑 的整 体抗 震 效 果 ， 避 免 因楼 梯构 件 和主体 结 构 的刚 度相 差 过大 而导 致 楼梯 构 件破 坏 。 除此 以外 ， 在 抗震 建筑的楼梯间和人行通道的围护墙处 ， 需要设置钢丝网砂面层 ， 从而提高楼 梯构 件 的抗 震效 果 。 另外 ， 楼 梯 间 的墙 采用 砌体 填 筑 的方式 进 行修 建 按 ， 但此 时为 了 弥补 填筑 造成 的结 构承 购承 载力 下 降等 问题 ， 楼 梯 间需 要 设置 符 合相 关规 定 的钢 筋混 凝 土构 造柱 。设 计人 员在 进行 抗 震建 筑 的楼 梯设 计 时 ， 必须
框架结构中楼梯的震害和设计要求
框架结构中楼梯的震害和设计要求作者：任永强王康来源：《城市建设理论研究》2013年第19期摘要：在房屋结构中，楼梯往往是结构受力比较薄弱和构造比较复杂的部位。
作为重要的紧急逃生通道，在发生地震和其它突发事件（如火灾、爆炸等）时，楼梯将承受很大的疏散活荷载或地震作用。
楼梯如发生破坏将会延误被困人员的撤离，影响救援工作的展开，进而导致严重伤亡。
汶川地震的震害调查也发现，在水平地震作用下，梯段斜向受力构件与框架主体结构相连，成为压弯或拉弯构件，许多楼梯先于主体结构发生破坏。
而在现行的建筑抗震规范中，仅给出了楼梯抗震设计意见，缺乏具体的计算方法和构造要求。
本文基于对框架结构中楼梯的震害分析，提出了楼梯的设计要求。
关键词：楼梯；地震；框架结构；震害分析Abstract: In building structure, Staircase is more complex and relatively weak structured. As an important emergency routes when earthquakes and other emergencies (such as fire, explosion, etc.), Stairs are under highly evacuation live orseismic load, destruction of the stair caused delay of the evacuation of trapped people and affect the commencement of the rescue work, and cause serious injury or death. investigation of Wen chuan earthquake damage also find: Many stairs break before the main structure. In the current building seismic code, seismic design advice of stairs was only given instructionally, specific calculation methods and construction requirements were lacked. Based on the analysis of earthquake destroy of stairs in frame structure, this paper propose some requirement of stair in designKeywords: stair; earthquake; frame structure; seismic design中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：1楼梯的震害调查及原因分析在汶川地震中，框架结构、框剪结构和砖混结构中的钢筋混凝土现浇楼梯都出现了大量破坏，尤以框架结构中楼梯的破坏最为严重。
框架结构楼梯震害破坏分析及设计建议
２ 框 架 结构楼 梯 的主 要震 害
从震害现象表明， 楼梯间是框架结构抗震的 薄弱环节， 使大震下角柱跨 中发生剪切屈 曲破坏 。
口
根据汶川 地震 震 害调 查 ，楼 梯作 为建 筑 物竖 向交通 通 道 ， 在地震 中具有 疏散 和逃 生功 能 ，但 在 强烈地震 作 用下 ，楼 梯破坏主要集 中在框架 结构 和砌 体结构 ，通常是 抗震 的薄 弱环节 。如何结 合 Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １— ２ ０ １ ０ （ 建筑 抗震 设计 规范 》 给 出的指导思想 ，在合理 的结构设计 中考虑 区分不 同的情 况 ， 辩证地采用 不 同的设计 思路 ，形 成系 统的 、合理 完整 的框
震 中框架结构楼梯 的典 型震 害分析 ，根 据楼 梯 间作为 安全
疏散 通 道 的 要 求 ， 系 统 的 对 楼 梯 的 抗 讨 。提 出相应 的对 策 ，以便 在工 程 中采取 必要 的设 计 措 施 ，更有效地提 高楼梯 的防震 减 灾能力 ，最 大限度 地避
卜 强
（ 中 国建 筑 西南设 计研 究 院有 限公 司 ，四川 成都 ６ １ ０ ０ ４ １ ）
摘
要 ：楼梯在 地震 中具有疏散 和 逃生功 能 ，基 于地
主要表现在 ：梯 段板 、楼 梯 间角柱 、梯 柱 、平 台梁 的破 坏 和填充墙等非结构构件 的破坏等 。
２ ． １ 梯 段 板 破 坏
２ ０ １ ４ 年 第 ２ 期
第４ Ｏ卷 总 第 １ ７ ８期
・
５ ９・
２ ０ １ ４ 年 ４月
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２－ ４ ０ １ １ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ２ ． ０ ２ ７
浅谈楼梯在结构中的抗震设计
浅谈楼梯在结构中的抗震设计摘要：随着我国经济的快速发展，人们的生活质量也得到了很大的改善，相应的需求也就有所增加，为了更好的满足人们的需求，近几年各类工程都在积极的进行建设，建筑工程就是其中的一种常见施工类型，它的建设对于人们的生活以及国家经济的发展都具有重要的影响。
而随着建筑工程项目数量的不断增加，人们的对于其建筑质量的要求也有所提高。
楼梯施工是建筑施工中的重要环节，这就要求有关人员能够做好建筑结构的设计工作，在设计的过程中能够多加考虑楼梯的设计，尤其要保证楼梯结构的抗震性能，这样才能进一步的保证整体结构的稳定与质量，从而更好的促进我国建筑行业的发展。
关键词：结构；楼梯；抗震设计楼梯在结构中的抗震设计是值得人们进行深入分析的，因为这切实的影响着建筑工程的质量以及效益，同时对于建筑行业的发展也具有一定的影响。
只有重视建筑结构中的楼梯设计环节，增强楼梯的抗震设计，才能进一步的保证整体建筑结构的稳定与安全。
而这就要求有关人员能够提高对于楼梯抗震设计的认识程度，并且能够不断的丰富自身的知识，针对楼梯抗震过程中存在的问题进行详细的分析，以积极的采取一些有效对策来加强楼梯的抗震性能，使得在地震自然灾害发生时减少伤亡，促进救援工作能够及时的进进行展开，这具有重要的意义。
1楼梯破坏分析1.1 梯段板破坏楼梯在梯段板的三分之一到四分之一跨度之间的时候会出现一些细小的裂缝，这些裂缝通常都是呈水平方向上分布的，梯段板受力筋在受到了应力作用之后会产生弯曲变形或者是下沉的情况，如果情况得不到有效的控制还会使得梯段板的水平裂缝宽度不断的增加，混凝土施工过程中的剥落现象也会非常的严重1.2的抗震要求和规范彻底的实施之前，很多梯段板负筋在三分之一到四分之一的跨度上有着相对比较明显的裂缝或者是折断的现象，这样也就使得这一部分的受筋数量明显的下降，这样其自身的抗张拉程度也就受到了非常不利的影响。
1.2 平台梁和平台板破坏平台梁以及平台板是比较容易受到破坏的地方，因为在建筑结构的运行过程中，楼梯的上梯段板与下梯段板会形成具有推拉作用的结构，这时很有可能会造成平台梁以及平台板的损坏，并且受力也不是很明晰。
楼梯设计对建筑抗震的影响及几点建议
楼梯设计对建筑抗震的影响及几点建议摘要：地壳结构的频繁运动，直接提高了我国地质灾害的发生频率。
要想为人们提供一个相对安全的生存环境，就必须要对建筑结构的抗震性能提出严格的要求。
楼梯是建筑结构中最重要的组成，是人们最重要的一种疏散通道。
在设计阶段提高楼梯的抗震性能，具有十分重要的意义。
本文重点针对楼梯设计对建筑抗震的影响进行了详细的分析，并提出了具体的楼梯设计策略，旨在提高建筑楼梯的抗震性能。
关键词：楼梯设计;建筑结构;抗震性能近几年来，人们对于建筑工程的施工质量与运行安全予以了高度的关注。
楼梯是建筑结构中最重要的一部分，其设计质量与施工质量，对于整个建筑结构的抗震性能有着直接的影响。
如果楼梯的设计不合理，不具有较高的抗震性能，将会因为地震的破坏力而出现楼梯构件损毁现象。
人们没有了畅通的逃生通道，其生命安全也会面临较大的威胁。
但是，如何在楼梯设计阶段，提高其抗震性能，是一个值得思考的问题。
一、楼梯设计对于建筑抗震的影响（一）楼梯作用力的影响楼梯结构中的竖向构件与自身传送力，是楼梯影响建筑结构抗震性能的具体体现。
楼梯设计对于建筑结构抗震性能的影响，受到建筑结构与楼梯间相对刚度比的影响。
即如果建筑结构的刚度较大、性能较优，那么楼梯的刚度就会相对减小，并且不会对建筑主体结构产生较大的影响。
如果在建筑工程设计阶段，采用了装配式结构、框架结构或者砌体结构，那么楼梯对于建筑主体结构的影响就非常大。
受到地震波的影响，地震荷载应力会传递给楼梯，进而使楼梯出现短柱或错层现象，甚至引起楼层的断裂。
一旦楼层断裂，那么建筑内的群众将无法安全逃生。
在地震荷载的持续影响下，建筑主体结构还会将正常情况的刚性状态，转变为弹性状态。
如果砌体承重墙或者填充墙没有开裂，或者开裂现象不明显，证明建筑主体结构的刚性结构没有彻底退化[1]。
如果地震强度较大，且超出了建筑结构的设计烈度范围，当建筑结构陷入弹性工作状态之后，建筑结构墙体就会出现明显的开裂问题，并且刚度开始快速退化。
浅谈地震中楼梯的震害
浅谈地震中楼梯的震害唐述辉;侯晓伟;文勇杰【摘要】5·12汶川地震后,在对灾区的房屋安全检查的时候.发现作为主要甚至唯一逃生通道的楼梯,破坏非常严重.本文主要介绍几种比较有代表性的破坏形式,并在以后的设计过程中有意识的加强相应措施,提高逃生通道的安全性.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2010(036)001【总页数】2页(P69-70)【关键词】楼梯;地震【作者】唐述辉;侯晓伟;文勇杰【作者单位】中国建筑西南设计院有限公司,四川成都610081;中国建筑西南设计院有限公司,四川成都610081;中国建筑西南设计院有限公司,四川成都610081【正文语种】中文【中图分类】TU312+.31 前言“5◦12”汶川大地震造成了巨大的财产损失和人员伤亡。
很多房屋在地震作用下虽然破坏严重,但仍然屹立不倒,因此,在这样的房屋里,保证逃生通道的安全可靠是首要的。
然而在灾区检查房屋震害的过程中,发现作为主要逃生通道的楼梯破坏较为严重,严重威胁到经此逃生的群众的生命安全,同时也不利于震后对房屋内的人员进行紧急救援。
在此,主要对楼梯出现的典型破坏形式进行简单的介绍。
2 楼梯的震害情况汉旺东方汽轮机厂某办公楼底层楼梯 (如图1所示),办公楼为框架结构,楼梯设置在办公楼端部,属室外部分。
在楼梯第一梯段,梯板出现断裂破坏,断裂位置板底钢筋弯曲变形,钢筋采用一级钢 (热轧钢筋 HPB 235),钢筋间距目测约 200mm,板断裂处,为板上部负筋截断位置。
平台板处梯梁在梯井处断开,平台板也明显断裂,梯梁与框架柱相接处,梁亦出现明显破坏。
在对中国工商银行绵竹市分行办公楼等多栋房屋楼梯的检查发现,梯段板绝大部分均在板上部负筋断开位置破坏。
图2所示的楼梯梯段板断裂并发生错位,板钢筋弯曲,整个楼梯堆积了四周填充墙损坏的砖等非结构构件形成的垃圾。
当整体结构没有出现较严重损坏时,砖混结构中的楼梯在地震中的破坏情况要好于相同地区框架结构的楼梯;而底部为商业上部为住宅的框架结构,楼梯在一层处的破坏较为严重,常见破坏形式为梯板断裂。
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结构抗震设计中楼梯带来的影响
发表时间：2016-09-26T15:11:17.993Z 来源：《基层建设》2015年31期作者：王华方
[导读] 摘要：楼梯作为建筑结构的重要构件，在建筑工程使用中发挥着重要作用。
然而根据相关研究可知楼梯能够对建筑结构的抗震性产生严重影响，所以要提升建筑结构的抗震性就应当科学合理的设计楼梯。
云南省昆明市东川区水利水电勘测设计队
摘要：楼梯作为建筑结构的重要构件，在建筑工程使用中发挥着重要作用。
然而根据相关研究可知楼梯能够对建筑结构的抗震性产生严重影响，所以要提升建筑结构的抗震性就应当科学合理的设计楼梯。
本文将以楼梯对建筑结构抗震性的影响进行分析。
关键词：抗震性；楼梯；建筑结构
改革开放以来我国经济发展迅速，建筑行业更是异军突起成为支撑我国经济发展的重要动力。
然而在建筑行业的快速发展中，很多问题也不断暴露出来，其中建筑质量问题成为当前影响建筑行业发展的重要障碍。
特别是建筑工程的抗震性问题，在我国近几年发生的地震灾害中，由于建筑物抗震性能不优越，造成了大量的人员伤亡和经济损失。
所以提升建筑物的抗震性能成为建筑工程建设中的重要内容，这就要求设计人员提升抗震设计水平，而楼梯是影响建筑结构抗震性的重要构件，设计人员应当在设计中充分考虑楼梯对建筑结构抗震性的影响，进而有效提升建筑整体的抗震能力。
一、楼梯震害类型
根据相关统计可知，地震中建筑结构破坏最为严重的是楼梯间，主要有三种形式楼梯破坏：1、楼梯整体坍塌破坏，例如建筑结构梯柱容易形成短柱，形成剪切破坏；2、梯板拉压损坏；3、梯梁中部受剪破坏。
产生楼梯间破坏的主要原因是楼梯具有过大刚度，进而最先被破坏[1]。
二、计算方法
在传统楼梯设计中设计人员仅考虑在地震中楼梯构件等效重力荷载的影响，对于整体刚度受到楼梯构件竖向刚度和平面刚度的影响、梯梁和梯柱等构件受到（根据刚度分类的）侧力的影响缺乏必要的考虑。
有限元利用ETABS-V9构建结构模型，通过壳单元模拟楼梯的斜板和平台板并构建层间构件模型，不计斜板刚度和挠度受到踏步刚度的影响[2]。
三、计算模型
某工程为8层框架结构的写字楼，开间方向（x向）柱距3.8米，为10跨，总长为39米；进深方向（y向）柱距为6，2.4，6米，为3跨，宽度和为14.4米；底层的层高为4.6米，其余每层为3.8米；柱510*510mm（C30），主梁310*510mm（C30），板厚110mm，梯梁210*410mm （C30），梯柱230*230mm（C30）；抗震设防烈度为9度0.30g，设计地震分组第3组，场地类别3类；基本风压为0.46kN/m；恒载为
2.6kN/m，活载为3kN/m，均布荷载为24kN/m；特征周期为0.4s；场地粗糙类别是B类；主体结构为钢筋混凝土框架结构；绘制楼梯采用线拉成面，采用双跑楼梯。
运用直线杆单元进行柱、梁的模拟，用空间杆件做直线杆，具有双轴剪切变形、轴向变形、扭转、双向弯曲效应，运用模单元模拟楼板[3]。
依据楼梯的不同位置布置单元构建了12种模型，运用不计入和计入楼梯模拟构件。
如图1所示[4]。
图1建筑结构平面示意图
四、地震作用下楼梯构件对整体结构的影响
位置1（模型1）运用不计入和计入两种楼梯情况的有限元分析，在表1中列入分析结果，分析表1可知结构x向与y向都受到楼梯一定程度的影响，y向受到的影响更大。
表1 分析结果
楼梯模型计入楼梯不计入楼梯相差
首层刚度/（kNm）X向7982457364258.4% Y向92456774517842.3%
顶点最大位移/mm X向18.9719.75-2.8% Y向16.2917.78-7.6%
周期/s振型10.7274520.765587-3.7%
振型20.669780.754876-11.4%
地震剪力/kN X向40173940 2.5%
Y向426739148.8%
五、楼梯布置位置对建筑结构的影响
第一，在只设置一个楼梯的情况下，楼梯从中间向两端改变，y向层间位移角、层间位移比、地震下定点的位移都逐渐增大，层间的位移比的结果是从模型5（位置5）1.33增大到模型1的1.69，如图1。
在楼梯刚度增加的过程中扭转变形也大幅增加，可见楼梯刚度会严重影响结构扭转变形。
第二，在设置两个楼梯的情况下，根据图1可知在平面位置3布置楼梯时，y向层间位移角、层间位移比、地震下顶点位移最小，此时结构具有最好的刚度，对于扭转变形产生的影响最小[5]。
第三，楼梯布置位置不完全在y向地震作用下时，计算结果比较如表2.表2 计算结果比较
位置1356811
顶点最大水平位移/mm24.4516.1917.9317.0916.6717.67
最大层间位移角1/4651/8071/6671/7921/8011/678
最大层间位移比 1.46 1.29 1.17 2.09 2.05 2.07
柱弯矩/（kNm）336203247
柱剪力/kN166124124
柱轴力/kN383353289
六、楼梯对楼梯间角柱的影响
通过对模型6（位置6）进行分析可知，楼梯会严重影响楼梯间梯柱，对于其他柱的影响不大，楼梯间框架相邻柱和框架角柱在y向地震作用下轴力为表3.
表3 楼梯间框架角柱和相邻柱在y向地震作用下轴力
楼梯间框架角柱
参与空间分析y
向地震作用下轴力/kN
不参与空间分析y
向地震作用下轴力/kN
相差
楼梯间框架角柱606267127%
楼梯间x向相邻第一
根框架柱33429712.6%
楼梯间x向相邻第二
根框架柱2732978.2%
七、讨论
通过整体结构（不同的楼梯布置和结构规模）的抗震分析可知：第一，楼梯构件严重影响着建筑结构的抗震性，结构局部抗侧刚度因楼梯的存在而大幅增加，结构自振周期因此降低。
楼梯在水平地震作用之下产生的地震反应较明显，如果将楼梯构件考虑纳入到计算中，通过调整结构，小抗震要求在普通楼梯布置方法中能够得到满足，但是在楼梯间个数、位置、楼梯构件强度等方面具有较高要求。
第二，应当给予楼梯非对称布置情况下的扭转效应充分的重视。
第三，楼梯会严重影响相连框架柱，表现为强剪型受力[6]。
根据以上内容可知，作为建筑物中重要组成部分的楼梯构件，它对整体结构的抗震性能具有较大影响。
楼梯参与整体结构计算中，楼梯的位移、地震作用、周期都会发生一定变化。
在建筑结构设计中，设计人员应当整体性分析建筑结构和楼梯构件，并运用相应的构造措施，设计时保证模型满足实际情况，符合业主使用需求，为人们的生命和财产安全提供保证。
但并不是在整体结构计算中简单的纳入楼梯就能将问题解决，应当注意整体结构和楼梯共同发挥作用会引发相邻框架柱和楼梯的破坏。
结语：
近年来地震灾害多发，建筑工程抗震能力越来越受到人们的重视。
随着对建筑设计研究的不断深入，楼梯对建筑结构抗震性的影响已经受到设计人员的广泛关注。
然而在具体的建筑结构抗震设计中对于楼梯的考虑还不够，需要建筑工程设计人员全面综合的考虑楼梯的影响，进而最大限度减小建筑结构抗震性受到楼梯的影响。
参考文献：
[1]邓立崧，姚琼，刘启强.框排架结构主厂房现浇楼梯对整体结构的影响及设计对策[J].工程建设与设计，2010，（07）：41-43.
[2]冯远，吴小宾，李从春.现浇楼梯对框架结构的抗震影响分析与设计建议[J].土木工程学报，2010，（12）：53-62.
[3]王旋，李萍，焦振奇.汶川地震中钢筋混凝土框架结构抗震性能的思考[J].甘肃科技，2011，（11）：115-118+109.
[4]燕鸣全.建筑楼梯对钢筋混凝土框架结构抗震设计影响的研究[J].施工技术，2011，（06）：4-6.
[5]代红军，祁皑.不同宽度楼梯对钢筋混凝土框架结构地震反应的影响分析[J].西南科技大学学报，2014，（06）：48-55.
[6]张斌，谢步瀛.框架结构抗震设计中楼梯间设置滑动支座的进一步分析[J].工程建设与设计，2012，（09）：99-101.。