抗震规范局部修订计算问题及其处理办法
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的,使我们现在的设计中存在重大的安全隐患。 根据汶川地震大量楼梯构件的破坏情况，为避免类似情况再次发生，
08<<抗规>>3.6.6要求计算中应考虑楼梯构件的影响。(要求一般情况下 都要考虑)
本条规定主要考虑到楼梯构件具有斜撑的受力状态，一般情况下对 结构整体刚度有较明显的影响。(这个一般情况指的是什么情况,通过本 次讲座明确这一点)
561.5
738.4
底层地震力倾覆 X向
力矩(kN-m)
Y向
8665.42 11099.18
8657 11730
顶点最大水平位 X地震 移(顶点位移角) Y地震
16.54 12.21
16.2979 12.6669
最大层间位移角 X地震
<所在楼层>
Y地震
1/1001<2> 1/1529<2>
1/1017<2> 1/1491<2>
楼梯构件有如下5种破坏情况：
1)楼梯间垮塌
a
4
2)楼梯板拉断
3)楼梯间角柱破坏
a
5
4)梯柱(板凳柱)拉断
5)梯梁剪扭破坏
a
6
以下介绍12项内容使我们设计和审图人员定量地了解
楼梯对结构的影响：
1)楼梯参与空间分析的计算方法? 2)楼梯对框架结构的整体影响有多大？ 3)楼梯对楼梯间角柱的影响有多大？ 4)楼梯的布置位置对框架结构的影响有什么规律？
楼梯间混凝土墙、楼梯间砖墙和框架梁之间 所有节点自动对应和剖分; 4)所有构件一起参与空间分析,楼梯刚度将影响结 构刚度、周期、位移和内力等所有计算结果; (彻底处理无限刚和弹性计算的矛盾，楼梯永远 是弹性的) 5)输出梯梁、梯柱、楼梯板和平台板的 计算结果。(得到楼梯构件本身的受力状况) 6) 审图时注意在结构信息--总体信息中输出:
根据住房和城乡建设部建标函[2008]225号关于做好《建筑工程抗震设 防分类标准》和《建筑抗震设计规范》的实施工作，严格执行，监管到位 的通知精神 。
大家已组织学习和宣贯培训了新的设计规范，针对局部修订内容的部
分规范条文，在执行上还存在疑问，在进行施工图审查中应统一标准。对 其中一些新的计算要求，我们做了深入的研究，今天就研究成果作一下介 绍，更好地贯彻执行新的国家标准。
计算模型
输入模型:8层两侧有两楼梯间
a)确定有限元计算模型； b)举一个算例，采用GSSAP和ETABSa两套软件计算，证明计算方法的可靠性。8
准确的计算模型： 楼梯构件包括：楼梯板、平台板、梯梁、梯柱。 楼梯空间计算包括：计算单元、节点关系、互相 影响、结果输出。
1)楼梯板和平台板采用自动剖分的空间壳单元; 2)梯梁和梯柱采用多节点的空间杆单元; 3)楼梯板、平台板、梯梁、梯柱、楼梯间角柱、
工作，使我们的计算中心成为全国兄弟单位的计算中心，目前在北京、深圳和广 州都有部门负责技术支持和交流工作。
2、计算中心承担两个任务: 1)为全国7000多家用户提供计算咨询； 2)为超高超限工程进行弹性计算校核和动力弹塑性计算。
每年把我们在设计、审图和咨询中遇到的问题，以及对这些问题的认识和处
理办法介绍给大家，希望大家在设计过程中遇到同类问题时，在今天的讲座中能 找到答案。也希望通过这次讲座，与同行有一次深刻的交流。
抗震规范局部修订的 计算问题及处理办法
吴文勇 焦 柯
广东省建筑设计研究院 深圳市广厦软件有限公司
2009年1月
a
1
背景:1、广厦结构CAD是国内两大结构CAD之一，广厦是陈星总工和容柏生院士 一手指导下建立的一个以设计院为背景的结构研发中心；
研发中心的技术骨干来自北大力学系，二十多年来一直从事结构计算的研究
结论:周期、地震作用、位移，GSSAaP和ETABS的结果基本一致,
11
所采用的计算方法是可靠的。
2)楼梯对框架结构的整体影响:
框架结构特点是：本身刚度较弱，支撑的刚度远大于柱的刚度。
算例： 8层两侧有两楼梯间，比较两种情况：有梯梁梯柱和无梯梁梯柱时楼梯 对框架结构的整体影响，有梯梁梯柱时a楼梯形成一个更复杂的支撑体系。 12
建设部关于做好新的国家标准实施工作的通知：要求严格执行、监管 到位，我们大家应做好以下3方面工作。
1)建立新的概念：楼梯是抗震结构中类似墙、柱、梁的重要构件； 2)了解楼梯参与空间分析的计算方法； 3)明确什么情况下必须考虑楼梯构件的影响。
a
3
本次大地震被损坏建筑的一个大的特点:大量楼梯构件的破坏(见 下图），影响了逃生通道安全，造成大量人员伤亡，安全通道是最不 安全的场所。 08抗规的本意是要使楼梯间成为安全岛，人上了楼梯就 应保证安全。
楼梯对框架结构的整体影响:
有楼梯（无梯梁梯柱）和没楼梯比较:
5)楼梯对高层结构的周边剪力墙有无大的影响，高层结构要不要算楼梯? 6)梯柱本身的计算; 7)梯梁本身的计算; 8)楼梯板本身的计算;
9)楼梯在大震作用下如何破坏？ 10)实际工程有无楼梯板的计算结果对比; 11)12种楼梯类型可参与空间整体结构计算; 12) 4点总的结论。
a
7
1)楼梯参与空间分析的计算方法?
T1=1.309134(X) T2=1.059503(θ) T3=0.983395(Y)
T1=1.27835(X) T2=0.97734(θ) T3=0.90094(Y)
第一扭转周期与 第一平动周期之比
底层地震剪力
X向
(kN)
Y向
T2/T1=80.93% (T1为X平动)
551.62
685.71
T2/T1=76.5% (T1为X平动)
a
2
1.计算中如何考虑楼梯构件的影响? 目前结构设计中计算分析模型一般是不输入楼梯构件的，将其等效
为荷载加到周边构件。原因有两个： 1)工程师普遍认为楼梯构件对结构受力影响不大，通过构造措施就
可以保证安全； 2)结构设计软件没有提楼梯参与整体分析的功能，若用通用有限
元程序计算，斜板、梯梁和梯柱的输入和网格剖分较麻烦。 思想认识和计算软件,这两个问题使以往整体模型是不考虑楼梯构件
计算中考虑楼梯构件的影响 :考虑
a
9
Y向地震作用下位移：
a
10
GSSAP参数化输入楼梯并自动剖分单元，ETABS斜板输入及手工剖分单元。 计算中考虑楼梯构件的GSSAP和ETABS结果对比：
计算模型 总质量（恒＋0.5活）(吨)
GSSAP 2123.672
ETABS 2.14E+03
结构自震周期
08<<抗规>>3.6.6要求计算中应考虑楼梯构件的影响。(要求一般情况下 都要考虑)
本条规定主要考虑到楼梯构件具有斜撑的受力状态，一般情况下对 结构整体刚度有较明显的影响。(这个一般情况指的是什么情况,通过本 次讲座明确这一点)
561.5
738.4
底层地震力倾覆 X向
力矩(kN-m)
Y向
8665.42 11099.18
8657 11730
顶点最大水平位 X地震 移(顶点位移角) Y地震
16.54 12.21
16.2979 12.6669
最大层间位移角 X地震
<所在楼层>
Y地震
1/1001<2> 1/1529<2>
1/1017<2> 1/1491<2>
楼梯构件有如下5种破坏情况：
1)楼梯间垮塌
a
4
2)楼梯板拉断
3)楼梯间角柱破坏
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4)梯柱(板凳柱)拉断
5)梯梁剪扭破坏
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以下介绍12项内容使我们设计和审图人员定量地了解
楼梯对结构的影响：
1)楼梯参与空间分析的计算方法? 2)楼梯对框架结构的整体影响有多大？ 3)楼梯对楼梯间角柱的影响有多大？ 4)楼梯的布置位置对框架结构的影响有什么规律？
楼梯间混凝土墙、楼梯间砖墙和框架梁之间 所有节点自动对应和剖分; 4)所有构件一起参与空间分析,楼梯刚度将影响结 构刚度、周期、位移和内力等所有计算结果; (彻底处理无限刚和弹性计算的矛盾，楼梯永远 是弹性的) 5)输出梯梁、梯柱、楼梯板和平台板的 计算结果。(得到楼梯构件本身的受力状况) 6) 审图时注意在结构信息--总体信息中输出:
根据住房和城乡建设部建标函[2008]225号关于做好《建筑工程抗震设 防分类标准》和《建筑抗震设计规范》的实施工作，严格执行，监管到位 的通知精神 。
大家已组织学习和宣贯培训了新的设计规范，针对局部修订内容的部
分规范条文，在执行上还存在疑问，在进行施工图审查中应统一标准。对 其中一些新的计算要求，我们做了深入的研究，今天就研究成果作一下介 绍，更好地贯彻执行新的国家标准。
计算模型
输入模型:8层两侧有两楼梯间
a)确定有限元计算模型； b)举一个算例，采用GSSAP和ETABSa两套软件计算，证明计算方法的可靠性。8
准确的计算模型： 楼梯构件包括：楼梯板、平台板、梯梁、梯柱。 楼梯空间计算包括：计算单元、节点关系、互相 影响、结果输出。
1)楼梯板和平台板采用自动剖分的空间壳单元; 2)梯梁和梯柱采用多节点的空间杆单元; 3)楼梯板、平台板、梯梁、梯柱、楼梯间角柱、
工作，使我们的计算中心成为全国兄弟单位的计算中心，目前在北京、深圳和广 州都有部门负责技术支持和交流工作。
2、计算中心承担两个任务: 1)为全国7000多家用户提供计算咨询； 2)为超高超限工程进行弹性计算校核和动力弹塑性计算。
每年把我们在设计、审图和咨询中遇到的问题，以及对这些问题的认识和处
理办法介绍给大家，希望大家在设计过程中遇到同类问题时，在今天的讲座中能 找到答案。也希望通过这次讲座，与同行有一次深刻的交流。
抗震规范局部修订的 计算问题及处理办法
吴文勇 焦 柯
广东省建筑设计研究院 深圳市广厦软件有限公司
2009年1月
a
1
背景:1、广厦结构CAD是国内两大结构CAD之一，广厦是陈星总工和容柏生院士 一手指导下建立的一个以设计院为背景的结构研发中心；
研发中心的技术骨干来自北大力学系，二十多年来一直从事结构计算的研究
结论:周期、地震作用、位移，GSSAaP和ETABS的结果基本一致,
11
所采用的计算方法是可靠的。
2)楼梯对框架结构的整体影响:
框架结构特点是：本身刚度较弱，支撑的刚度远大于柱的刚度。
算例： 8层两侧有两楼梯间，比较两种情况：有梯梁梯柱和无梯梁梯柱时楼梯 对框架结构的整体影响，有梯梁梯柱时a楼梯形成一个更复杂的支撑体系。 12
建设部关于做好新的国家标准实施工作的通知：要求严格执行、监管 到位，我们大家应做好以下3方面工作。
1)建立新的概念：楼梯是抗震结构中类似墙、柱、梁的重要构件； 2)了解楼梯参与空间分析的计算方法； 3)明确什么情况下必须考虑楼梯构件的影响。
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本次大地震被损坏建筑的一个大的特点:大量楼梯构件的破坏(见 下图），影响了逃生通道安全，造成大量人员伤亡，安全通道是最不 安全的场所。 08抗规的本意是要使楼梯间成为安全岛，人上了楼梯就 应保证安全。
楼梯对框架结构的整体影响:
有楼梯（无梯梁梯柱）和没楼梯比较:
5)楼梯对高层结构的周边剪力墙有无大的影响，高层结构要不要算楼梯? 6)梯柱本身的计算; 7)梯梁本身的计算; 8)楼梯板本身的计算;
9)楼梯在大震作用下如何破坏？ 10)实际工程有无楼梯板的计算结果对比; 11)12种楼梯类型可参与空间整体结构计算; 12) 4点总的结论。
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1)楼梯参与空间分析的计算方法?
T1=1.309134(X) T2=1.059503(θ) T3=0.983395(Y)
T1=1.27835(X) T2=0.97734(θ) T3=0.90094(Y)
第一扭转周期与 第一平动周期之比
底层地震剪力
X向
(kN)
Y向
T2/T1=80.93% (T1为X平动)
551.62
685.71
T2/T1=76.5% (T1为X平动)
a
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1.计算中如何考虑楼梯构件的影响? 目前结构设计中计算分析模型一般是不输入楼梯构件的，将其等效
为荷载加到周边构件。原因有两个： 1)工程师普遍认为楼梯构件对结构受力影响不大，通过构造措施就
可以保证安全； 2)结构设计软件没有提楼梯参与整体分析的功能，若用通用有限
元程序计算，斜板、梯梁和梯柱的输入和网格剖分较麻烦。 思想认识和计算软件,这两个问题使以往整体模型是不考虑楼梯构件
计算中考虑楼梯构件的影响 :考虑
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Y向地震作用下位移：
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GSSAP参数化输入楼梯并自动剖分单元，ETABS斜板输入及手工剖分单元。 计算中考虑楼梯构件的GSSAP和ETABS结果对比：
计算模型 总质量（恒＋0.5活）(吨)
GSSAP 2123.672
ETABS 2.14E+03
结构自震周期