谈楼梯抗震设计的重要性

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论建筑强震作用下楼梯的设计

论建筑强震作用下楼梯的设计

论建筑强震作用下楼梯的设计摘要:大地震破坏力巨大,大量资料研究发现楼梯往往先于主体结构破坏前产生种种严重破坏,影响应急使用。

因此加强楼梯的设计,将楼梯参与结构整体模型计算。

关键词:楼梯梁,震害,设计,楼梯板,整体计算1.前言我们按照建筑抗震设防分类标准的目标,“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准原则进行设计,然而随着大地震(汶川地震)后研究发现,在大震时,楼梯作为重要的逃生通道,在地震来临时担任着重要的角色。

震后大量资料调查发现,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严重破坏,影响应急使用。

2.现行钢筋混凝土楼梯的设计在现行结构设计中,不同结构体系,如砌体结构、框架结构或剪力墙结构等整体设计计算时,对楼梯进行了简化处理,整体结构进行内力计算和配筋时,仅将楼梯处楼板开洞,将楼梯的竖向荷载传递到框架梁、柱或墙上,并未将楼梯的构件作为结构的一部分参与整体计算,而楼梯只孤立地进行构件计算和配筋,完全没有考虑地震作用。

以下为现行板式楼梯梯段板、平台梁和平台板的设计的一般方法。

2.1设计步骤及方法(一)楼梯结构平面布置及构件尺寸选择1、梯段板、梯梁和平台板布置应与楼梯建筑详图一致。

2、板厚和梁高一般按刚度要求初步估算,再根据荷载大小及构造要求初步确定。

初步确定的构件尺寸必须经过正截面、斜截面承载力计算并满足要求。

根据刚度要求:平台板板厚:h≥80mm,且h≥(1/35—1/40)L梯段板板厚:h≥(1/25—1/30)L,L为梯段板水平净跨长度。

平台梁:h≥(1/12—1/15)L,b=(1/2—1/3)h所有尺寸应考虑建筑模数。

(二)梯段板的设计1、荷载计算从梯段板中垂直于支承方向取出1米宽板带作为计算单元,计算出沿水平投影方向分布的每米长的竖向均布荷载(包括竖向均布恒载设计值g和均布活荷载设计q)。

楼梯设计对建筑抗震的影响分析

楼梯设计对建筑抗震的影响分析

楼梯设计对建筑抗震的影响分析近年来,随着地壳运动的频繁,地质灾害的频发,使得人们对于建筑抗震要求也越来越高。

楼梯作为建筑中一个重要的构成部分,不仅是人们通行的主要通道,同时也是一种重要的疏散工具,在抗震抗灾中有着非常重要的作用。

下面笔者通过自身多年工作经验的积累以及总结,就楼梯设计对建筑抗震的影响进行研究与分析。

标签:楼梯;设计;建筑;抗震;影响;分析引言随着社会经济发展速度的加快,信息技术水平的提高,人们对于其居住环境以及质量也越来越重视,特别是建筑工程的质量以及安全。

近年来,国内建筑事业不管是管理方式,还是在施工技术方式上均获得了相应的发展,而楼梯作为建筑中一个重要的构成部部分,其设计的合理性与施工质量的高低也在很大程度上关系着建筑工程的抗震性能。

据相关调查资料显示与统计,因地震而受到损坏的的这些建筑,导致人员伤亡惨重还有另外一个原因,即楼梯构件受到影响与损坏,使得人们逃生通道的安全受到了影响,继而在一定程度上加大了人员伤亡。

由此可见,在建筑中,楼梯对于结构的安全和疏散过程中人身安全均有着非常大的意义。

1 楼梯对于建筑结构的影响楼梯对于建筑结构所产生的影响,主要表现为来两个方面,即楼梯竖向构件以及自身传力。

据调查资料与统计资料显示结果来看,楼梯对于建筑结构所产生的影响大小,取决于建筑结构和楼梯之间的相对刚度比,当建筑结构的整体刚度较大,且整体性能也比较大的时候,就建筑主体结构而言,楼梯的刚度就会相应的减小,同时其对于建筑结构所产生的影响也会相应的减少,对此在这种情况下,可忽略不计楼梯对于建筑所产生的影响。

如果建筑结构为装配式结构或者框架结构,尤其是砌体结构时,楼梯对于建筑主体结构所产生的影响就不可忽视。

在地震的持续作用下,建筑结构基本处于一种弹性工作的状态中,由于在此时砌体承重墙以及填充墙均未开裂或其开裂程度不是很高,且刚度还未完全退化,因此可为在建筑结构中楼梯的刚度不是很大。

但是若超出了设计烈度范围或者遇见比较罕见的地震,在此时建筑结构一般会进入到一种弹塑性的状态中,在这种形势下,建筑结构墙体就会出现开裂现象,且刚度开始下降,同时楼梯刚度所占比重也会相应的增大。

浅谈结构楼梯的抗震设计

浅谈结构楼梯的抗震设计

浅谈结构楼梯的抗震设计结构楼梯作为建筑物中的重要构件,在抗震设计中扮演着重要角色。

抗震设计是建筑工程中不可忽视的一个方面,特别是在地震频繁的区域,抗震设计更是至关重要。

本文将从以下几个方面谈论结构楼梯的抗震设计。

一、抗震能力参数结构楼梯的抗震能力与其所处地质条件、设计地震烈度、结构体系、结构高度等因素有关。

按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)的相关要求,结构楼梯应当采用强度、刚度、耗能等控制抗震设计,即抗震设计应当满足结构的强度应变关系要求、提高结构的刚度、适当增加结构的耗能能力等。

在抗震设计中,要特别注意结构的强度及稳定性、刚度、防裂性、耐震性能、水平约束等指标,加强结构的受力性能。

此外,在抗震设计中,还要进行应力松弛和预留变形等应对措施,增强结构的韧性,降低结构破坏的风险。

二、设计要求结构楼梯的抗震设计应当满足以下要求:1、结构楼梯的地基应当进行充分的承载能力计算,以保证地基支撑结构楼梯的能力。

2、采用合理的结构形式和构造形式,以降低结构变形和位移。

3、采用高强度、高韧性、高耗能材料和构件,以提高结构的抗震承载能力和耐久性。

4、合理设置楼梯的水平加筋、立向加筋和斜向加筋等,并加强楼梯的钢筋混凝土连接,以提高结构的整体性能。

5、进行合理的约束设计和支撑设计,有效控制结构激振和力传递。

6、附加附属设施应当考虑其与结构楼梯的相互作用效应,加强附属设施与结构楼梯的连接方式,防止与结构楼梯的分离破坏,提高结构的稳定性和可靠性。

三、设计防御措施为了增强结构楼梯的抗震性能,设计人员必须采取一系列的设计防御措施。

1、加强结构楼梯的力学计算,结合现代计算工具,进行合理精确的计算,保证结构稳定性、强度和整体性能。

2、进行充分的现场勘察,根据各种地质条件下的震害特征和地震反应能量谱等信息,对设计方案进行调整优化。

3、采用增强振动控制措施,如防震减振器、防震支座、防震橡胶等,以减小结构在地震作用下的位移和变形程度。

结构抗震设计中楼梯带来的影响

结构抗震设计中楼梯带来的影响

结构抗震设计中楼梯带来的影响摘要: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。

楼梯设计对建筑抗震的影响探讨

楼梯设计对建筑抗震的影响探讨

楼梯设计对建筑抗震的影响探讨【摘要】随着社会经济的飞速发展,人们越来越重视与自身生活息息相关的居住质量,尤其是建筑安全,我国建筑事业无论在施工技术还是管理方式上都取得了极大的突破。

作为不可或缺的安全疏散工具,楼梯在抗震防灾中发挥着举足轻重的作用,因此,深入探讨楼梯设计的规范要求和施工技术水平、加强楼梯设计的科学性显得尤为重要。

基于此,本文首先探析了楼梯对主体结构几个方面的影响;其次就我国目前与楼梯设计相关的规范条件进行了分析;再次探讨了加强楼梯抗震性的有效措施;最后对全文进行了总结。

旨在与同行进行业务交流,通过对楼梯的科学设计,使得楼梯对建筑抗震的影响降到最低,尽量减少安全事故的发生,让建筑结构更为合理。

【关键词】楼梯设计;建筑抗震;影响中途分类号:TU352 文献标识码:A文章编号:我国幅员辽阔,地形地貌复杂多样,在四川、唐山等地壳运动频繁的地区,经常会发生震级较高的地震灾害,这就对房屋等建筑的抗震功能提出了更高的要求。

而楼梯是疏散人群的重要出口,因此,广大建筑设计师们都高度重视楼梯设计对建筑抗震的影响,不断创新设计软件以追求更精确的计算。

笔者也结合自身的实际经验,就楼梯设计对建筑抗震的影响进行了一下探讨与分析。

1.探析楼梯对建筑主体结构的影响楼梯的自身传力和竖向构件是其影响建筑主体结构的两个主要方面,这也是建筑设计师们应该非常重视的两个内容,具体表现如下:1.1楼梯的自身传力对建筑主体结构的影响在我国一些震害严重的地区,通常都会有专业的地质研究人员对当地的地质条件、地震诱因以及震害情况等进行勘探和调研,这样才能从中找到加强建筑抗震功能的方法。

楼梯的设计对建筑的抗震能力有着非常重要的影响,楼梯与建筑主体结构相对刚度比的大小直接关系着楼梯对建筑主体结构影响的大小,建筑主体结构如抗震墙结构、框架-抗震墙结构等的自身刚度越大,那么它的整体性能越好,相较于建筑主体结构的刚度,楼梯刚度就显得较小,这时它对建筑主体结构的影响就越小,甚至可以忽略不计,因此楼梯的自身传力就得到了保障,建筑的抗震能力也会大大加强。

楼梯抗震规范

楼梯抗震规范

楼梯抗震规范楼梯是建筑物中的重要组成部分,其设计与使用安全至关重要。

在地震灾害发生时,楼梯的抗震能力直接影响着建筑物内人员的安全。

为有效保障楼梯的抗震能力,楼梯抗震规范应运而生。

楼梯抗震规范中需要注意的是:一、楼梯结构设计楼梯结构设计应符合现行的建筑规范,同时结合地震力和振动的要求进行设计。

需要注意的是,楼梯的宽度、坡度应结合使用人员的情况确定,以达到舒适、安全的使用要求。

二、楼梯梯级与间距楼梯的梯级与间距应符合规范,其中梯级不应超过18cm,间距不应小于23cm。

而在地震作用下,梯级的高度和步距应适当加大,以增加使用者的支撑面积,更好的抵御地震作用。

三、楼梯承重性能楼梯承重性能应符合规范,楼梯踏面应设置成防滑材料,以增加使用者的摩擦力。

在地震作用下,楼梯的承重能力也应相应加强,以正确分配地震荷载。

四、楼梯支撑结构楼梯支撑结构应符合规范,以保证楼梯的整体稳定性。

楼梯的扶手应具备足够的强度,并配备适当的固定结构。

在地震作用下,这种结构应该能够正确抵御地震荷载,并防止楼梯产生偏移和倾斜。

五、楼梯的固定与支撑楼梯的固定与支撑应符合规范,结构牢固,不得出现结构疲劳、开裂和变形等情况。

在地震作用下,这种结构应该能够正确承受地震荷载,并防止其产生偏移和倾斜。

总之,楼梯抗震规范是保障楼梯安全性的重要标准。

在建设中,需要根据实际情况制定并严格执行相应规范。

只有在紧密遵循规范的基础上,楼梯抗震能力才会更好的得到提高,从而在地震灾害发生时,达到有效保障建筑物内使用者的安全。

浅谈楼梯设计对建筑抗震的影响

浅谈楼梯设计对建筑抗震的影响

浅谈楼梯设计对建筑抗震的影响针对建筑结构设计中楼梯设计的问题进行探讨,从规范规定和设计理念出发,对各种结构形式下楼梯计算的问题进行分析,提出建筑抗震设计时楼梯设计的一些建议。

1.概述楼梯作为重要的疏散工具,在抗震防灾中起着举足重轻的作用。

从地震被损坏的钢筋混凝土结构房屋来看,其中一个特点是楼梯构件的破坏,影响了逃生通道安全,造成人员伤亡。

根据2008年汶川地震震害的相关报告,楼梯对结构安全以及疏散时人身安全的意义非常重大。

因此,我们有必要认真研读规范的有关要求,结合工程实际情况,认真对待抗震设计时的楼梯设计。

2.现行规范有关规定《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)3.6.6条提出:计算模型的建立、必要的简化计算与处理,应符合结构的实际工作状况,计算中应考虑楼梯构件的影响;6.1.8条针对框架-抗震墙结构和板柱-抗震墙结构中的抗震墙设置,提出宜符合下列要求:楼梯间宜设置抗震墙,但不宜造成较大的扭转效应;6.1.15条对楼梯设计做了具体规定:a.宜采用现浇钢筋混凝土楼梯。

b.对于框架结构,楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则;楼梯构件与主体结构整体现浇时,应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响,应进行楼梯构件抗承载力验算;宜采取构造措施,减少楼梯构件对主体结构刚度的影响。

c.楼梯间两侧填充墙与柱之间应加强拉结;13.3.4条针对钢筋混凝土结构中的砌体填充墙,提出应符合下列要求:楼梯间和人流通道的围护墙,尚应采用钢丝网砂浆面层加强。

《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)中相关条款:6.1.4、6.1.5、8.1.7条提出了与《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)基本相同的要求,而6.1.5条第4款针对楼梯间的砌体填充墙作了更为细致的要求:楼梯间采用砌体填充墙时,应设置间距不大于层高且不大于4m的钢筋混凝土构造柱,并应采用钢丝网砂浆面层加强。

3.楼梯与结构主体楼梯对主体结构的影响主要表现有两个方面,楼梯对竖向构件的影响以及楼梯自身的传力。

楼梯对结构抗震设计的影响分析

楼梯对结构抗震设计的影响分析

楼梯对结构抗震设计的影响分析摘要:根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第6.1.4条条文说明:2008年汶川地震震害进一步表明,框架结构中的楼梯及周边构件破坏严重。

本次修订增加了楼梯的抗震设计要求。

抗震设计时,楼梯间为主要疏散通道,其结构应有足够的抗倒塌能力,楼梯应作为结构构件进行设计。

本文就楼梯对结构抗震设计方面的影响展开了简要的分析。

关键词:楼梯;斜撑;结构整体刚度;稳定;抗扭一、楼梯在结构抗震中的重要性楼梯本来能起到为受灾群众提供重要垂直疏散道路的作用,它的应用是最为普遍的救生通道,在地震到来时担当着非常重要的角色。

但是,经过许多的专家学者们亲赴灾区进行了大量的震害调查及分析研究,发现地震灾害到来之际,楼梯并未发挥其所应有的作用,反而是人员伤亡较重的地方之一。

所以建筑物结构要留有一定的安全储备,这样建筑物就需要存在不易严重破坏的区域(如楼梯间)。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第6.1.4条条文说明:2008年汶川地震震害进一步表明,框架结构中的楼梯及周边构件破坏严重。

本次修订增加了楼梯的抗震设计要求。

抗震设计时,楼梯间为主要疏散通道,其结构应有足够的抗倒塌能力,楼梯应作为结构构件进行设计。

框架结构中楼梯构件的组合内力设计值应包括与地震作用效应的组合,楼梯梁、柱的抗震等级应与框架结构本身相同。

因此,为了保证楼梯在强烈地震作用下能够正常工作,能形成应急疏散的安全通道,在进行结构设计时,不仅仅需要保持楼梯结构的整体抗震性能,还需要保证楼梯的一些非结构构件的脱落不会致使楼梯堵塞。

保证楼梯的整体结构性能,是我们每一个结构设计工作人员必须认真对待和思考的一个问题。

二、楼梯对结构设计计算的影响根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3.6.6.1条:计算模型的建立、必要的简化计算与处理,应符合结构的实际工作状况,计算中应考虑楼梯构件的影响。

首先应以上条文要求,通过一框架结构在PKPM模型分别录入下列四种状况,进行计算,再对比一下这四种状况下楼梯对结构整体刚度的影响:状况一:有楼梯,梯间板厚为0。

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谈楼梯抗震设计的重要性
摘要:通过近几年地震后的观察,发现楼梯的震害尤为突出。

发生地震时,楼梯作为人员的逃生通道,其抗震设计的重要性显而易见。

本文结合最新的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)以及PKPM(08)软件计算,对楼梯不参与整体计算及楼梯参与整体计算两种计算进行分析对比,发现楼梯对于多层框架的影响不可忽略。

关键词:楼梯;抗震设计;参与整体计算
1 引言
楼梯是房屋最重要的通行通道,是我们再熟悉不过的设施,然而,2008年
的汶川地震后的震害调查发现,不论是框架结构还是砌体结构,许多楼梯先于主体结构发生了破坏,其中框架结构中的楼梯的震害尤为突出。

在地震中,楼梯主要的破坏形式有以下几种:
(1)楼梯间的整体垮塌;
(2)楼梯板拉压破坏;
(3)梯梁剪切破坏;
(4)楼梯间框架柱形成短柱出现剪切破坏;
(5)平台板拉、压破坏。

2 楼梯传统设计理念
在此之前,我国抗震设计执行的《建筑设计抗震规范》是2001的版本,规范对楼梯设计没有明确的规定。

设计人员在进行结构计算时,只计算楼梯自身在竖向荷载下的承载力,而楼梯本身作为主体结构的附属构件,仅仅作为竖向荷载加到主体结构上,不列入整体结构计算。

事实上,楼梯在水平地震作用下有斜撑的受力状态,对结构的刚度、承载力、规则性影响较大。

3 新《建筑抗震设计规范》中的楼梯设计
在最新的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中 6.1.15条明确提出:“对于框架结构,楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则,楼梯构件与主体结构
整浇时,应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响,应进行楼梯构件的抗震承载力验算;宜采取构造措施,减少楼梯构件对主体结构刚度的影响。

”彻底改变了仅将楼梯作为承受竖向荷载的构件的设计理念,为楼梯设计指出了新的研究方向。

为了适应新的抗震规范要求,很多结构计算软件都给出了考虑楼梯影响的解决方案,国内应用最为广泛的结构设计软件PKPM08版,实现了楼梯在整体结构中的输入和分析,软件自动将在四边形房间输入的楼梯转化成折梁,并在中间休息平台处增设层间梁。

楼梯参与整体分析后,得到的分析结果中能够初步体现楼梯对整体结构的影响。

笔者利用PKPM(08)软件对楼梯不参与整体计算及楼梯参与整体计算两种工况分别进行了计算分析,初步得出如下结论:
(1)结构的自振周期改变,振型改变,楼梯对于多层框架的影响不可忽略;
(2)在地震作用下楼梯间构件的受力状态改变,例如楼梯板由原先我们的“受弯构件”转为可能是“拉压、弯”复杂内力状态,甚至可能在受压的状态下发生平面外失稳;
(3)水平地震作用在各层抗侧力构件间的分配改变。

楼梯及周边构件承担更多地震力,结构分析中应考虑楼梯构件的刚度贡献,仅通过构造措施无法保证楼梯及周边构件安全,梯间角柱、梯柱、梯板跨中应加强。

4 结束语
发生地震时,楼梯作为人员的逃生通道,其抗震设计的重要性显而易见。

虽然最新的《建筑抗震设计规范》增加了抗震分析计算中应考虑楼梯构件影响的条文,但从性能设计的角度来看,仅规定分析方法还不够,楼梯应当具备更高的抗震安全性能,在地震发生时形成避灾空间。

因此,应明确楼梯的抗震性能目标,对楼梯进行有针对性的抗震设计,并采取相应的抗震加强措施。

总之楼梯的抗震应该作为一个课题,需要更多人的重视和研究,并为工程实践提供依据。

以上是我依据抗震规范,并结合实际工作,通过计算总结出的一些体会,尚不够全面,今后将不断继续补充完善。

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