楼梯对框架结构性能影响分析
楼梯对结构计算影响分析及其处理技术研究
方面 ：
４ ． 处 理 建 议 针对楼梯 对结构 以及构件的影 响 ， 采 取相应 的处理手法 是关键 。 （ １ ） 考 虑到楼 梯对 垂直于梯 板方 向的影 响程 度较 小 ， 但在梯 板方
．
向的影 响 程度 较大 ， 因此 针对 楼梯 布置的 较偏 时 则构件应 当考虑 扭转 （ １ ） 由于 考虑 楼梯 构件 ， 结构 整体 刚度加 大但 是其 在结 构平 面内 效 应 。 对 于边榀框 架按 扭转 位移 比不小于１ ． ３ ５ 的 要求设 计， 还应 当考虑 分布并不均 匀， 从而导 致结 构整体分 析结果发 生变化 。 这些 分析结 构的 双 向水平地 震作用等。 变化程 度取决于 纯框架 的刚度、 楼梯 的数 量和布置 的位 置等情况 。 大致 （ ２ ） 与楼梯 构件 相连 的框 架柱 、 框架 梁 （ 楼面梁 ） ， 应 考虑 楼梯对 上 表现 出来 的规律 是楼 梯刚 度与纯框 架 结构 刚度 比值越 大 ， 则 平动周 构 件所产生 的附加 的地 震内力， 关键 是轴 力和剪力。 附加地 震内力的大 期减 少越 多， 总地 震作用加大 越 多， 沿梯 板方 向影 响大 ， 垂 直梯板 方向 小 取 决于楼梯 刚 度占结构 总 刚度比例 的增加 而加 大 。 对 于基 本对 称的 影 响很 小 ， 楼梯 在楼面 的两端对 称 布置 ， 扭 转周期 明显减 少， 扭 转位 移 多跨、 多开 间的框架 结构 ， 楼梯 间两根框 架柱 合计承 担的附 加地震 剪力 比减 少较 多 ， 楼梯 布置在楼面 中部 ， 扭 转影 响 不明显 楼 梯布置在 楼面 值 大体接 近（ ７ Ｏ ％ １ ０ ０ ％ ） ， 框 架柱轴 向力增加 较多， 有 的可能 接近３ 倍。 而 的一 端 ， 扭 转周期 有所减 少， 但扭转 位移 比明显加 大 。 如 对结 构的 侧向 与楼 梯间非 相连 的框 架柱 ， 而 且楼梯对 称 布置时 则可 不考虑 楼梯 的影 刚度影 响见 图ｌ 所 示。 响。 （ ３ ） ｒ ｅ ｘ ， ｌ － 楼 梯构件地 震下的受 力复 杂， 必须予 以重视 。 梯板 应计入 地 震 轴力和 面内弯矩 的影 响 ， 按 面外 拉弯、 面 内压弯 剪构件设 计。 连接
框架结构中楼梯的抗震设计分析
最大水平位 移／
ｍ ｍ
方向
Ｙ方 向
８２ ．
１ ． ０４ １ １ｌ ４ ／ ０
７９ ．
ｌ ． Ｏ２
７９ ．
９５ ．
７７ ．
９． ３
位移 角
首层 刚度厂 ・ ｎｌ一１ Ｎ
方向 １１ ３ ／ ４ ２
ｙ方 向
１ｌ ６ ／ ４ ２
自振 周期／ ｓ
楼梯 滑动 楼梯铰接 楼梯剐接 ０７ ６２ ．９ ０ ７ ２６ ． ３ ０ ７ Ｏ９ ． ２ ０ ７ ２ ０ ６ ８６ ．２ ５ ． ８ ０ ６ ２４ ． ８
０６８ ．３ ５ Ｏ ６ １ｌ ． ４ Ｏ ６ ８６ ． ２
部刚度较 大 ， 结 构 吸 收了 过多 的 地震 能 ， 易首 先 发 生破 坏 。 使 容 且在考 虑楼梯的抗震 设计 中， 由于其 刚度较 大 ， 梯板 配筋 及截 面 尺寸也 相应增大 ， 而造成楼梯 间的局部 刚度 继续增 大 。主要 从 原 因是 因为楼梯板与平 台梁及平 台板 的刚接 ， 使得 水平 地震作 用 下产 生较大轴力 ； 同时作 为斜撑的楼板 使得连 接处 的平 台梁 产生 弯 、 、 的复杂受力状态 。如果消 除楼梯板 的斜 撑作用 ， 剪 扭 使其 成 为单 纯的受弯构件 ， 可降低 楼梯 间局 部 刚度 ， 则 使楼梯 构 件在 地
第３ ８卷 第 ９期
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５ ・ ０
２０ １２年 ３月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸ Ｉ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０ ． ８ Ｎｏ ９ １３ ． Ｍａ ． ２０１ ｒ ２
文章编 号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ２ ０ —０ ０ ０ １０ － ８ ５ ２ １ ） ９０ ５ — ２
谈楼梯对结构设计的影响
谈楼梯对结构设计的影响摘要：在建筑物当中，楼梯是竖向联系的主要通道，是建筑整体结构的重要组成部分。
文章为了更好的研究楼梯对结构设计的影响，结合了工程实际情况，对带楼梯和不带楼梯的结构方案进行对比分析。
关键词：楼梯；结构设计；动力特性在所有的多层建筑物当中，各楼层之间都会设置上下联系的通道，就目前来说，使用较为普遍的有楼梯、台阶、自动扶梯、坡道、电梯等。
大多数的高层建筑当中虽说电梯是主要的垂直交通工具，但是仍然会保留楼梯的存在，楼梯建筑物当中必不可少的建筑构件，主要用于建筑物的垂直交通和紧急疏散人员的解决方式，使用最为广泛。
楼梯在建筑物当中不仅仅具有保持上下交通通行顺畅的作用，还为建筑的主体结构起承重作用，在对楼梯进行设计的时候应该要坚固、耐久、安全、防火。
本文研究的内容主要通过对不同结构建筑物进行对比分析，综合讨论出楼梯对结构设计的影响。
1. 工程概况某拟建工程共10层，设计层高为3.6m，柱的尺寸为400 mm×600 mm，梁的尺寸为250mm×500mm。
建筑内楼梯设置位于端部，恒载为5 kn/m2，活载为2kn/m2。
2. 楼梯对整体结构的影响分析2.1 楼梯对结构整体动力特性的影响为了得出楼梯对整体结构动力特性的影响，笔者建立了两个模型，主要的区别为带楼梯与不带楼梯，并通过对6阶模态进行对比分析，得出了整体模型的周期情况。
表1 不同模型之间动力特性对比分析动力特性x向第一周期归一化y向第一周期归一化x向第二周期归一化y向第二周期归一化不带有楼梯 1.6155 1 1.7576 1 0.5327 1 0.5333 1带有楼梯 1.5245 0.944 1.3726 0.781 0.4900 0.9190 .4244 0.767周期相对该变量- 5.6% - 21.9% - 8.1% - 23.3%2.2 楼梯对结构整体位移的影响在表2中，可以明确的看出楼梯对于建筑物结构整体信息的影响，建筑模型的y向地震工况为7度，其加速度为0.1g。
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。
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在高层建筑框架结构中，楼梯是建筑设计中不可或缺的部分之一，而楼梯与框架梁柱的连接设计则是保证楼梯稳固性、安全性的重要工作之一。
本文将就高层建筑框架结构中楼梯与框架梁柱的连接设计进行分析，并提出具体的设计建议。
1.连接方式选择（1）通过榫口连接的方式在部分高层建筑中，常常采用通过榫口连接的方式。
具体的做法就是在楼梯坑与梁柱中预留好榫口，然后再将楼梯通过榫口与梁柱连接。
1）连接紧固性好，连接面积大，可以承受较大的荷载；2）连接便于施工，不需要涉及到过多的焊接工程；通过焊接连接的方式具有以下优点：2）与楼梯结构的配合性强，连接面积大，接口紧密。
1）焊接过程中的温度不能过高，以防楼梯及框架梁柱的材质发生变化，并造成脆性断裂等安全事故；2）焊接时要保证楼梯与梁柱的对齐度，需要严格掌控设备与工艺等参数；3）在使用焊接连接方式连接楼梯与梁柱时需要经过验收，以保证连接的质量安全。
2.连接设计建议（1）连接方式的选择应在考虑楼梯与梁柱之间承受的荷载、整体结构的稳定性等方面加以考虑，并进行重点比较。
（2）在连接方式上应选用轴向对齐方式和加强平衡的等多种设计方案，以保证连接处的稳固性和强度。
（3）在整个设计过程中应精确计算楼梯与梁柱之间的承重荷载，确保连接处的强度强于楼梯本身的强度要求，以避免安全事故的发生。
（4）针对楼梯与梁柱连接的设计，建议结合楼梯本身的形状与尺寸进行考虑，对于尺寸较大、较重的楼梯可适当加强连接方式，以提高连接强度和安全性。
（5）各项连接所需的部件如螺栓、螺母、角钢、焊丝等要使用优质材料，保证连接强度和质量，同时设备和工艺的精度等也要达到要求。
总之，在高层建筑框架结构中，楼梯与框架梁柱的连接设计是高度重要的一项工作，需要以设计安全性、连接强度等为出发点，针对连接方式、连接部件、连接质量等多个细节加以考虑，以确保连接处的稳固性、安全性及整个建筑结构的稳定性。
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。
板式建筑物楼梯对框架结构整体计算的影响分析
板式建筑物楼梯对框架结构整体计算的影响分析在框架结构建筑物不断增多的今天，我们对框架结构的建筑物进行计算的过程中，不可忽视一些关键性的因素，比如板式建筑物楼梯的影响就比较大，它对框架结构会造成的影响也是比较多的。
所以，本文进一步分析了板式建筑物楼梯对框架结构整体的计算影响，总结了影响的诸多方面，供参考和借鉴。
标签：板式建筑物；楼梯；框架结构；整体计算；影响我们研究和计算框架结构建筑物，不得不重视板式建筑物楼梯的影响力，在分析和计算的过程中，要将板式建筑物楼梯的影响放在重点位置，才能够保证框架结构整体计算更加科学。
1、楼梯概念设计的理论分析建筑框架结构设计是主要设计依据、抗震等级、人防等级、地基情况及承载力、防潮抗渗做法、活荷载值、材料等级、施工中的注意事项，选用详图，通用详图或节点，以及施工图中未画而通过说明来表达的信息，如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3等。
楼梯在建筑物中是一个空间结构，各种构件以相当复杂的方式共同工作，这种复杂的、非弹性性质的、材料的时效、阻尼变化等多种因素，在实际计算中存在着不准确性。
故在建筑抗震理论远未达到很科学严密的情况下，单靠理论计算很难使楼梯具有良好的抗震能力，因而在实际工程设计中我们多了许多概念，假定与简化。
如楼梯不宜放在建筑物的角部和边部，以便于荷载的传递；同时减少水平地震力作用下空间扭转作用的影响。
实际上踏步和平台梁是整体连接，计算时需要在支座处加构造负筋；以往在建筑工程中负筋一端锚入楼梯梁，另一端伸进楼梯板四分之一的踏步板跨度。
但通过实际工程震害发现，在梯板四分之一处梯板断裂或梯板混凝土剥落。
再次，楼梯板在水平地震力作用下具有桁架中的腹杆效应，将产生较大的拉压力。
楼梯板由原先我们只考虑竖向力时的受弯构件，转变为“拉压弯”构件，加强了楼梯处的局部抗侧刚度；结构刚度越大，地震作用效应越大，配筋越多。
楼梯参与整体计算时的楼梯板配筋要比常规做法计算出来的钢筋面积大出40%左右，当楼梯板不能承受地震力所产生的轴力及弯矩，势必出现梯段被拉断的情况。
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。
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收稿日期: 2010- 01- 20 * 联系作者, Em ai:l zcq0716@ 126.工程师第 26卷第 4期
动力特性和周边构件的影响, 得出一些有参考价 值的结论。
2 模型简介与计算假定
为了能说明楼梯对整体结构的影响和局部构
以准确计算 平面内和 平面外的 刚度 [ 2] 。楼 梯梁 和楼梯柱采用空间梁单元模拟, 空间梁单元每个 节点上有 6个自由度, 与壳连接处能够形成变形 协调。整个结构的楼板采用薄壳单元。 SAP2000 中整体模型如图 2所示。
采取考虑楼梯对整体影响的计算和相应的构造措 施 [ 7] 。文献 [ 8] 通过 ETA BS 的计算对比分析, 给 出楼梯影响整体结构分析的因素, 并给出了一个 楼梯与整体结构之间的连接模型。然而, 工程界 常用中国建筑科学研究院编制的 PKPM 进行建模 计算, 由于在 PKPM 中无法将楼梯与主体结构合 并进行建模分析, 所以工程界普遍做法是只考虑 楼梯荷载的传导, 不考虑楼梯刚度对结构的影响, 因此导致 出现计算与实际 间的不符。本 文通过 SA P20 00进 行建 模对 比分 析了 楼梯 对整 个 结构 的
Abstract T he paper obta ined the in fluence caused by stairs on the w ho le structura l dynam ic property and stair plate as we ll as periphery elem ents by com paring the com putationa l ana lysis results be tw een the structure w ith stair and the structure w ithout stair. It is necessary to consider the sta ir when analyzing the fram e structure in the light of the ana lysis discussed in th is paper. By decoupling the stiffness o f the structure, the sta irs st iffness d istribution proport ion at every m ode w as obta ined. The stairs m ay change the order of the m odes o f the structure and the w eakness d irection of the structure. Stair plate shou ld be designed by the state o f tension m om en t or compression m om ent to resist the act ion of earthquake. The corner co lum ns o f the structure are significan tly affected by the sta irs and ax ia l force of the corner column m ay be am plif ied four tim es than the orig ina l ax ia l force w ithou t sta irs. K eyword s stair, SAP2000, structural analysis, m ode stiffness
Analysis of Influence of Stairs on Fram e Structural Properties
ZHANG Cuiqiang* ZHOU Y ing
( Co llege o f C iv il Eng ineering, Tong jiU n ive rsity, Shangha i 200092, Ch ina)
1引 言
楼梯是建筑物的竖向交通通道, 也是地震时 人群疏散的唯一途径。汶川震害调查发现 [ 1] , 楼 梯间出现了大量破坏, 包括踏步板的折断, 楼梯间 角柱的破坏以及楼梯间填充墙体的倒塌等震害现 象 [ 4, 5] 。在大多 数设计当中, 楼梯踢板上 部钢筋 没有连通配置, 削弱了其抗拉 压能力 [ 6] , 所以在 设计中应该根据楼梯在结构中的位置, 决定是否
第 26卷第 4期 2010年 8月
结构工程师 Structural Eng ineers
V o .l 26, N o. 4 A ug. 2010
楼梯对框架结构性能影响分析
张翠强* 周 颖
(同济大学土木工程学院, 上海 200092)
摘 要 为了分析楼梯对结构的影响, 用 SAP2000通过对比有无楼梯参与整体结构计算分析, 得到了 楼梯对整体结构动力特性和梯板及其周边构件的影响。计算分析表明, 对于框架结构的计算分析要考 虑楼梯对整体的影响。通过振型刚度解耦, 可以得到楼梯对整体结构各阶振型刚度的贡献。楼梯的存 在改变了的结构振型出现的次序, 进而改变了结构薄弱方向。楼梯板在地震作用下, 处于拉弯或压弯状 态, 设计中要按拉弯或压弯进行配筋。楼梯对楼梯间角柱受力影响非常显著, 导致楼梯间柱的轴力增大 为不考虑楼梯整体分析时的 5倍左右。 关键词 楼梯, SAP2000, 结构分析, 振型刚度
件的影响, 拟建一办公楼, 柱的尺寸为 400 mm 600 mm, 梁的尺 寸为 250 mm 500 mm, 层 高为 3. 6 m, 共 10层。两个楼梯布置在端部, 其结构平 面布置图如图 1所示。恒载为 5 kN /m 2, 活载为 2 kN /m2。楼梯为双跑楼梯, 楼梯构件包括楼梯梁, 楼梯板, 平台板和楼梯柱。休息平台宽度为 2. 1 m, 楼梯梁的尺寸为 200 mm 400 mm, 楼梯柱的 尺寸为 250 mm 250 mm。本模型采用 SAP2000 进行分析, 版本为 9. 1. 6。考虑楼梯的空间作用, 楼梯板和平台板采用薄壳单元模拟, 薄壳单元可