樓梯對結(jié)構(gòu)動力特性的影響及對策研究.pdf

1、樓梯是建筑物的豎向交通通道,也是地震時人民群眾疏散的唯一途徑,但是近幾年的震害調(diào)查發(fā)現(xiàn),在地震中樓梯發(fā)生了各種形式的破壞,包括梯段板的折斷,平臺板、平臺梁的破壞,樓梯間角柱的破壞以及樓梯間填充墻的破壞等,甚至因為樓梯構(gòu)件的損毀倒塌而堵塞了人們逃生的通道。自5.12大地震后,樓梯對結(jié)構(gòu)的影響引起了工程界的高度關(guān)注,而在以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,框架結(jié)構(gòu)樓梯間的設(shè)計是與主體結(jié)構(gòu)分開進行的,并沒有考慮地震作用對其的影響,也沒有考慮其對主體結(jié)構(gòu)的影響,

2、但由實際震害可以看出考慮樓梯參與整體結(jié)構(gòu)性能的影響的研究是有實際意義的。在此背景下,本文以某6層框架結(jié)構(gòu)為研究對象,所做的主要工作和結(jié)論如下:
　　(1)利用SAP2000軟件建立了不考慮樓梯和考慮樓梯的兩種框架模型,對其進行了模態(tài)分析,結(jié)果表明,考慮樓梯參與的模型的周期減小,第一階周期減小了7.15％;考慮樓梯參與的模型第一振型為扭轉(zhuǎn)振型,而不考慮樓梯參與的振型為平動振型,說明樓梯的參與使得結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量分布都發(fā)生了改變;

3、r>　　(2)對上述兩種模型進行了反應(yīng)譜分析,結(jié)果表明,考慮樓梯參與的模型比不考慮樓梯參與的模型在Y向即順樓梯板方向的位移減小幅度為3%~10%,X向即垂直于樓梯板方向減小幅度為0~1%,基底剪力Y向增大了7.94%,X向增大了4.36%,說明考慮樓梯對結(jié)構(gòu)在Y向的影響較大;
　　(3)對樓梯構(gòu)件在地震作用下的內(nèi)力情況進行了研究,發(fā)現(xiàn)樓梯構(gòu)件在地震作用下受力情況復(fù)雜,梯柱的破壞主要是由柱端彎矩巨大造成,平臺梁和平臺板的破壞主要是由

4、剪拉破壞造成;
　　(4)為了改善樓梯對結(jié)構(gòu)的不利影響,提出了兩種樓梯改進方案,方案一為梯柱斷開式,方案二為梯段板斷開式,并對兩種模型進行了模態(tài)分析和反應(yīng)譜分析,結(jié)果表明,梯段板斷開模型周期要與梯柱斷開模型的周期接近,并與不考慮樓梯結(jié)構(gòu)模型周期接近,兩種樓梯改進方案與不考慮樓梯結(jié)構(gòu)模型基底剪力接近,說明上述兩種樓梯改進方案能夠有效消除樓梯對結(jié)構(gòu)的不利影響而且方案二的效果更好;
　　(5)對上述的四個模型進行了彈性時程分析,在