樓梯對結構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查發(fā)現,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,樓梯對結構的影響引起了工程界的高度關注,而在以往的結構設計中,框架結構樓梯間的設計是與主體結構分開進行的,并沒有考慮地震作用對其的影響,也沒有考慮其對主體結構的影響,

2、但由實際震害可以看出考慮樓梯參與整體結構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層框架結構為研究對象,所做的主要工作和結論如下:
　　(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構的剛度和質量分布都發(fā)生了改變;

3、r>　　(2)對上述兩種模型進行了反應譜分析,結果表明,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%,說明考慮樓梯對結構在Y向的影響較大;
　　(3)對樓梯構件在地震作用下的內力情況進行了研究,發(fā)現樓梯構件在地震作用下受力情況復雜,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)為了改善樓梯對結構的不利影響,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)分析和反應譜分析,結果表明,梯段板斷開模型周期要與梯柱斷開模型的周期接近,并與不考慮樓梯結構模型周期接近,兩種樓梯改進方案與不考慮樓梯結構模型基底剪力接近,說明上述兩種樓梯改進方案能夠有效消除樓梯對結構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