, 2009 2009 39 of 's in the frame 刘小虎（华友建筑设计咨询有限公司，北京） 摘要：地震破坏表明框架结构楼梯会产生阶梯拉力断裂，梯梁剪切破坏现象。 通过对楼梯侧向刚度的分析，采用等效刚度法考虑楼梯在整体模型中使用斜杆的抗侧向力，以及梯板和梯梁的附加内力获得地震下的强度，使梯板和梯梁适当加固，防止楼梯损坏的发生。 关键词：楼梯； 抗震设计； 框架结构'(,, China): 作者简介：刘小虎，男，1975年5月出生，工程师。
收稿日期：7月1日发生的四川汶川地震中，按现行抗震规范正常设计建造的房屋建筑达到了地震不倒的预期目标，但从局部来看，楼梯在框架结构中被严重损坏。 震害表现为梯板开裂； 而从使用功能来看，楼梯是地震期间人群疏散逃生的重要组成部分，其破坏后果不堪设想。 因此，如何保证框架结构楼梯在地震初期的安全，是设计师必须解决的问题； 楼梯损坏原因分析 111 框架结构中楼梯的常规做法 框架结构中，常在框架梁（或上部吊杆）上架设楼梯立柱，以支撑中间平台，如图 1 楼梯结构示意图 在结构计算，一般的方法是直接计算楼梯对框架主梁的荷载，然后对结构进行整体分析。 楼梯本身提供给结构的侧向刚度被忽略； 就像空间中的填充墙，只考虑它的自重，通过的折减，最多考虑它的刚度影响。 这样做的结果是，如果楼梯的侧向刚度弱于整体框架，也是可行的。 反之，则可能导致框架体系超前建设的失败。 112 楼梯侧向系统分析 从楼梯的实践可以看出，楼梯的上下踏板与楼板相连，根据楼板刚度的假设，地震的传递力在这里是不间断的，中间平台通过平台梁或短立柱与主体连接，保证了水平载荷传递过程中附加垂直载荷的平衡； 从而形成K型支撑体系，计算示意图如图2所示。
斜撑的变形特点与剪力墙相同，其变形曲线为曲线型，而框架的变形曲线为剪力型。 因此，在实际受力状态下，楼梯的作用相当于框架体系中的弱剪力墙； 由于楼梯板（梁）与框架的协同工作，底部的楼梯会承受较大的拉（压）力，从而导致楼梯的破坏； 抗侧刚度为——层高； EJ——柱抗弯刚度； ——梁柱刚度比对柱刚度的影响。 楼梯K型支撑的侧向刚度为各构件的长度； EA刚度。 民用建筑的楼梯，斜杆与横梁的夹角为26~30°。 11113~~~tan30=01488~~其实3号杆的变形应该与支撑楼梯的框架梁或平台梁的竖向变形一致抗侧刚度计算公式，引入ψ1相当于简化中的框架列； ψ1由竖杆的轴向压缩变形和框架梁的弯曲挠度均衡得到。 (21824ψ(21668ψ保证楼梯不被损坏的一种方法是保证楼梯的横向刚度小于每层框架的刚度：换句话说，楼梯板的横截面尺寸约为~ 1800)mm，所以对于高层建筑，一般是框架-剪力墙结构，侧向刚度强，柱子的截面积比较大（一般连接等宽）。剪力墙的刚度会大于楼梯的侧向刚度（墙的剪切变形比桁架小），分析防止楼梯破坏的对策是由于楼梯的变形特性新建楼梯抗侧向力，在设计中，仅着重对底部一至二层楼梯的计算和结构处理，从地震的破坏特征也可看出；并防止t 楼梯在地震中的破坏，只有“收和放”两种设计思路；所谓“收”，就是将楼梯简化，输入到整体模型中进行计算。 计算过程类似于框架结构加少量剪力墙； 所谓“松脱”，就是将楼梯结构与主体结构分开，并设置柔性连接，保证其在地震作用下不与主体同时变形，从而保证其安全。
211 计算分析 在整体结构分析中，将楼梯板作为斜杆输入到整体模型中，并考虑主体结构的不利影响，然后根据计算的拉力调整楼梯板的配筋由整体结构保证它能承受地震。 不会在动作下破碎； 当然，框架加固的计算还是应该以不考虑楼梯为前提； 或取包络图对两者进行计算分析。 在实际设计中，为了能够使用SATWE程序实现其分析，~210h(拉杆)11113~~tan30=01488~01577应假定1号杆为刚性杆，无论其变形：ψ(21824ψAψ(21668ψ(21824ψψ(21824ψ(21668ψψ(21668ψ～(01488～01577)192Ib(9317～11017)Ib平均值：ψ=结构处理) 由于地震只影响底部楼梯1-2层，可采用主放法，楼梯底部两层单独设计，楼梯间与主体结构设置变形缝，上层楼梯仍可按常规方法设计。
跨度框架结构，跨度为柱截面尺寸； 梁截面尺寸为mm，C30，板厚为150，场地土类为Ⅱ类； 楼梯板切割尺寸为200 mm×500 mm，楼梯板跨度为4 800 mm。 0125;AL 013;Ib()()计算表1 楼板SATWE（无楼梯）横向位移刚度（10层位移角SATWE（有楼梯）横向位移刚度楼层位移角PMSAP（无楼梯）横向位移刚度楼层间位移角PMSAP(带楼梯)侧位移刚度(10 180 169计算表(不带楼梯)SATWE(带楼梯)PMSAP(不带楼梯)PMSAP(带楼梯)T1 1193 578 T2 1190 616 Tt 01928 941计算表3层SATWE(有) PMSAP (with ) 楼梯板的张力(压缩) / 19015(44714) / 18715(577) / 20712(630) / (483) 可以看出，通过使楼梯部分的刚度相等，将其转化为斜杆，在斜杆中得到拉力后，将其均匀分布到楼梯踏面，对楼梯踏面进行加固。PMSAP SATWE计算结果的差异是由于在 PMSAP 中，t 楼梯是按实际方法设计的。 SATWE采用等效斜杆建模； 通过对楼梯侧向刚度体系的分析，给出了可实现的楼梯等效斜杆的换算公式，算例分析表明，利用该组公式求取受拉力是可行的楼梯板在地震作用下的压力； 对于多层框架结构，在地震中，楼梯板承受较大的拉力，楼梯梁承受较大的竖向压力。 是造成梯板断裂和梯梁剪断的主要原因。 应根据计算结果加强设计； 对于剪力墙结构，楼梯不会被破坏（剪力墙厚度不小于梯板厚度）北京：地震出版社，1992：41 北京：高等教育出版社，1988：.（上接第303 综上所述，底框砌体结构加2层并采取楼板隔震措施后，其地震响应明显弱于直接加层结构。
当隔震层位于地基之上时抗侧刚度计算公式，隔震机理是由于隔震结构基本周期的延长，降低了地震响应。 屋盖下设置隔震层时，其减震机理与TMD相似。 当隔震层位于底部框架柱顶部时，地震的工作机制可能是周期延长和质量调优的结合，也可能是其自身独特的工作机制。 因此，其隔离机制有待进一步研究。 此外，隔离层上下结构的关系将极大地影响隔离效果，底部框架层各柱端位移的不一致性有待进一步研究。 参考文献 中层抗震建设及その注意事项[华中科技大学学报, 2002, 19(1): 68 易文宗, 石清轩. 多孔砖砌体力学性能试验研究[ 西安建筑科技大学学报, 1998, 30(3): 221 建筑结构, 2001(11): 66 朱玉华, 陆锡林. 复合地基隔震系统地震响应分析[土木工程学报, 2004(4): 76
