張潔賢

　　天津市建筑工程學校天津300000

　　摘要：本文主要探討了框架結構樓梯的震害問題，針對樓梯震害深入剖析，從而提出了一些比較可行的預防震害的設計對策，以期可以為今后框架結構樓體的設計提供參考。

　　關鍵詞：框架結構;樓梯;震害;設計

　　一、樓梯的震害調查及原因分析

　　1、梯段板破壞

　　梯段板破壞主要表現(xiàn)為水平裂縫處混凝土被壓碎，梯段板彎曲下?lián)�，甚至斷裂，破壞主要發(fā)生在距離兩端支座約1/4跨處和樓梯施工縫處。產生此類震害現(xiàn)象的原因有以下兩點：

　　(1)梯段板上下端與樓層框架梁板相連，形成了一個空間的K形受力體系。在以往的配筋設計時，梯段板負筋長度通常按照跨度的1/4來確定，造成樓段板1/4跨處受力筋數(shù)量發(fā)生突變，成為受拉的薄弱部位。在反復水平地震作用下，梯段板與主體框架協(xié)同工作，到很大的反復的軸向拉壓力作用，造成梯段板在負筋截斷位置發(fā)生斷裂。

　　(2)樓體施工時，往往在梯段板跨中或1/3跨處設置施工縫。但因為質量控制不嚴格，施工縫中存在殘渣，導致后澆混凝土在與先澆混凝土的結合面處強度較差，這樣在地震作用下產生的剪拉內力極易使梯段板破壞。

　　2、樓梯間角柱的破壞

　　樓梯間角柱的破壞主要表現(xiàn)為角柱中部發(fā)生剪切破壞、鋼筋屈曲和混凝土被破碎。這是由于樓梯休息平臺通過平臺梁和平臺板與框架柱相連，樓梯間角柱凈高降低很多，導致樓梯間角柱分配到比其它框架柱大數(shù)倍的地震剪力。加上休息平臺對樓梯間角柱的約束，地震作用下角柱中間極易發(fā)生剪切屈曲破壞。

　　3、樓梯梯柱的破壞

　　樓梯梯柱通常為構造配筋，截面寬高一般為200mm～250mm。地震中梯柱出現(xiàn)柱頭破損和混凝土壓碎。出現(xiàn)此類破壞的原因是：

　　(1)支撐梯段板的梯柱是雙向壓彎、雙向剪切構件。梯柱截面過小，平臺梁在柱內錨固長度過短，導致節(jié)點混凝土被壓碎，平臺梁縱筋被拔出。

　　(2)梯柱僅按構造要求配筋，未考慮實際地震作用產生的較大的彎矩和剪力。

　　(3)節(jié)點處混凝土澆筑質量較差，強度較低。

　　4、樓梯平臺梁、平臺板的破壞

　　樓梯平臺梁和平臺板的破壞主要發(fā)生在平臺梁的兩端和跨中。破壞特征是鋼筋外露和混凝土保護層剝落。產生此類震害的原因是：在水平地震反復作用下，樓梯構件在框架中起了K形支撐的作用，上下梯段板反復推拉，平臺梁板承受空間的彎矩、剪力和扭矩復合作用，受力狀態(tài)復雜，導致樓梯平臺梁在跨中發(fā)生剪扭破壞，兩端節(jié)點出現(xiàn)塑性鉸，混凝土被壓碎，鋼筋扭曲變形，平臺粱跨中裂縫向平臺板延伸。

　　二、框架結構樓梯抗震設計要點

　　1、采用適當?shù)钠搅⒚?/P>

　　如何對一個工程項目實施建筑布局與結構布置?這通常與建筑物的平立面直接相關。有數(shù)據(jù)表明，簡單、規(guī)則的框架結構樓梯其抗震能力普遍較強。這是因為復雜式框架結構樓梯在地震發(fā)生時內部構件的強度與剛度形不成一致規(guī)律，導致結構扭轉非常明顯。因此，在對框架結構樓梯的設計中務必加強措施，盡可能遵循建筑物的均勻對稱原則，避免采用不規(guī)則的建筑方案，從總體上降低框架結構樓梯的剛度偏心率，并準確無誤地計算出相關的地震反應數(shù)據(jù)，這有利于在必要的情況下采取抗震措施和細分處理措施，保障在地震作用下，受力有明確、直接的傳遞途徑。

　　2、選擇有利場地

　　在梯段板實際配筋計算時，梯段板按單向板力學模型進行配筋計算，上部負筋通常按照跨復雜性，首先需要通過概念抗震設計來間接實現(xiàn)“大震不倒”，樓梯的抗震概念設計與計算設計同等重要。由于施工場地的地質環(huán)境不同，建筑結構在地震中的反應也是不盡相同的。因此，在有選擇的情況下，選擇一塊有利于抗震的場地開展施工，很大程度上可以減輕地震所造成的損害。在選擇建筑場地之前，首先根據(jù)建筑場地的地質狀況及建筑結構的需求，分析出哪些是有利地段，哪些是不利地段，無論何時都不要在危險地段上進行建設，以免造成不必要的人員傷亡與財物損失。

　　3、保證結構的延性

　　所謂的結構的延性，就是在承載力沒有明顯減小的情況下，結構所能產生非彈性變形的能力，其很大程度上體現(xiàn)了結構的變形能力。有必要說明的是：在地震作用下，結構的延性直接影響著框架結構樓梯能否在災難中屹立不倒，所以結構的延性在某些意義上等同于結構的強度，二者都是建筑抗震設計中所要考慮的重要指標。那么怎么樣在地震作用下使框架結構樓梯的鋼筋混凝土展現(xiàn)出結構的延性呢?這應該盡量地將塑性變形集中作用于延性較好的構件上。良好的延性對建筑結構的作用無疑是肯定的，一方面它能有效地降低地震作用對框架結構樓梯的影響，另一方面還能吸收地震能量，防止建筑結構的倒塌。

　　4、增強建筑物的整體性

　　框架結構樓梯作為許多細節(jié)構件連接而成的整體，是一個具備空間剛度的結構體系，其能否承受地震驚人的破壞力量，全看各構件間能不能實現(xiàn)協(xié)調工作、有機地形成一個整體。所以說，框架結構樓梯的整體性能不但是建筑抗震的首要條件，還是框架結構樓梯抗震設計中的重點內容。一般來說，鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓梯板和樓梯的整體性能好，在適當位置布設構造柱，并配置相應的構造鋼筋，不但能夠消除滑移、散落等問題，加強樓梯板的剛度值，還能適當放寬對框架結構樓梯的平面要求，對于框架結構樓梯的層間變形，也非常容易控制。

　　三、框架結構樓梯部分加強措施

　　下面對框架結構樓梯部分的加強措施有：

　　1.主體結構計算時考慮梯板參與工作，按計算結果加大配筋

　　由于樓梯的存在使得在樓梯間附近的框架構件的內力增大，在地震作用下增大更明顯，而其對遠離樓梯間的框架構件內力的影響很小。建議在采用普通結構設計軟件計算分析的基礎上，適當放大與樓梯構件直接相連的框架梁柱的配筋。

　　2.切斷梯板與框架柱的聯(lián)系，在框架梁上做獨立小柱支撐樓梯板

　　上個方法是采用合適的斷面與配筋來抵抗地震作用;另外還可以采用“放”，即將半層平臺與柱的聯(lián)系切斷，在框架梁靠近框架柱的部位另設獨立小柱來支撐梯板。樓梯間相鄰構件出現(xiàn)的變化如下。

　　(1)Z2柱與樓梯半層平臺相連，橫向剪力突增，是樓梯平臺和柱無連接的3倍多;橫向彎矩增大較多。由此可見，斷開樓梯平臺和框架柱的連接，能有效減少樓梯平臺對框架柱的地震影響。

　　(2)半層平臺梁剪力增大較多，彎矩有所減小。

　　(3)梯板軸力增大較多。不論是否切斷樓梯平臺梁和柱的連接，梯板都承受了較大的軸力。今后在梯板設計中，應按拉彎構件設計，梯板負筋應全部拉通，而不能按現(xiàn)行構造手冊所示的負筋長度按l/4板跨截斷。

　　3.改進現(xiàn)有樓梯構造，按樓梯的實際受力狀態(tài)配筋

　　目前梯板的設計不論是教科書還是設計中經常參考的混凝土結構構造手冊，梯板配筋均采用單向板的配筋方式，在水平地震作用下，梯板將承擔較大的軸力，而梯板施工圖中卻基本未反映這種效應，導致梯板大量產生受拉破壞，所以梯板的配筋方式應使負筋完全貫通以承擔梯板中實際存在的軸力。由于梯板的斜撐作用導致樓梯平臺梁受到平面外的剪力，產生平面外彎矩。此部分目前在設計中也未加考慮，所以平臺梁設計時應如實考慮平面內和平面外的彎矩及剪力。按雙向受彎構件并按框架梁的要求進行設計。樓梯平臺板也應加強構造。采用雙層雙向配筋來近似考慮梯板的斜撐作用。

　　結語：

　　事實再一次告誡我們，在充分鶯視主體結構安全的前提下，確保其附屬結構和非結構構件不先于主體結構而破壞，同樣是抗震概念設計的重要一環(huán)。更有利于實現(xiàn)減輕震害和減少人員傷亡的目標。

　　參考文獻：

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