樓梯間減震防倒塌支座減震分析

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1、樓梯間減震防倒塌支座減震分析陜丙建工第九建設(shè)集團(tuán)有限公司陜丙省榆林市7198500摘要：木文主要論述了樓梯間減震防倒塌支座的作用，分析了如何在樓梯之間布置更加有效的減震防倒塌支座，從而提升建筑結(jié)構(gòu)的防震抗震的效果,降低地震造成的危害。地震對(duì)建筑的破壞巨大，樓梯結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中最為脆弱的一個(gè)部分，因此，建筑人員歷來(lái)關(guān)注樓梯間的防震措施，樓梯間減震防倒塌支座可以有效的提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，值得我們深入分析和研宄，并科學(xué)應(yīng)用在建筑建設(shè)中。關(guān)鍵詞：樓體；減震防倒塌支座；減震一、框架結(jié)構(gòu)樓梯的震害破壞形式樓梯在地震作用中受到破壞是普遍的，現(xiàn)階段，我國(guó)樓梯施工多為現(xiàn)澆混凝土制造，結(jié)合實(shí)際案例和以往震害

2、資料，我們可以將現(xiàn)澆樓梯在框架結(jié)構(gòu)中的建筑物在受到地震作用下的受破壞形式劃分以下幾種：1、樓梯的平臺(tái)梁受到破壞：括樓梯轉(zhuǎn)接出的平臺(tái)梁，樓梯上下梯段相交處的平臺(tái)梁各處梁體在地震作用下發(fā)生剪切、剪扭、彎曲變形等破壞。2、現(xiàn)澆樓梯踏步板破壞：在地震的作用下，踏步板中預(yù)加的鋼筋和踏步板的混凝土界面發(fā)牛.破壞，使得內(nèi)部鋼筋被拉斷或者發(fā)生彎曲變形；或者由于樓梯的剪切變形，使得鋼筋脫離出預(yù)制混凝十踏板；或者在預(yù)制混凝土踏步板和砌筑墻體連接的接縫出踏步板會(huì)從中滑落進(jìn)而影響到整個(gè)框架結(jié)構(gòu)。3、樓梯柱破壞：像旋轉(zhuǎn)形樓梯等，旋轉(zhuǎn)中心的樓梯柱會(huì)隨著樓梯混凝土踏步板的破壞而破壞；還有就是樓間構(gòu)造角柱的端部發(fā)牛.剪切破壞

3、。4、平臺(tái)預(yù)制板的破壞：和平臺(tái)梁緊挨的平臺(tái)預(yù)制板也是容易破損的結(jié)構(gòu)，它主要是樓梯上下端頭部分發(fā)生剪切破壞等。二、樓梯間減震防倒塌支座針對(duì)傳統(tǒng)滑動(dòng)支座做法存在的缺陷，木文提出了樓梯間采用減震防倒塌支座構(gòu)造做法，如圖1所示。在梯板與梯梁之間設(shè)橡膠隔震墊，通過(guò)上下兩端的連接板將梯板和梯梁連為一體，使得梯板與梯梁可水平滑動(dòng)，不會(huì)在大震下發(fā)生脫落，并在樓梯踏步內(nèi)部預(yù)設(shè)變形區(qū)。減震防倒塌支座具有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)安全，保證大震吋梯板滑動(dòng)去掉斜撐效應(yīng)的同吋，不會(huì)滑落。(2)減小樓梯間地震作用;橡膠支座增大了樓梯間的阻尼比，有效降低了樓梯間地震作用。(3)施工方便，將隔震支座放入綁扎好鋼筋的梯梁、梯板之間，

4、進(jìn)行定位并整體現(xiàn)澆即可。(4)美觀，在梯板內(nèi)部設(shè)置預(yù)變形區(qū)，不影響建筑面層的連續(xù)性。圖1減震防倒塌支座三、不同樓梯做法的框架結(jié)構(gòu)受力性能算例分析框架結(jié)構(gòu)中樓梯間做法有:樓梯整體現(xiàn)澆、樓梯間設(shè)傳統(tǒng)滑動(dòng)支座和樓梯間設(shè)減震防倒塌支座。本文基于某抗震8度區(qū)7層宿舍樓(樓梯間偏置)，利用ETABS建立了結(jié)構(gòu)模型(見圖2)。圖2結(jié)構(gòu)計(jì)算模型1、不同樓梯做法的框架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能指標(biāo)樓梯為整體現(xiàn)澆吋結(jié)構(gòu)的第一振型如圖3(a),設(shè)傳統(tǒng)滑動(dòng)支座和設(shè)減震防倒塌支座時(shí)結(jié)構(gòu)第一振型如圖3(b)所示。由圖3(a)可知，整饒樓梯，由于樓梯間偏置，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)第一振型發(fā)生扭轉(zhuǎn)。由圖3(b)可知，設(shè)置傳統(tǒng)滑動(dòng)支座和設(shè)置減震防倒塌支座

5、均消除了樓梯斜板的支撐效位，樓梯偏置不改變結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。整澆樓梯在增大框架結(jié)構(gòu)剛度的同時(shí)，可能使結(jié)構(gòu)變得不規(guī)則，最人層間位移角可能增加。設(shè)滑動(dòng)支座結(jié)構(gòu)和設(shè)減震防倒塌支座結(jié)構(gòu)由于消除了樓梯板的斜撐效應(yīng)，結(jié)構(gòu)規(guī)則性未改變，層間位移角也容易滿足規(guī)范要求。圖3不同樓梯做法的框架結(jié)構(gòu)振型圖2、樓梯設(shè)滑動(dòng)支座吋框架結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析大震時(shí)，結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段。對(duì)于采用滑動(dòng)支座樓梯的結(jié)構(gòu)，選取帶梯柱的一跨進(jìn)行pushover分析，結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性鉸出現(xiàn)過(guò)程如圖4。由圖4可知，框架結(jié)構(gòu)中首先在梁端形成塑性鉸，隨后框架柱進(jìn)入塑性,滿足強(qiáng)柱弱梁的抗震設(shè)計(jì)原則。對(duì)于樓梯構(gòu)件，平臺(tái)梁始終處于彈性狀態(tài)，而樓梯柱率先進(jìn)入塑性

6、后，很快喪失承載力。由此可知，采用傳統(tǒng)滑動(dòng)支座做法，大震吋梯柱破壞會(huì)導(dǎo)致梯板脫落，使樓梯間先于主體結(jié)構(gòu)破壞。圖4結(jié)構(gòu)塑性發(fā)展過(guò)程3、減震防倒塌支座樓梯結(jié)構(gòu)彈塑性分析對(duì)于減震防倒塌支座樓梯結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的破壞過(guò)程與滑動(dòng)支座樓梯結(jié)構(gòu)基本類似，仍然為梯柱首先破壞?；瑒?dòng)支座樓梯結(jié)構(gòu)和減震防倒塌支座樓梯結(jié)構(gòu)的基底剪力一頂點(diǎn)位移曲線分別如圖5⑻、圖5(b)所示。對(duì)比可知加入隔震支座后，結(jié)構(gòu)樓梯間變形能力明顯增強(qiáng)。梯柱倒塌時(shí)，減震防倒塌支座樓梯結(jié)構(gòu)能承受的最大基底剪力約為滑動(dòng)支座樓梯結(jié)構(gòu)的1.39倍;減震防倒塌支座樓梯結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位移約為滑動(dòng)支座樓梯結(jié)構(gòu)的1.21倍。減震防倒塌支座樓梯抗震性能優(yōu)于滑動(dòng)支座樓梯，人

7、震中能夠冇效延緩梯柱的破壞。為進(jìn)一步驗(yàn)證采用減震防倒塌支座吋梯柱破壞后的結(jié)構(gòu)性能，將梯柱設(shè)為鉸接，繼續(xù)做pushover分析，隨著基底剪力的進(jìn)一步增加，主體結(jié)構(gòu)的框架柱、梁的塑性鉸得到充分發(fā)展，耗能能力充分發(fā)揮，此吋由于減震支座發(fā)揮作用，確保樓梯間不倒，保證了樓梯間結(jié)構(gòu)晚于主體結(jié)構(gòu)破壞。圖5結(jié)構(gòu)基底剪力一頂點(diǎn)位移曲線四、梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化建議1、疲采取必要的設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施以保證樓梯結(jié)構(gòu)不先于主體結(jié)構(gòu)