板式楼梯抗震分析

关键词： 板式楼梯；钢筋混凝土框架结构；地震力 

　　0引言 

　　在汶川5.12地震前，建筑结构分析通常不考虑现浇混凝土楼梯对整体结构的影响，然而，在汶川地震中，不同结构类型建筑的楼梯均发生了不同程度的破坏，尤其以框架结构的楼梯破坏最为严重。发生强烈地震时，楼梯间是重要的紧急逃生竖向通道，楼梯间（包括楼梯板）的破坏会延误人员撤离及救援工作，从而造成严重伤亡。因而，新出的《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）新增了楼梯间的抗震设计要求。该规范要求，对于框架结构，楼梯构件与主体整浇时，楼梯起到了斜向支撑的作用，对结构刚度、承载力、规则性的影响比较大，应参与抗震计算；当采取措施使得楼梯构件对结构刚度等影响较小时，则可忽略楼梯对结构整体计算的影响。 

　　本文结合算例，来研究板式楼梯构件在地震中对钢筋混凝土框架结构的影响和板式楼梯构件在地震作用下的受力情况。 

　　1楼梯构件对整体结构的影响 

　　以一个五层钢筋混凝土框架结构（如图1、图2所示）为例，通过Midas Gen软件对其设有楼梯和不设楼梯这两种情况分别进行分析计算，得出该结构在地震力作用下的位移结果，如表一、表二所示。从表中可以看出，考虑楼梯参与抗震计算后，该结构的层间位移和层间位移角都明显减小，而且位移比也发生了明显变化。上述表明，楼梯间的存在增加了框架结构的刚度，减小了结构的侧移，而且楼梯的平面布置可能会改变结构的刚度中心位置。 

　　2楼梯构件在地震作用下的受力 

　　在框架结构当中，钢筋混凝土楼梯的影响最为明显，这是因为框架结构自身刚度较小，而楼梯的踏步形成了K型支撑，吸收了较多的地震力，从而导致楼梯破坏严重。如图3～图6所示，考虑地震作用和不考虑地震作用，楼梯的受力结果有很大的区别。考虑地震作用时楼梯的轴力和弯矩都有大幅度增加。 

　　3结论 

　　在地震当中，混凝土现浇楼梯对整体结构影响较大，尤其是对框架结构影响尤为明显。同时，楼梯自身也承受较大地震力作用。因此，在进行结构设计过程中，不可忽略楼梯对整体结构的影响和楼梯自身的抗震设计。 

　　如若不想做楼梯的抗震设计，也可采取以下措施来减小楼梯对整体结构的影响，从而减轻楼梯的破坏。 

　　①在框架结构的楼梯间处设置混凝土剪力墙，形成框架-剪力墙结构。②当上述①条没有条件实现时可以采取楼梯踏步端设置滑动支座的方法。 

　　参考文献： 

　　[1]王奇，马宝民.钢筋混凝土现浇楼梯对整体结构的影响.北京：中国建筑工业出版社，2002. 

　　[2]《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）.北京：中国建筑工业出版社，2010.