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现浇楼梯对框架结构的抗震影响分析与设计建议

第43卷第10期2010年10月

土 木 工 程 学 报

CHINACIVILENGINEERINGJOURNAL

Vo.l43No.10

Oct.2010

现浇楼梯对框架结构的抗震影响分析与设计建议

冯 远 吴小宾 李从春 熊耀清

(中国建筑西南设计研究院有限公司,四川成都610081)

摘要:通过对计入和不计入楼梯的18个框架结构模型的分析对比,研究地震作用下楼梯对于框架结构整体性能和受力性能的影响。对于在整体结构中起着斜撑作用的楼梯的受力情况进行分析,并进行有限元分析。对于计入楼梯的框架结构模型采用弹塑性时程分析,了解结构屈服机制。通过计算分析比较,提出一种将楼梯与整体结构脱离的设计建议。

关键词:现浇楼梯;框架结构;抗震性能;设计建议中图分类号:TU375.4 文献标识码:A文章编号:1000-131X(2010)10-0053-10

Astudyoftheearthquake-resistanceperformanceofframeswithstaircases

FengYuan Wu Xiaobin LiCongchun XiongYaoqing

(ChinaSouthwestArchitecturalDesign&ResearchInstituteCo.,Ltd.,Chengdu610081,China)

Abstract:Atotalof18structuremodels,withandwithoutstaircases,areanalyzedandcompared.Thestaircaseeffect

ontheearthquake-resistanceperformanceofframestructuresisstudied.Theinternalforcesofthestaircasemembers,whichactasinclinedstrutinstructure,arecalculated.Thestressofthestaircasemembersareanalyzedusingfiniteelementmethod.Theelasto-plasticdynamicalresponseanalysisusingthetimehistoryanalysismethodisconductedfortheframestructureswithstaircasestodeterminethestructureyieldingmechanism.Itissuggestedthatstaircaseshouldbeisolatedfromthemainstructureindesign.Keywords:in-situcaststaircase;framestructure;earthquake-resistanceperformance;designsuggestionE-mai:lxnyfy@http://www.wendangxiazai.com

的楼梯,却首先屈服,成为整体结构中第一个耗能构

引 言

汶川地震中大量框架结构和框剪结构框架部分中的楼梯遭到较为严重的破坏,与楼梯相连的框架柱也有所损坏

[1]

件,充当着第一道防线。与之相连的框架柱也较早地进入屈服,为了满足抗震要求,本文提出一种将楼梯与整体结构脱离的构造方案。

。当前,常规设计中不考虑楼梯参与整

[2]

1 分析模型

1.1 模型种类

在结构整体计算模型的建立和分析中,常规设计通常未考虑楼梯,是将楼梯处按开洞处理。然而,实际上楼梯是与框架结构整体现浇在一起的。本文试图通过计入和未计入楼梯的两大类框架结构模型的分析对比,研究楼梯对框架结构抗震性能的影响。为此,设计了计入和未计入楼梯的框架结构模型,共计18个。其中,未计入楼梯的不同柱网数和跨数的框架模型4个,如图1所示,即5开间1跨(KJ5-1)、5开间3跨(KJ5-3)、7开间1跨(KJ7-1)和7开间3跨(KJ7-3)。对应图1,分别布置了4种不同数量和位置的楼

体结构共同工作,也不对楼梯自身进行抗震设计。

然而,一起的,这一点得到文献[3-5]证实。本文选取计入和不计入楼梯的框架结构,共计18种模型,进行分析对比,以研究楼梯受力性能的影响。进而对于地震作用下,撑构件的斜置楼梯的受力状态,进行了比较深入的分析。又对计入楼梯的框架结构模型进行了弹塑性时程分析,其结果显示,地震中应当发挥疏散、救援作用

基金项目:国家科技支撑计划课题(2009BAJ28B01)作者简介:冯远,学士,教授级高级工程师

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