抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算的分析探討

關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計樓梯；結(jié)構(gòu)設(shè)計；分析 

　　為了提高建筑工程整體結(jié)構(gòu)的抗震性能、提高建筑物震后的通行能力，我國在2008年汶川震后對《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》進行了修訂。新規(guī)范中明確了對樓梯構(gòu)建的計算要求與分析要求。規(guī)范條文說明中進一步指出了樓梯構(gòu)建與主體結(jié)構(gòu)整澆時，梯板起到斜支撐作用，對結(jié)構(gòu)剛度、承載力、規(guī)則性的影響較大，因此，必須參與抗震計算。而且，作為樓梯的結(jié)構(gòu)組成，樓梯間的抗震設(shè)計也是現(xiàn)代建筑工程設(shè)計過程中所要計算并考慮的重要因素�，F(xiàn)代建筑工程的設(shè)計過程中需要針對樓梯抗震設(shè)計將其與結(jié)構(gòu)計算進行整體分析與計算，以此實現(xiàn)建筑工程抗震性、實現(xiàn)建筑工程抗震設(shè)計的目的。 

　　1 抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算的重要意義 

　　在現(xiàn)代建筑工程的設(shè)計中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)勢使得其在現(xiàn)代建筑工程的設(shè)計中有著極為廣泛的應(yīng)用。在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，樓梯能夠?qū)�樓梯間結(jié)構(gòu)起到斜撐作用，增加主體結(jié)構(gòu)的剛度。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于計算方式與設(shè)計理論的限制使得樓梯及樓梯間不參與整體結(jié)構(gòu)的計算。隨著現(xiàn)代建筑設(shè)計理論的日趨成熟以及建筑物抗震等級要求的不斷提高，建筑工程抗震樓梯設(shè)計參與整體結(jié)構(gòu)計算已經(jīng)納入相關(guān)規(guī)范要求。在抗震樓梯與樓梯間增加剛度的同時，還應(yīng)與水平隔板、樓蓋板等做好鏈接，以此形成整體、提高建筑物的抗震性能。在汶川地震震后調(diào)查中，樓梯梯段板斷裂的情況非常普遍，嚴重影響了震后的自救與救災(zāi)。而且，樓梯系統(tǒng)的斷裂也造成了對主體結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，造成了余震中建筑物抗震性能的下降。 

　　2 抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算的分析 

　　2.1 抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算效果分析 

　　在進行抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算過程中，首先要對樓梯結(jié)構(gòu)進行選型，同時對其輸入合適的地面運動。運用計算方式對動力非線性反應(yīng)進行分析根據(jù)建筑工程整體結(jié)構(gòu)以及相關(guān)設(shè)計規(guī)范選用常用樓梯結(jié)構(gòu)形式，在此基礎(chǔ)上進行荷載取值的分析。綜合考慮外框架線荷載、內(nèi)框架線荷載等。對于降雪量較大的地域還應(yīng)考慮雪荷載，風(fēng)力較大區(qū)域還應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點選擇是否進行風(fēng)荷載計算等。做好上述分析與計算工作后，還應(yīng)進行內(nèi)力的計算�？紤]現(xiàn)澆樓板以及現(xiàn)澆樓梯板結(jié)構(gòu)對框架梁、框架剛度的影響，并進行計算。 

　　為了綜合分析抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算的效果，在設(shè)計與計算過程中還需要對地震作用下框架結(jié)構(gòu)受力性能等問題進行計算與分析，以此實現(xiàn)建筑物整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗震性的提高。作為建筑物結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，樓梯抗震設(shè)計參與結(jié)構(gòu)計算中應(yīng)針對其技術(shù)特點進行計算與分析。針對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計不考慮樓梯構(gòu)建而分析其荷載的問題進行專項計算與分析。根據(jù)汶川震后調(diào)查結(jié)果顯示，樓梯對主體結(jié)構(gòu)的抗震性能有著很大的影響。因此，現(xiàn)代結(jié)構(gòu)計算與設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮抗震設(shè)計樓梯與主體結(jié)構(gòu)間的相互作用，實現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)與樓梯構(gòu)建的整體性、實現(xiàn)提高建筑物抗震性能的最終目的。 

　　2.2 抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算作用分析 

　　在對抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算的兩模型對比計算分析中得出，抗震設(shè)計樓梯的應(yīng)用能夠使主體結(jié)構(gòu)整體剛度增大，使整體結(jié)構(gòu)的自振周期減小。而且，抗震設(shè)計樓梯還能夠提高整體結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。從抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算的分析與相關(guān)論證中可以看出，地震作用下抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算的結(jié)構(gòu)樓層相對位移較不參與計算情況下減少很多。但是兩者在X方向樓層相對位移相差不大。Y方向位移相差較大。由此可以看出抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算后能夠有效提高整體結(jié)構(gòu)的剛度、限制結(jié)構(gòu)的側(cè)移。而且，在地震作用下參與結(jié)構(gòu)計算的抗震設(shè)計樓梯能夠使結(jié)構(gòu)層間位移減小，實現(xiàn)了減小結(jié)構(gòu)側(cè)移的目的。因此，在現(xiàn)代建筑物的設(shè)計與計算過程中應(yīng)加強抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算的應(yīng)用，以此實現(xiàn)建筑物整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與抗震性。 

　　3 抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算的相關(guān)要點 

　　在進行抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算過程中，應(yīng)針對抗震設(shè)計樓梯的的相關(guān)規(guī)程開展工作。采用樓梯與主體結(jié)構(gòu)整澆工藝時，樓梯布置應(yīng)盡可能規(guī)則，并讓樓梯參與整體抗震計算。在這一過程中還應(yīng)對樓梯構(gòu)建進行抗震承載力驗算。樓梯構(gòu)建應(yīng)根據(jù)抗震構(gòu)造要求進行相關(guān)措施，確保樓梯構(gòu)架能夠滿足抗震設(shè)計以及結(jié)構(gòu)計算的需求。嚴格按照縱向面筋拉通并不小于最小配筋率、梯板按斜支撐構(gòu)建設(shè)計、樓板兩側(cè)設(shè)置縱向暗梁、梯板雙層鋼筋網(wǎng)間距控制等要求實現(xiàn)樓梯構(gòu)件的抗震構(gòu)造目的。 

　　4 以科學(xué)的設(shè)計管理為基礎(chǔ)提高樓梯抗震能力 

　　抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算的目的就是為了提高建筑物的整體結(jié)構(gòu)抗震能力、提高樓梯通道的抗震能力，以此實現(xiàn)地震災(zāi)害逃生、自救能力。針對這一需求，現(xiàn)代建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)針對樓梯抗震設(shè)計對主體結(jié)構(gòu)抗震能力的促進作用強化樓梯抗震設(shè)計的應(yīng)用。通過樓梯抗震設(shè)計與結(jié)構(gòu)計算的綜合應(yīng)用提高建筑物的抗震能力、提高樓梯抗震能力。為了確�？拐鹪O(shè)計樓梯與結(jié)構(gòu)計算工作質(zhì)量的提高，現(xiàn)代建筑工程設(shè)計單位應(yīng)從自身的管理體系完善入手保障設(shè)計工作質(zhì)量。通過管理體系的完善、設(shè)計人員職責(zé)的明確使抗震設(shè)計樓參與結(jié)構(gòu)計算工作的質(zhì)量處于受控狀態(tài)，保障設(shè)計工作能夠滿足設(shè)計目標(biāo)。另外，設(shè)計單位還應(yīng)針對抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算這一技術(shù)強化設(shè)計人員的培訓(xùn)工作。針對這一技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)的需求，現(xiàn)代建筑工程設(shè)計單位還要強化抗震設(shè)計專業(yè)知識以及樓梯抗震設(shè)計參與主體結(jié)構(gòu)計算相關(guān)知識的培訓(xùn)與考核。以設(shè)計人員專業(yè)知識的完善、專業(yè)素質(zhì)的提高作為基礎(chǔ)促進抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算的應(yīng)用，實現(xiàn)我國建筑工程抗震能力提高的目的。 

　　結(jié)論 

　　綜上所述，現(xiàn)代建筑工程抗震性能的需求要求建筑工程設(shè)計過程中必須考慮抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算工作的重要性。以抗震樓梯設(shè)計對建筑物主體結(jié)構(gòu)抗震性能的促進作用促進建筑物的抗震性能提升。建筑工程設(shè)計單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代建筑工程設(shè)計過程中樓梯設(shè)計對建筑物主體工程的影響強化抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算工作，實現(xiàn)建筑物抗震性能的提高，促進現(xiàn)代建筑工程設(shè)計目標(biāo)的達成。同時，建筑工程設(shè)計單位還應(yīng)針對傳統(tǒng)建筑物設(shè)計過程中不考慮樓梯抗震設(shè)計與建筑主體抗震性的相互作用，強化現(xiàn)代建筑工程設(shè)計理論的應(yīng)用。通過抗震設(shè)計樓梯參與結(jié)構(gòu)計算方式的應(yīng)用使建筑工程主體結(jié)構(gòu)的抗震性能得以提升，促進我國建筑行業(yè)以及建筑工程設(shè)計水平的提高。