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结构设计中楼梯的抗震构造与措施

摘 要:在结构设计的过程中,楼梯的抗震构造设计是十分重要的,它的质量直接影响到了建筑工程自身的设计质量和设计水平,所以在这样的情况下,我们一定要采取积极有效的措施对其加以控制,同时还要采取有效的措施做好楼梯的抗震工作。本文主要分析了结构设计中楼梯的抗震构造与措施,以供同行参考和借鉴。 

关键词:楼梯;抗震设计;构造措施 
  楼梯是建筑交通和人员疏散的一个非常重要的结构,它通常使用在不同楼层之间的联系,在高层建筑当中已经广泛应用电梯,但是楼梯作为紧急状况下的疏散和逃生通道也是必不可少的,楼梯的抗震性能会对楼梯的稳定性和安全性产生十分重大的影响,因此,我们必须要做好楼梯的抗震设计工作。 
  1、楼梯 
  1.1楼梯的作用 
  楼梯是建筑物垂直方向的交通枢纽,它最为关键的一个作用就是要保持交通的正常运行。其次是楼梯是建筑物集体结构当中的重要一员,它能够承受建筑结构的重荷。此外,楼梯还有很好的安全作用,如果发生了地震和火灾等紧急事件的情况下,楼梯就可以对楼内的人员进行有效的疏散,保证人员的安全。 
  1.2楼梯的组成 
  楼梯当中主要有若干楼梯段、平台梁、平台板和楼梯栏杆等结构组成的,它通常是用来对你标高差异比较大的建筑平面进行有效的连接,在高层建筑当中,电梯是一种非常关键也是经常使用的一种交通工具,但是要想在消防方面和紧急事件发生的时候对人员进行尽快的疏散,还是需要楼梯结构的。通常我们将楼梯所处的空间就叫做楼梯间。 
  1)楼梯平台 
  楼梯平台通常就是指楼梯段和楼面相连的水平段部分,或者是两个梯段之间的水平段部分,它通常是楼梯的拐角位置或者是给住户提供休息的一个空间。平台的标高有些时候会和某一个楼层的高度完全相同,也可以在两个楼梯的中间位置。一般情况下,我们将和楼层标高相同的平台叫做楼层平台,而现在两个楼层中间的平台通常被我们叫做中间平台。 
  2)楼梯段 
  楼梯段的一个别名叫做楼梯跑,它是不同楼层之间的倾斜构件,同时它也是楼梯使用和承重过程中一个非常重要的环节。它由多个踏步构成。为了能够减轻人们在爬楼时候的疲劳和不适感,楼梯最多不能超过18节,最少不能少于3节。 
  3)栏杆和扶手 
  楼梯段的安全设施通常都会布置在梯段和平台边上的位置,它主要起到遮挡的作用,所以在工程施工的过程中一定要具备非常好的牢固性,在上边的位置上还要按照安全性的具体要求来设置扶手,如果在公共建筑建设的过程中,楼梯段的宽度相对较大的时候,就应该在楼梯段和平台距离墙较近的一侧设置靠墙扶手。 
  4)楼梯梯井 
  梯井通常就是指两段楼梯或者为是三段楼梯之间所产生的竖向空隙的部分。在住宅建筑以及公共建筑的设计当中,按照使用功能和空间效果的不同要求,其取值也是不同的。住宅建筑一定要采取有效的措施,尽量降低梯井的净宽度,通常,其取值一定要在100―200mm之间,公共建筑的取值最小不得小于160mm。 
  1.3楼梯的类型 
  ①按使用材料分有木楼梯、金属楼梯、钢筋混凝土楼梯及组合楼梯等。②按使用功能分类有主要楼梯(重点交通楼梯)、次要楼梯、辅助楼梯和防火楼梯等。③按楼梯的位置分类有室内楼梯和室外楼梯。④按楼梯的平面形式分类有单跑楼梯、双跑楼梯、三跑楼梯,交叉式楼梯,剪刀式楼梯,弧形楼梯,螺旋形楼梯等。 
  1.4楼梯对各种不同结构的影响 
  1)砌体结构的楼梯一般都是钢筋混凝土现浇的,梯梁直接承重在砖墙上;当遭遇强烈地震时,楼梯间分配到的地震力又比较大,在复杂内力状态下,这部分墙体很容易出现脆性破坏,从而导致楼梯梁与墙体分开,楼梯板塌落造成楼板逐层倒塌。 
  2)框架结构本身抗侧刚度就较“柔”,考虑楼梯斜撑作用后,就好像加入了横向支撑,所以对结构刚度的影响较大。 
  3)剪力墙结构和筒体结构的主要抗侧构件为剪力墙和筒体墙,这些构件本身的抗侧刚度就很大,而楼梯又常包含在里面;所以这类结构楼梯的影响可以忽略。 
  2、楼梯抗震设计措施 
  楼梯抵抗水平地震作用是极为不利的,而楼梯构件对于保证人民生命和财产安全又非常重要,其结构的安全要求和构造措施宜比主体结构有所提高。但这对矛盾使得我们要考虑楼梯在地震作用荷载工况下的构件承载力验算,楼梯构件的受力十分不利(楼梯板为拉弯、压弯构件,垂直梯跑方向的楼梯梁则在楼梯板传递来的巨大轴力作用下将处于双向剪切和弯扭状态,受力非常不利,梯柱情况也相似);在这种情况下,如果按照传统设计方法势必会增加构件截面尺寸和配筋面积,而这反过来又导致楼梯间的局部刚度增大,从而在水平地震作用下分配到更大的水平地震力。所以,在水平地震作用下,不使楼梯参与结构的整体受力,一切问题就好解决了。 
  2.1楼梯设计的基本要求 
  1)满足建筑构造与抗震设计的要求楼梯的设计要保证坚固耐久,节点连接可靠;在地震区的楼梯设计要具有足够的强度储备,良好的变形能力和吸收能量的能力,保证在“大震”下楼梯不先于建筑物破坏。 
  2)满足使用功能的要求如对楼梯设置的数量、位置及其平面尺寸等要保证建筑物内交通顺畅,人流疏散安全。设置在公共建筑中的主要楼梯,尚应满足与其所在位置的建筑艺术要求。 
  3)楼梯间应尽量争取天然采光为了防火的要求,楼梯间隔墙应为防火墙,在人流较多或安全要求较高的建筑物中,楼梯间应是封闭的,避免火灾时烟气进入楼梯间内影响人流安全疏散,房子的窗户不宜开向楼梯间;楼梯间内不应设有暖气片及壁柱等其他构件。 
  2.2楼梯抗震设计 
  楼梯的结构形式主要是板式和梁式楼梯,在一些公共建筑中也用剪刀式和螺旋式楼梯。本文仅就一般常见的板式楼梯作分析。板式楼梯由楼梯板、平台板和平台梁组成。在框架结构中,支撑楼梯结构的框架柱由于休息平台的约束可能形成短柱,这些地方极有可能在地震中破坏。楼梯结构在地震中各个构件都可能出现破坏。楼梯板具有类似斜撑的作用,造成楼梯间刚度很大,吸收了很大的水平力,而楼梯板及楼梯梁的截面通常较小,因此造成楼梯板及楼梯梁的破坏。对于楼梯板和平台板的破坏,由于楼梯间楼板开大洞削弱,可以加大休息平台和楼梯板厚度,并提高配筋率:采用双层双向配筋,或加配斜向钢筋等措施。支承楼梯段的平台梁应考虑楼梯段引起的推力和扭矩作用,加大高度和配筋,梯梁箍筋要加密。支承楼梯结构的框架柱由于平台板的约束可能形成短柱,应根据规范要求采取各种有效措施提高短柱的延性,改善短柱的抗震性能。例如可以使用复合螺旋箍筋等措施。 
  3、结束语 
  在结构设计的过程中,楼梯的抗震设计一直都是非常关键的内容,设计的科学性和合理性会对整个工程的建设质量产生非常重大的影响,所以我们在工程建设的过程中一定要对其予以高度的关注和重视。楼梯的抗震设计是一个相对较为复杂的过程,因此,我们必须要对其中的一些比较重要的部分着重控制,只有这样,才能更好的保证其施工的效果。 
  参考文献: 
  [1]赵玉琴.房屋的抗震设防措施[J].山西建筑.2007(22) 
  [2]胡庆昌.钢筋混凝土结构楼梯间与楼梯的震害及设计建议[J].建筑结构.2005(11)

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