摘要:在現(xiàn)代工程建設(shè)設(shè)計(jì)中,樓梯是關(guān)系到使用者人身安全的重要因素,是地震發(fā)生時以及發(fā)生后業(yè)主逃生的主要通路。通過樓梯抗震設(shè)計(jì)能夠提高樓梯抗震性能,為震后的逃生提供基礎(chǔ)通路。而且,在現(xiàn)代樓梯與整體結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn),抗震樓梯設(shè)計(jì)與整體結(jié)構(gòu)的共同作用與分析還能夠提高建筑物結(jié)構(gòu)抗震性能。本文就抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:抗震設(shè)計(jì)樓梯;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);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(jì)規(guī)范》進(jìn)行了修訂。新規(guī)范中明確了對樓梯構(gòu)建的計(jì)算要求與分析要求。規(guī)范條文說明中進(jìn)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(jì)算。而且,作為樓梯的結(jié)構(gòu)組成,樓梯間的抗震設(shè)計(jì)也是現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)過程中所要計(jì)算并考慮的重要因素,F(xiàn)代建筑工程的設(shè)計(jì)過程中需要針對樓梯抗震設(shè)計(jì)將其與結(jié)構(gòu)計(jì)算進(jìn)行整體分析與計(jì)算,以此實(shí)現(xiàn)建筑工程抗震性、實(shí)現(xiàn)建筑工程抗震設(shè)計(jì)的目的。
1 抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算的重要意義
在現(xiàn)代建筑工程的設(shè)計(jì)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(jì)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)翘蓍g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(jì)中,由于計(jì)算方式與設(shè)計(jì)理論的限制使得樓梯及樓梯間不參與整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算。隨著現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)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(jì)參與整體結(jié)構(gòu)計(jì)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(yán)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(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算的分析
2.1 抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算效果分析
在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算過程中,首先要對樓梯結(jié)構(gòu)進(jìn)行選型,同時對其輸入合適的地面運(yùn)動。運(yùn)用計(jì)算方式對動力非線性反應(yīng)進(jìn)行分析根據(jù)建筑工程整體結(jié)構(gòu)以及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范選用常用樓梯結(jié)構(gòu)形式,在此基礎(chǔ)上進(jìn)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(diǎn)選擇是否進(jìn)行風(fēng)荷載計(jì)算等。做好上述分析與計(jì)算工作后,還應(yīng)進(jìn)行內(nèi)力的計(jì)算。考慮現(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(jìn)行計(jì)算。
為了綜合分析抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算的效果,在設(shè)計(jì)與計(jì)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(jìn)行計(jì)算與分析,以此實(shí)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(jì)參與結(jié)構(gòu)計(jì)算中應(yīng)針對其技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算與分析。針對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不考慮樓梯構(gòu)建而分析其荷載的問題進(jìn)行專項(xiàng)計(jì)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(jì)算與設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分考慮抗震設(shè)計(jì)樓梯與主體結(jié)構(gòu)間的相互作用,實(shí)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)與樓梯構(gòu)建的整體性、實(shí)現(xiàn)提高建筑物抗震性能的最終目的。
2.2 抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算作用分析
在對抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算的兩模型對比計(jì)算分析中得出,抗震設(shè)計(jì)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(jì)樓梯還能夠提高整體結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。從抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)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(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算的結(jié)構(gòu)樓層相對位移較不參與計(jì)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(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)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(jì)算的抗震設(shè)計(jì)樓梯能夠使結(jié)構(gòu)層間位移減小,實(shí)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(jì)與計(jì)算過程中應(yīng)加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算的應(yīng)用,以此實(shí)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(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算的相關(guān)要點(diǎn)
在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算過程中,應(yīng)針對抗震設(shè)計(jì)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(jì)算。在這一過程中還應(yīng)對樓梯構(gòu)建進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算。樓梯構(gòu)建應(yīng)根據(jù)抗震構(gòu)造要求進(jìn)行相關(guān)措施,確保樓梯構(gòu)架能夠滿足抗震設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)計(jì)算的需求。嚴(yán)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(jì)、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(shí)現(xiàn)樓梯構(gòu)件的抗震構(gòu)造目的。
4 以科學(xué)的設(shè)計(jì)管理為基礎(chǔ)提高樓梯抗震能力
抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)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(shí)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(jì)中應(yīng)針對樓梯抗震設(shè)計(jì)對主體結(jié)構(gòu)抗震能力的促進(jìn)作用強(qiáng)化樓梯抗震設(shè)計(jì)的應(yīng)用。通過樓梯抗震設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)計(jì)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(jì)樓梯與結(jié)構(gòu)計(jì)算工作質(zhì)量的提高,現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)單位應(yīng)從自身的管理體系完善入手保障設(shè)計(jì)工作質(zhì)量。通過管理體系的完善、設(shè)計(jì)人員職責(zé)的明確使抗震設(shè)計(jì)樓參與結(jié)構(gòu)計(jì)算工作的質(zhì)量處于受控狀態(tài),保障設(shè)計(jì)工作能夠滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。另外,設(shè)計(jì)單位還應(yīng)針對抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算這一技術(shù)強(qiáng)化設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)工作。針對這一技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的需求,現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)單位還要強(qiáng)化抗震設(shè)計(jì)專業(yè)知識以及樓梯抗震設(shè)計(jì)參與主體結(jié)構(gòu)計(jì)算相關(guān)知識的培訓(xùn)與考核。以設(shè)計(jì)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(jìn)抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算的應(yīng)用,實(shí)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(jì)過程中必須考慮抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算工作的重要性。以抗震樓梯設(shè)計(jì)對建筑物主體結(jié)構(gòu)抗震性能的促進(jìn)作用促進(jìn)建筑物的抗震性能提升。建筑工程設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)過程中樓梯設(shè)計(jì)對建筑物主體工程的影響強(qiáng)化抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算工作,實(shí)現(xiàn)建筑物抗震性能的提高,促進(jìn)現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)目標(biāo)的達(dá)成。同時,建筑工程設(shè)計(jì)單位還應(yīng)針對傳統(tǒng)建筑物設(shè)計(jì)過程中不考慮樓梯抗震設(shè)計(jì)與建筑主體抗震性的相互作用,強(qiáng)化現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用。通過抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)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(jìn)我國建筑行業(yè)以及建筑工程設(shè)計(jì)水平的提高。