现行的设计和PKPM程序均未考虑到楼梯参与整体框架结构的计算,但5.12汶川地震和4.14玉树地震表明楼梯间的破坏均很严重。利用有限性分析软件SAP2000建立了楼梯布置在几何中心的模型和无楼梯对比模型的框架结构。计算结果表明,考虑楼梯后:楼层位移减小,Y方向(顺着楼梯斜板方向)的刚度大于X(垂直楼梯斜板方向)方向刚度;楼梯间的框架柱的轴力增大了2.6倍,剪力X/Y方向增大了1.6/3倍,弯矩X/Y方向增大了1.1/1.6倍;楼梯间梯柱轴力、剪力、弯矩是对比模型相应最大内力的0.71,0.73,0.3倍,说明按构造设计的梯柱也是抵抗地震的薄弱环节,尤其是轴力和剪力。针对楼梯间框架柱和梯柱的加强设计给出了建议。
本文利用有限元方法,分析比较了考虑楼梯参与和不考虑楼梯参与结构整体计算两种模型的计算结果差别,发现考虑楼梯后结构的自振特性、结构抗侧刚度、地震作用下楼梯构件的受力状态发生明显的变化,并初步分析了产生这些现象的原因。
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