當(dāng)前位置：
當(dāng)發(fā)生地震和火災(zāi)時(shí),樓梯是重要的緊急逃生豎向通道。樓梯的破壞會(huì)延誤人員的撤離及救援工作，從而導(dǎo)致嚴(yán)重傷亡。為了保證樓梯的正常工作，不僅要保證現(xiàn)澆樓梯結(jié)構(gòu)的整體性能，還應(yīng)避免樓梯受一些非結(jié)構(gòu)部件脫落的堵塞。
1.地震時(shí)現(xiàn)澆樓梯對(duì)框架結(jié)構(gòu)的整體影響
以8層兩側(cè)有兩樓梯的建筑為例，比較2種情況:有梯梁梯柱和無(wú)梯梁梯柱時(shí)樓梯對(duì)框架結(jié)構(gòu)的整體影響，有梯梁梯柱時(shí)樓梯形成一一個(gè)更復(fù)雜的支撐體系。計(jì)算結(jié)果(見(jiàn)表1.表2)
由表1和表2可以看出，有無(wú)梯粱梯柱的樓梯對(duì)結(jié)構(gòu)的整體影響不同，但都較大;有梯梁梯柱時(shí)，樓梯對(duì)框架結(jié)構(gòu)的整體影響更大。
2.現(xiàn)澆樓梯對(duì)相連部件的影響
(1)現(xiàn)澆樓梯對(duì)結(jié)構(gòu)角柱的影響:樓梯對(duì)多高層結(jié)構(gòu)的底層角柱影響較大,通過(guò)計(jì)算對(duì)比，角柱的軸力增加1.142.5倍，柱配筋增加40%左右。
(2)現(xiàn)澆樓梯對(duì)梯柱的影響:經(jīng)研究表明，7度和7度以上時(shí)梯柱較大拉力與地震作用的大小有較大的關(guān)系。實(shí)際工程中7度時(shí)梯柱較大拉力也有達(dá)到200KN，7度和7度以上時(shí)梯柱應(yīng)按較大拉力配筋。
(3)現(xiàn)澆樓梯對(duì)梯梁的影響:在地震作用下，考慮樓梯參與整體結(jié)構(gòu)工作后，梯梁在梯板的拉壓力作用下承受了雙向剪力，與通常不考慮樓梯參與整體結(jié)構(gòu)工作的計(jì)算方法相比，梯梁中剪力值增加近3倍，且剪力分布也發(fā)生顯著改變。上下梯板交接處的梯梁中部和梯梁支座處均承受很大的剪力，很易發(fā)生剪扭破壞。同時(shí)在7度和7度以上地區(qū)，梯梁剪力和扭矩隨地震作用增大而增大，地震引起的剪扭起控制作用。因此，7度和7度以上時(shí)梯梁須考慮抗震計(jì)算和設(shè)計(jì)。
(4) 現(xiàn)澆樓梯對(duì)梯板的影響:在地震作用下，樓梯實(shí)際參與了主體結(jié)構(gòu)工作，梯板具有類似斜撐的作用，地震下受到很大的拉壓軸力，尤其是底部幾層以通過(guò)有限元對(duì)梯板的分析可知:梯板的拉、壓應(yīng)力為2.0MPa，遠(yuǎn)大于樓層樓板的拉、壓應(yīng)力0.3MPa左右的范圍，且隨著地震作用增加，地震引起的拉應(yīng)力起控制作用，梯板構(gòu)造鋼筋抵抗不了拉、壓應(yīng)力。因此，7度和7度以上時(shí), 梯板須按平均拉應(yīng)力計(jì)算板鋼筋，按恒活載計(jì)算的鋼筋可能不夠。(5) 彈塑性分析表明，考慮樓梯參與整體結(jié)構(gòu)受力后，結(jié)構(gòu)的屈服機(jī)制( 見(jiàn)圖1) 因此，有必要采取其他措施，保證樓梯作為逃生通道的安全性。
3.減少地震力作用下現(xiàn)澆樓梯受力方法
由以上考慮現(xiàn)澆樓梯參與整體結(jié)構(gòu)共同工作后的結(jié)構(gòu)抗震分析可知，樓梯和樓梯間框架柱的內(nèi)力比不考慮樓梯參與整體結(jié)構(gòu)共同工作分析方法所得到的內(nèi)力顯著增大，這一方面使得樓梯的設(shè)計(jì)難度增大，另一方面樓梯間會(huì)成為地震中首先.發(fā)生破壞的部位。
與此同時(shí)，框架部分的內(nèi)力將會(huì)比不考慮樓梯參與整體結(jié)構(gòu)共同工作分析方法所得到的內(nèi)力有所減小，這又會(huì)使得框架部分的抗震安全性比以往不考慮樓梯參與整體結(jié)構(gòu)共同工作的設(shè)計(jì)結(jié)果有所降低。為解決這個(gè)兩難問(wèn)題，減輕樓梯震害，確保樓梯在地震中安全與通暢，可采用2種方法:
(1)抗的方法一在樓梯間采取增大主體結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的措施，如增加剪力墻，這樣可以使得樓梯間的地震力主要由剪力墻承擔(dān)，使得樓梯構(gòu)件的受力降低，再采取加強(qiáng)樓梯的構(gòu)造措施，確保樓梯在地震中的安全和暢通，此時(shí)結(jié)構(gòu)模型成為框架一剪力墻結(jié)構(gòu)或少墻框架結(jié)構(gòu)，這也會(huì)在整體上增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震能力。但此時(shí)需注意，樓梯間依然是結(jié)構(gòu)抗震的第-道防線，其破壞后框架部分的地震內(nèi)力會(huì)增大, .因此，建議框架部分仍按不考慮樓梯參與整體結(jié)構(gòu)共同工作分析方法所得到的內(nèi)力進(jìn)行設(shè)計(jì)。顯然，這樣的設(shè)計(jì)造價(jià)會(huì)比以往有顯著增加。
(2)放的方法一采取構(gòu)造措施，斷開(kāi)現(xiàn)澆樓梯與主體結(jié)構(gòu)的連接，使樓梯不參與整體結(jié)構(gòu)受力。這種措施不但能改 善樓梯受力狀態(tài)，還可以減少由樓梯引起的結(jié)構(gòu)不規(guī)則和地震反應(yīng)的不確定性。該方法的具體措施有2種方案，2種方案的上跑梯板在休息平臺(tái)處均設(shè)置隔離滑動(dòng)層，與休息平臺(tái)隔離;不同之處在于，休息平臺(tái)較小時(shí)采用懸臂休息平臺(tái)，休息平臺(tái)較大時(shí)采用雙梯柱方案。隔離滑動(dòng)層處鋼筋不連通，為減少摩擦，水平縫處可采用聚四氟乙烯板，或采用柔性材料(如聚苯板)、2層油氈;也可直接將隔離滑動(dòng)層設(shè)置為施工冷縫(但這種做法摩擦力較大)。這種方法可基本消除樓梯參與整體結(jié)構(gòu)的共同工作，使樓梯本身也成為非抗側(cè)力構(gòu)件，故可不考慮抗震要求，在結(jié)構(gòu)抗震分析計(jì)算中也不需考慮其剛度影響，可仍按傳統(tǒng)的方法進(jìn)行樓梯部分的設(shè)計(jì)。
大震作用下水平位移的確定。參考相關(guān)規(guī)定的有關(guān)公式,梯板和平臺(tái)板之間防震縫為:
大震作用與小震作用之比（見(jiàn)表3）。
休息平臺(tái)板一側(cè)較小支座寬度為：
式中:
梯板跨度方向防震縫寬度;
梯板較小支撐長(zhǎng)度，取。
假設(shè)某工程抗震設(shè)防烈度為8 (0. 20g)度，梯板和休息板之間跨度方向在小震下的彈性水平位移為12. 5mm。
那么梯板在大震作用下較大水平支承長(zhǎng)度b為:
4.總結(jié)
(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先采用第2種方法，使現(xiàn)澆樓梯不參與整體結(jié)構(gòu)受力。同時(shí)應(yīng)采用如下構(gòu)造措施:樓梯間兩側(cè)采用輕質(zhì)砌體填充墻時(shí)，應(yīng)設(shè)置水平間距<2. 0m的構(gòu)造柱，設(shè)置豎向間距<1.0m的水平構(gòu)造連接筋，樓梯板不應(yīng)嵌砌入填充墻，框架結(jié)構(gòu)樓梯間首層外門兩側(cè)宜設(shè)置構(gòu)造柱以固定門框。
(2)如果按傳統(tǒng)方法設(shè)置樓梯，應(yīng)考慮樓梯參與整體結(jié)構(gòu)共同工作進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，確定樓梯的受力;同時(shí)還應(yīng)按無(wú)樓梯情況進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)受力分析，確定框架部分的受力。在樓梯配筋設(shè)計(jì)時(shí)，梯板應(yīng)采用雙層配筋，以承受拉力;梯梁的抗剪扭鋼筋應(yīng)增強(qiáng);梯柱應(yīng)按抗彎抗剪計(jì)算，并增強(qiáng)抗剪能力。
(3)樓梯間在結(jié)構(gòu)平面中不要靠近端部，避免對(duì)整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
