【摘 要】
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在建筑物中,楼梯是重要的竖向逃生通道,在遭遇地震灾害时,框架结构中楼梯的破坏情况尤为严重。当今关于防震楼梯研究仍处在起步和发展阶段,基本是针对设置有ATa、ATb型滑动支座的楼梯结构,新型防震结构研究很少,研究方法也较为局限。专家学者通过模型试验、数值模拟等方法研究了地震作用下楼梯的破坏机制,肯定了设置滑动支座的结构方案。但是传统滑支楼梯在平台梁板与框架之间主要采用刚性连接,在地震作用下连接处承受
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在建筑物中,楼梯是重要的竖向逃生通道,在遭遇地震灾害时,框架结构中楼梯的破坏情况尤为严重。当今关于防震楼梯研究仍处在起步和发展阶段,基本是针对设置有ATa、ATb型滑动支座的楼梯结构,新型防震结构研究很少,研究方法也较为局限。专家学者通过模型试验、数值模拟等方法研究了地震作用下楼梯的破坏机制,肯定了设置滑动支座的结构方案。但是传统滑支楼梯在平台梁板与框架之间主要采用刚性连接,在地震作用下连接处承受较大的水平力,构件仍旧有可能因应力集中发生断裂破坏,并可能导致楼梯间框架柱发生短柱效应。
为了保证楼梯发挥其作为竖向安全通道的功能,保证结构整体稳定性,开展防震楼梯的研究工作迫在眉睫。本文在充分研究国内、外相关文献的基础上,制定了一套完整的拟静力试验方案。针对1:3大比例缩尺防震楼梯间模型,开展低周反复荷载试验,研究其抗震相关性能,分析板式滑支楼梯的防震效果;建立相关有限元分析模型,借用ANSYS工具完成其非线性分析工作。
通过分析试验现象以及数据处理,结合有限元模拟,得出以下结论:楼梯一端与框架分离避免了楼梯的“K”形支撑作用,提高了结构延性,在结构破坏方面,平台板发生滑移掀起现象,但楼梯柱、楼梯板基本无破坏,试件表现出了良好的抗震性能;框架是试件耗能的主体,试件的破坏机制比较理想。ANSYS模拟分析结果可知,楼梯模型与纯框架模型在各数据表现上吻合度非常高,楼梯构件没有对主体结构产生影响,而且模拟与试验结果吻合。
本文对模型试验的裂缝开展、破坏机制、滞回曲线以及耗能能力等进行了分析,对提高钢筋混凝土框架结构楼梯的抗震性能有一定的参考应用价值。
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