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高层建筑中,联系楼梯间的垂直交通,仅仅依靠电梯是不够的,在发生停电、火灾或者重大灾害的时候,楼梯作为疏散、逃离的交通设施,维系的人员的生命财产安全,其重要程度不亚于主体结构。2008年5月12日发生汶川大地震,其建筑物破坏的一个重要特点就是楼梯及楼梯间的破坏,切断了人员的逃生通道,造成重大伤亡。总结2008年汶川地震震害经验,我国对《建筑抗震设计规范》进行修订,增加了结构在设计计算中应考虑楼梯构件对结构整体影响的要求。
本文通过对带有楼梯的钢筋混凝土框架结构进行结构分析,重点研究了楼梯构件的受力性能,并进行了考虑楼梯工作的整体结构的受力性能分析。主要做了一下几方面内容:
首先,利用结构分析软件MIDAS对框架结构中的楼梯间进行受力性能分析,并与不考虑楼梯的框架结构进行对比分析,得出钢筋混凝土框架结构在考虑楼梯和不考虑楼梯的情况差别较大,其中楼梯梁的弯矩、剪力差别不是很大,但楼梯柱的轴力差别较大。并与对楼梯位置变化后的结构进行对比,认为楼梯各个构件的内力与位置变化后的构件内力有差别,不过不是特别的大。
其次,利用结构分析软件MIDAS对带有楼梯的框架结构进行整体受力分析,得出由于楼梯的加入,整体结构的刚度增大,周期减小,结构的低阶振型发生了变化,其振型的变化有利于整体结构,且楼梯周围的梁柱内力都增大了,而离楼梯间越远的构件其内力变化越小。考虑楼梯时结构的水平位移比不考虑楼梯时的要小,而层间剪力则是有增有减。
最后,利用结构分析软件MIDAS对有滑动支座的楼梯间进行受力分析,并与没有滑动支座的楼梯间进行对比分析,得出采用滑动支座的楼梯的内力比不采用滑动支座的楼梯的内力较小,且变形也较小,滑动支座与结构主体脱开,消除了楼梯间对主体结构的不利影响,使得楼梯间在地震作用时候不至于发生破坏等不利影响。
本论文所研究的是分析钢筋混凝土框架结构楼梯间的受力特征,分析比较不考虑楼梯及楼梯位置变化后对楼梯间构件受力特征的影响,通过对采用滑动支座的楼梯间进行受力及变形的分析,为结构中楼梯的设计提供一些参考和建议。