・３２． 第３７卷第１４期 ２ ０ １ １年５月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．１４ Ｍａｙ． ２０１１ 文章编号ｉ １００９－６８２５（２０１ １）１４—００３２—０２ 不同 结构中楼梯刚度影响分析 彭 强 摘要：结合三个不同结构类型的工程实例，计算了考虑楼梯刚度及不考虑其刚度对不同结构的影响，结果表明：框架结 ．文献标识码：Ａ 构中楼梯刚度对整体结构的计算影响较大，设计中应加强梯间周边构件的延性设计。 关键词：楼梯刚度，结构分析，周期，层间位移，地震力 中图分类号：ＴＵ９７２．３ ０引言 形式为剪力墙结构，共１７层，层高为３．０ ｍ，结构平面布置较为不 平面中部有较大的凹入，此块楼板计算时定义为弹性膜 。 汶川地震后，我国《建筑抗震设计规范》（以下简称规范）进行 规则，了较大修改，以及目前实施的最新版规范２０１０版…中均要求考 结构平面布置图见图３。在平面的左上部及中下部各布置一个梯 虑楼梯刚度对结构的影响。规范３．６．６中第１条：计算模型的建 间。楼梯为两跑混凝土板式楼梯。立、必要的简化计算与处理，应符合结构的实际工作状况；计算中 应考虑楼梯构件的影响。而在以往工程中，结构计算常采用楼梯 间仅将梯板厚改为０的方法，计算中不考虑其刚度仅起导荷作 用。本文通过三个不同工程实例，采用ＰＫＰＭ２００８ ２ 最新版分别 计算考虑及不考虑楼梯刚度时对结构的影响。 １ 工程实例 采用了三个广州地区的工程实例计算，地震计算参数均为 图３某剪力墙结构平面图 ７度（０．１０ｇ），设计地震分组为第一组，建筑场地类别为Ⅱ类。 实例一（以下简称框架结构）：该工程为一栋酒店建筑，结构 形式为框架结构，共９层，层高为３．７ ｍ，结构平面布置规则，结构 ２计算方法 以上三个工程实例均采用中国建筑科学研究院开发的 ０年３月１２版）计算。 平面布置图见图１。在平面的左中部及左中偏上部各布置一个梯 ＰＫＰＭ２００８（２０１方法一（不考虑楼梯刚度）：按以前惯用做法，梯间建模时输 间。楼梯为两跑混凝土板式楼梯。 两梯梁间梯板的厚度设为０，并将导荷方向改为对 实例二（以下简称框剪结构）：该工程为实例一的方案比选计 入梯板平台梁，梯梁再将荷载传递至周边的梁柱上。 算模型，结构形式为框剪结构，共１３层，层高为３．７ ｍ。结构布置 边导荷，只传递荷载至梯梁，梯板自重及活荷载按实际大小作为面荷载输入。按这种简化模 形式基本与实例一相同，只是将梯间旁边的框架形式的电梯井改 为了剪力墙结构，增加了侧向刚度，增加了建筑物的层数，结构平 型处理的方法只能考虑楼梯的荷载，没有考虑楼梯系统提供的刚 度，不符合２０１０版规范的要求 。 面布置图见图２。楼梯为两跑混凝土板式楼梯。 方法二（考虑楼梯刚度）：应新规范的要求，现主流建筑结构 图１某框架结构平面图 目目 图２某框剪结构平面图 振型号 方法一 ｌ ２ ３ １．２９８ ５ １．１３８ ０ １．０２９ ６ 设计软件均增加了考虑楼梯刚度计算的功能。ＰＫＰＭ２００８在ＰＭ 模块中增设了楼梯布置模块，可以输入各种形式的楼梯，生成计 算数据时可以选择将处动转换为梁，并自动生成平台梁及梯柱， 较为真实的模拟楼梯刚度。最后接力空间结构分析计算模块 ＳＡＴＷＥ进行结构计算分析。 ３计算结构分析比较 ３．１ 结构自振周期 用两种方法计算所得的自振周期对比数据见表１。 ｓ 剪力墙结构 相差／％ ０．３ｌ ０．４９ —０．０１ 实例三（以下简称剪力墙结构）：该工程为一栋住宅建筑，结构 框架结构 方法二 １．２９１ ２ １．１２９ ８ １．０２６ ７ 表１ 自振周期比较 框剪结构 相差／％ ０．５７ ０．７３ ０．２８ 方法一 １．５９２ ５ １．３４１ ２ １．３１４ ４ 方法二 １．５８７ ６ １．３３４ ６ １．３１４ ５ 方法一 １．３６５ ４ １．２５Ｏ ６ １．０７６ ５ 方法二 １．３６５ ９ １．２４６ ３ １．ｏ７３ ５ 相差／％ —０．０４ ０．３５ Ｏ．２８ 从表１可看出，方法二中由于考虑了楼梯刚度，计算的自振 墙结构。楼梯刚度 向Ｙ向差异较大，从结果中也可看出部分振 周期明显大于方法一计算结果。框架结构刚度较小，考虑楼梯刚 型为楼梯刚度弱向方向，两种计算方法计算结果相差无几。 度后自振周期计算结果的影响大于框剪结构及剪力墙结构。楼 ３．２层间位移角 梯刚度对周期的影响从大到小依次为框架结构、框剪结构、剪力 采用两种计算方法分别计算三个实例，考虑楼梯刚度后，三种 收稿日期：２０１１－０１－２２ 作者简介：彭 强（１９８０一），男，硕士，工程师，广州市市政工程设计研究院，广东广州５１００６０ 第３７卷第１４期 ２ ０ １ １年５月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖ０１．３７ Ｎｏ．１４ Ｍａｙ． ２０１１ ・３３・ 文章编号：１００９－６８２５（２０１ １ Ｊ １４．００３３．０２ 工业建筑结构设计体会 巍保 摘要：结合自身工作实践，对工业建筑结构设计中应注意的一些问题进行了总结归纳，简单介绍了结构设计应考虑的 主要设计数据和基础地基处理方案的选择，着重阐述了设计基本原则和相关要求，以指导设计人员提高工业建筑结构设 计水平。 关键词：工业建筑，结构设计，钢结构 中图分类号：ＴＵ２７ 文献标识码：Ａ 并严格遵守规范强制性条文。 在我国现在的工业建筑中，钢筋混凝土结构、钢结构都是经 并且需遵循现行的国家规范、规程，极端最高温度、极端最低温 常采用的结构形式。在工业建筑结构的设计过程中，笔者通过切 结构设计应考虑以下主要设计数据：基本风压、地面粗糙度、基本雪压、地震设防烈度、基本地震加 身体会，总结归纳了一些设计中应该注意的问题。在结构设计 度、中，每个设计者的经验不同，对规范的理解不同，所以在处理某个 速度、设计地震分组、设计特征周期、场地土类别、地下水位等。 设计问题时，也就会采取不同的处理方法。通过本文希望引起重 特别在进行抗震设计时，重要建（构）筑物的抗震设防类别和抗震 视，对设计和施工有所帮助，可供设计人员及施工人员参考。 设防烈度均应相应提高进行设计。 １主要设计数据 结构设计应本着安全，经济合理，确保工程质量的原则进行， ２基础地基处理 对于重要建（构）筑物地基处理，可根据场地具体情况选用合 结构类型在地震力作用下的层问位移角均产生了变化。变化显 ４结语 １）通过对比三种结构类型中楼梯刚度的影响，得知结构刚度 著方向为 向（ 向为楼跑方向）。可见梯跑方向对整个结构的 影响不容忽视。汶川地震调查损坏建筑中均发现梯间柱的剪切 较小的框架结构在考虑楼梯刚度后计算结果显著大于框架结构、 破坏现象较为普遍，应重视抗震结构中的楼间周边结构的加强 剪力墙结构，在设计中应重视其影响。地震中，框架结构中的梯 设计。 地震作用下 方向最大层间位移角＝１／１ ２２６ 地震作用下 Ｘ方向最大层间位移角＝１／１ ２０５ 梁、梯问角柱及梯板先于其他构件屈服并破坏 ，设计中应根据 计算适当加强。２）对于考虑楼梯刚度后，地震力显著增大的结构 建议在结构设计中将梯间平台与主体结构柱完全脱开，避免斜板 及平台板传递过大地震力给主体柱，且造成主体柱为短柱剪切破 坏。梯问周边梁柱构件抗剪能力应适当加强，增强其耗能能力。 ３）梯间布置不宜在结构端部，避免地震中承担过多的地震力而破 坏，不能达到疏散逃生的作用。 参考文献： Ｏ ｌ，３ ２００ ｒａｄ １／８００ ０ Ｉ／３ ２００ ｔａｄ Ｉ８００ ／［１］ 中华人民共和国住房和城乡建设部．建筑抗震设计规范 ［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１０． ［２］ 中国建筑科学研究院ＰＫＰＭ ＣＡＤ工程部．ＰＫＰＭ建筑结构 ａ）方法一计算 ｂ）方法二计算 图４框架结构层间位移角曲线 图４中 向最大层间位移角方法二比方法一减小了５％。框 架剪力墙结构由于本身结构刚度较大，方法二与方法一计算结果 更小，楼梯刚度对结构整体计算周期、位移角不明显，但应加强与 设计软件２００８版新功能详解［Ｍ］．北京：中国建筑工业出 版社．２００８． 及技术条件［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００８． 对整体结构的层间位移不明显。剪力墙结构中，层间位移角变化 ［３］ 中国建筑科学研究院ＰＫＰＭ ＣＡＤ工程部．ＳＡＴＷＥ用户手册 梯板周边构件的抗震构造措施。此三个算例中，均为一个标准 ［４］ 孙 烨．楼梯刚度地震区塔式建筑抗震设计的影响分析 层，各层结构布置完全相同，采用两种方法计算所得的层间位移 造成最大层间位移角的位置发生变化 。 ［Ｊ］．浙江建筑，２００９，９（２６）：２０－２２． 构，２００９，８（３９）：１７。１８． 角曲线基本吻合。如楼梯各层结构布置不同，梯板形式不同，可 ［５］ 焦柯．楼梯参与结构整体工作的弹塑性分析［Ｊ］．建筑结 ｏｎ ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ ａｎａｌｙｒｓｉｓ ｏｆ ｓｔａｉｒ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｗｉｔｈ ｖａｒｉＯＢＳ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ＰＥＮＧ Ｑｉａｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅｓ ｗｉｔｈ ｖａｒｉｏｕｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｓｔａｉｒ ｓｔｉｆｎｅｓｓ ａｎｄ ｎｅｇｌｅｃｔｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｉｔｓ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．ａｎｄ ｐｒｏｖｅｓ ｂｙ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔａｉｒ ｓｔｉｆｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｈａｓ ｌａｒｇｅｒ ｉｎｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｆｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＳＯ ｔｈｅ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｉｒｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔａｉｒ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｐｅｒｉｏｄ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｌａｙｅｒｓ，ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ 收稿日期：２０１１一Ｏ１－２９ 作者简介：魏保敏（１９７８．），男，工程师，中冶南方工程技术有限公司，湖北武汉４３０２２３