浅谈结构楼梯的抗震设计

[关键词]结构；楼梯间；震害；设计；建议 

　　在发生地震或者是火灾灾害的时候，楼梯是一个重要的疏散通道，楼梯的安全性和通畅性对人们的生命和财产安全都会造成非常大的影响，但是在我国的一些建筑结构当中。楼梯的抗震性能并不是很好，尤其在一些发生过地震灾害的地区，这种现象就更加的明显，用于逃生的楼梯间损坏非常的严重，甚至还出现了楼梯间轰然倒塌的现象，这样就使得救援工作很难顺利的展开，所以，楼梯间和楼梯整体的构件设计质量是必须要受到重视的一个环节。 

　　一、楼梯破坏分析 

　　1.1 梯段板破坏 

　　楼梯在梯段板的三分之一到四分之一跨度之间的时候会出现一些细小的裂缝，这些裂缝通常都是呈水平方向上分布的，梯段板受力筋在受到了应力作用之后会产生弯曲变形或者是下沉的情况，如果情况得不到有效的控制还会使得梯段板的水平裂缝宽度不断的增加，混凝土施工过程中的剥落现象也会非常的严重1.2的抗震要求和规范彻底的实施之前，很多梯段板负筋在三分之一到四分之一的跨度上有着相对比较明显的裂缝或者是折断的现象，这样也就使得这一部分的受筋数量明显的下降，这样其自身的抗张拉程度也就受到了非常不利的影响。混凝土自身的抗拉性能也会逐渐衰退，通常在梯段板下部位置的三分之一到四分之一的跨度之间会产生非常明显的裂缝情况，混凝土在这个时候已经不参与抗拉环节，这样一来，所有的拉应力都必须要由钢筋来承担。这个时候，裂缝的宽度也会不断的增加，在这样的情况下，钢筋的拉伸长度也会有所变化。如果结构自身还要继续的受到地震的作用，钢筋就会在短时间内进入到屈服状态当中，原来没有收到张拉作用的梯段板也会发生屈服现象，这样就会使得结构当中的混凝土层出现了非常严重的剥落现象。在反复的地震作用之下，一些比较脆弱的梯段板就会出现比较明显的断裂状况。 

　　1.2 平台梁和平台板破坏 

　　在结构运行的过程中，上梯段板和下梯段板两个位置会形成比较显著的推拉作用，这个时候，楼梯间的平台梁和平台板会产生一定的损坏，而其自身在受力上也不是非常的明晰，所以在两端和跨中的位置都是非常薄弱的，经过一定地震力的作用就会产生损坏。严重的情况下还会使得平台梁上的混凝土出现压碎的现象。钢筋网在地震力的长期作用下也会出现裂缝或者是裂痕，变形也十分的严重。 

　　1.3 梯柱破坏 

　　楼梯的结构形式主要有两种，一种是板式楼梯，一种是梁式楼梯，在建筑工程施工的过程中，采用板式楼梯的建筑相对较多，所以在本文当中，我们所说的楼梯形式也主要是板式楼梯。框架结构在使用的过程中有着非常强的柔韧性，所以如果其受到了比较严重的地震作用，其破坏的程度要比其他结构更大，所以在混凝土框架结构的处理当中一定要对其进行科学的分析和处理，最后给出科学的建议。在框架结构当中，对楼梯结构起到支撑作用的结构都会在地震作用下发生严重的损坏，因此蝼蚁间的稳定性也受到了极大的影响，以下我们对结构楼梯的破坏进行简要的分析。 

　　在钢筋混凝土框架结构的抗震设计工作中，对柱子延性影响比较大的一个因素就是剪跨比。按照剪跨比的具体数值对其进行划分，通常可以将其分为长柱、短柱和极短柱。如果剪跨比的数值超过2的时候，我们就将这种梯柱成为长柱，如果剪跨比的数值在1.5到2之间我们就称这种梯柱为短柱，如果剪跨比不超过1.5的时候，我们就称这样的梯柱为极短柱。因为在框架结构建设的过程中，框架柱会受到其他结构的影响，所以就非常容易形成短柱，短柱在施工和应用的过程中其自身能够体现出非常大的线形刚度，而且这种框架柱本身也不具备优良的延展性，所以在地震力的作用下极其容易发生破坏，如果是因为这种框架柱造成的破坏，在多数情况下都属于是剪力破坏。而极短柱的破坏形式则有所不同，通常它都是剪切斜拉破坏的形式。在产生这种破坏之前是没有任何信号的，所以从某种角度上来说，它属于是一种脆性的破坏，而一旦出现了这样的破坏形式，整个建筑物的安全性和稳定性都会受到极大的威胁。 

　　二、楼梯设计建议 

　　考虑楼梯对主体结构的影响时，下面给出一些楼梯设计的建议： 

　　a.楼梯应尽量采用现浇式混凝土结构，不应采用装配式结构。且在楼梯间平面位置布置时，为防止楼梯间布置导致结构平面特别不规则，楼梯间应尽量对称布置且不应布置在建筑物的尽端和拐角处。 

　　b.采用软件建模计算时，按工程实际情况输入楼梯构件建立计算模型。对框架结构、砌体结构及其他整体性不好的结构，结构计算中应注意考虑楼梯对主体结构的影响和主体结构对楼梯的影响，采用包络设计的方法。基于现行规范，在对结构进行规则性判断和位移计算时，可不计楼梯的影响。构件设计则需要考虑楼梯的作用，按计入和不计入楼梯分两种情况进行设计；而对于抗震墙结构、框架-抗震墙结构等主体结构刚度很大，整体性较好的结构，一般不考虑楼梯的影响，但是在结构平面布置时，应重视楼梯间周围的竖向构件，类似于电梯井，尽量使抗震墙位置合理，这样既可以使楼梯对主体结构的影响减少，同时也保护了楼梯构件。 

　　c.梯板厚度不应小于梯板净跨的1/25且不应小于120mm或酌情适当加厚。楼梯梯板在满足抗震验算的基础上，梯板负筋应通长设置，形成双层双向钢筋配置，且负筋不应小于跨中板底配筋量的1/4。在梯段板转角处，应采取构造措施进行局部加强，防止梯段板在此处破坏。 

　　d.平台梁由于支承楼梯段受扭作用明显，应适当加大截面，加强其上、下部纵向钢筋和箍筋。同时楼梯平台梁在满足抗震验算的基础上，增加直径不小于梁上部纵筋的腰筋。楼梯平台板亦是传递楼梯支撑作用的重要构件，应适当加厚，并采用双面双向配筋。 

　　e.在地震区，钢筋混凝土框架结构应尽量避免“框架短柱”的形成，如形成“框架短柱”时，应确保“框架短柱”的抗剪强度及变形能力，防止“框架短柱”过早发生剪切破坏，箍筋应沿“框架短柱”全高加密，且箍筋间距不大于100mm，抗震等级宜提高一级设计。当楼梯处梁上起柱时，柱子截面一般都很难做大，但该柱也应按照框架柱要求设计，保证其截面面积不小于300x300mm，柱最小边长不应小于200mm，并相应增加另一边的高度。 

　　f.楼梯间两侧填充墙与柱之间应加强拉结，填充墙应沿框架柱全高每500mm设置2根6拉筋，拉筋沿墙全场贯通设置。墙大于5m时，墙顶与梁宜有拉结；墙长超过8m或者层高两倍时，设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过4m时墙体半高处设置于柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土过梁。 

　　g.楼梯栏杆、栏板等构件与楼梯墙、板、梁连接时，可以在墙、板、梁上预留洞或者设置预埋件，尽量不采用膨胀螺栓等后锚固方法连接。以免地震时倒塌砸伤人或砸坏重要设备，堵塞逃生通道。 

　　三、结束语 

　　上述就楼梯间和楼梯结构的震害作了简要的分析，并提出了一些抗震设计的概念和构造措施，以加强建筑的抗震设计工作，提高工程结构的防震抗震能力。努力把楼梯间建成地震时疏散人民和财产的生命通道，细心设计，给我们的老百姓一个安全放心的家，至少有一个逃生和救生的安全岛。 

　　参考文献 

　　[1] 张风亮，范娜，张晏文，卜军华，刘西光，张锡成.浅谈楼梯的抗震分析和设计分析[J].建筑结构.2010（S1） 

　　[2] 吴应雄，黄英.汶川地震灾害引发建筑结构设计的思考[J].福建建筑.2008（10）