摘要:随着我国经济在快速发展,社会在不断进步,我国综合国力显著增强,文章从楼梯在建筑平面中位置分布、楼梯抗震构造设计两个角度进行楼梯抗震分析。分析指出:楼梯平面位置应该分布在平面对角位置,且为倒数第二跨为宜。楼梯构造设计中以双跑楼梯为例,从楼梯间整体破坏、层楼梯破坏、楼梯柱、楼梯梁及楼梯板几种状态进行分析,指出破坏原因,并提出解决办法。
关键词:楼梯设计;楼梯破坏;抗震设计
引言
众所周知,地震的破坏力极强,会引发房屋塌陷等严重后果,对人们的生命、财产及心理健康均存在较大影响,从而带来难以估量的巨大损失。鉴于此,我们不难看出,在当前这个灾害频发的年代,良好的抗震性能不但能够降低灾害发生的几率,还能够保障人们的生命安全,因此,应深入性探究建筑房屋抗震性能这一问题,从根本上避免或减少地震对建筑物的影响。
1建筑结构抗震设计中的基本原则
在建筑结构抗震设计的过程中,需要结合施工实际情况进行分析,遵守施工相关流程和遵循一定的原则,重视技术方法,才能够保证施工设计方案具有科学性和可行性。1)保证结构件具有必要的性能在进行抗震设计的过程中,一定要保证建筑结构件具有一定的承载能力,结构件需要遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强底层柱、强节点弱构件的设计原则,如果设计的不合理,可能构件会出现相对薄弱的部位,需要采用相应的解决措施提高抗震能力,对于承受竖向荷载的主要构件则最好不作为主要的耗能构件。2)尽量多的设置抗震防线在建筑结构中需要良好的抗震结构体系,要用多个延性较好的分体系组合,各个体系结构以构件进行连接。在建筑施工的过程中,框剪结构就是由延性框架和剪力墙两部分组成,剪力墙体系由双肢或者多肢组成。如果发生地震,在地震之后伴有余震的发生,在结构设计的过程中就需要一道防线,在地震中建筑遭到破坏之后,就会因为损伤累计导致建筑物的倒塌。抗震结构体系应该有最大可能的内部和外部冗余度,吸收和消耗大量的地震能量,从而提高建筑的抗震性能。
2建筑楼梯构造设计
2.1楼梯间整体严重破坏
楼梯作为逃生通道,楼梯间破坏,其破坏程度的严重程度大于梯段破坏,因此加强楼梯间的设计非常重要。地震中,楼梯间的破坏情形中有一种建筑主体破坏较少,而楼梯间整体破坏较多的情况。抗震规范进行建筑抗震验算时,将建筑主体作为验算对象,没有考虑楼梯,这种孤立楼梯的设计模型对于抗震设计有漏洞,因为楼梯作为建筑一部分对于抗震有很大影响,尤其楼梯的抗震验算是需要考虑楼梯与主体之间的相互作用力。所以,在进行结构设计时,需要考虑楼梯与主体的相互关系。处理措施:楼梯抗震设计要与主体抗震设计同步考虑,在进行配筋、结构验算时,同时考虑主体与结构。如果是砌体结构,考虑楼梯间与建筑主体的拉结,拉结越牢固,抗震性能越好。
2.2概念设计
为了降低地震灾害带给我们的经济损失与人身危害,在设计建筑房屋的整体结构时,应以加强结构的抗震能力或消弱地震影响为主要内容。通过分析被毁建筑物所呈现出的明显特点,补足建筑物抗震能力的薄弱之处。本文主要通过设计抗震构造、抵抗地震作用以及抗震概念等三个方面,来提升建筑物的整体抗震能力。一般而言,在抗震概念设计环节,设计师应充分考虑房屋的整体结构与布局要求,在确保结构力的同时,还应保持其对称、平衡关系。倘若房屋结构凹凸变化太大、不对称或不规则,均会影响抗震结构的钢度与强度。若存在薄弱楼层,一旦发生地震等灾害,将会在短时间内引起楼层坍塌、变型,损坏建筑结构的抗震中枢,从而降低房屋的安全性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外,因为静定结构的传力路线与杠杆受力渠道较为单一,可能一根杠杆就会损坏整个静定结构,在超过结构的承受力时,将会导致多余的杠杆变形,消耗掉一部分能量,从而增加超静定结构的次数,如此一来,被消耗的能量也会大幅度增长,显示出更为明显的抗震效果。除此之外,为了避免框架倒塌这一现象,建议使用“梁弱柱强”这一结构形式,这样一来,一旦发生地震等灾害,便可借助梁的变形将压力消耗掉,令框架退到第二道防线的位置上。此外,在具体的选耗能构建过程中,尽可能采用专业性水平进行构建,大幅度消耗地震产生的压力,避免建筑物因受力过大而坍塌。确保各个构件之间连接牢固,将其所具有的承受力凝聚在一起,提升结构的钢度及强度,更好消耗地震灾害所产生的作用力。当建筑物形体显现突变部位时,应及时上报,制定合理的解决措施,可通过借助填充墙的方式,来减缓地震对建筑各耗能构建、围护墙及整个框架的破坏力。另外,我们还需了解的问题是,应尽可能挑选一些材质较轻的耗材,因为这些耗材具有消耗地震能力的作用。地震所带来的作用力是持续、不间断的,在短时间内对建筑物发起连续冲击,因此,应从多层次、多角度考虑问题,通过设置多层防线与合理的防护措施,确保建筑房屋整体的钢度与强度。
2.3建筑平面的合理设计
在建筑平面设计中,如果建筑墙体或钢构不够对称的话,那么在发生地震的时候就会由于建筑结构表面受力不均,造成建筑变形的严重后果,最终导致建筑墙体以至建筑物整体受到损坏。建筑平面设计最关键的部分就是平面组合设计和单个房间设计。在进行建筑平面设计时,其具备组合形式多样化的特征,选择最佳平面的组合形式。比如在进行集中式的设计时,可以将大厅作为媒介,来有效融合各个房间,这种设计形式更适合应用于商场或者展览馆中,因其使用的跨度结构和空间结构等都比较大,可以更好的提升建筑结构的抗震性。
2.4楼梯柱破坏
楼梯柱破坏形式有三种:楼梯平台梯柱底部断裂,引起楼梯垮塌,无法通行;板底混凝土压碎,局部钢筋断裂,平台板失稳;柱与平台梁交接位置,混凝土压碎,钢筋局部拉断,平台板、楼梯板错位。所以,在地震中楼梯平台柱不能先于楼梯板破坏,于是需要设计强柱弱板结构形式。因此,在设计中应加强楼梯柱的设计。为了保证短柱在抗震下的稳定性,考虑在楼梯间附加小柱子。在框架结构增加小柱后,楼梯与主体结构脱离,在水平方向不参与整体结构的共同工作,避免主体结构对楼梯的不利影响,避免主体结构对于楼梯的梯板、梯梁的弯剪破坏;在竖向荷载作用下,楼板上荷载传到小柱、梯柱和梯梁,附加小柱与原有梯柱把竖向荷载传给楼梯间框架梁,框架梁发生弯曲变形,因楼梯间跨度小,所以总的竖向荷载较小,楼梯间框架梁完全能够满足竖向承载要求及挠曲变形的限制要求。
结语
综上所述,随着社会经济发展速的加快,人们生活水平与信息技术水平的提高,对于建筑工程的质量以及安全也越来越重视。从本文所阐述的内容来看,无论是从规范规定出发,还是根据工程实际情况来看,楼梯设计对于建筑抗震的影响均应被设计人员所重视。就目前我国现有的这些抗震设计软件来看,所得计算结果并不是很理想,对此,笔者建议,在实际应用过程中,不可过于依赖软件计算结果,而是基于设计合理的情况下,科学且有效地利用这些计算软件,根据概念设计来实施相应地调整,以此增强楼梯的抗震性能,使建筑设计更为科学且合理,继而进一步保障建筑建设质量以及使用功能。
参考文献
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论文作者:刘学伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签:楼梯论文; 建筑论文; 结构论文; 楼梯间论文; 建筑物论文; 主体论文; 荷载论文; 《基层建设》2019年第32期论文;