框架结构中板式楼梯震害分析及对策探讨孟繁懋

框架结构中板式楼梯震害分析及对策探讨孟繁懋

孟繁懋

黑龙江化工建设有限责任公司

摘要:框架结构是现代建筑工程中经常会运用的一种结构,其自重比常见的建筑结构更轻,同时也可以使空间施工工作的难度降低,框架结构施工工作相对简单,但是在考虑到结构应用工作时要把握好震害给整体结构带去的影响,房屋因地震灾害而受损之后,结构受到的影响是最为严重的,为了减少框架结构中存在的安全性问题,工作人员需要从整体出发将其抗震能力提升,本文对这种结构体系之中的板式楼梯受到的震害问题加以分析。

关键词:框架结构;板式楼梯;震害;对策

在给具有框架结构的建筑设计上下方向的通道时,大部分设计者的首选都是板式楼梯,这种楼梯的形式比较固定,楼梯结构也比较稳定,存在的危险情况也比较少,但是这种楼梯在结构受到震害时,会出现严重的破坏性问题,板式楼梯的设置主要是为了满足建筑内部人员流通需要的,当地震出现后,板式楼梯往往会被最先破坏,人们也就因此失去了可用的逃生路径。因此在设计与建设板式楼梯时,要对其需要承受的震害问题有所了解,通过加固等楼梯施工手段维持板式楼梯的稳定。

1板式楼梯震害情况分析

1.1梯间小柱问题分析

基于抗震性的考虑,一般在楼梯设计中,不建议采用砖砌体来支承楼梯平台梁。目前一般做法是在钢筋混凝土框架梁设小柱,小柱顶两个方向设梁。受建筑平面限制,梯间小柱截面多为200mm×200mm或250mm×250mm,纵筋一般配Φ14或Φ16,在地震中楼梯间小柱大量出现柱头破损,梯梁纵筋被拔出的情况。出现此类破坏的原因是:柱截面过小,梯横梁在柱内的锚固长度不能满足规范规定的最低要求。

1.2梯板问题分析

楼梯梯板遭受破坏一般是梯板在外界作用力下发生断裂,其断裂的部位一般都在距离支座的1/3处、施工缝处、装修层以及沿梯板长度方向等部位。导致梯板破坏的原因除了地震的强大外力作用以外,还有在建筑施工中,对梯板的施工缝留置不够合理恰当,或者施工缝中存在较多的夹渣,使得新旧混凝土结合性较差,使得其在外力作用下极易发生断裂。

1.3其他板式楼梯问题分析

除了梯间小柱与梯板两个楼梯主体部位存在的震害情况之外,楼梯系统之中的其他结构也会出现一些不同程度的震害问题,从楼梯的平台梁与平台板的受力情况来看,在板式楼梯处于常规的应用条件时,梯板给出的实际推力相对比较小,梁板部件也能够被正常使用,但是当楼梯承受了外部破坏性力量时,平台梁不能保持稳定,梯板给出的实际推力被大幅增强,平台梁的宽度相对比较小,其会出现异常的受剪与受弯问题,同时梯板的实际轴力也会大幅度地增加,如果地震的等级比较高,楼梯的平台位置都会被严重地破坏。

在板式楼梯系统之中,填充墙这一结构构成部分的重要性也不容忽视,其在地震灾害中也会被严重损坏,如果填充墙的保护工作没做好,填充墙的倒塌会使框架建筑结构内部出现严重的伤亡问题。

2应对震害问题的可靠板式楼梯构建建议

根据对板式楼梯的施工工作的了解,给出以下应对震害问题的施工建议。

2.1精选楼梯建设材料

板式楼梯的主要施工材料就是混凝土与钢筋,因此在施工中必须要注意选择合适的混凝土与钢筋。要求混凝土的级配合理,易于振捣;钢筋不得选用不利于提高延性的冷轧扭钢筋,要使用延性较好,级配合理的HRB335级钢筋和HRB4OO级钢筋。

2.2板式楼梯施工工作分析

在楼板的施工中,要注意提高混凝土的施工质量,确保混凝土的浇筑振捣以及养护都严格按照施工要求进行作业。其中最重要的就是要处理好施工缝的问题,防止其出现夹渣等质量问题,这也是施工中最需要注意到的地方。要求施工现场管理人员必须加强管理,严格制定施工方案,在留置施工缝时,要尽可能留在楼层平台板内,因为相对梯板而言,平台板为四边支承板,安全储备更大。

2.3处理框架柱与梯板问题

切断梯板与框架柱的联系,在框架梁上做独立小柱支撑楼梯板。上条所列方法可简单归纳为“抗”,即采用合适的断面与配筋来抵抗地震作用;另外还可以采用“放”,即将半层平台与柱的联系切断,在框架梁靠近框架柱的部位另设独立小柱来支撑梯板。采用本思路另建一模型可以看出楼梯间相邻构件出现的变化如下:柱与楼梯半层平台相连,横向剪力突增,是楼梯平台和柱无连接的3倍多;横向弯矩增大较多。由此可见,断开楼梯平台和框架柱的连接,能有效减少楼梯平台对框架柱的地震影响。半层平台梁剪力增大较多,弯矩有所减小。梯板轴力增大较多。不论是否切断楼梯平台梁和柱的连接,梯板都承受了较大的轴力。

2.4优化楼梯主体构造

前文所提出的与板式楼梯施工工作相关的施工建议都是可行的,除此之外,还可以从板式楼梯的主体构造出发,对其进行结构方面的改进工作。在构建板式楼梯时,需要以框架结构的建筑的情况为主,按照标准的混凝土应用规范来建设板式楼梯,配筋方式也是以单向板为主的常见配筋方法,然而在水平方向的地震的影响下,梯板承受的轴力过大,在楼梯设计环节中,这种情况会被忽视,梯板会因受拉问题而被严重地破坏。因此在改造楼梯时,可以从配筋工作出发,对轴力变动充分考虑。

另外梯板发挥出的斜撑放慢的作用会使平台梁过多地受到外部剪力,平面外弯矩问题也会逐渐形成,这些楼梯设计情况都没有被充分考虑,因此在改造楼梯主体构造时,需要对这些与楼梯施工相关的意外情况进行考虑,将平台梁的实际强度增加,使斜撑作用可以被正常地发挥出来。

3结束语

板式楼梯是现代建筑,尤其是框架建筑结构之中极为常见的楼梯形式,本文从震害问题的角度解析了板式楼梯的具体施工工作,设计者需要预先对板式楼梯体系做好受力分析工作,使楼梯的各个部位可以有效受力,楼梯体系能够在多种情况下均保持稳定,将承受的破坏性影响有效分散,在楼梯施工中,精选楼梯构建材料,处理楼梯现有的受力方面的问题。尤其需要对震害情况进行模拟,以楼梯实际受到的而影响来对楼梯结构与细节部位进行改进与调整,使板式楼梯可以在框架结构建筑中被安全应用。

参考文献:

[1]郑骐,张亚东,&陈家学.(2017).楼梯间设计要求及现存问题研究.北方建筑(4),22-26.

[2]石建.(2016).浅谈框架结构中板式楼梯震害分析及对策.低碳地产,2(6).

[3]陆玉华.(2015).框架结构楼梯的震害分析与设计对策.城市建设理论研究:电子版,5(12).

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