關(guān)于樓梯的設(shè)計,一直以來,論壇上不斷有帖子提出各種問題,F(xiàn)就個人的體會,貼出來供各位網(wǎng)友參考,并歡迎批評指正。

    先看看規(guī)范的相關(guān)條文及說明:
抗震規(guī)范:
3.6.6 利用計算機進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震分析,應(yīng)符合下列要求:
1 計算模型的建立、必要的簡化計算與處理,應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實際工作狀況,計算中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。
條文說明:
2008 年局部修訂,注意到地震中樓梯的梯板具有斜撐的受力狀態(tài),增加樓梯構(gòu)件的計算要求:針對具體結(jié)構(gòu)的不同,“考慮”的結(jié)果,樓梯構(gòu)件的可能影響很大或不大,然后區(qū)別對待,樓梯構(gòu)件自身應(yīng)計算抗震,但并不要求一律參與整體結(jié)構(gòu)的計算。
6.1.15 樓梯間應(yīng)符合下列要求:
1 宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯。
2 對于框架結(jié)構(gòu),樓梯間的布置不應(yīng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)平面特別不規(guī)則;樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時,應(yīng)計入樓梯構(gòu)件對地震作用及其效應(yīng)的影響,應(yīng)進(jìn)行樓梯構(gòu)件的抗震承載力驗算;宜采取構(gòu)造措施,減少樓梯構(gòu)件對主體剛度的影響。
3 樓梯間兩側(cè)填充墻與柱之間應(yīng)加強拉結(jié)。
條文說明:
    本條是新增的。發(fā)生強烈地震時,樓梯是重要的緊急逃生豎向通道,樓梯間(包括樓梯板)的破壞會延誤人員撤離及救援工作,從而造成嚴(yán)重傷亡,本次修訂增加了樓梯的抗震設(shè)計要求。對于框架結(jié)構(gòu),樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時,梯板起到斜支撐的作用,對結(jié)構(gòu)剛度、承載力、規(guī)則性的影響比較大,應(yīng)參與抗震計算;當(dāng)采取措施,如梯板滑動支承于平臺板,樓梯構(gòu)件對于結(jié)構(gòu)剛度等的影響較小,是否參與整體抗震計算差別不大。對于樓梯間設(shè)置剛度足夠大的抗震墻的結(jié)構(gòu),樓梯構(gòu)件對結(jié)構(gòu)剛度的影響較小,也可不參與整體抗震計算。
高規(guī):
6.1.4 抗震設(shè)計時,框架結(jié)構(gòu)的樓梯間應(yīng)符合下列要求:
1 樓梯間的布置應(yīng)盡量減小其造成的結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則;
2 宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯,樓梯結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的抗倒塌能力;
3 宜采取構(gòu)造措施減小樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響;
4 當(dāng)鋼筋混凝土樓梯與主體結(jié)構(gòu)整體連接時,應(yīng)考慮樓梯對地震作用及其效應(yīng)的影響,并應(yīng)對樓梯構(gòu)件進(jìn)行抗震承載力驗算。
  條文說明:
    2008年汶川地震震害進(jìn)一步表明,框架結(jié)構(gòu)中的樓梯及周邊構(gòu)件破壞嚴(yán)重。本次修訂增加了樓梯的抗震設(shè)計要求?拐鹪O(shè)計時,樓梯間為主要疏散通道,其結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的抗倒塌能力,樓梯應(yīng)作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計。框架結(jié)構(gòu)中樓梯構(gòu)件的組合內(nèi)力設(shè)計值應(yīng)包括地震作用效應(yīng)的組合,樓梯梁、柱的抗震等級應(yīng)與所在的框架結(jié)構(gòu)相同。
    框架結(jié)構(gòu)中,鋼筋混凝土樓梯自身的剛度對結(jié)構(gòu)地震作用和地震反應(yīng)有著較大的影響。若樓梯布置不當(dāng)會造成結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則,抗震設(shè)計時應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這種情況。
震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)中的樓梯板破壞嚴(yán)重,被拉斷的情況非常普遍,因此應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計,并加強構(gòu)造措施,宜采取雙排配筋。
規(guī)范透露的信息:
1.紅色字體表明,并不是樓梯都要參與整體計算,但樓梯本身要按抗震構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計。這是整體和局部的區(qū)別;
2.藍(lán)色字體指出需要或者不需要進(jìn)行抗震整體計算的類型;
3.紫色字體給出的的是樓梯的抗震措施,注意高規(guī)明確提出樓梯抗震等級與框架結(jié)構(gòu)相同。
再看看論壇上視為“圣經(jīng)”的朱炳寅所著的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范應(yīng)用與分析》及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程應(yīng)用與分析》中的說法
文中說法與規(guī)范是一致的,但抗震構(gòu)造措施更為明確,比如梯板配筋率、梯梁梯柱的要求等等,可供設(shè)計參考。
再來討論一下樓梯采用滑動支座設(shè)計時的幾個問題:
1.抗震等級的問題:
雖然高規(guī)條文說明里明確了樓梯的抗震等級同框架,但有一種觀點認(rèn)為,那是針對與主體結(jié)構(gòu)整澆在一起,沒有采用滑動支座設(shè)計的樓梯。樓梯采用了滑動支座,其受到地震影響相對主體來說要小,因此抗震等級應(yīng)降低。如對樓梯滑動支座研究較多的西南院就提出:6度為4級;7~8度為3級。這種提法有一定道理,但鑒于目前各地施工圖審查的要求及水平并不一致,穩(wěn)妥的辦法還是按照規(guī)范的要求執(zhí)行。
2.滑動梯板的滑動端由于水平力產(chǎn)生的豎向支撐力問題
采用滑動支座的樓梯,梯板的斜撐作用對框架主體的影響被釋放,但影響并未完全消除,體現(xiàn)在水平地震作用下,梯板會受到支撐力(想象一下,地震水平力作用下,滑動的梯段板會“頂”平臺板)。這個作用力設(shè)計時不應(yīng)忽視。西南院給出的參考:7度按12kN/m;8度按25kN/m;9度按50kN/m考慮。
3.振動臺試驗
采用滑動支座的樓梯在振動臺試驗的一段時間內(nèi)出現(xiàn)梯板與滑動端分離的現(xiàn)象(即梯段板表現(xiàn)為懸挑板)。相關(guān)試驗成果在近期《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報》上會有刊出。梯段板非滑動端由于配了一定的上部鋼筋,出現(xiàn)這樣的情況也是正常的;另外由于振動臺試驗的模型相對簡單,實際工程中,滑動端一側(cè)的主體結(jié)構(gòu)剛度、非滑動端一側(cè)的主體結(jié)構(gòu)剛度各不相同,造成水平地震作用下的變形也不相同。究竟會出現(xiàn)梯板“頂”平臺板,還是梯板脫離平臺板,各個工程情況不一。設(shè)計時可取非滑動端支座彎矩系數(shù)為1/16進(jìn)行配筋,這樣結(jié)合上述第2條,均有所保證(據(jù)說11G101-2已有相應(yīng)更正版)。
      4.梯段板的斜撐作用
    可以看出,樓梯無論是否進(jìn)行整體計算,規(guī)范里都是在強調(diào)樓梯的“斜撐作用”,也是因為這個原因,國標(biāo)圖集11G101-2里僅給出兩種簡單的滑動支座樓梯做法,其它的(如折板式樓梯)因受力更為復(fù)雜,目前尚無成果,設(shè)計時要想做成滑動,只能對樓梯進(jìn)行調(diào)整,這不能不說是種遺憾。另外,考慮梯板平面外受力,參考深梁做法,在梯板兩側(cè)外緣設(shè)置了加強鋼筋,只能說,這屬于概念設(shè)計的范疇,至于在另一方向地震作用下,這種做法到底有多大作用,只能說,“誰用誰知道”。
      最后,作為本文的結(jié)尾,樓梯采用滑動支座的設(shè)計,從“放”的概念上為設(shè)計人員提供了一種方法,雖然目前還存在很多不足,但相信隨著研究的不斷深入,這個方法會不斷完善。