1、浅析楼梯在建筑结构抗震中的作用摘要：我国地处欧亚地震带和环太平洋地震带的中间位置，属于地震多发国家。近些年，我国已经发生了多次较为严重的地震灾害，造成了大量的人员伤亡和财产损失。通过对地震灾害后房屋受损情况的分析后可以发现，作为房屋重要疏散和逃生的唯一通道，楼梯在地震中的破坏情况最为严重，甚至于超过了房屋主体的受损程度。 关键词：楼梯结构；地震；抗震 中图分类号：TU318 文献标识码：A 楼梯的组成和现行主要设计方法 楼梯是房屋建筑的竖向通道，是整个房屋的重要组成部分。楼梯因结构设计和构成材料的不同，有很多种类型。但从使用材料的角度出发，钢筋混凝土楼梯应该是当前房屋建筑中最常见使用最广泛的。
2、 图 1 钢筋混凝土板式楼梯 从图 1 中可以看出，钢筋混凝土板式楼梯的结构设计比较简单，而且在外观上也能够达到较好的效果。它主要由三大块构成：平台板、梯段板、平台梁。梯段板是由平台梁和房梁共同支撑起来的，在底板和踏步板中整体浇筑上混凝土，形成了锯齿状的台阶。下面简单介绍一下楼梯这三个部分的设计要点。 梯段板 假设梯段板的宽度定义为，那么梯段板的单位组成部分就是宽等于1m 的斜向简支板。国家针对于房屋楼梯结构设计有着明确的规定，梯段板的刚度与斜板的厚度存在的关系是： 其中，梯段板斜梁水平方向上的跨度。 因为房屋楼梯在施工过程时，梯段板、平台梁以及房梁三者是整体浇筑而成的，我们在进行梯段板的相关
3、结构设计分析计算时，往往将其按照多跨连续板结构，把梯段板和平台板看做两部分分别计算，所以斜板跨中正截面弯矩可以由下式给出： 其中，分别表示作用于斜板上沿水平方向分布的竖向恒荷载以及活荷载设计值；表示梯段板在水平方向上的计算跨度。 梯段斜板配筋型式有两种：连续式和分离式。连续式配筋的锚固优势比较冥想，它是依据跨中弯矩来确定斜板底部的纵向受力钢筋直径以及间距的，并且要在距离平台梁以及房梁两端斜面长度处，各弯起一半钢筋以承受负弯矩。如果设计用钢筋不足，则需要另外加设直钢筋，承受多余的负弯矩。这些直钢筋应该设计与梯段斜板距离平台梁以及房梁两端处，以在满足结构设计要求的前提下，尽可能的减少钢筋的使用数量
4、，降低楼梯结构施工成本。所谓分离式配筋，顾名思义是指在跨中承受正弯矩的底部钢筋与梯段斜板两端用于承受负弯矩的上部钢筋在结构上是相互独立的。这种配筋方式虽然锚固效果较差，施工所耗费的钢筋数量较多，但相较于连续式配筋最大的优势就在于施工过程较为简单，所以大多数的楼梯结构设计还是以分离式配筋为主。 平台梁和平台板 平台梁通常情况下是支撑在楼梯间两侧的横墙上的，它的作用主要是又来承受楼梯重量、梯段板和平台板形成的均布线荷载等。一般情况下，楼梯的平台板都是由一个四边支承板所构成的。我们在研究平台板的结构设计时，可以将其看做是一个简支板来研究。在跨度小的方向上，平台板跨中设计弯矩会因外端的简支方式不同而有
5、不同的结果。平台板内端与平台梁整结后，假设外端是简支在砖墙上时，我们按照式来计算跨中设计弯矩；假设外端是简支在门窗上时，按照式来计算跨中设计弯矩。这里我们定义为平台板的计算跨度。 楼梯的主要破坏类型 楼梯非结构性破坏 楼梯非结构性破坏主要是楼梯间顶部结构、楼梯间部位墙体、楼梯间柱体、楼梯间角柱等几个部位的破坏。房屋建筑的上部楼梯在地震灾害中无法使用主要是因为这部分楼梯的结构发生了破坏，使得上部楼梯间堵塞，造成高楼层的人员无法再灾害发生的第一时间迅速撤离。房屋建筑楼梯间顶部的突出部分，在发生地震灾害时，极容易出现“鞭梢效应”现象，造成这部分建筑物在每一个来回转折的瞬间，形成较大速度，发生较大位移
6、，出现严重破坏。 楼梯结构性破坏 楼梯结构性破坏主要是楼梯梯段板、楼梯平台梁、楼梯平台板等几个部位的破坏。通过对地震灾害后房屋楼梯受损情况分析后可以发现，楼梯梯段板的破坏表现为梯板钢筋扭曲或者冷轧钢筋断开，这与梯板部位施工缝的处理有很大关系。此外，楼梯平台梁的剪扭破坏以及平台板的剪切破坏现象也比较严重。 对考虑楼梯的钢筋混凝土结构的设计建议 以往在进行房屋建筑结构设计时，主体结构与楼梯部分是分开设计的，对于两者之间的关系以及相互影响情况分析不足，这也是在地震灾害中，楼梯对房屋建筑主体结构造成影响的主要原因之一。所以，我们有必要对钢筋混凝土楼梯的结构设计进行全面分析，同时将楼梯对主体结构的影响融
7、合进去。 对考虑地震作用的钢筋混凝土楼梯结构设计建议 楼梯结构抵抗地震作用 房屋建筑的楼梯结构在发生地震灾害时，其内力变化非常大，所以我们在对楼梯部分进行设计时，已经要将地震作用下的受力情况考虑进去，保证发生地震灾害时，楼梯内力的变化幅度在可控范围之内。楼梯梯段板在地震条件下，轴力和剪力的变化最为突出，采用双层双向钢筋配置在一定程度上可以防止因两力突变而引起的结构破坏， B.楼梯结构不抵抗地震作用 这种说法的提出是因为在地震发生时，楼梯结构的受力情况非常复杂，想要既保证其本身的结构安全，同时又不影响主体结构比较难以控制。这就需要我们通过改变施工方法来寻找最佳的解决方案。采用滑动连接方式，以避免
8、楼梯形成支撑，降低地震对楼梯结构的影响程度是当前不抵抗地震作用比较好的解决方式。 对考虑楼梯的钢筋混凝土主体结构的设计建议 楼梯对框架结构房屋建筑和框剪结构房屋建筑的影响程度不同，所以我们分两个方面来研究楼梯对房屋建筑主体结构的影响。 对框架结构的设计建议 房屋建筑楼梯对于主体结构的影响主要分布在楼梯周围部分，从震后破损的房屋上可以明显看出，楼梯周围的房屋主体结构损坏较为严重，而且因剪切以及剪扭发生的结构变形较为严重。所以，对于框架结构的房屋建筑要着重研究楼梯在地震中振型型态的变化。 B.对框剪楼梯的设计建议 剪力墙较多的框剪结构房屋建筑，楼梯对于主体结构部分影响较小，设计上不需要对这一部分进行额外设计，而且在剪力墙较少的框剪结构中，地震状态下梯段板的弯矩、剪力、轴力都有较为明显的降低，所以对于这种结构的房屋建筑，更应该注意的是楼梯抗剪强度及变形能力。 参考文献 1 沈靓,张瑜中,吴季柏等. 框架楼梯参与结构抗侧体系工作的有限元分析. 工程与建设, 2010,24 (1):77-79. 2 申跃奎,张涛,王威. 框架结构楼梯的震害分析与设计对策. 建筑结构, 2009,39 (11): 72-74. 作者简介：杨玲，女，汉，1972-12，辽宁省营口市人，副教授，研究生，研究方向：建筑与土木工程；
