在建筑物中,楼梯作为其重要的构成部分,对安全的要求尤为重要,在地震来临时楼梯担任着逃生的重要角色,应该具有比主体结构更高的稳定性和抗震能力,但是在强烈的地震作用下,无论是何种形式的楼梯,通常都是抗震的薄弱环节,并没有在地震等自然灾害面前发挥其应有的功能,因此对楼梯的设计显得非常重要。
常规设计是将楼梯单独进行设计,并未考虑楼梯在地震作用下的受力,也为考虑楼梯对整体框架结构抗震性能的影响。本文采用 SAP2000结构分析软件研究楼梯间位置不同、楼梯形式不同变化下的四种构造形式以及楼梯处开洞时对框架结构整体的抗震性能影响及楼梯自身受力性能如何。通过模态分析,反应谱分析和时程分析对框架和楼梯构件进行了抗震分析。
通过考虑楼梯结构与整体结构共同承受地震作用下的动力响应,并与不考虑楼梯结构的框架结构在地震作用下的受力情况进行了对比分析,得到如下结论:楼梯的存在增加了结构的部分抗侧刚度,降低了结构的自振周期,改变了结构主周期方向,结构的位移、层间剪力和构件的内力发生了改变;无论是板式楼梯还是梁式楼梯,考虑地震作用下的内力要比不考虑地震作用下的内力大很多。
通过改变框架结构楼梯间布置位置,得出如下结论:楼梯间位置不同改变了结构的刚度。对于楼梯处开洞和布置板式楼梯的框架结构,楼梯间对称布置的结构自振周期比非对称布置的小;而布置梁式楼梯的框架结构,楼梯间对称布置的结构自振周期比非对称布置的大。
通过板式楼梯和梁式楼梯对框架结构抗震性能影响的分析,得出板式楼梯和梁式楼梯对结构的影响也不同,梁式楼梯使结构的自振周期减少得更多,说明梁式楼梯的刚度比板式楼梯稍大。
