钢楼梯对钢框架结构抗震性能影响研究

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地震发生时,房屋在强震下开裂甚至倒塌,楼梯变成人们逃生的重要结构,其抗震防灾能力应强于主体部分。目前,已有较多有关混凝土楼梯方面的研究,而且在设计软件中,混凝土结构可以直接带入楼梯进行整体分析设计。对钢框架结构,其研究却寥寥无几,并且对钢结构楼梯设计仍使用传统设计方法。建筑结构中的钢楼梯的构造与混凝土楼梯大不相同,并且钢框架结构应用十分广泛。因此有必要进行系统分析。根据实际工程选取结构特点不同的住宅、厂房和办公楼三个钢框架结构,利用有限元软件Midas Gen,分别建立住宅、厂房和办公楼的有无楼梯六个模型。首先,对六个模型分别进行多遇地震下的反应谱分析,对比分析有无楼梯的模型之间的周期、振型、层间位移角、基底剪力,得出计入楼梯减小结构在地震作用下的变形。其次,对比分析有无楼梯模型对结构构件的内力、应力比等的差别。得出计入楼梯模型对楼梯间梁的抗震有利,对楼梯间柱的抗震不利,对远离楼梯构件影响很小。最后,模型在罕遇地震作用下,分别采用静力弹塑性分析方法和时程分析方法,分析结构屈服和破坏机制。得出与楼梯有直接联系的框架梁柱破坏早于其他部位,且塑性铰集中在这些部位出现。
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