论文部分内容阅读
【摘要】随着社会经济的飞速发展，人们越来越重视与自身生活息息相关的居住质量，尤其是建筑安全，我国建筑事业无论在施工技术还是管理方式上都取得了极大的突破。作为不可或缺的安全疏散工具，楼梯在抗震防灾中发挥着举足轻重的作用，因此，深入探讨楼梯设计的规范要求和施工技术水平、加强楼梯设计的科学性显得尤为重要。基于此，本文首先探析了楼梯对主体结构几个方面的影响；其次就我国目前与楼梯设计相关的规范条件进行了分析；再次探讨了加强楼梯抗震性的有效措施；最后对全文进行了总结。旨在与同行进行业务交流，通过对楼梯的科学设计，使得楼梯对建筑抗震的影响降到最低，尽量减少安全事故的发生，让建筑结构更为合理。
【关键词】楼梯设计；建筑抗震；影响
中途分类号：TU352 文献标识码：A文章编号：
我国幅员辽阔，地形地貌复杂多样，在四川、唐山等地壳运动频繁的地区，经常会发生震级较高的地震灾害，这就对房屋等建筑的抗震功能提出了更高的要求。而楼梯是疏散人群的重要出口，因此，广大建筑设计师们都高度重视楼梯设计对建筑抗震的影响，不断创新设计软件以追求更精确的计算。笔者也结合自身的实际经验，就楼梯设计对建筑抗震的影响进行了一下探讨与分析。
1.探析楼梯对建筑主体结构的影响
楼梯的自身传力和竖向构件是其影响建筑主体结构的两个主要方面，这也是建筑设计师们应该非常重视的两个内容，具体表现如下：
1.1楼梯的自身传力对建筑主体结构的影响
在我国一些震害严重的地区，通常都会有专业的地质研究人员对当地的地质条件、地震诱因以及震害情况等进行勘探和调研，这样才能从中找到加强建筑抗震功能的方法。楼梯的设计对建筑的抗震能力有着非常重要的影响，楼梯与建筑主体结构相对刚度比的大小直接关系着楼梯对建筑主体结构影响的大小，建筑主体结构如抗震墙结构、框架-抗震墙结构等的自身刚度越大，那么它的整体性能越好，相较于建筑主体结构的刚度，楼梯刚度就显得较小，这时它对建筑主体结构的影响就越小，甚至可以忽略不计，因此楼梯的自身传力就得到了保障，建筑的抗震能力也会大大加强。而当采用框架结构、装配式结构，特别是砌体结构的时候，楼梯对建筑主体结构的影响则不容小视。一般情况下，当遇到地震时，建筑的主題结构基本是处于弹性工作状态，填充墙、砌体承重墙没有开裂或者开裂程度不高，这时候其刚度尚未退化，楼梯刚度对建筑主体结构的影响依旧不大，而在超出设防裂度或者遇到罕见的大地震时，建筑主体结构一般会进入到弹塑性状态，墙体开裂，刚度骤然降低，楼梯刚度在建筑主体结构刚度中所占的比重就会越来越大，刚性的现浇梯板承担不了传递水平地震作用的重任，从而导致楼梯梯板拉裂，楼梯间短柱破坏，最终造成建筑主体结构的破坏甚至坍塌[1]。
1.2楼梯的竖向构件对建筑主体结构的影响
由于楼梯的自身传力需要得到保障，因此其竖向构件往往会出现短柱或错层。建筑设计师们通过对工程项目的实际对比发现，参与建筑主体结构整体计算中的楼梯竖向构件，不仅影响着地震作用效应的最终计算结果，还可能对恒载、活载的传递途径产生相应的改变，进而影响相关构件的计算。值得注意的是，当建筑主体结构的其他区域荷载小于楼梯间所承受的荷载时，不考虑楼梯影响计算结果显示位移比较大，考虑楼梯刚度后刚心与质心的重合程度有所改善，位移比也会有所减小。在建筑施工的前期规划中，设计师们并不会根据现有的规范条件对楼梯的竖向构件进行计算，一般情况下，他们首先会判断楼梯构件对建筑主体结构整体影响的大小，然后对不同的结构进行具体的抗震计算。而钢筋混凝土结构的楼梯抗震设计应该遵循基本要求，即根据建筑施工的实际情况来决定楼梯是否要进行抗震计算，楼梯构件必须进行抗震设计计算，并加强楼梯间填充墙与建筑主体结构的拉结[2]。
2.探析我国目前与楼梯设计相关的规范条例
因为地震灾害的发生具有不确定性，震级较大的情况下其破坏性非常大，经常会对人们的生命财产安全造成巨大的威胁和损害。但是，就我国目前的地震预警系统以及建筑的抗震性能来看，计算理论和施工工具等都还存在着诸多不足，建筑抗震计算结果相对来说略显粗糙，有的设计师们还把主要精力放在数值精确性的追求上，忽略了对当地地质等的结合考虑，因此，我国相关部门专门制定了《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》等规章制度，对建筑的抗震方面进行了严格规范与规定，从原则上对建筑抗震质量加强了把控。
2.1《建筑抗震设计规范》中的相关条例
《建筑抗震设计规范》中第3.6.6 条提出，建筑抗震设计应充分考虑楼梯竖向构件的影响，计算模型的建立、必要的简化计算与处理等都要符合建筑主体结构的实际工作状况；第6.1.8 条针对框架-抗震墙结构和板柱-抗震墙结构中的抗震墙设置，提出了楼梯间宜设置抗震墙，但不宜造成较大的扭转效应的要求；第6.1.15 条就楼梯设计做出了具体规定，楼梯宜采用现浇钢筋混凝土，楼梯构件与主体结构整体现浇时，应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响，对楼梯构件的抗震承载力进行验算，对于框架结构，楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则，适合采取构造措施，减少楼梯构件对主体结构刚度的影响，且楼梯间两侧填充墙与柱之间应加强拉结；第13.3.4 条则针对钢筋混凝土结构中的砌体填充墙提出了用钢丝网砂浆面层加强楼梯间和人流通道的围护墙的要求。
2.2《高层建筑混凝土结构技术规程》中的相关条例
《高层建筑混凝土结构技术规程》的第6.1.4、6.1.5、8.1.7 条与《建筑抗震设计规范》中提出的基本要求相同，不同之处在于，第6.1.5 条第 4 款针对楼梯间的砌体填充墙作了更为细致的要求：楼梯间采用砌体填充墙时，应设置间距不大于层高且不大于 4m 的钢筋混凝土构造柱，并应采用钢丝网砂浆面层加强[3]。
3.探析加强楼梯抗震性的有效措施
楼梯设计的科学性直接影响着建筑的抗震功能，因此，在建筑前期规划中，设计师们应该充分考虑楼梯设计的规范性和合理性，根据建筑主体结构与楼梯的刚度大小，采取相应的设计措施来加强抗震性。具体来说，楼梯应该尽量避免装配式结构，现浇式或者装配整体式混凝土结构应用较为广泛。对于框架结构，应该在遵循我国目前所规范的条例下，多注意楼梯与建筑主体结构之间互相影响的问题，在对结构进行规则性判断和位移计算时，应采用包络设计的方法，构件设计则需要在考虑楼梯作用的情况下，再决定是否将其计入设计。对于抗震墙结构等主体结构刚度大、整体性较好的结构，设计师们一般不考虑楼梯的影响，但是在结构平面布置时，应重视楼梯间周围的竖向构件位置的合理性，比如电梯井等，这样才能在减小建筑主体结构影响的同时，保护楼梯构件的正常运作。当建筑底层没有设置地下室时，楼梯应该避免直接支撑在孤立梁上，因为地震时楼梯板吸收的水平地震作用在楼梯梁处的水平传力路径非常容易中断，这样就会极大减小楼板的承受能力，造成安全事故[4]。
4.结语
综上所述，楼梯的自身传力和竖向构件对建筑的抗震能力有着直接影响，因此，建筑设计师们应该多根据工程的实际情况，对楼梯进行科学合理的设计，以此提高抗震计算的准确性，从而加强建筑的抗震性能，减少地震灾害中人身财产安全事故，这也是我国科学发展观贯彻落实的重要部分，是可持续发展的保障之一。
【参考文献】
[1]薛斌.浅谈楼梯设计对建筑抗震的影响[J].陕西建筑，2012，11：16-18.
[2]乔锐.浅谈楼梯设计对建筑抗震的影响[J].黑龙江科技信息，2012，07：275.
[3]燕鸣全.建筑楼梯对结构抗震设计影响的研究[D].沈阳建筑大学，2012.
[4]李钧.楼梯在建筑结构抗震中的作用研究与计算模型实现[D].湖南大学，2011.
【关键词】楼梯设计；建筑抗震；影响
中途分类号：TU352 文献标识码：A文章编号：
我国幅员辽阔，地形地貌复杂多样，在四川、唐山等地壳运动频繁的地区，经常会发生震级较高的地震灾害，这就对房屋等建筑的抗震功能提出了更高的要求。而楼梯是疏散人群的重要出口，因此，广大建筑设计师们都高度重视楼梯设计对建筑抗震的影响，不断创新设计软件以追求更精确的计算。笔者也结合自身的实际经验，就楼梯设计对建筑抗震的影响进行了一下探讨与分析。
1.探析楼梯对建筑主体结构的影响
楼梯的自身传力和竖向构件是其影响建筑主体结构的两个主要方面，这也是建筑设计师们应该非常重视的两个内容，具体表现如下：
1.1楼梯的自身传力对建筑主体结构的影响
在我国一些震害严重的地区，通常都会有专业的地质研究人员对当地的地质条件、地震诱因以及震害情况等进行勘探和调研，这样才能从中找到加强建筑抗震功能的方法。楼梯的设计对建筑的抗震能力有着非常重要的影响，楼梯与建筑主体结构相对刚度比的大小直接关系着楼梯对建筑主体结构影响的大小，建筑主体结构如抗震墙结构、框架-抗震墙结构等的自身刚度越大，那么它的整体性能越好，相较于建筑主体结构的刚度，楼梯刚度就显得较小，这时它对建筑主体结构的影响就越小，甚至可以忽略不计，因此楼梯的自身传力就得到了保障，建筑的抗震能力也会大大加强。而当采用框架结构、装配式结构，特别是砌体结构的时候，楼梯对建筑主体结构的影响则不容小视。一般情况下，当遇到地震时，建筑的主題结构基本是处于弹性工作状态，填充墙、砌体承重墙没有开裂或者开裂程度不高，这时候其刚度尚未退化，楼梯刚度对建筑主体结构的影响依旧不大，而在超出设防裂度或者遇到罕见的大地震时，建筑主体结构一般会进入到弹塑性状态，墙体开裂，刚度骤然降低，楼梯刚度在建筑主体结构刚度中所占的比重就会越来越大，刚性的现浇梯板承担不了传递水平地震作用的重任，从而导致楼梯梯板拉裂，楼梯间短柱破坏，最终造成建筑主体结构的破坏甚至坍塌[1]。
1.2楼梯的竖向构件对建筑主体结构的影响
由于楼梯的自身传力需要得到保障，因此其竖向构件往往会出现短柱或错层。建筑设计师们通过对工程项目的实际对比发现，参与建筑主体结构整体计算中的楼梯竖向构件，不仅影响着地震作用效应的最终计算结果，还可能对恒载、活载的传递途径产生相应的改变，进而影响相关构件的计算。值得注意的是，当建筑主体结构的其他区域荷载小于楼梯间所承受的荷载时，不考虑楼梯影响计算结果显示位移比较大，考虑楼梯刚度后刚心与质心的重合程度有所改善，位移比也会有所减小。在建筑施工的前期规划中，设计师们并不会根据现有的规范条件对楼梯的竖向构件进行计算，一般情况下，他们首先会判断楼梯构件对建筑主体结构整体影响的大小，然后对不同的结构进行具体的抗震计算。而钢筋混凝土结构的楼梯抗震设计应该遵循基本要求，即根据建筑施工的实际情况来决定楼梯是否要进行抗震计算，楼梯构件必须进行抗震设计计算，并加强楼梯间填充墙与建筑主体结构的拉结[2]。
2.探析我国目前与楼梯设计相关的规范条例
因为地震灾害的发生具有不确定性，震级较大的情况下其破坏性非常大，经常会对人们的生命财产安全造成巨大的威胁和损害。但是，就我国目前的地震预警系统以及建筑的抗震性能来看，计算理论和施工工具等都还存在着诸多不足，建筑抗震计算结果相对来说略显粗糙，有的设计师们还把主要精力放在数值精确性的追求上，忽略了对当地地质等的结合考虑，因此，我国相关部门专门制定了《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》等规章制度，对建筑的抗震方面进行了严格规范与规定，从原则上对建筑抗震质量加强了把控。
2.1《建筑抗震设计规范》中的相关条例
《建筑抗震设计规范》中第3.6.6 条提出，建筑抗震设计应充分考虑楼梯竖向构件的影响，计算模型的建立、必要的简化计算与处理等都要符合建筑主体结构的实际工作状况；第6.1.8 条针对框架-抗震墙结构和板柱-抗震墙结构中的抗震墙设置，提出了楼梯间宜设置抗震墙，但不宜造成较大的扭转效应的要求；第6.1.15 条就楼梯设计做出了具体规定，楼梯宜采用现浇钢筋混凝土，楼梯构件与主体结构整体现浇时，应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响，对楼梯构件的抗震承载力进行验算，对于框架结构，楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则，适合采取构造措施，减少楼梯构件对主体结构刚度的影响，且楼梯间两侧填充墙与柱之间应加强拉结；第13.3.4 条则针对钢筋混凝土结构中的砌体填充墙提出了用钢丝网砂浆面层加强楼梯间和人流通道的围护墙的要求。
2.2《高层建筑混凝土结构技术规程》中的相关条例
《高层建筑混凝土结构技术规程》的第6.1.4、6.1.5、8.1.7 条与《建筑抗震设计规范》中提出的基本要求相同，不同之处在于，第6.1.5 条第 4 款针对楼梯间的砌体填充墙作了更为细致的要求：楼梯间采用砌体填充墙时，应设置间距不大于层高且不大于 4m 的钢筋混凝土构造柱，并应采用钢丝网砂浆面层加强[3]。
3.探析加强楼梯抗震性的有效措施
楼梯设计的科学性直接影响着建筑的抗震功能，因此，在建筑前期规划中，设计师们应该充分考虑楼梯设计的规范性和合理性，根据建筑主体结构与楼梯的刚度大小，采取相应的设计措施来加强抗震性。具体来说，楼梯应该尽量避免装配式结构，现浇式或者装配整体式混凝土结构应用较为广泛。对于框架结构，应该在遵循我国目前所规范的条例下，多注意楼梯与建筑主体结构之间互相影响的问题，在对结构进行规则性判断和位移计算时，应采用包络设计的方法，构件设计则需要在考虑楼梯作用的情况下，再决定是否将其计入设计。对于抗震墙结构等主体结构刚度大、整体性较好的结构，设计师们一般不考虑楼梯的影响，但是在结构平面布置时，应重视楼梯间周围的竖向构件位置的合理性，比如电梯井等，这样才能在减小建筑主体结构影响的同时，保护楼梯构件的正常运作。当建筑底层没有设置地下室时，楼梯应该避免直接支撑在孤立梁上，因为地震时楼梯板吸收的水平地震作用在楼梯梁处的水平传力路径非常容易中断，这样就会极大减小楼板的承受能力，造成安全事故[4]。
4.结语
综上所述，楼梯的自身传力和竖向构件对建筑的抗震能力有着直接影响，因此，建筑设计师们应该多根据工程的实际情况，对楼梯进行科学合理的设计，以此提高抗震计算的准确性，从而加强建筑的抗震性能，减少地震灾害中人身财产安全事故，这也是我国科学发展观贯彻落实的重要部分，是可持续发展的保障之一。
【参考文献】
[1]薛斌.浅谈楼梯设计对建筑抗震的影响[J].陕西建筑，2012，11：16-18.
[2]乔锐.浅谈楼梯设计对建筑抗震的影响[J].黑龙江科技信息，2012，07：275.
[3]燕鸣全.建筑楼梯对结构抗震设计影响的研究[D].沈阳建筑大学，2012.
[4]李钧.楼梯在建筑结构抗震中的作用研究与计算模型实现[D].湖南大学，2011.