樓梯滑動(dòng)支座

1、This manuscript was revised by JIEK MA on December 15th, 2012.樓梯滑動(dòng)支座樓梯滑動(dòng)支座集團(tuán)工程管理部徐紅杰一、板式樓梯震害的主要破壞類型 二、樓梯對(duì)于框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響 三、樓梯抗震設(shè)計(jì)中的兩種基本思路 四、樓梯間設(shè)置滑動(dòng)支座 五、樓梯滑動(dòng)支座施工過程 六、滑動(dòng)支座處地而處理注意事項(xiàng)樓梯作為逃生通道，在地震來臨時(shí)擔(dān)任著重要的作用。然而在 震后進(jìn)行的大量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，擔(dān)任這一逃生角色的樓梯，并未在自然 災(zāi)害而前發(fā)揮其所應(yīng)有的功能。以目前最常見的鋼筋混凝土板式樓 梯為例，震害表明，樓梯往往先于主體結(jié)構(gòu)破壞前產(chǎn)生種種破壞, 嚴(yán)重影響了樓梯

2、作為逃生路線的重要功能。、板式樓梯震害的主要破壞類型5. 12汶川大震后，經(jīng)過了大量的調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的樓梯破壞是普遍現(xiàn)象。樓梯部位的橫墻和樓板中斷破壞 較其他區(qū)域嚴(yán)重，而且樓梯破壞的同時(shí)，樓梯間墻體破壞也較嚴(yán) 重。常見板式樓梯在地震作用下主要震害有以下兒個(gè)方面。L梯板震害第一種情況（見圖1）是沿板寬出現(xiàn)貫穿裂縫，梯板鋼筋被壓曲或拉斷，特別是梯板采用延性較差的冷軋扭鋼筋時(shí)，通 縫處鋼筋全部被拉斷，導(dǎo)致梯板斷裂垮塌。2梯板震害第二種情況（見圖2）是板斷裂并產(chǎn)生較大錯(cuò)動(dòng)，鋼筋與混凝土剝離。3.梯板震害第三種情況（見圖3）是在板施工縫位置產(chǎn)生剪切滑移裂縫。在施工縫施工前泥沙并未清除干

3、凈，混凝土交界面未處理 好，接縫處極易形成薄弱部位，在地震作用下，該處破壞較明顯, 其至存在上.下兩塊板錯(cuò)位分離如圖3所示。4.梯板震害第四種情況是垂直梯度方向產(chǎn)生剪切斜向裂縫，梯板也具有在垂直梯度方向的類似剪力墻的抗側(cè)力作用。這種震害為的拉.壓作用。圖4樓梯平臺(tái)梁破壞縫-由平臺(tái)粱剪切破壞裂縫進(jìn)一步發(fā)展而成；平臺(tái)板第二種震害情 況是沿梯粱邊緣產(chǎn)生的平臺(tái)板受拉裂縫；平臺(tái)板第三種震害情況是 懸挑板式平臺(tái)板產(chǎn)生類似少筋粱的板平面內(nèi)受彎破壞，裂縫由內(nèi)向 外逐漸開展并貫通懸挑板。圖5平臺(tái)板破壞二.樓梯對(duì)于框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響在重點(diǎn)關(guān)注的框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，即使對(duì)于兩跑樓梯這種傳統(tǒng)上 認(rèn)為對(duì)于主體結(jié)構(gòu)影響不

4、大的樓梯體系。它對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的抗震性 能也有不可忽略的影響。福建建筑設(shè)計(jì)研究院主任通過建模分析指 岀樓梯的存在顯著增大了結(jié)構(gòu)局部的抗側(cè)剛度減小了結(jié)構(gòu)的自振周 期。計(jì)算結(jié)果顯示:梯板在平行梯板方向的地震作用下會(huì)產(chǎn)生非均勻 分布的軸向應(yīng)力，靠近框架平而一側(cè)的正應(yīng)力水平是另一側(cè)的2. 5倍3倍，梯板呈現(xiàn)偏拉的受力狀態(tài)，在底部?jī)蓪犹莅宓淖畲笳龖?yīng) 力約為7000X/m在樓樓平臺(tái)板正對(duì)梯縫的位置產(chǎn)生了顯著的應(yīng)力 集中應(yīng)力水平大致為梯板應(yīng)力的3倍。曹萬林等人通過框架結(jié)構(gòu)樓梯間試驗(yàn)研究也得出了相似的結(jié) 論。其樓梯間試驗(yàn)?zāi)Ｐ头謨呻A段制作。第一階段不澆筑樓梯。但將 樓梯鋼筋按設(shè)計(jì)要求綁扎好，待未澆筑樓梯的框架養(yǎng)護(hù)

5、到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 后，先進(jìn)行其彈性層剛度測(cè)試；第二階段澆筑樓梯，將其養(yǎng)護(hù)到設(shè) 計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行帶樓梯框架結(jié)順梯段方向的破壞,在該方向梯板受力類似斜撐，地震時(shí)受到反復(fù)5平臺(tái)板震害:第一種情況是上下梯板相交處的平臺(tái)板剪切裂構(gòu)的彈性及彈塑性試驗(yàn)。彈性階段采 用荷載和位移聯(lián)合控制的加載方法，彈塑性階段主要以位移控制加 載。試驗(yàn)結(jié)構(gòu)表明樓梯對(duì)結(jié)構(gòu)剛度和承載力的貢獻(xiàn)是不宜被忽視 的。在彈性階段，樓梯的抗側(cè)剛度約為兩棍中框架抗側(cè)剛度的1. 123倍，而層剪力是按剛度分配的，所以樓梯在彈性階段對(duì)結(jié)構(gòu)的支槨作用是較大的。 但是超過彈性階段后-樓梯剛度衰減的速度 快于框架，因此層剪力在樓梯與框架之間的分配比例是變化的。三

6、.樓梯抗震設(shè)計(jì)中的兩種基本思路目前，在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，考慮樓梯對(duì)結(jié)構(gòu)性能的 影響多停留于構(gòu)造要求-例如考慮到樓梯間的不對(duì)稱布置可能帶來 結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)。故應(yīng)盡量將樓梯間對(duì)稱布置；樓梯間使樓板有較大削弱 時(shí)，應(yīng)采取加強(qiáng)樓板及連接部位的措施；對(duì)樓梯間短柱應(yīng)全長加密 箍筋；樓梯間的非承重墻體，應(yīng)采取與主體結(jié)構(gòu)可靠連接或錨固 等。同時(shí)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，框架結(jié)構(gòu)樓梯間的設(shè)計(jì)是與主體結(jié) 構(gòu)分開進(jìn)行的，并沒有考慮地震作用對(duì)其的影響，也沒有考慮其對(duì) 主體結(jié)構(gòu)的影響。新版建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中明確指出應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。對(duì) 此有兩種基本設(shè)計(jì)思路：一種是考慮樓梯參與整體分析計(jì)算的方 法，另一種認(rèn)為，框架結(jié)構(gòu)中

7、的樓梯為了避免形成支撐?？梢圆捎?滑動(dòng)連接的方式消除其對(duì)主體結(jié)構(gòu)的附加影響。四.樓梯間設(shè)置滑動(dòng)支座地震作用下主體結(jié)構(gòu)發(fā)生層間側(cè)移并導(dǎo)致樓梯承受拉、壓力作 用，對(duì)樓梯結(jié)構(gòu)而言這是一個(gè)被動(dòng)的受力過程。顯然，不能期望通 過改變樓梯的設(shè)計(jì)去限制地震作用下樓層的剪切變形，而只能考慮 調(diào)整樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以提高其適應(yīng)變形的能力，確保樓梯結(jié)構(gòu)不在 主體結(jié)構(gòu)倒塌前坍塌而失去逃生通道的功能。從結(jié)構(gòu)整體受力角度 來看，如果樓梯參與抵抗水平地震作用，受力是很復(fù)雜的，同時(shí)樓 梯構(gòu)件對(duì)于保證人民生命安全叉具有極為重要。因此其結(jié)構(gòu)的安全 要求和構(gòu)造措施（抗震等級(jí)）宜比主體結(jié)構(gòu)有所提高。但這對(duì)矛盾使 得我們要考慮樓梯在地震作

8、用下的構(gòu)件承載力驗(yàn)算，樓梯構(gòu)件的受 力十分不利，所以在這種情況下，如果按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法勢(shì)必將極 大增加構(gòu)件截而尺寸和配筋面積，而這反過來又導(dǎo)致樓梯間的局部剛度增大，從而在水平地震作用下分配到更大的地震力。因此，目 前有很多人討論，是否能夠改變傳統(tǒng)的施工方法。使得樓梯跟規(guī)范 計(jì)算所假定的條件一樣。北京市設(shè)計(jì)研究院胡慶昌提出：框架結(jié)構(gòu)中樓梯為了避免形成 支槨，可采用滑動(dòng)連接，樓梯段的上端節(jié)點(diǎn)為錢接，下端節(jié)點(diǎn)為滑動(dòng)支承。重慶大學(xué)的金全友等人則認(rèn)為。可只在梯段板下端與平臺(tái) 粱（板）處設(shè)H為滑動(dòng)支承，通過層間位移角限制條件下梯段拉、 壓應(yīng)變估計(jì)，同時(shí)提出建議滑動(dòng)支座支承長度不小于SOOmmo金聯(lián)社則認(rèn)為

9、，滑動(dòng)支座支承長度的確定應(yīng)按照：高層建筑物 在跨度方向大震下的彈塑性水平位移計(jì)算確定并考慮梯扳最小支承 長度80mmo并給出參考示例，假設(shè)某工程抗震設(shè)防烈度為8度，梯 板和休息板之間跨度方向在小震下的彈性水平位移為12. 5mm 則計(jì)算岀的支承長度應(yīng)為279ram。關(guān)于滑動(dòng)支座的構(gòu)造要求。金聯(lián)社提出隔離滑動(dòng)層處鋼筋不連 通，為減少摩擦，水平縫處可采用聚四氟乙烯板，或采用柔性材料 如聚苯板；也可直接將隔離滑動(dòng)層設(shè)置為施工冷縫，但這種做法摩 擦力較大?；蚩梢圆捎脙蓧K鋼扳組成此滑動(dòng)支座，具體做法為一塊 固定于上部梯段板下端，并與梯段板內(nèi)鋼筋焊接固定，另一塊預(yù)埋 于梯段粱上部。兩塊鋼板之間可涂防銹潤滑

10、劑以減少摩擦力。為了 進(jìn)一步改善滑動(dòng)支座在地震與正常狀態(tài)下的受力性能?？稍阡摪逯?間增設(shè)橡膠墊片，做成類似橡膠支座的形式。聚四氟乙烯板該方法的優(yōu)點(diǎn)是從構(gòu)造上將主體結(jié)構(gòu)與樓梯構(gòu)件脫開，消除了 樓梯構(gòu)件對(duì)主體結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算中的不利影響，只需保證樓梯間W護(hù) 墻及主體結(jié)構(gòu)不倒塌，即可保證罕遇地震下樓梯的疏散功能。在結(jié) 構(gòu)整體抗震計(jì)算中，樓梯構(gòu)件不參與結(jié)構(gòu)整體抗震計(jì)算，也可不考 慮樓梯構(gòu)件的剛度作用?？砂磦鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，僅考慮豎向荷載作用下進(jìn)行配筋計(jì)算。該方法的缺點(diǎn)是在地震作用下，水平縫處的裝 修材料存在局部破損的可能，需要在地震后進(jìn)行局部裝修的處理。鑒于樓梯間作為疏散及救災(zāi)通道的重要性，該缺點(diǎn)應(yīng)在可接受

11、的范 圍內(nèi)。五.樓梯滑動(dòng)支座施工過程1.支設(shè)滑動(dòng)支座梯梁、挑板模板圖集11G101-2當(dāng)中規(guī)定：ATa. ATb型為帶滑動(dòng)支座的板式樓梯，梯板全部rti踏步段構(gòu)成，其支承方式為梯板高端均支承在梯梁 上，ATa型梯板低端帶滑動(dòng)支座支承在梯梁上，ATb型梯板帶滑動(dòng)支 座支承在梯梁的挑板上。2.預(yù)埋滑動(dòng)支座滑動(dòng)面材料滑動(dòng)而采用何種做法應(yīng)由設(shè)計(jì)指定，通常使用鋼板或聚四氟乙 烯等可起到有效滑動(dòng)的材料。滑動(dòng)面支座上下均應(yīng)設(shè)置長度與梯板 寬度相同的預(yù)埋材料，可以直接鋪設(shè)聚四氟乙烯板。如果使用鋼 板，為減少鋼板間的摩擦，鋼板間應(yīng)放置石墨粉，并且在使用期間 采取防止鋼板生銹等相關(guān)措施?；瑒?dòng)而預(yù)埋聚四氟乙烯板滑動(dòng)端梯梁下部預(yù)埋鋼板預(yù)埋滑動(dòng)端上部鋼板，板上增加錨筋3.綁扎滑動(dòng)面上部梯板鋼筋挑板上梯段