抗震设计楼梯参与结构计算的分析探讨

摘要：在现代工程建设设计中，楼梯是关系到使用者人身安全的重要因素，是地震发生时以及发生后业主逃生的主要通路。通过楼梯抗震设计能够提高楼梯抗震性能，为震后的逃生提供基础通路。而且，在现代楼梯与整体结构的研究中发现，抗震楼梯设计与整体结构的共同作用与分析还能够提高建筑物结构抗震性能。本文就抗震设计楼梯参与结构计算进行了分析。

关键词：看真设计楼梯；结构设计；分析

中图分类号：TU229 文献标识码：A

为了提高建筑工程整体结构的抗震性能、提高建筑物震后的通行能力，我国在2008年汶川震后对《建筑抗震设计规范》进行了修订。新规范中明确了对楼梯构建的计算要求与分析要求。规范条文说明中进一步指出了楼梯构建与主体结构整浇时，梯板起到斜支撑作用，对结构刚度、承载力、规则性的影响较大，因此，必须参与抗震计算。而且，作为楼梯的结构组成，楼梯间的抗震设计也是现代建筑工程设计过程中所要计算并考虑的重要因素。现代建筑工程的设计过程中需要针对楼梯抗震设计将其与结构计算进行整体分析与计算，以此实现建筑工程抗震性、实现建筑工程抗震设计的目的。

1 抗震设计楼梯参与结构计算的重要意义

在现代建筑工程的设计中，钢筋混凝土框架结构所具有的优势使得其在现代建筑工程的设计中有着极为广泛的应用。在钢筋混凝土框架结构中，楼梯能够对楼梯间结构起到斜撑作用，增加主体结构的刚度。在传统的结构设计中，由于计算方式与设计理论的限制使得楼梯及楼梯间不参与整体结构的计算。随着现代建筑设计理论的日趋成熟以及建筑物抗震等级要求的不断提高，建筑工程抗震楼梯设计参与整体结构计算已经纳入相关规范要求。在抗震楼梯与楼梯间增加刚度的同时，还应与水平隔板、楼盖板等做好链接，以此形成整体、提高建筑物的抗震性能。在汶川地震震后调查中，楼梯梯段板断裂的情况非常普遍，严重影响了震后的自救与救灾。而且，楼梯系统的断裂也造成了对主体结构抗震性能的影响，造成了余震中建筑物抗震性能的下降。

2 抗震设计楼梯参与结构计算的分析

2.1 抗震设计楼梯参与结构计算效果分析

在进行抗震设计楼梯参与结构计算过程中，首先要对楼梯结构进行选型，同时对其输入合适的地面运动。运用计算方式对动力非线性反应进行分析根据建筑工程整体结构以及相关设计规范选用常用楼梯结构形式，在此基础上进行荷载取值的分析。综合考虑外框架线荷载、内框架线荷载等。对于降雪量较大的地域还应考虑雪荷载，风力较大区域还应根据建筑结构特点选择是否进行风荷载计算等。做好上述分析与计算工作后，还应进行内力的计算。考虑现浇楼板以及现浇楼梯板结构对框架梁、框架刚度的影响，并进行计算。

为了综合分析抗震设计楼梯参与结构计算的效果，在设计与计算过程中还需要对地震作用下框架结构受力性能等问题进行计算与分析，以此实现建筑物整体结构稳定性、抗震性的提高。作为建筑物结构中的重要组成部分，楼梯抗震设计参与结构计算中应针对其技术特点进行计算与分析。针对传统结构设计不考虑楼梯构建而分析其荷载的问题进行专项计算与分析。根据汶川震后调查结果显示，楼梯对主体结构的抗震性能有着很大的影响。因此，现代结构计算与设计过程中应充分考虑抗震设计楼梯与主体结构间的相互作用，实现框架结构与楼梯构建的整体性、实现提高建筑物抗震性能的最终目的。

2.2 抗震设计楼梯参与结构计算作用分析

在对抗震设计楼梯参与结构计算的两模型对比计算分析中得出，抗震设计楼梯的应用能够使主体结构整体刚度增大，使整体结构的自振周期减小。而且，抗震设计楼梯还能够提高整体结构的抗扭刚度。从抗震设计楼梯参与结构计算的分析与相关论证中可以看出，地震作用下抗震设计楼梯参与结构计算的结构楼层相对位移较不参与计算情况下减少很多。但是两者在X方向楼层相对位移相差不大。Y方向位移相差较大。由此可以看出抗震设计楼梯参与结构计算后能够有效提高整体结构的刚度、限制结构的侧移。而且，在地震作用下参与结构计算的抗震设计楼梯能够使结构层间位移减小，实现了减小结构侧移的目的。因此，在现代建筑物的设计与计算过程中应加强抗震设计楼梯参与结构计算的应用，以此实现建筑物整体结构的稳定性与抗震性。

3 抗震设计楼梯参与结构计算的相关要点

在进行抗震设计楼梯参与结构计算过程中，应针对抗震设计楼梯的的相关规程开展工作。采用楼梯与主体结构整浇工艺时，楼梯布置应尽可能规则，并让楼梯参与整体抗震计算。在这一过程中还应对楼梯构建进行抗震承载力验算。楼梯构建应根据抗震构造要求进行相关措施，确保楼梯构架能够满足抗震设计以及结构计算的需求。严格按照纵向面筋拉通并不小于最小配筋率、梯板按斜支撑构建设计、楼板两侧设置纵向暗梁、梯板双层钢筋网间距控制等要求实现楼梯构件的抗震构造目的。

4 以科学的设计管理为基础提高楼梯抗震能力

抗震设计楼梯参与结构计算的目的就是为了提高建筑物的整体结构抗震能力、提高楼梯通道的抗震能力，以此实现地震灾害逃生、自救能力。针对这一需求，现代建筑工程的结构设计中应针对楼梯抗震设计对主体结构抗震能力的促进作用强化楼梯抗震设计的应用。通过楼梯抗震设计与结构计算的综合应用提高建筑物的抗震能力、提高楼梯抗震能力。为了确保抗震设计楼梯与结构计算工作质量的提高，现代建筑工程设计单位应从自身的管理体系完善入手保障设计工作质量。通过管理体系的完善、设计人员职责的明确使抗震设计楼参与结构计算工作的质量处于受控状态，保障设计工作能够满足设计目标。另外，设计单位还应针对抗震设计楼梯参与结构计算这一技术强化设计人员的培训工作。针对这一技术的应用实现的需求，现代建筑工程设计单位还要强化抗震设计专业知识以及楼梯抗震设计参与主体结构计算相关知识的培训与考核。以设计人员专业知识的完善、专业素质的提高作为基础促进抗震设计楼梯参与结构计算的应用，实现我国建筑工程抗震能力提高的目的。

结论

综上所述，现代建筑工程抗震性能的需求要求建筑工程设计过程中必须考虑抗震设计楼梯参与结构计算工作的重要性。以抗震楼梯设计对建筑物主体结构抗震性能的促进作用促进建筑物的抗震性能提升。建筑工程设计单位应根据现代建筑工程设计过程中楼梯设计对建筑物主体工程的影响强化抗震设计楼梯参与结构计算工作，实现建筑物抗震性能的提高，促进现代建筑工程设计目标的达成。同时，建筑工程设计单位还应针对传统建筑物设计过程中不考虑楼梯抗震设计与建筑主体抗震性的相互作用，强化现代建筑工程设计理论的应用。通过抗震设计楼梯参与结构计算方式的应用使建筑工程主体结构的抗震性能得以提升，促进我国建筑行业以及建筑工程设计水平的提高。