樓梯滑動支座

1、樓 梯 滑 動 支 座集團(tuán)工程管理部徐紅杰2014.10.19目 錄一、板式樓梯震害的主要破壞類型1二、樓梯對于框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響4三、樓梯抗震設(shè)計(jì)中的兩種基本思路5四、樓梯間設(shè)置滑動支座6五、樓梯滑動支座施工過程9六、滑動支座處地面處理注意事項(xiàng)13樓梯滑動支座樓梯作為逃生通道，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)害面前發(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)重影響了樓梯作為逃生路線的重要功能。一、板式樓梯震害的主要破壞類型512汶川大震后，經(jīng)過了大量的調(diào)查研究

2、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幾個(gè)方面。1.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，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，甚至存在上、下兩

3、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)的拉、壓作用。圖4 樓梯平臺梁破壞5.平臺板震害：第一種情況是上下梯板相交處的平臺板剪切裂縫由平臺粱剪切破壞裂縫進(jìn)步發(fā)展而成；平臺板第二種震害情況是沿梯粱邊緣產(chǎn)生的平臺板受拉裂縫；平臺板第三種震害情況是懸挑板式平臺板產(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 平臺板破壞二、樓梯對于框架結(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，即使對于兩跑樓梯這種傳統(tǒng)上認(rèn)為對于主體結(jié)構(gòu)

4、影響不大的樓梯體系。它對于框架結(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出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產(chǎn)生非均勻分布的軸向應(yīng)力，靠近框架平面?zhèn)鹊恼龖?yīng)力水平是另側(cè)的25倍3倍，梯板呈現(xiàn)偏拉的受力狀態(tài)，在底部兩層梯板的最大正應(yīng)力約為7000N/m2；在樓樓平臺板正對梯縫的位置產(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)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，先

5、進(jìn)行其彈性層剛度測試；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)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)剛度約為兩榀中框架抗側(cè)剛度的1123倍，而層剪力是按剛度分配的，所以樓梯在彈性階段對結(jié)構(gòu)的支撐作用是較大的。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、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稱布置可能帶來結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)

6、。故應(yīng)盡量將樓梯間對稱布置；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其的影響，也沒有考慮其對主體結(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)中的樓梯為了避免形成支撐?？梢圆捎没瑒舆B接的方式消除其對主體結(jié)構(gòu)的附加影響。四、樓梯間設(shè)置滑動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，對樓梯結(jié)構(gòu)而言

7、這是個(gè)被動的受力過程。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)宜比主體結(jié)構(gòu)有所提高。但這對矛盾使得我們要考慮樓梯在地震作用下的構(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)方法勢必將極大增加構(gòu)件截面尺寸和配筋面積，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

8、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撐，可采用滑動連接，樓梯段的上端節(jié)點(diǎn)為鉸接，下端節(jié)點(diǎn)為滑動支承。重慶大學(xué)的金全友等人則認(rèn)為?？芍辉谔荻伟逑露伺c平臺粱（板）處設(shè)置為滑動支承，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)提出建議滑動支座支承長度不小于300mm。金聯(lián)社則認(rèn)為，滑動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80mm。并給出參考示例，假設(shè)某工程抗震設(shè)防烈度為8(0.2g)度，梯板和休息板之間跨度方向在小震下

9、的彈性水平位移為125mm則計(jì)算出的支承長度應(yīng)為279mm。關(guān)于滑動支座的構(gòu)造要求。金聯(lián)社提出隔離滑動層處鋼筋不連通，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鋼扳組成此滑動支座，具體做法為塊固定于上部梯段板下端，并與梯段板內(nèi)鋼筋焊接固定，另塊預(yù)埋于梯段粱上部。兩塊鋼板之間可涂防銹潤滑劑以減少摩擦力。為了進(jìn)步改善滑動支座在地震與正常狀態(tài)下的受力性能。可在鋼板之間增設(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)件對主體結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算中的不利影響

10、，只需保證樓梯間圍護(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。可按傳統(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)在可接受的范圍內(nèi)。五、樓梯滑動支座施工過程1.支設(shè)滑動支座梯梁、挑板模板圖集11G101-2當(dāng)中規(guī)定：ATa、ATb型為帶滑動支座的板式樓梯，梯板全部由踏步段構(gòu)成，其支承方式為梯板高端均支承在梯梁上，ATa型梯板低端帶滑動支座支承在梯梁上，ATb型梯板帶滑動支座支承在梯梁的挑板上。2.預(yù)埋滑動支座滑動面材料滑動面采用何種做法應(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的材料?；瑒用嬷ё舷戮鶓?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。滑動面預(yù)埋聚四氟乙烯板滑動端梯梁下部預(yù)埋鋼板預(yù)埋滑動端上部鋼板，板上增加錨筋3.綁扎滑動面上部梯板鋼筋挑板