第二章建模樓梯(3后,4前)

1、 董春敏董春敏 河南理工大學(xué)土木學(xué)院河南理工大學(xué)土木學(xué)院 2015.10.1一、樓梯間荷載一、樓梯間荷載恒載：恒載：8.0 kN/m2活載：活載：3.5kN/m2J樓梯間的簡(jiǎn)化輸入方法為樓梯間的簡(jiǎn)化輸入方法為將板厚取為將板厚取為0，忽略平臺(tái)梁對(duì)框，忽略平臺(tái)梁對(duì)框架的影響，但該部分樓面的均布荷載仍可傳到框架上。架的影響，但該部分樓面的均布荷載仍可傳到框架上。樓樓板厚為板厚為0時(shí)，該房間不會(huì)畫(huà)出板鋼筋。時(shí)，該房間不會(huì)畫(huà)出板鋼筋。二、樓梯間的計(jì)算方法問(wèn)題二、樓梯間的計(jì)算方法問(wèn)題以前的設(shè)計(jì)方法：在計(jì)算分析模型中一般不輸入樓梯構(gòu)件，將以前的設(shè)計(jì)方法：在計(jì)算分析模型中一般不輸入樓梯構(gòu)件，將其等效為荷載加到

2、周邊構(gòu)件。原因有兩個(gè)，一是工程師普遍認(rèn)其等效為荷載加到周邊構(gòu)件。原因有兩個(gè)，一是工程師普遍認(rèn)為樓梯構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)受力影響不大，通過(guò)構(gòu)造措施就可以保證安為樓梯構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)受力影響不大，通過(guò)構(gòu)造措施就可以保證安全；二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件沒(méi)有提供樓梯參與整體分析的功能。全；二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件沒(méi)有提供樓梯參與整體分析的功能。汶川大地震被損壞建筑的一個(gè)特點(diǎn)是樓梯構(gòu)件的破壞，影響了汶川大地震被損壞建筑的一個(gè)特點(diǎn)是樓梯構(gòu)件的破壞，影響了逃生通道安全，造成人員傷亡。逃生通道安全，造成人員傷亡。二、樓梯間的計(jì)算方法問(wèn)題二、樓梯間的計(jì)算方法問(wèn)題據(jù)據(jù)20082008年版年版建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-200

3、1GB50011-2001）3.6.63.6.6條，條，結(jié)構(gòu)計(jì)算中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。本條規(guī)定主要考慮到樓梯結(jié)構(gòu)計(jì)算中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。本條規(guī)定主要考慮到樓梯的梯板具有的梯板具有斜撐斜撐的受力狀態(tài)，局部加強(qiáng)了抗側(cè)剛度，對(duì)樓梯間的受力狀態(tài)，局部加強(qiáng)了抗側(cè)剛度，對(duì)樓梯間有關(guān)的墻柱梁計(jì)算結(jié)果有明顯的影響。同時(shí)樓梯是關(guān)鍵的安全有關(guān)的墻柱梁計(jì)算結(jié)果有明顯的影響。同時(shí)樓梯是關(guān)鍵的安全通道，本身宜考慮抗震計(jì)算，通過(guò)這兩方面的抗震計(jì)算保證生通道，本身宜考慮抗震計(jì)算，通過(guò)這兩方面的抗震計(jì)算保證生命的安全撤離。命的安全撤離。20102010年版年版建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010G

4、B50011-2010）3.6.63.6.6條條3.6.63.6.6利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震分析，應(yīng)符合下列要求：利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震分析，應(yīng)符合下列要求：1 1計(jì)算模型的建立、必要的簡(jiǎn)化計(jì)算與處理，應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實(shí)計(jì)算模型的建立、必要的簡(jiǎn)化計(jì)算與處理，應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況，計(jì)算中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。際工作狀況，計(jì)算中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。三、樓梯參與整體計(jì)算的必要性三、樓梯參與整體計(jì)算的必要性（1 1）結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的剛度貢獻(xiàn)，僅通過(guò)構(gòu)造措施無(wú)法保）結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的剛度貢獻(xiàn)，僅通過(guò)構(gòu)造措施無(wú)法保證樓梯及周邊構(gòu)件安全。證樓梯及周邊構(gòu)件安全。（2 2）框架結(jié)構(gòu)中樓梯及其周

5、邊構(gòu)件將承擔(dān)較多的地震力，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）框架結(jié)構(gòu)中樓梯及其周邊構(gòu)件將承擔(dān)較多的地震力，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)加強(qiáng)的部位，因此整體分析應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的剛度。應(yīng)加強(qiáng)的部位，因此整體分析應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的剛度。 （梯梁在地（梯梁在地震中破壞大多在跨中發(fā)生剪扭破壞；梯板起到了支撐的作用，分配震中破壞大多在跨中發(fā)生剪扭破壞；梯板起到了支撐的作用，分配較多的地震力；支撐梯板的梯柱（板凳柱）在地震作用下可能承受較多的地震力；支撐梯板的梯柱（板凳柱）在地震作用下可能承受較大拉力，梯柱上端節(jié)點(diǎn)破壞，有些甚至拉斷。）較大拉力，梯柱上端節(jié)點(diǎn)破壞，有些甚至拉斷。）（3 3）樓梯剛度對(duì)框架結(jié)構(gòu)影響較大，樓梯及周邊構(gòu)件承擔(dān)更多地震力。

6、）樓梯剛度對(duì)框架結(jié)構(gòu)影響較大，樓梯及周邊構(gòu)件承擔(dān)更多地震力。 （4 4）樓梯布置在端部會(huì)導(dǎo)致樓層剛心偏心加大，對(duì)邊柱和角柱不利。）樓梯布置在端部會(huì)導(dǎo)致樓層剛心偏心加大，對(duì)邊柱和角柱不利。（5 5）剪力墻結(jié)構(gòu)中，梯板支撐在兩片墻時(shí)，則樓梯剛度貢獻(xiàn)不可忽視。）剪力墻結(jié)構(gòu)中，梯板支撐在兩片墻時(shí)，則樓梯剛度貢獻(xiàn)不可忽視。特別對(duì)短肢剪力墻模型，樓梯應(yīng)進(jìn)入空間分析。特別對(duì)短肢剪力墻模型，樓梯應(yīng)進(jìn)入空間分析。樓梯樓梯樓梯的布置最好在樓層組裝后再進(jìn)行，這樓梯的布置最好在樓層組裝后再進(jìn)行，這樣程序可以自動(dòng)計(jì)算出踏步高度與數(shù)量，樣程序可以自動(dòng)計(jì)算出踏步高度與數(shù)量，便于建模！便于建模！一定要勾選一定要勾選底層此項(xiàng)不

7、能為底層此項(xiàng)不能為0，樓梯底標(biāo)高為室內(nèi)地坪，樓梯底標(biāo)高為室內(nèi)地坪根據(jù)實(shí)際填寫(xiě)，坡度默認(rèn)生成根據(jù)實(shí)際填寫(xiě)，坡度默認(rèn)生成用來(lái)修改樓梯布置方向用來(lái)修改樓梯布置方向確認(rèn)樓梯走向確認(rèn)樓梯走向設(shè)置平臺(tái)寬度設(shè)置平臺(tái)寬度設(shè)置平臺(tái)板厚度設(shè)置平臺(tái)板厚度設(shè)置梯板寬度設(shè)置梯板寬度設(shè)置梯板厚度設(shè)置梯板厚度退出程序時(shí)，注意勾選第一項(xiàng)，程序會(huì)自動(dòng)在模型目錄下生成一退出程序時(shí)，注意勾選第一項(xiàng)，程序會(huì)自動(dòng)在模型目錄下生成一個(gè)個(gè)LT文件夾。文件夾。在定義與布置樓梯時(shí)宜注意以下幾點(diǎn)：在定義與布置樓梯時(shí)宜注意以下幾點(diǎn)：1.1.生成樓梯模型數(shù)據(jù)時(shí)，程序自動(dòng)將每一跑樓梯用三段寬扁生成樓梯模型數(shù)據(jù)時(shí)，程序自動(dòng)將每一跑樓梯用三段寬扁梁模擬，

8、下段為模擬的下平臺(tái)的水平梁，中間模擬梯板的斜梁模擬，下段為模擬的下平臺(tái)的水平梁，中間模擬梯板的斜梁，上段為模擬上部平臺(tái)水平梁，三段梁的寬度均為梯板寬梁，上段為模擬上部平臺(tái)水平梁，三段梁的寬度均為梯板寬度。度。2.2.程序在程序在中間休息平臺(tái)處中間休息平臺(tái)處自動(dòng)增設(shè)一根自動(dòng)增設(shè)一根250X500250X500的層間梁，以的層間梁，以傳接折梁到兩端柱上。傳接折梁到兩端柱上。樓梯樓梯在定義與布置樓梯時(shí)宜注意以下幾點(diǎn)：在定義與布置樓梯時(shí)宜注意以下幾點(diǎn)：1 1） 最好在進(jìn)行完最好在進(jìn)行完樓層組裝樓層組裝后再進(jìn)行樓梯布置，這樣程序能后再進(jìn)行樓梯布置，這樣程序能自動(dòng)計(jì)算出踏步高度與數(shù)量，便于建模。自動(dòng)計(jì)算出

9、踏步高度與數(shù)量，便于建模。3)3)輸入荷載，輸入荷載，樓梯板自重可以自動(dòng)計(jì)算，恒荷載只需輸入面層樓梯板自重可以自動(dòng)計(jì)算，恒荷載只需輸入面層值，一般輸入值，一般輸入4.04.0，活載不變；活載不變；2 2） 樓梯間宜將板厚設(shè)為樓梯間宜將板厚設(shè)為0 0，不宜開(kāi)全房間洞。因?yàn)榭紤]樓，不宜開(kāi)全房間洞。因?yàn)榭紤]樓梯作用的計(jì)算模型是專門(mén)生成在梯作用的計(jì)算模型是專門(mén)生成在LTLT目錄下的，目錄下的，該文件夾中保該文件夾中保存著將樓梯轉(zhuǎn)換為存著將樓梯轉(zhuǎn)換為寬扁折梁寬扁折梁后的模型。后的模型。當(dāng)前工作子目錄的模當(dāng)前工作子目錄的模型計(jì)算時(shí)不會(huì)考慮樓梯，計(jì)算模型和沒(méi)有樓梯布置的模型完型計(jì)算時(shí)不會(huì)考慮樓梯，計(jì)算模型和

10、沒(méi)有樓梯布置的模型完全相同。全相同。進(jìn)入進(jìn)入LTLT目錄目錄后重新計(jì)算則考慮了樓梯的作用。后重新計(jì)算則考慮了樓梯的作用。4 4） 為了解決底層樓梯嵌固問(wèn)題，程序在底層梁端增加了一個(gè)為了解決底層樓梯嵌固問(wèn)題，程序在底層梁端增加了一個(gè)支撐。支撐。5 5） 退出退出PMCADPMCAD時(shí)要勾選時(shí)要勾選“樓梯自動(dòng)轉(zhuǎn)換為梁（數(shù)據(jù)在樓梯自動(dòng)轉(zhuǎn)換為梁（數(shù)據(jù)在LTLT目錄目錄下）下）”選項(xiàng)，這樣程序才能在選項(xiàng)，這樣程序才能在LTLT文件夾中生成模型數(shù)據(jù)。如文件夾中生成模型數(shù)據(jù)。如果已經(jīng)將目錄指向了果已經(jīng)將目錄指向了LTLT目錄，則在退出目錄，則在退出PMCADPMCAD時(shí)不要勾選該選時(shí)不要勾選該選項(xiàng)。項(xiàng)。6

11、6） LT LT目錄下包含了原有的模型和樓梯轉(zhuǎn)換成斜梁的模型，用目錄下包含了原有的模型和樓梯轉(zhuǎn)換成斜梁的模型，用戶可以對(duì)該模型進(jìn)一步修改戶可以對(duì)該模型進(jìn)一步修改7 7） 要要一般要在樓梯平臺(tái)板處，設(shè)置一根梁一般要在樓梯平臺(tái)板處，設(shè)置一根梁如下圖：如下圖：程序自動(dòng)生成的模型程序自動(dòng)生成的模型此處無(wú)梁，導(dǎo)致垂直此處無(wú)梁，導(dǎo)致垂直方向樓梯剛度變化很方向樓梯剛度變化很大，而順梯方向剛度大，而順梯方向剛度變化不大。加上次梁變化不大。加上次梁厚，結(jié)果較為理想。厚，結(jié)果較為理想。人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書(shū)，廣泛閱讀，所以我們要勤懇讀書(shū)，廣泛閱讀，古人說(shuō)古人說(shuō)“書(shū)中自有黃金屋。書(shū)中自有黃金屋。”通過(guò)閱讀科技書(shū)籍，我們能豐富知識(shí)，通過(guò)閱讀科技書(shū)籍，我們能豐富知識(shí)，培養(yǎng)邏輯思維能力；培養(yǎng)邏輯