常見結(jié)構(gòu)中樓梯間與樓梯的震害及設(shè)計(jì)建議

【摘要】5.12汶川大地震及歷次的地震震害都出現(xiàn)了不同結(jié)構(gòu)樓梯間和樓梯被破壞的情況，導(dǎo)致撤離路線出現(xiàn)障礙而造成人員傷亡。破壞主要集中在樓梯梁、樓梯段、梯段與休息平臺(tái)的連接處等。在設(shè)計(jì)中，不同結(jié)構(gòu)體系均應(yīng)加強(qiáng)樓梯及樓梯間的概念設(shè)計(jì)和相關(guān)的構(gòu)造措施，使得在震后樓梯間能形成相對(duì)安全的逃生通道。

【關(guān)鍵詞】樓梯;樓梯間;震害;抗震設(shè)計(jì)

【中圖號(hào)】TU229【文獻(xiàn)標(biāo)示碼】A【文章編號(hào)】1005-1074(2009)01-0133-01

當(dāng)發(fā)生地震和火災(zāi)時(shí)，樓梯是重要的緊急逃生豎向通道。樓梯的破壞會(huì)延誤人員的撤離和消

防人員的救生從而導(dǎo)致嚴(yán)重的傷亡。為了保證樓梯的正常工作，不僅要保持樓梯間的整體安全，還應(yīng)避免樓梯受一些非結(jié)構(gòu)部件脫落所造成的堵塞。此次5.12汶川大地震中樓梯間的破壞尤為嚴(yán)重，因此保證樓梯在地震中的安全顯得尤為重要。

1非結(jié)構(gòu)震害

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件通常是按規(guī)范的構(gòu)造要求來設(shè)計(jì)。地震中，有些連接較差的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)脫落破壞現(xiàn)象。如果是樓梯間或是樓梯口周圍的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞，將會(huì)影響逃生路線的通暢。歷次大地震中均不同程度的出現(xiàn)上述現(xiàn)象。

2地震中樓梯結(jié)構(gòu)震害的主要表現(xiàn)

樓梯結(jié)構(gòu)通常由樓梯梁、樓梯段、休息平臺(tái)組成。

在混合結(jié)構(gòu)中，樓梯的破壞主要集中在樓梯梁在復(fù)雜作用力作用下破壞；梯段板的斷裂以及樓梯間墻體的倒塌等。

在框架結(jié)構(gòu)中，支承樓梯結(jié)構(gòu)的框架柱由于休息平臺(tái)的約束可能形成短柱，這些地方都由可能在地震中造成破壞；樓層梁受樓梯段約束形成短梁，而梁受到樓梯的約束出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)破壞；較長(zhǎng)的樓梯段出現(xiàn)斷裂破壞；樓梯段與休息平臺(tái)連接處出現(xiàn)斷裂破壞。

從多次大地震的震害可以看出，樓梯間是結(jié)構(gòu)的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，在地震的復(fù)雜作用力下各個(gè)部位均有可能破壞。

3樓梯結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造

3.1混合結(jié)構(gòu)在混合結(jié)構(gòu)中樓梯間是典型的薄弱環(huán)節(jié)，一般計(jì)算模型與實(shí)際均有一定的出入，結(jié)構(gòu)工程師在計(jì)算樓梯間時(shí)部分是按洞口處理，實(shí)際上樓梯間是一個(gè)受力非常復(fù)雜的部位，很難用結(jié)構(gòu)模型合理的模擬，因此對(duì)待此類結(jié)構(gòu)更多的是靠結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施來完成。使之成為混合結(jié)構(gòu)中相對(duì)安全的部位。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）2008修訂版中對(duì)于此類結(jié)構(gòu)有專門的強(qiáng)制性條文。詳見該規(guī)范7.3.6條及7.3.8條。

3.2框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)較柔，在地震作用下，樓梯段的支撐作用較為明顯，樓梯段宜采用有邊梁的構(gòu)造。框架結(jié)構(gòu)不宜采用折板、折梁，支撐樓梯段的橫梁應(yīng)考慮樓梯段引起的推力和扭矩作用。支撐樓梯結(jié)構(gòu)的框架柱由于休息平臺(tái)板的約束力可能形成短柱，應(yīng)滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）2008修訂版的剪壓比和體積配箍率的要求，9度時(shí)及特一級(jí)結(jié)構(gòu)的樓梯短柱宜采用SRC結(jié)構(gòu)。樓梯間兩側(cè)采用輕質(zhì)砌體填充墻時(shí)，應(yīng)設(shè)置足夠的構(gòu)造柱，間距不大于2米，水平構(gòu)造連接筋豎向間距不大于1米，樓梯段不應(yīng)嵌入填充墻。

3.3剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)及框架-核心筒結(jié)構(gòu)樓梯間周邊剪力墻對(duì)樓梯結(jié)構(gòu)起保護(hù)作用。支承樓梯結(jié)構(gòu)的剪力墻厚度不小于180毫米，底部加強(qiáng)部位不小于200毫米。樓梯的側(cè)邊不宜入墻。底部加強(qiáng)部位在樓梯梁入墻部位宜設(shè)置暗柱。長(zhǎng)度不大于3米的樓梯可采用板式，較長(zhǎng)樓梯宜采用有邊梁的構(gòu)造。9度時(shí)及特一級(jí)結(jié)構(gòu)的樓梯不宜采用折梁及折板。

4對(duì)以往裝配式樓梯結(jié)構(gòu)的反思

上世紀(jì)60年代及70年代裝配式結(jié)構(gòu)在我國(guó)應(yīng)用廣泛，預(yù)制樓梯在各類結(jié)構(gòu)中得到很大應(yīng)用，包括層數(shù)較多的裝配式框架結(jié)構(gòu)，這些樓梯的構(gòu)造都是樓梯段搭在樓層梁和休息板的邊梁上，支承長(zhǎng)度約為10-12厘米，并無其他連接措施。遭受大地震時(shí)，特別是框架結(jié)構(gòu)樓梯段支座滑移碰撞，嚴(yán)重時(shí)有可能脫落。這些建筑已經(jīng)使用接近40年，這也是今后一段時(shí)間內(nèi)急需要解決的問題，值得社會(huì)各界引起重視。