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建筑物中樓梯設(shè)計(jì)問題的探討

2015-01-31 18:53李淑一張素香郭靜馮祥湖北文理學(xué)院理工學(xué)院湖北襄陽(yáng)441000
中國(guó)房地產(chǎn)業(yè) 2015年11期
關(guān)鍵詞:欄桿樓梯構(gòu)件

文/李淑一、張素香、郭靜、馮祥 湖北文理學(xué)院理工學(xué)院 湖北襄陽(yáng) 441000

建筑物中樓梯設(shè)計(jì)問題的探討

文/李淑一、張素香、郭靜、馮祥 湖北文理學(xué)院理工學(xué)院 湖北襄陽(yáng) 441000

樓梯結(jié)構(gòu)作為重要的豎向逃生通道,具有安全疏通的性質(zhì)。在建筑物的正常使用過程中,樓梯也表現(xiàn)出較好的工作性能。但是,在很多地震發(fā)生時(shí)卻先于主體框架結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,沒有發(fā)揮其應(yīng)有的功能。甚至在很多已有的工程事例中,樓梯的損壞要比建筑物本身其他部位更嚴(yán)重。本文從對(duì)這些事例進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、總結(jié)、找到具體的原因,從樓梯的選材,施工措施、欄桿的設(shè)置等方面做出了探討。另外當(dāng)欄桿在擁擠荷載作用下應(yīng)做如何處理提出了一些建議和意見。

樓梯結(jié)構(gòu); 欄桿; 安全

1、前言

2、樓梯破壞形態(tài)及原因分析

2.1 樓梯破壞形態(tài)及因素分析

(1)施工縫的處理。在樓梯施工縫的設(shè)置中,規(guī)范并沒有特別的規(guī)定,一般都是留在踏步板的三分之一處,但在實(shí)際產(chǎn)生的破壞中可以看到,往往產(chǎn)生破壞的就是在三分之一處,而不是所說的梁柱節(jié)點(diǎn)處。另外,可能與施工縫設(shè)置中,夾渣沒有及時(shí)處理,而造成新舊混凝土結(jié)合面上強(qiáng)度極差,在豎向荷載作用下產(chǎn)生上下錯(cuò)動(dòng)。從而發(fā)生破壞。

(2)從所發(fā)地震的震害情況可以得出,當(dāng)中混凝土的配置并不是非常合理,可能與施工現(xiàn)場(chǎng)材料的控制,質(zhì)量的控制有關(guān)系。

(3)同時(shí)從破壞的樓梯結(jié)構(gòu)中很明顯的可以看到,選用鋼筋多數(shù)為冷軋鋼筋,這種鋼筋受拉性能并不好,塑性能力不強(qiáng)。所以建議推廣使用延性較好的鋼筋,例如HRB335級(jí)鋼筋和HRB400級(jí)鋼筋。

(4)在樓梯結(jié)構(gòu)中,樓梯欄桿并不屬于結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件,只是從美觀要求上,由建筑師指定的。但在很多工程實(shí)例中,特別是在突發(fā)情況下,出現(xiàn)擁擠人群的時(shí)候,欄桿同樣是作為一個(gè)受力構(gòu)件出現(xiàn)。很多結(jié)構(gòu)破壞中,特別是在擁擠荷載作用下,樓梯欄桿先于樓梯本身產(chǎn)生破壞。

2.2 主要解決方法

(1)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度截面驗(yàn)算時(shí),應(yīng)考慮樓梯間參與結(jié)構(gòu)整體受力進(jìn)行設(shè)計(jì);

(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮樓梯構(gòu)件的復(fù)雜受力狀態(tài),同時(shí)相應(yīng)加強(qiáng)延性構(gòu)造措施;

用來(lái)構(gòu)成特殊疑問句的代詞叫疑問代詞。常用的有:who, what,which,whose,whom,在句中常作主語(yǔ)、賓語(yǔ)、定語(yǔ)、表語(yǔ)。

(3)建議采用可滑動(dòng)支座將踏步斜板與主體結(jié)構(gòu)脫開,以減少地震作用效應(yīng)的影響。

(4)在特定的環(huán)境中,比如教學(xué)樓。在特定的荷載下,比如擁擠的人群荷載、地震作用下,將樓梯欄桿當(dāng)做受力構(gòu)件來(lái)設(shè)計(jì)。

2.3 欄桿設(shè)計(jì)方面的問題探討

欄桿作為樓梯中裝飾性較強(qiáng)的構(gòu)件,同時(shí)也是梯段與平臺(tái)臨空一邊所設(shè)的安全設(shè)施,在設(shè)計(jì)中,只是把它當(dāng)做建筑設(shè)計(jì),而并不是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此,現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的樓梯欄桿一般不需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算。主要是按照規(guī)范中出發(fā),僅僅從欄桿的高度、間距、材料強(qiáng)度等方面做了一些規(guī)定。

在規(guī)范的要求中,對(duì)于陽(yáng)臺(tái)、外廊、室內(nèi)樓梯、內(nèi)天井部分以及上人屋面、室外樓梯等等臨空處設(shè)置的樓梯欄桿或護(hù)欄,都應(yīng)該符合下列規(guī)定:

(1)在欄桿材料選擇中,應(yīng)選擇堅(jiān)固,耐久,的材料。同時(shí)要求,能承受荷載規(guī)范規(guī)定的水平荷載,例如:現(xiàn)有《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》里欄桿所承受的水平荷載(學(xué)校)為1kN/m。

(2)對(duì)欄桿高度的要求:低層和多層建筑中,欄桿高度不應(yīng)該低于1.05m;中高層、高層建筑中,欄桿高度不應(yīng)該低于1.10m;超高層建筑中,欄桿高度不應(yīng)低于1.2m。其中所測(cè)定的高度是指:從樓地面及屋面至欄桿扶手頂面的垂直高度。

(3)為保證安全,欄桿離樓面0.10m高度的范圍內(nèi),不應(yīng)留有空隙。

(4)公共建筑中,特別是中小學(xué)及少年兒童活動(dòng)的場(chǎng)所,欄桿必須有防止攀爬的構(gòu)造。另外垂直桿件間之間的凈距不該超過0.11m。

3、樓梯欄桿問題的探討

3.1 欄桿結(jié)構(gòu)模型的確定

在一些突發(fā)情況發(fā)生下,會(huì)產(chǎn)生很大的擁擠荷載,因此在教學(xué)樓設(shè)計(jì)中,除了滿足規(guī)范當(dāng)中高度的限值外,還應(yīng)考慮對(duì)欄桿進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從欄桿的結(jié)構(gòu)類型,考慮結(jié)構(gòu)模型的相似性,可將它按照懸臂梁進(jìn)行設(shè)計(jì),從強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性上來(lái)考慮,進(jìn)一步保證其安全。

3.2 欄桿荷載的估算

根據(jù)建筑規(guī)范,教學(xué)樓中將樓梯的寬度一般設(shè)計(jì)成約1.5m,但是擁擠荷載的在現(xiàn)行的建筑荷載規(guī)范中還沒有規(guī)定,所以只能根據(jù)實(shí)際建筑的用途,從使用人群的尺寸、重量以及踏步寬度來(lái)確定。

例:現(xiàn)有一小學(xué),計(jì)算其擁擠荷載。樓梯寬度1.5m,突發(fā)狀況下,每一級(jí)上會(huì)有四至五人,每米梯段上按4級(jí)樓梯計(jì)算,平均每人按30kg計(jì)算。擁擠荷載大約在5KN左右。將擁擠荷載加載在模型中即可。

4、結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的樓梯破壞情況進(jìn)行總結(jié),找出其破壞的原因。其次,特別對(duì)樓梯當(dāng)中的構(gòu)件欄桿設(shè)計(jì)提出了一些意見,用適當(dāng)?shù)哪P瓦M(jìn)行模擬,使其破壞更接近于實(shí)際情況,避免在突發(fā)情況下,欄桿受到擁擠荷載作用下產(chǎn)生破壞,增加欄桿的強(qiáng)度和剛度。

[1] 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB /T 50001-2001).北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2002

[2] 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).宿舍設(shè)計(jì)規(guī)范(JGJ67-89).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1989

[3] 龔思禮主編.建筑抗震設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002

[4] 賈清霞,張煜.淺談結(jié)構(gòu)樓梯間與樓梯的震害.2009.13.236

[5] 曹萬(wàn)林,胡國(guó)振.鋼筋砼框架與樓梯共同工作性能試驗(yàn)研究.工程力學(xué)增刊.1999.22-26

[6] 武俊杰,梁偉杰.結(jié)構(gòu)樓梯間與樓梯的震害分析及設(shè)計(jì)建議.山西建筑.36(7).42-43

[7] 肖梅玲、劉本玉.教學(xué)樓樓梯護(hù)欄的設(shè)計(jì)問題.工程抗震與加固改造.2005.175-179.

李淑一(1985年12月-)女,碩士。漢族?,F(xiàn)任職于湖北文理學(xué)院理工學(xué)院建筑工程系,講師。研究方向:結(jié)構(gòu)工程。

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