框架结构楼梯间的抗震设计初步研究

论文摘要

钢筋混凝土框架结构是应用广泛的一种结构形式。在框架结构楼梯间处,目前设计中的计算分析模型一般是不输入楼梯构件的,而是在楼梯间处楼板进行开洞,并将楼梯竖向荷载加到其周边构件。然而在历次的地震中,研究人员发现,在很多主体结构无严重破坏的情况下,楼梯结构却遭到了严重破坏,丧失了其在自然灾害面前应该发挥的功能。框架结构中,由于楼梯结构的存在,使得结构局部刚度增大,在地震作用下,楼梯间处会吸收一定的地震力。楼梯构件在地震作用下的受力如何,考虑楼梯的存在与不考虑楼梯的情况相比,在地震作用下,框架结构整体变形及其中梁、柱等结构构件的受力有何不同,有必要对其进行系统的分析和对比。本文严格按照规范设计了两个民用钢筋混凝土框架结构(模型1用来模拟采用了框架结构在楼梯间处楼板进行开洞即楼梯不参与整体结构的抗震计算；模型2用来模拟考虑楼梯间的抗震设计即楼梯参与整体抗震设计)。然后使用结构常用分析与设计软件SAP2000分别对其进行计算分析,得出楼梯参与结构整体抗震设计的必要性。本文研究的主要内容包括：1.对两模型在地震作用下,框架结构的整体变形进行对比；2.对两模型在地震作用下,框架结构构件的内力进行对比；3.对楼梯结构构件(梯段板、休息平台板及楼梯休息平台梁)在地震作用下的受力情况进行分析,并与不考虑地震作用下的受力情况进行对比；4.对两模型结构在罕遇地震作用下的整体变形进行对比分析；5.对目前的楼梯结构设计方法和考虑楼梯的整体结构的设计方法给出了建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 我国地震震害概况
• 1.2 地震作用下结构反应
• 1.3 钢筋混凝土结构抗震设计的基本思路
• 1.4 现行框架结构楼梯间的设计方法
• 1.4.1 楼梯间设计现状
• 1.4.2 规范中关于楼梯间设计的规定
• 1.5 框架结构楼梯间构件的破形类型
• 1.6 本文的研究目的
• 第2章 结构地震响应分析的基本方法
• 2.1 结构模态分析方法
• 2.2 振型分解反应谱法
• 2.3 时程分析法
• 2.3.1 结构模型
• 2.3.2 结构地震动方程的建立
• 2.3.3 结构动力方程的求解
• 第3章 楼梯对整体结构的影响
• 3.1 结构的选型
• 3.2 荷载取值
• 3.3 内力计算
• 3.4 地震作用下框架结构受力性能分析
• 3.4.1 模型的建立
• 3.4.2 模态分析
• 3.4.3 反应谱分析
• 3.5 楼梯间结构受力性能分析
• 3.5.1 梯段板受力分析
• 3.5.2 休息平台板的受力分析
• 3.5.3 休息平台梯梁受力分析
• 第4章 结构非线性动力反应分析
• 4.1 地震时程的选取
• 4.1.1 国内对输入地震动的规定
• 4.1.2 地震波的选取
• 4.2 评价准则
• 4.3 罕遇地震作用下结构的反应
• 4.3.1 模型1结构的反应
• 4.3.2 模型2的结构反应
• 4.4 结构非线性地震反应的评价
• 第5章 对框架结构楼梯间设计的建议
• 5.1 对考虑楼梯的钢筋混凝土框架主体结构的设计建议
• 5.2 对考虑地震作用钢筋混凝土框架结构楼梯间的设计建议
• 结论
• 致谢
• 参考文献