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1、板式楼梯结构设计避免多层框架形成“框架短柱”的措施 李文志 摘 要 针对在多层框架结构中，避免板式楼梯的设计使框架柱形成“框架短柱”，提出了具体的避免措施。关键词 板式楼梯 框架短柱 延性 剪切破坏 1前言二十世纪末，我国的多层及高层建筑迅速增多，多层及高层建筑具有节约用地、节约市政工程费用、减少拆迁费用等一系列优点；钢筋混凝土框架结构具有建筑平面布置灵活，可组成较大建筑空间，具有较好的延性和整体性，其抗震性能较好，造价较低。因此，在高烈度地震的唐山地区，全现浇的多层钢筋混凝土框架房屋被广泛应用于一般的工业与民用建筑中。楼梯作为建筑中主要的垂直交通设施之一，起着通行和疏散的功能。楼梯的种类和形
2、式较多，如室内和室外楼梯；板式、梁式和螺旋楼梯；板式楼梯又分单跑、双跑、三跑楼梯。在全现浇的多层框架结构中，使用最多的是现浇双跑板式楼梯，因为板式楼梯具有板底平整、制模方便、视觉上较轻巧、不易积尘等优点。2板式楼梯的传力途径板式楼梯的结构内力计算，在砖混结构或框架结构中并无本质的区别。但楼梯作为一个构件,其荷载的传递，在不同的结构中各不相同。在高烈度地震的唐山地区，为了减轻房屋的荷载，减小地震作用，搞好建筑节能，市政府早已明令在框架结构中限制使用实心粘土砖。框架中使用的轻质自承重墙体自身不能承受外荷载，因此，楼梯平台梁不能直接支撑在轻质墙体之上。在框架结构中，板式楼梯一般由楼梯踏步斜板、平台梁
3、、平台梁短柱、平台板等四部份组成。板式楼梯各部份传力途径一般为： 楼层梁框架柱踏步荷载斜板 平台梁1平台梁短柱1框架(或楼层或基础)梁 楼梯基础或基础梁 平台梁1平台梁短柱1框架(或楼层或基础)梁 平台荷载 平台梁2 框架柱 平台梁短柱框架梁 平台梁3 平台梁短柱1或2框架(或楼层或基础)梁 框架柱框架结构中双跑板式楼梯结构平面布置示意图见图1。斜板 平台板跨度 斜板 楼层板 平台梁1 平台梁2 平台梁2 平台梁3 框架梁 框架柱 平台梁短柱2 平台梁短柱2 平台梁短柱1 平台梁短柱1 框架（楼层）梁 基础梁 楼梯基础 框架（楼板）梁 平台梁短柱1 楼层梁框架柱 框架柱或平台梁短柱2 平台梁1
4、 楼层梁 平台梁2 平台梁3 柱距柱距柱距图1 楼梯结构平面布置示意图 H1H（层高）H2框架柱 通过板式楼梯的传力途径和结构布置示意图，十分明确，平台梁2将框架柱每层高H分成H1和H2两段，H1+H2=H。这样，假如楼梯梁2、3设计不当，就可能使框架柱形成“框架短柱”，这是框架结构设计应尽量避免的。3避免形成“框架短柱”应采取的措施在钢筋混凝土框架结构中，通常将柱的净高H 与柱截面边长h（与剪力方向一致的柱边长）之比小于4（即H/h4）的框架柱称为“框架短柱”。地震作用下，框架柱的设计原则是“强柱弱梁”，“强剪弱弯”，这是为了使框架结构呈梁铰型延性结构，避免形成“框架短柱”。“框架短柱”延性
5、差，在较大的压力作用下产生混凝土的压碎破坏；在较大的剪力作用下产生脆性的剪切破坏。地震作用下，“框架短柱”刚度大，吸收较大的地震力，极易产生剪切破坏而形成结构抗震薄弱部位。因此，在高烈度地震区，钢筋混凝土框架结构应避免“框架短柱”的形成。在框架结构的双跑板式楼梯设计时，为避免“框架短柱”的形成，应采取下列措施：（1）当平台板跨度较小（ 1.5m）时，不设平台梁2和平台梁3，平台板按悬臂板设计。（2）平台板跨度较大，设平台梁3，不设两端与框架柱相连的平台梁2，平台板按三边支撑一边自由设计。此时平台梁3跨度一般较小，截面亦较小，对框架柱的约束作用不足以形成“框架短柱”。（3）平台板跨度较大，设平台
6、梁2和平台梁3，则平台梁2、3的截面应尽可能小，且可将平台梁2紧贴框架柱内侧布置，其两端支撑在平台梁3上，使平台梁2、3对框架柱的约束作用不足以形成“框架短柱”。（4）若框架柱间距较大，楼梯间只占整个开间的一部分时，则应通过增设平台梁短柱2（详见图1）来减小平台梁2的跨度和截面；或设平台梁2并按措施（2）处理；当平台板跨度较小(1.5m)时，也可不设平台梁短柱2和平台梁2及平台梁3，平台板按悬臂板设计。4应注意的问题（1）平台梁短柱下端支撑在基础梁或框架（楼板）梁上，上端至平台板顶面，不得延伸至上层框架（楼板）梁底，以避免框架（楼板）梁传力及受力不明确。（2）当不能采取以上措施形成框架短柱时，应确保框架短柱的抗剪强度及变形能力，防止框架柱过早发生剪切破坏，箍筋应沿框架短柱全高加密（箍筋间距不大于100mm），或在柱身内配置一定数量的斜向钢筋。5结语 在多层框架结构设计中，应认真分析楼梯的传力途径，采取传力合理的板式楼梯结构，使框架结构具有明确的计算简图，避免框架短柱的形成，确保建筑抗震安全。
