抗震理念下樓梯建筑結構設計探究

夏禮群

（廣水市建筑勘察設計院，湖北 廣水 432700）

引言

近年來，地震災害頻發，因而在進行框架結構樓梯抗震設計工作時，要提升樓梯的抗震能力，尤其是一些地震災害發生頻度較高的地區，更應引起高度重視。為進一步推動鋼筋混凝土樓梯設計向科學合理方向發展，需認真研究其類型、設計手段等。

一、鋼筋混凝土樓梯結構的形式和種類

（一）梁式樓梯

梁式樓梯是由踏步板、梯段斜梁、平臺板和平臺梁組成，如圖1 所示。踏步板支承于兩側斜梁上，梯段斜梁支承于上、下平臺梁上，梯段斜梁設置于踏步板下面。平臺板支承于平臺梁和墻體上，平臺梁一般支承于樓梯間兩側的承重墻上。

（二）螺旋式和剪刀式樓梯

螺旋式和剪刀式樓梯有著獨特的造型，往往會放置在公共建筑大廳里，然而它屬于結構系統，受力情況具有一定繁瑣性，并且設計和施工都存在難度，會花費較高資金。

二、樓梯防震加固技術運用中存在的問題

（一）對設計階段的重視程度不足

樓梯的防震加固需要在建設設計階段就進行整體的設計，在設計階段中，需要根據建筑的實際情況和相關的環境情況等因素，采取最科學合理的防震加固技術，達到樓梯防震性能的有效保障。但是在部分樓梯中，對設計階段重視程度不足，導致設計階段的時間不足、資料不充分、防震加固技術重要認知不足等，導致設計人員無法準確根據房屋結構荷載強度對稱重進行合理的平衡等情況，使樓梯防震加固技術在設計階段就存在問題，無法發揮出良好的防震加固作用。

（二）建筑材料質量不達標

如今市場中建筑材料的種類繁多，品牌五花八門，質量也參差不齊，頻發的豆腐渣工程也在提醒材料質量的重要性，尤其是在樓梯的防震加固技術方面，如果采用的磚瓦、水泥等材料存在質量問題，即使只是比標準質量要求降低一點，也會導致建筑的強度降低，造成建筑防震性能的嚴重影響。

（三）建筑施工質量不達標

樓梯的防震加固技術涉及較多的施工環節，部分施工環節的質量問題也會對建筑整體的防震性能造成不良影響。包括在施工中采用的砂漿標號不足、沒有按照施工要求進行潤磚、鋼筋施工的搭接操作違規、焊接時漏焊或少焊等，最終都會造成樓梯的支撐結構不穩定、脫落和倒塌等嚴重的安全問題。

（四）樓梯柱破壞

樓梯柱破壞形式有三種：樓梯平臺梯柱底部斷裂，引起樓梯垮塌，無法通行；板底混凝土壓碎，局部鋼筋斷裂，平臺板失穩；柱與平臺梁交接位置，混凝土壓碎，鋼筋局部拉斷，平臺板、樓梯板錯位。所以，在地震中樓梯平臺柱不能先于樓梯板破壞，于是需要設計強柱弱板結構形式。因此，在設計中應加強樓梯柱的設計。為了保證短柱在抗震下的穩定性，考慮在樓梯間附加小柱子。在框架結構增加小柱后，樓梯與主體結構脫離，在水平方向不參與整體結構的共同工作，避免主體結構對樓梯的不利影響，避免主體結構對于樓梯的梯板、梯梁的彎剪破壞；在豎向荷載作用下，樓板上荷載傳到小柱、梯柱和梯梁，附加小柱與原有梯柱把豎向荷載傳給樓梯間框架梁，框架梁發生彎曲變形，因樓梯間跨度小，所以總的豎向荷載較小，樓梯間框架梁完全能夠滿足豎向承載要求及撓曲變形的限制要求。

三、地震作用下的樓梯的設計建議

在設計階段，要充分考慮樓梯板、樓梯梁、樓梯柱和鋼筋的配比，利用科學合理的計算模型，綜合各部分的作用，對整體框架結構進行精確的受力分析。在設計中可以在框架梁上加裝一個相對獨立的小柱支撐樓梯板，用它銜接平臺板和樓梯柱，兩者之間就不會直接相互影響，增加了整體結構的可靠性。同時，需對該支撐板進行加強處理，使其能承受更大的應力載荷，提高穩定性。樓梯本身屬于短柱，為減少在短時間內出現破壞情況，需順著全高加密箍筋，最大程度確保抗剪強度發揮最大優勢。因受地震作用，會有較大的軸力和剪力，為確保樓梯結構實現抗震目的，在設計前期階段，工程師需做好科學的配筋作業，并拉通負筋，推動雙層雙向鋼筋配置的存在。不僅如此，還需對板式樓梯施工作好科學設計，并且在局部位置加大受力鋼筋的力度，科學控制施工水平，采取科學手段處理好梯段板局部，避免梯段板轉角部位發生破壞情況。由于多高層建筑結構在受力情況下具有一定的繁瑣性，樓梯結構在確保整體安全的同時可以起到重要作用，因此，設計人員在對鋼筋混凝土樓梯設計過程中，應確保結構安全要求和構造手段都要比主體結構高一些。將地震具有的性能考慮在內，詳細計算相關構件的承載力，打破以往的設計形式，使用滑動連接的形式，把樓梯段上端節點當作鋼筋混凝土樓梯使用，將下端節點當作滑動支撐，減少支撐的存在，并在相關首層外門兩邊的地方設計相應的構造柱，固定好門框。在設計階段對施工方案進行優化，一方面，樓梯段上部連接點用鉸接的方式，下部可采用滑動支撐的做法；另一方面，需在樓梯間出口的兩邊進行門框加固設計，適當增加鋼筋數量，同時，還可采用懸掛樣式，提高整體強度。

結束語

從樓梯的布置位置、布置方式和造型上分別考慮了抗震對于樓梯的影響，綜合考慮樓梯平面布置滿足疏散要求應分散開，滿足抗震要求應對角對稱布置；樓梯造型滿足建筑造型要求適宜選用復合建筑要求的各種形式樓梯，弧線形式、折線形式、旋轉樓梯、雙分雙合樓梯等，但是形式曲線的復雜，必將帶來抗震的不利，應加強抗震設計。