第二章建模楼梯(3后,4前)

1、 董春敏董春敏 河南理工大学土木学院河南理工大学土木学院 2015.10.1一、楼梯间荷载一、楼梯间荷载恒载：恒载：8.0 kN/m2活载：活载：3.5kN/m2J楼梯间的简化输入方法为楼梯间的简化输入方法为将板厚取为将板厚取为0，忽略平台梁对框，忽略平台梁对框架的影响，但该部分楼面的均布荷载仍可传到框架上。架的影响，但该部分楼面的均布荷载仍可传到框架上。楼楼板厚为板厚为0时，该房间不会画出板钢筋。时，该房间不会画出板钢筋。二、楼梯间的计算方法问题二、楼梯间的计算方法问题以前的设计方法：在计算分析模型中一般不输入楼梯构件，将以前的设计方法：在计算分析模型中一般不输入楼梯构件，将其等效为荷载加到

2、周边构件。原因有两个，一是工程师普遍认其等效为荷载加到周边构件。原因有两个，一是工程师普遍认为楼梯构件对结构受力影响不大，通过构造措施就可以保证安为楼梯构件对结构受力影响不大，通过构造措施就可以保证安全；二是结构设计软件没有提供楼梯参与整体分析的功能。全；二是结构设计软件没有提供楼梯参与整体分析的功能。汶川大地震被损坏建筑的一个特点是楼梯构件的破坏，影响了汶川大地震被损坏建筑的一个特点是楼梯构件的破坏，影响了逃生通道安全，造成人员伤亡。逃生通道安全，造成人员伤亡。二、楼梯间的计算方法问题二、楼梯间的计算方法问题据据20082008年版年版建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范（GB50011-200

3、1GB50011-2001）3.6.63.6.6条，条，结构计算中应考虑楼梯构件的影响。本条规定主要考虑到楼梯结构计算中应考虑楼梯构件的影响。本条规定主要考虑到楼梯的梯板具有的梯板具有斜撑斜撑的受力状态，局部加强了抗侧刚度，对楼梯间的受力状态，局部加强了抗侧刚度，对楼梯间有关的墙柱梁计算结果有明显的影响。同时楼梯是关键的安全有关的墙柱梁计算结果有明显的影响。同时楼梯是关键的安全通道，本身宜考虑抗震计算，通过这两方面的抗震计算保证生通道，本身宜考虑抗震计算，通过这两方面的抗震计算保证生命的安全撤离。命的安全撤离。20102010年版年版建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范（GB50011-2010G

4、B50011-2010）3.6.63.6.6条条3.6.63.6.6利用计算机进行结构抗震分析，应符合下列要求：利用计算机进行结构抗震分析，应符合下列要求：1 1计算模型的建立、必要的简化计算与处理，应符合结构的实计算模型的建立、必要的简化计算与处理，应符合结构的实际工作状况，计算中应考虑楼梯构件的影响。际工作状况，计算中应考虑楼梯构件的影响。三、楼梯参与整体计算的必要性三、楼梯参与整体计算的必要性（1 1）结构分析中应考虑楼梯构件的刚度贡献，仅通过构造措施无法保）结构分析中应考虑楼梯构件的刚度贡献，仅通过构造措施无法保证楼梯及周边构件安全。证楼梯及周边构件安全。（2 2）框架结构中楼梯及其周

5、边构件将承担较多的地震力，是结构设计）框架结构中楼梯及其周边构件将承担较多的地震力，是结构设计应加强的部位，因此整体分析应考虑楼梯构件的刚度。应加强的部位，因此整体分析应考虑楼梯构件的刚度。 （梯梁在地（梯梁在地震中破坏大多在跨中发生剪扭破坏；梯板起到了支撑的作用，分配震中破坏大多在跨中发生剪扭破坏；梯板起到了支撑的作用，分配较多的地震力；支撑梯板的梯柱（板凳柱）在地震作用下可能承受较多的地震力；支撑梯板的梯柱（板凳柱）在地震作用下可能承受较大拉力，梯柱上端节点破坏，有些甚至拉断。）较大拉力，梯柱上端节点破坏，有些甚至拉断。）（3 3）楼梯刚度对框架结构影响较大，楼梯及周边构件承担更多地震力。

6、）楼梯刚度对框架结构影响较大，楼梯及周边构件承担更多地震力。 （4 4）楼梯布置在端部会导致楼层刚心偏心加大，对边柱和角柱不利。）楼梯布置在端部会导致楼层刚心偏心加大，对边柱和角柱不利。（5 5）剪力墙结构中，梯板支撑在两片墙时，则楼梯刚度贡献不可忽视。）剪力墙结构中，梯板支撑在两片墙时，则楼梯刚度贡献不可忽视。特别对短肢剪力墙模型，楼梯应进入空间分析。特别对短肢剪力墙模型，楼梯应进入空间分析。楼梯楼梯楼梯的布置最好在楼层组装后再进行，这楼梯的布置最好在楼层组装后再进行，这样程序可以自动计算出踏步高度与数量，样程序可以自动计算出踏步高度与数量，便于建模！便于建模！一定要勾选一定要勾选底层此项不

7、能为底层此项不能为0，楼梯底标高为室内地坪，楼梯底标高为室内地坪根据实际填写，坡度默认生成根据实际填写，坡度默认生成用来修改楼梯布置方向用来修改楼梯布置方向确认楼梯走向确认楼梯走向设置平台宽度设置平台宽度设置平台板厚度设置平台板厚度设置梯板宽度设置梯板宽度设置梯板厚度设置梯板厚度退出程序时，注意勾选第一项，程序会自动在模型目录下生成一退出程序时，注意勾选第一项，程序会自动在模型目录下生成一个个LT文件夹。文件夹。在定义与布置楼梯时宜注意以下几点：在定义与布置楼梯时宜注意以下几点：1.1.生成楼梯模型数据时，程序自动将每一跑楼梯用三段宽扁生成楼梯模型数据时，程序自动将每一跑楼梯用三段宽扁梁模拟，

8、下段为模拟的下平台的水平梁，中间模拟梯板的斜梁模拟，下段为模拟的下平台的水平梁，中间模拟梯板的斜梁，上段为模拟上部平台水平梁，三段梁的宽度均为梯板宽梁，上段为模拟上部平台水平梁，三段梁的宽度均为梯板宽度。度。2.2.程序在程序在中间休息平台处中间休息平台处自动增设一根自动增设一根250X500250X500的层间梁，以的层间梁，以传接折梁到两端柱上。传接折梁到两端柱上。楼梯楼梯在定义与布置楼梯时宜注意以下几点：在定义与布置楼梯时宜注意以下几点：1 1） 最好在进行完最好在进行完楼层组装楼层组装后再进行楼梯布置，这样程序能后再进行楼梯布置，这样程序能自动计算出踏步高度与数量，便于建模。自动计算出

9、踏步高度与数量，便于建模。3)3)输入荷载，输入荷载，楼梯板自重可以自动计算，恒荷载只需输入面层楼梯板自重可以自动计算，恒荷载只需输入面层值，一般输入值，一般输入4.04.0，活载不变；活载不变；2 2） 楼梯间宜将板厚设为楼梯间宜将板厚设为0 0，不宜开全房间洞。因为考虑楼，不宜开全房间洞。因为考虑楼梯作用的计算模型是专门生成在梯作用的计算模型是专门生成在LTLT目录下的，目录下的，该文件夹中保该文件夹中保存着将楼梯转换为存着将楼梯转换为宽扁折梁宽扁折梁后的模型。后的模型。当前工作子目录的模当前工作子目录的模型计算时不会考虑楼梯，计算模型和没有楼梯布置的模型完型计算时不会考虑楼梯，计算模型和

10、没有楼梯布置的模型完全相同。全相同。进入进入LTLT目录目录后重新计算则考虑了楼梯的作用。后重新计算则考虑了楼梯的作用。4 4） 为了解决底层楼梯嵌固问题，程序在底层梁端增加了一个为了解决底层楼梯嵌固问题，程序在底层梁端增加了一个支撑。支撑。5 5） 退出退出PMCADPMCAD时要勾选时要勾选“楼梯自动转换为梁（数据在楼梯自动转换为梁（数据在LTLT目录目录下）下）”选项，这样程序才能在选项，这样程序才能在LTLT文件夹中生成模型数据。如文件夹中生成模型数据。如果已经将目录指向了果已经将目录指向了LTLT目录，则在退出目录，则在退出PMCADPMCAD时不要勾选该选时不要勾选该选项。项。6

11、6） LT LT目录下包含了原有的模型和楼梯转换成斜梁的模型，用目录下包含了原有的模型和楼梯转换成斜梁的模型，用户可以对该模型进一步修改户可以对该模型进一步修改7 7） 要要一般要在楼梯平台板处，设置一根梁一般要在楼梯平台板处，设置一根梁如下图：如下图：程序自动生成的模型程序自动生成的模型此处无梁，导致垂直此处无梁，导致垂直方向楼梯刚度变化很方向楼梯刚度变化很大，而顺梯方向刚度大，而顺梯方向刚度变化不大。加上次梁变化不大。加上次梁厚，结果较为理想。厚，结果较为理想。人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；培养逻辑