隔震橡膠支座樓梯及框架結構抗震性能研究.pdf

1、樓梯間是人們應急逃生的重要通道，若其發(fā)生嚴重破壞，將造成逃生通道阻塞甚至中斷，后果將不堪設想?，F(xiàn)行國家標準圖集建議在框架結構樓梯梯段板下端設置滑動支座，以釋放梯段板的斜撐效應，但此措施存在安全隱患。為此，本文建議在梯段板下端設置隔震橡膠支座，將隔震橡膠支座應用到六層鋼筋混凝土框架結構中，利用ETABS建立隔震樓梯框架結構模型，進行仿真分析；并以設置隔震橡膠支座（以下簡稱LTZZ）和滑動支座（以下簡稱HDZZ）兩種鋼筋混凝土（RC）框架樓

2、梯間結構單元為對象，進行兩跨對比模型振動臺試驗，研究其抗震性能。主要研究內(nèi)容和結論如下：
　?。?）為研究RC框架結構設置樓梯隔震橡膠支座的效果，利用ETABS有限元軟件建立計入樓梯、不計入樓梯、設置滑動支座和隔震橡膠支座的4個框架結構模型，進行地震作用下梯段板下端不同構造措施對框架結構地震反應影響的對比分析。結果表明：與不考慮樓梯作用相比，設置隔震橡膠支座后，R C框架結構的周期、振型、地震作用、層間位移、框架梁柱和樓梯梁柱的地

3、震內(nèi)力等均未明顯變化，表明隔震橡膠支座能有效地釋放梯段板的斜撐效應；與滑動支座結構相比，隔震橡膠支座結構沿地震動輸入方向的水平滑動位移基本相同，同時減小了梯段板豎向翹起位移。
　　（2）為研究梯段板下端設置隔震橡膠支座和樓梯間位置對RC框架結構抗震性能的影響，利用ETABS軟件建立了不包括、包括隔震橡膠支座的3種樓梯間布置方案，6個框架結構模型。通過模態(tài)分析、反應譜分析和Pushover分析，研究隔震橡膠支座和樓梯間位置對框架結構

4、的振型、內(nèi)力及破壞機制的影響。結果表明：梯段板下端設置隔震橡膠支座后，樓梯間位置對RC框架結構的扭轉效應影響較小，且框架結構在兩個主軸方向的動力特性比較接近；樓梯間框架柱內(nèi)力均顯著降低，但樓梯間布置在最邊跨，在垂直于梯跑方向地震作用下，框架結構邊柱內(nèi)力較大；框架梁對整體框架結構的耗能貢獻較多，增強了框架結構的抗震性能，大震時樓梯構件嚴重破壞較晚，設置隔震橡膠支座可保證樓梯整體穩(wěn)定性。
　?。?）為檢驗梯段板下端設置隔震橡膠支座和聚

5、四氟乙烯板滑動支座對現(xiàn)澆RC板式樓梯抗震性能的影響，以設置這兩種支座的RC樓梯間框架單元為對象，對縮尺比例為1:3的模型結構進行了振動臺試驗，通過輸入不同的地震波，觀察其破壞過程和破壞機理，分析其遭遇不同烈度水準地震作用下模型結構的自振頻率、加速度反應和位移反應等。結果表明：梯段板下端設置隔震橡膠支座的樓梯單元具有良好的抗震性能，罕遇地震作用下破壞主要集中在框架結構中，有效地釋放了梯段板的斜撐效應，實現(xiàn)了樓梯子結構晚于主體結構發(fā)生嚴重破

6、壞；采用滑動支座的樓梯，在共振破壞試驗中梯段板出現(xiàn)劇烈的豎向翹起、左右晃動現(xiàn)象；采用隔震橡膠支座的樓梯，梯段板豎向加速度有所減小，且共振破壞試驗中未出現(xiàn)晃動現(xiàn)象。對兩種梯柱型式樓梯子結構，隔震橡膠支座具有濾掉高頻地震波的作用；對“3梯柱+1框柱”型樓梯子結構，梯段板下端設置隔震橡膠支座和滑動支座后最大頻譜峰值的放大及縮小幅度基本相近；對“4梯柱”型樓梯子結構，隔震橡膠支座側和滑動支座側最大頻譜峰值放大幅度比較接近。在輸入地震波能量較大時