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板式楼梯滑动支座的新要求
板式楼梯滑动支座的新要求
最新版平法图集:22G101-2《现浇混凝土板式楼梯》,对于滑动支座的情况,要求当梯板低端支承在挑板上时,要考虑梯板竖向力的影响,加强构造要求。
疑问:
(1)梯板竖向作用力是如何产生的?以前看了些楼梯振动台试验方面的论文,有提到梯板水平地震作用下会产生竖向上翘和下压。我理解这是否是因为梯板的惯性,因为取消了下端的约束,在振动时会绕上端为支点发生转动,从而产生竖向振动?
(2)这种情况下,如果发生滑动端脱空,是否须要按悬挑构件验算梯板的承载力?个人认为梯板在转动时并非处于静止状态,而是会有加速度,因此不宜按悬臂构件验算,否则会造成上端支座钢筋配筋过多,构造复杂,施工困难的情况。
1、楼梯设置水平滑动支座后,不存在地震作用下,附加竖向力之说。图集存疑!楼梯设置水平滑动支座后,水平地震作用不存在,其次梯段跨度较小,也不考虑竖向地震作用。
2、不会发生滑动端脱空的情况。图集显示,滑动端支承长度一个踏步宽(约300),一般框架结构层高3600,梯段高1800,大震层间位移角1/100,大震时滑动端滑移=18,远小于支承长度(约300)。
根据北京工业大学和中国标准设计研究院的联合滑动楼梯振动台试验研究(详见下图),梯板的竖向振动是存在的,特别是在烈度较大时。但论文没有给出这个现象产生的原因,我之前也感觉比较疑惑,有点反直觉。后来理解是否是设滑动支座后,在较大水平地震加速度作用下梯板会绕上端(约束端)转动所致?
上面引用的论文是一篇缩尺楼梯间振动台试验,应该是比较接近于实际地震情况了,结论应该还是具有参考价值的。但其中提到的(图集中也引入的观点)梯板竖向振动现象确实比较“诡异”,不符合直觉,具体原因论文中也没有给出。此外,个人希望将来能将带楼梯的整个主体结构一起做振动台试验,可以更真实地模拟地震作用下楼梯的振动情况等现象。
可能原因应该是:构造存疑→分析存疑→结论存疑?
图示为楼梯滑动支座构造:相当粗糙,草率!
图示楼梯滑动支座构造:可水平滑动,可受压,不能受拉。
力学上称为“钩单元支座”-hook,属非线性支座。其实有更好的成品滑动支座:可水平滑动,可受压,可受拉。
如果改变滑动支座构造:(只可水平滑动,始终接触滑动面,竖向不脱开),可能分析结论完全不同了。
削弱楼梯斜撑效应的措施有“抗”、“放”两种,图集里也有相应的构造。但现在普遍采用的是“放”的方法,滑动支座就是一种(但不是唯一的一种方法)。这种方法的思路是将水平地震对楼梯板产生的水平位移释放掉,从而削弱梯板的附加内力,而且也比较符合直觉。但确实有上面所述的“钩单元支座”的约束问题,由于滑动支座对竖向位移限值的局限性,可能会带来意料之外的梯板振动情况,况且实际地震作用又是十分复杂难以理想化的。
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