混凝土框架楼梯设置滑动支座的结构模型振动台试验研究

我国现行建筑抗震设计规范及标准设计图集对现浇钢筋混凝土板式楼梯提出了增设滑动支座的构造措施,为检验其有效性,以设置聚四氟乙烯板构成的滑动支座的混凝土框架楼梯间结构单元为对象,对缩尺比例为1∶3的模型结构进行了振动台试验,通过输入不同的地震波,考察其遭遇不同烈度水准地震作用下的抗震性能。试验结果表明：梯段板下端设置滑动支座的楼梯间结构单元具有良好的抗震性能,破坏主要集中在楼梯间的框架梁柱中,在强震作用下,楼梯构件（包括梯段板、平台板、梯梁和梯柱）本身未发生先于框架梁柱的破坏;聚四氟乙烯板构成的滑动支座作用很有效,梯段板下端沿输入动方向发生了期望的水平滑动位移;同时,此处也伴随出现值得注意的竖向翘起和落下的现象。     

楼梯滑动支座减震技术操作要点

工艺原理 滑动支座由传统抗力构件变为耗能构件,整体浇筑梯段板上端与主体结构上端支撑构件,下端设置聚四氟乙烯板材料的滑动支座,由于其高润滑特性,从而形成滑动面,发生地震时,楼梯滑动支座只承受压力不传递弯矩,楼梯梯段可在聚四氟乙烯板上一定的范围内自由滑动,降低楼梯对结构整体刚度的影响,避免地震来临时因楼梯坍塌影响人员疏散.聚四氟乙烯板滑动支座减震构造如图1～图3所示.     

钢筋混凝土框架结构带高端平台板滑动支座楼梯抗震性能试验研究

在修编国家建筑标准设计图集16G101-2时,新增了带高端平台板滑动支座的现浇混凝土板式楼梯,其梯段板支承在悬挑板上。为检验地震作用下该滑动支座楼梯的性能以及其高端平台板和低端挑板支承构造做法的可靠性,设计了缩尺比例为1∶2的滑动支座钢筋混凝土框架楼梯间结构试验模型,并对其进行拟静力试验,分析楼梯间试件在开裂、屈服、峰值荷载、破坏等阶段的地震反应,研究带高端平台板滑动支座楼梯的框架结构的破坏机制,分析该类型梯板滑动的有效性。试验结果表明:带高端平台板型滑动支座楼梯具有良好的抗震性能,梯段板不参与抵抗侧向力,未发生破坏。加载至破坏时,高端平台板和低端挑板同样未发生明显破坏,按构造做法设计满足抗震要求。滑动支座具有较好的抗震效果,梯段板下端产生了与加载方向同向的水平滑动,且产生竖向翘起现象。     

梯段板构造及梯柱形式对框架结构及楼梯构件抗震性能的影响

为考察梯段板不同构造及不同梯柱形式对框架结构抗震性能的影响,利用SAP 2000软件建立7个钢筋混凝土框架结构模型,进行模态分析、反应谱分析及静力推覆分析。结果表明:不同梯柱形式对主体结构刚度及内力分布影响较大,对楼梯构件与主体结构整浇的框架结构,应考虑这种影响;对于整浇楼梯,考虑地震作用的影响时,应尽量采用4梯柱支承形式,将楼梯构件与框架柱分离,减小楼梯构件与整体结构的相互影响;若采用3梯柱支承形式,可在梯段板下端设置滑动支座或隔震防倒塌支座,减小梯段板的斜撑效应,使楼梯构件不坏或晚于整体结构破坏,保证楼梯间的安全岛功能。     

弹性滑板支座在组合基础隔震中的应用

组合基础隔震越来越广泛地用于建筑结构的抗震设计。在发生地震时,地震能量几乎全部由隔震层吸收,使上部结构免遭破坏而且能有效地保护房屋内的物品不受损坏。本文介绍了一种可代替隔震橡胶支座的竖向承力构件—弹性滑板支座,它具有镜面不锈钢板与聚四氟乙烯组成的一对摩擦副,当水平力大于摩擦力时,上部结构与基础将发生相对滑动,确保上部结构的安全。与传统的隔震橡胶支座相比,其具有竖向承载力高、摩擦系数小、长期性能稳定、对环境无污染等优点;特别是在软土场地隔震中能发挥至关重要的作用。通过在上海某框架结构房屋基础隔震中的应用,介绍了弹性滑板支座的设计、试验以及安装时的注意事项,希望对今后的类似工程提供借鉴。     

滑动支座楼梯设计与施工技术

将传统楼梯下端支座改成滑动支座,地震时梯段板下端可以在一定范围内伸缩,消弱地震作用下主体结构对楼梯间的影响,从而降低对楼梯的破坏力,延缓楼梯破坏时间,使人员及时撤离。从设计及施工角度分析带滑动支座楼梯的特点及优势。     

混凝土板式楼梯滑动支座设计

有抗震要求的现浇混凝土板式楼梯下端起步处应采用滑动支座。图集11G101-2中仅有ATa,ATb二种形式,为满足建筑楼梯布局的多样化需求,文章补充了另外几种类型楼梯滑动支座和梯段板配筋的构造做法。     

楼梯滑动支座的施工工艺

正楼梯作为各建筑物的消防疏散通道,在整个抗震设计中都会被重点关注。在地震时会产生巨大的水平力破坏楼梯,如楼梯为刚性结构,水平力会挤压梯段形成破坏;为减少地震灾害,对抗震设防要求较高的建筑往往采用滑动支座的方法。滑动支座会使楼梯平台与梯段板自由滑动,从而减少水平地震力。以下介绍滑动支座简单的施工工艺和技术要点,为以后类似工程提供参考。一、滑动支座选择设计师在设计楼梯滑动支座时一般会参     

楼梯梯段不同滑动支座设置的对比

震害经验表明设计中未考虑楼梯刚度效应,可能使地震中梯段斜板、梯梁、梯柱乃至框架柱发生不同程度损毁,理论分析的规律也揭示梯间引入的刚度将使得构件"内力重分布"同时改变结构动力特性。目前设计对楼梯的处理包括将楼梯同时建模以及通过设置滑动支座减小楼梯对主体结构的影响,其中滑动支座因设置的灵活性赢得设计人员青睐。针对滑动支座设置于梯段不同位置将对楼梯内力及动力特性影响效果不同,且不同滑动实现方式有不同的要求。通过力学求解器建立梯段不同部位设置滑动支座的楼梯间模型,对比滑动支座设置于楼梯梯段不同位置对其刚度及动力特性的影响做了分析,同时对不同形式滑动支座设计的注意要点做了归纳。表明模型3、4、5所代表的楼梯形式对减小楼梯对结构影响效果较好,同时对挑耳承载力、滑动端变形量及翘起等问题做了归纳。     

滑动支座楼梯设计与施工技术探究

根据滑动支座楼梯的设计原理,从梯段板下聚四氟乙烯板安装、滑动支座安装、楼段混凝土浇筑等方面,阐述了滑动支座楼梯的施工工艺,并总结了施工技术要点,指出滑动支座楼梯具有良好的社会经济效益,应用前景广阔。     

现浇板式楼梯斜撑作用释放的Pushover分析

为了研究框架结构现浇板式楼梯采用滑动支座措施释放斜撑作用后对结构抗震性能的影响,本文应用有限元软件建立6层框架结构模型,通过对＂不带楼梯模型＂、＂带楼梯模型＂、＂带采用滑动支座楼梯模型＂进行静力推覆（Pushover）分析,对比了罕遇地震作用下三种结构的地震效应,并研究＂带采用滑动支座楼梯模型＂的屈服机制。研究表明：采用滑动支座措施释放斜撑作用,避免楼梯成为第一道防线,可以减少结构顺梯段板方向的抗侧刚度,减少地震作用力效应,减少配筋;但可能造成结构变柔,层间位移过大;罕遇地震下,梯柱下端,以及与框架柱相连的平台梁端都易出现塑性铰,导致楼梯整体稳定性得不到保证,为此提出增强楼梯间整体稳定性的构造措施。     

结构楼梯间与楼梯的震害分析及设计建议

针对楼梯设计的重要性,就楼梯间和楼梯结构的震害进行了分析,提出了一些抗震设计建议,以完善楼梯间的结构设计,提高楼梯间的抗震性能,从而保证人们生命和财产的安全。     

钢框架结构阻尼支座楼梯抗震性能研究

为研究钢框架结构阻尼支座楼梯的抗震性能,设计并制作缩尺比例为1:2的阻尼支座楼梯和固定支座楼梯试验模型,在恒定轴力作用下对其分别进行拟静力试验.试验中研究了不同楼梯的破坏形态、滞回性能、耗能性能、变形能力等,分析了不同楼梯的工作机理.试验结果表明:阻尼支座楼梯通过阻尼支座耗能,改变了楼梯的传力途径和内力分布,而固定支座...     

某混合结构组合隔震设计与研究

对某8度设防烈度区的某混合结构进行基础隔震分析与研究,隔震层选用弹性滑板支座、铅芯橡胶支座以及天然橡胶支座三种支座组合,以期达到较好的隔震效果。分析表明:采取弹性滑板支座组合隔震可以有效降低上部结构地震响应,满足隔震要求,同时结构位移也能控制在允许范围内。     

基底摇摆隔震桥墩振动台试验与数值模拟研究

为了研究不同构造形式的基底摇摆隔震桥墩在不同水准地震作用下的响应规律和抗震性能，提出了设置高阻尼橡胶垫块和线性弹簧的两种基底摇摆隔震桥墩模型。通过振动台试验和数值模拟，对两种摇摆隔震桥墩的地震响应规律和抗震性能进行了对比研究。结果表明：两种基底摇摆隔震桥墩在不同水准地震作用后，桥墩均没有出现严重的破坏，其破坏特征主要表现为限位钢板的弯曲变形和提离约束部件的移位，桥墩呈现出良好的抗震性能；两种基底摇摆隔震桥墩相对于传统桥墩能够显著降低墩顶加速度和墩底应变响应，但墩顶水平位移响应也会相应增加，在摇摆隔震桥墩的设计上，应将墩顶水平位移作为主要设计参数；提出了两种基底摇摆隔震桥墩改进的Winkler两弹簧数值计算模型，通过与振动台试验结果对比，证明了该模型能够较好地模拟两种基底摇摆隔震桥墩的摇摆行为及其地震响应规律。     

山地掉层框架隔震结构振动台试验研究

在山地掉层结构的上、下接地层设置橡胶隔震支座,形成山地掉层隔震结构。为研究山地掉层隔震结构的抗震性能,对某8度抗震设防区掉2层1跨的7层钢筋混凝土框架结构以相似关系1∶10制作了振动台试验模型,通过在试验模型底部安装和拆卸橡胶支座的方法分别进行了掉层隔震与非隔震结构模型的振动台试验,对比分析了山地掉层隔震与非隔震结构模型宏观试验现象、频率变化、楼层加速度、楼层位移以及混凝土应变的区别。结果表明：与山地掉层非隔震结构相比,山地掉层隔震结构的扭转效应减小,地震响应得到有效控制,其抗震性能明显高于非隔震结构,且安全储备高;将隔震技术应用于山地掉层结构中是可行的。     

弹簧限位抗震支座在五棵松文化体育中心体育馆大跨钢屋架设计中的应用

五棵松文化体育中心体育馆为2008北京奥运会篮球馆,钢结构屋架跨度为122.3m,采用了非等高(6.3~9.3m)双向正交钢桁架体系。桁架结构支承在周边20根钢筋混凝土柱上。除与四角柱为双向固定铰接外,钢屋架与其它柱在平行于桁架方向采用了有弹簧限位的滑动支座,垂直于桁架方向为固定铰接。滑动支座有效地控制了屋架传给承重柱的推力,尤其在地震作用下。在考虑竖向荷载组合、多遇地震荷载组合和设防地震荷载组合的情况下,均能满足承载力极限状态和正常使用极限状态要求。     

具有软着陆保护的橡胶支座隔震体系

文中提出了一种由承载橡胶支座和一端具有摩擦滑动面的后备支座组成的并联隔震体系,用以防止承载橡胶支座发生大变形失稳破坏,充分发挥其剪切变形能力,从而达到既经济又安全的抗震设计。体系中的后备支座可以在上部结构施工完毕以后再进行安装,并应保证其在正常使用状态下基本不受竖向荷载。当发生强烈地震时,随着承载支座发生较大的水平向变形并出现下沉的倾向,轴压力逐渐从承载支座转移到后备支座上,后备支座的摩擦面出现滑动,由于滑动面上的力是随轴压力增大而增大的,因此后备支座实际上是一个具有变摩擦滑动特性的软着陆机构,它不仅保护了承载支座免遭大变形失稳破坏,同时还能提供摩擦阻尼,在限制隔震层的位移方面发挥良好的作用。文中对这种并联隔震体系的力学特性和分析计算方法进行了详细的讨论,并用实例展示了在发生水平向大变形条件下,轴压力从承载支座向后备支座上转移的情况。     

SMA复合支座与磁流变阻尼器的双重隔震体系减震效果分析

为了进一步改善SMA复合支座在强震下的隔震效果,特别是当复合支座的水平剪切变形较大时,将SMA复合支座与磁流变阻尼器相结合,建立一种基于SMA复合支座与磁流变阻尼器的双重隔震体系及其力学模型,并与单纯的SMA复合支座隔震进行对比。仿真分析表明,该体系不仅能够大幅度地减小隔震层的水平侧移,有效地保护隔震装置,而且能使上部结构的层间位移与加速度反应得到有效的控制,从而提高隔震建筑的减震效果和可靠性。