【摘 要】
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楼梯在地震灾害发生时承担着辅助人员逃生的重要功能,然而对现有的多次地震灾害研究表明,框架结构中混凝土楼梯构件损害严重,灾害发生时,难以达到供人员逃生防灾的作用。因为在当前的结构设计中,习惯地将主体设计与楼梯设计设计分开进行,没有考虑楼梯参与整体抗震,忽略了两者之间的相互作用。因此,本文针对梁式楼梯,利用ABAQUS有限元分析软件及ETABS结构计算软件对考虑楼梯参与整体计算,无楼梯及设置滑动支座形
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楼梯在地震灾害发生时承担着辅助人员逃生的重要功能,然而对现有的多次地震灾害研究表明,框架结构中混凝土楼梯构件损害严重,灾害发生时,难以达到供人员逃生防灾的作用。因为在当前的结构设计中,习惯地将主体设计与楼梯设计设计分开进行,没有考虑楼梯参与整体抗震,忽略了两者之间的相互作用。因此,本文针对梁式楼梯,利用ABAQUS有限元分析软件及ETABS结构计算软件对考虑楼梯参与整体计算,无楼梯及设置滑动支座形式楼梯三种方案进行分析,结合工程实例研究其对框架结构抗震性能的影响,并在此基础上,分析楼梯不同位置对结构抗震性能的影响。根据分析结果,评价对比各方案优劣,对楼梯设计提出建议。研究工作流程如下:首先对有限元分析软件ABAQUS和ETABS做了简要介绍,使用两个软件分别建立了纯框架一层楼梯模型、支座固定连接梁式楼梯一层模型和支座滑动连接梁式楼梯一层模型,通过对三个楼梯模型的模拟计算,对比模态分析和静力推覆分析结果,验证软件分析计算的准确性和可靠性。随后使用ABAQUS对三种不同的楼梯单元模型进行了模态分析、输入EI-Centro地震波后的应力和位移对比分析、耗能特性分析,从结构受力和变形的角度出发,研究有无楼梯参与建模计算和固定连接与滑动连接设置对结构抗震性能的影响。根据工程实例,使用ETABS软件建立了不含楼梯纯框架模型、含固定连接梁式楼梯框架模型和含滑动连接梁式楼梯框架模型。对各模型进行模态分析、反应谱分析和弹性时程分析,从各模型的最大楼层位移、层间位移角、周期、楼层剪力和构件内力等角度出发研究楼梯不同连接方式对整体结构抗震性能的影响。针对含滑动连接梁式楼梯框架模型,通过改变楼梯间布置位置,建立了楼梯位置中心对称模型及楼梯置于边跨模型。对各模型进行模态分析,反应谱分析和弹性时程分析,对比不同楼梯位置对结构整体抗震性能影响。通过以上的对比分析,研究各楼梯间设计方案的优缺点,并以此对提高楼梯间抗震性能提出合理的建议。
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