基于不同计算方法下的梯段配筋分析

韩瑞杰 温丛格

（郑州科技学院土木建筑工程学院，河南郑州 450064）

基于不同计算方法下的梯段配筋分析

韩瑞杰 温丛格

（郑州科技学院土木建筑工程学院，河南郑州 450064）

运用TSSD、理正软件及手算3种不同的计算方法，对不同跨度的梯段配筋进行计算，并对三者配筋大小进行比较分析。该计算分析结果有利于提高梯段配筋时的计算效率，并可为工程设计人员提供一种便捷的梯段配筋校核方法。

TSSD；理正软件；手算；配筋；梯段

历次震害表明，楼梯作为生命通道，在地震反复作用下，将会发生梯梁或梯板的拉压断裂或其他形式的破坏，严重影响人员疏散及救援工作的展开。因此，研究楼梯构件的破坏机理，以及从楼梯破坏的教训中分析原因，成为了诸多学者进行结构震害分析的一个方向［1，2］。

现行结构设计中，梯段的配筋一直是困扰很多结构设计人员的一个难题。配筋取值过大，有悖于经济性，同时梯段刚度过大，相应吸收的地震力也较大，对抗震存在着不利影响；梯段配筋取值偏小，虽可以降低建造成本，但对整个楼梯的抗震及生产生活都隐藏着未知的风险。同时，楼梯作为震害时逃生时的“生命通道”，配筋偏小也是工程设计中所不允许的。

1 基本参数

采用钢筋混凝土板式楼梯（AT型），跨度（梯段水平投影长度）L0=3 300mm，t=120mm楼梯平面图，其基本参数如表1所示。

表1 钢筋混凝土板式楼梯基本参数

2 不同方法计算

分别采用3种不同计算方式对3种不同跨度的楼梯（具体参数如表2所示）进行计算，其结果分别如表2所示。

表2 不同跨度楼梯梯段的尺寸参数

2.1 基于TSSD的梯段配筋计算

对于梯段水平投影长度L0=3 300mm，梯板厚度t=120mm（t为经验取值，取L0的1/30～1/26），采用TSSD进行计算分析，所得配筋结果（1m宽板带的配筋）：底部受拉纵筋，计算面积As为807.3mm2。

同理，分别采用TSSD对梯段跨度L0=2 700mm、梯板厚度t=100mm及梯段水平投影长度L0=3 900mm、梯板厚度t=140mm进行计算可知（括号内为L0=3 900mm，t= 140mm时的数据）：底部受拉纵筋，计算面积As为677.2mm2（933.3mm2）。

2.2 基于理正软件的梯段配筋计算

对于梯段跨度L0=3 300mm，梯板厚度t=120mm（t为经验取值，取L0的1/30～1/26），采用理正软件进行计算分析，所得配筋结果（1m宽板带的配筋）：底部受拉纵筋，计算面积As为708.4mm2。

同理，分别采用理正软件对梯段跨度L0=2 700mm、梯板厚度t=100mm及梯段跨度L0=3 900mm、梯板厚度t= 140mm进行计算可知（括号内为L0=3 900mm，t=140mm时的数据）：底部受拉纵筋，计算面积As为575.5mm2（825.2mm2）。

2.3 基于手算的梯段配筋计算

以梯段跨度L0=3 300mm，梯板厚度t=120mm为例，仅在考虑梯段中三角形台阶的自重时取等效板厚，t0=t+a/2（a为梯板与台阶所围成三角形斜边上的高），cosα=

当梯段跨度分别为2 700mm（厚度t=100mm）和3 900mm（厚度t=140mm）时，所得梯段底部纵筋分别为：L0= 2 700mm时，As=355.9mm2；L0=3 900mm时，As=572.4mm2。

经计算，以上2种工况下，受拉纵筋配筋率均符合最小配筋率要求。

3 配筋分析

对于3种不同算法下不同跨度的梯段底部纵筋计算，所得计算配筋结果有明显的差异。采用TSSD软件计算梯段纵筋面积整体上高于理正软件和手算所得配筋面积，但两种软件计算值差距相对较小，而软件计算值与手算值差距较大。TSSD计算配筋是手算配筋值的1.63～1.90倍不等，是理正计算配筋值的1.15倍左右。理正软件计算配筋值大小介于TSSD计算配筋值和手算配筋值之间，约为手算配筋值的1.5倍左右。

参照计算结果，鉴于楼梯作为生命通道的特殊作用，在进行配筋时有必要对板底纵筋进行加强。同时，随着梯段跨度的增加，底部纵筋加强力度还应相应提高。由内力组合计算梯板跨中配筋应为楼面板静力计算配筋值的2倍，这也与TSSD计算后的实际配筋值较为相符。因此，对于不同方法进行梯段底部纵筋的计算，TSSD配筋较为合理，理正配筋计算可作为校核参考，考虑挠度和裂缝及地震作用，实际配筋结果必须大于手算结果。

对于裂缝和挠度的要求，从软件计算来看，TSSD和理正计算软件均未将裂缝和挠度作为限定条件来进行配筋计算，而只是根据计算配筋进行裂缝和挠度的验算。一般裂缝很容易满足要求，但挠度根据计算配筋则很难满足。通常可依据工程经验，在TSSD计算配筋的基础上适当增加配筋或增加板厚来解决挠度问题。

4 结论

通过不同计算方法对3种不同跨度梯段进行了计算配筋的对比分析，得出如下结论可为工程应用分析时采用：①当梯段倾角相同，梯段的跨厚比固定或相近时，随着梯板跨度的增加，其底部纵筋配筋值呈线性提高，同时计算配筋值所在直线斜率与梯段所在直线斜率也存在着相应的倍数关系，此结论极大方便了工程设计和工程校核；②通过3种计算方法的配筋比较，手算配筋值同等工况下最小，探索者计算配筋值最大，理正软件计算配筋介于两者之间；③根据工程实际和震害情况分析，在探索者计算结果的基础上，根据梯段跨度的不同，适当对底部纵筋进行加强，并对顶部配筋进行拉通设置，并使配筋面积与底筋保持一致，这一措施是可取的，也是满足工程要求的需要。

［1］岳中文，韩瑞杰，郝文峰，等.基体裂纹-异型夹杂相互作用焦散线实验研究［J］.工程力学，2015（10）：198-202.

［2］岳中文，宋耀，韩瑞杰，等.含异型双夹杂三点弯曲梁动态断裂行为的实验研究［J］.Journal of Southeast University，2016（3）：333-338.

Analysis of Ladder Section Reinforcement Based on Different Calculation Methods

Han RuijieWen Congge
（Department of Civil and Architecture Engineering，Zhengzhou University of Science and Technology，Zhengzhou Henan 450064）

Three different calculation methods including TSSD,the Lizheng software and handing-count were used to calculate the ladder reinforcement of different span,and the size of the reinforcement was analyzed.The calculation results are in favor of improving the calculation efficiency,and can provide a convenient method for the engineering designers to check the reinforcement.

TSSD；Lizheng software；handing-count；reinforcement；the ladder section

TU318+.2

A

1003-5168（2016）12-0120-02

2016-11-25

韩瑞杰（1986-），男，硕士，助教，研究方向：结构工程及构件断裂方向研究。