楼梯空间计算说明书.doc

广厦 楼梯空间计算程序说明书 广东省建筑设计研究院 深圳市广厦软件有限公司 2008年11月 目 录 楼梯空间计算的原理 3 楼梯空间计算的算例 3 模型输入 12种楼梯的输入 4 删除楼梯 8 交叉楼梯的输入 8 通过[角点布板]命令布置或修改楼梯板 8 通过斜梁和斜柱命令布置或修改梯梁梯柱 8 计算结果的显示和应用 考虑楼梯影响的墙柱梁板结果 9 考虑楼梯影响的静力位移 9 考虑楼梯影响的三维振型 9 考楼梯本身的静动力计算结果 9 楼梯空间计算的原理 2008《建筑抗震设计规范》3.6.6计算中应考虑楼梯构件的影响，楼梯具有斜撑的受力状态，局部加强了抗侧刚度，对楼梯间有关的墙柱梁计算结果有明显的影响，同时楼梯是关键的安全通道，本身宜考虑抗震计算，通过这两方面的抗震计算保证生命的安全撤离。 楼梯参与空间分析是唯一彻底解决方法，全弹性的建筑通用有限元分析GSSAP为楼梯参与空间分析提供了技术基础，在楼层平面无限刚下的结构位移和侧移刚度，还是在实际模型下的振动周期和内力求解中，都要充分考虑楼梯的影响，在GSSAP中楼梯和整个结构一起空间分析(楼梯空间计算程序与GSSAP配套使用)，除纯砖混结构外其它所有结构中都可共同计算楼梯。 板式楼梯构件包括楼梯板、平台板、梯梁和梯柱，梁式楼梯近似为板式楼梯。楼梯板和平台板采用空间壳单元计算，梯梁和梯柱采用空间杆单元计算，楼梯构件与楼梯间周边的混凝土墙、砖墙、柱和梁只要空间相接，GSSAP能自动保证之间位移协调，GSSAP有一套智能系统保证所有构件只要空间相接，就能自动保证之间位移协调。楼梯构件与混凝土墙、砖墙、柱和梁中空间相接时，会自动剖分混凝土墙、砖墙、柱和梁，产生新的节点与楼梯位移协调。 在录入中楼梯板和平台板类似普通的楼板，只是板的设计类型为楼梯板；梯梁和梯柱类似原没有楼层概念的斜梁和斜柱，只是梁的设计类型为梯梁和柱的设计类型为梯柱。可以采用参数输入12种楼梯，再采用输入斜梁、斜柱和角点布板修改楼梯。 楼梯在GSSAP中与整个结构一起空间计算后，所有空间计算的结果都考虑了楼梯的影响，特别是在“图形方式”中可查看楼梯和整个结构一起运动的三维动态位移和振型，在“图形方式”的板壳结果中可查看楼梯本身单工况应力和组合后内力配筋包络等计算结果，设计人员可根据计算结果加强楼板、梯梁和梯柱的钢筋，其它墙柱梁板结果已直接应用到自动生成的施工图中。 楼梯空间计算的算例 本算例的楼梯为平行双跑楼梯，8层，每层层高为3000mm，通过结果分析定量说明楼梯对整个结构和楼梯间本身的影响。 楼梯对楼梯间本身的影响 楼梯间角柱 不参与空间分析 参与空间分析 相差 Y向地震作用下轴力(kN) 66 108 64% B边配筋面积(mm2) 1556 2447 57% 楼梯对整个结构的影响 不参与空间分析 参与空间分析 相差 Y向层刚度 283353 314146 11% Y向顶点最大位移(mm2) 19.01 16.63 -14% Y向第1周期(s) 1.495941 1.313532 -14% Y向地震作用(kN) 446.23 501.81 12% 不考虑楼梯影响的楼梯间角柱配筋偏小，存在安全隐患；整个结构刚度增大，位移和周期减少，地震作用增大。 在空间结构模型中输入楼梯 12种楼梯的输入 录入中点按“平面图形编辑――参数建模――楼梯输入”，光标在平面图形上选择一点自动寻找楼梯间，楼梯间是一块由梁和墙围成的封闭区域，楼梯间可为三角形和四边形等任意多边形，内角不一定90度。 如果区域不封闭，则命令行出现提示“没有自动寻找到楼梯间，原因可能为楼梯间梁墙没有形成封闭!”，用户可按F4检查楼梯间周边节点情况，修改后再重新选择自动寻找到楼梯间； 如果区域内已有板，会提示“是否删除楼梯间已有的板”，如果选择否，则命令行出现提示“请选择其它楼梯间!” ，用户需要重新选择楼梯间或者取消命令； 如果选择的楼梯间正确，程序会弹出楼梯输入对话框，如下图所示： 在对话框中，首先选择楼梯类型，可选的12种楼梯类型为：单跑直楼梯、双跑直楼梯、平行两跑楼梯、平行三跑楼梯、平行四跑楼梯、双跑转角楼梯、三跑转角楼梯、四跑转角楼梯、双分平行楼梯1、双分平行楼梯2、双分转角楼梯1和双分转角楼梯2，各种楼梯的示意图如下图： 在参数窗口中，楼梯间的角点按逆时针编号；楼梯起始节点号是指楼梯起始板所在的楼梯间的角点号，如果用户选择了“是否是顺时针”选择框，则楼梯从起始节点号开始按顺时针旋转，否