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衡水滑动橡胶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橡胶支座的构造措施,为检验其有效性,以设置聚四氟乙烯板构成的滑动橡胶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。

　　楼梯作为建筑的竖向疏散通道，人流疏散时会产生较大的集中活荷载，特别在地震作用框架结构时，致使整体现浇板式楼梯受力性能更加薄弱，其中一个主要原因是梯段板在顺梯板方向的斜向支撑破坏，会加快楼梯间相关结构构件的破坏。本文通过研究滑动支座板式楼梯能有效释放顺梯板方向的斜撑作用，以期为楼梯参与结构整体共同工作提供依据。论文通过建立三种模型：无楼梯模型(即结构整体工作时不建入楼梯构件，但施加楼梯荷载)，整体现浇板式楼梯模型和滑动支座板式楼梯模型，利用Pushover对结构进行模拟并对比分析三种模型计算结果，得出如下结论：

⑴在梯段板下端设置滑动支座后，可有效降低顺梯板方向的斜撑作用。在结构设计时，整体现浇板式楼梯参与结构整体工作时，在结构模型建立时就必须输入楼梯影响，增加建模难度。采用滑动支座板式楼梯参与结构整体工作时，在结构模型建立时则不输入楼梯影响，其计算结果与无楼梯模型计算结果进行对比，发现结构的自振周期、振型顺序、基底剪力、层间位移、构件内力等结构主要参数指标两者差异不大，表明设置滑动支座板式楼梯参与结构整体工作具有可行性。

⑵为保证结构在进入塑性破坏前梯段板具有足够的支承长度，避免失效。文中提出了滑动支座楼梯支承长度=踏步宽+层高塑性层间位移角，其中“塑性层间位移角”为“失效点”处的结构最大层间位移角。因实际工程的结构体系，柱网尺寸、层高等不同，致使结构“失效点”处的最大层间位移角差异较大。

因此文中采用《建筑抗震设计规范》GB50011-2010[1]第5.5.5条中提出钢筋混凝土框架结构的弹塑性层间位移角限值[θP]=1/50作为控制指标，计算出的支承长度大于理论计算结果，偏于保守，具有可操作性