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      近年來(lái)，全球地震災(zāi)害頻發(fā)，給人類帶來(lái)了巨大的傷害和經(jīng)濟(jì)損失，尤其是08年汶川地震給中國(guó)國(guó)民敲響了警鐘。在救災(zāi)過(guò)程中，存在大量框架甚至剪力墻結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重，究其根本，在于前期設(shè)計(jì)建造過(guò)程中對(duì)抗震設(shè)防措施考慮不夠完善。

     其中，房屋結(jié)構(gòu)的樓梯作為重要的緊急逃生豎向通道，在抗震加固研究中正受到越來(lái)越多的重視，應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223—2008進(jìn)行抗震加固。

     樓梯的震害類型及其分析

     在險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)，建筑物內(nèi)人員主要通過(guò)樓梯進(jìn)行疏散。樓梯若發(fā)生破壞，會(huì)造成大量的人員傷亡并阻礙后期的救援工作。為保證它的安全性，樓梯不僅要有足夠的承載力與整體性，同時(shí)還要確保非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在以上極端情況下不會(huì)發(fā)生脫落。

     1.1 梯段板破壞

     震害發(fā)生時(shí)，樓梯梯板板底位置的混凝土呈現(xiàn)大面積脫落、鋼筋裸露現(xiàn)象，或者裂縫沿梯板寬度方向整條貫通的情況等（見下圖）。在地震發(fā)生時(shí)，樓梯梯板相當(dāng)于“K”型支撐構(gòu)件，梯板底部受力主筋受壓彎曲直至屈服破壞， 最終造成梯板拉斷。

     1.2 樓梯平臺(tái)梁破壞

     梯梁側(cè)面在兩個(gè)梯板之間的混凝土開裂脫落（見下圖）。地震發(fā)生時(shí)，樓梯相當(dāng)于“K”型支撐構(gòu)件。樓梯的兩個(gè)梯段在樓梯發(fā)生層間側(cè)移的時(shí)候，交替承受外部擠壓，此時(shí)梯梁受力屬于彎剪扭復(fù)合受力，導(dǎo)致平臺(tái)梁在跨中發(fā)生剪扭破壞。

     1.3 樓梯平臺(tái)板破壞

     平臺(tái)板的縱向與橫向均有較明顯的裂紋（見下圖）。地震發(fā)生時(shí)，樓梯在整體構(gòu)造中屬于斜向構(gòu)件，與建筑物墻體一起作用，相當(dāng)于“K”型支撐構(gòu)件。而樓梯層間休息平臺(tái)板，在整體構(gòu)造中屬于水平支撐，作用機(jī)理類似于“耗能梁”。此處吸收地震波能量，造成了震害。

     平臺(tái)板裂紋情況：

     1.4 樓梯小梯柱破壞

     小梯柱柱端處出現(xiàn)柱頭破損，混凝土碎裂脫落，梯梁端處縱筋外露，屈服破壞（見下圖）。樓梯發(fā)生這種破壞， 起因應(yīng)該是混凝土的強(qiáng)度不夠（小梯柱處），或者抗震設(shè)計(jì)時(shí)沒有充分考慮到地震實(shí)際發(fā)生時(shí)此處的“柱端彎矩” 等情況。

     樓梯小梯柱破壞：

     1.5 樓梯間填充隔墻破壞

     橫墻出現(xiàn)X型裂縫（見圖左），樓梯間填充墻處構(gòu)造措施處理不符合規(guī)范；樓梯踏步與墻體連接處出現(xiàn)裂縫，梯板與填充墻連接處，拉結(jié)構(gòu)造措施處理不符合規(guī)范（見下圖右）

填充墻剪切裂縫與連接處破壞：

樓梯常用加固方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用性

     2.1 碳纖維復(fù)合材加固

     （1）優(yōu)缺點(diǎn)：

     優(yōu)點(diǎn)：具有良好的耐腐蝕性能和耐久性能；不增加構(gòu)件的自重和體積；高強(qiáng)高效；纖維復(fù)合材料布是一種柔性材料，可廣泛適用于各種結(jié)構(gòu)類型；施工便捷且施工工效高；

     缺點(diǎn)：加固構(gòu)件材質(zhì)及強(qiáng)度有一定要求，存在一定的局限性，例如被加固的混凝土構(gòu)件，強(qiáng)度等級(jí)不得低于C15，且不能為素混凝土構(gòu)件；使用后的碳纖維布，不能直接暴露在有害介質(zhì)或者陽(yáng)光下，且所在環(huán)境溫度不能長(zhǎng)期處于60℃以上，對(duì)防護(hù)及防火要求較高，需增加一定的防護(hù)成本。

     （2）適用性。

     本加固方法適用于受壓、受拉、受彎構(gòu)件，例如樓梯梯段板、平臺(tái)梁、平臺(tái)板等。被加固的樓梯構(gòu)件的砼等級(jí)最低為 C15，且砼表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度必須大于等于 1.5MPa。在加固設(shè)計(jì)過(guò)程中，碳纖維布僅可計(jì)入拉應(yīng)力計(jì)算。使用后的碳纖維布，不能直接暴露在有害介質(zhì)或者陽(yáng)光下，且所在環(huán)境溫度不能長(zhǎng)期處于60℃以上，對(duì)防護(hù)及防火要求較高。針對(duì)部分處于特殊工作環(huán)境下的樓梯構(gòu)件，加固時(shí)必須采用專門的膠粘劑，并配合相應(yīng)的特殊粘貼工藝進(jìn)行施工。

     （3）加固原理

     纖維復(fù)合材料加固樓梯，主要是利用纖維材料的抗拉性能強(qiáng)的特點(diǎn)，通過(guò)粘結(jié)物質(zhì)，使得纖維復(fù)合材料與樓梯結(jié)構(gòu)砼產(chǎn)生良好的粘結(jié)性，彌補(bǔ)樓梯受拉縱向鋼筋和受剪、抗扭箍筋的不足，以提高樓梯抗彎剪扭的承載力。

     由于加固時(shí)采用封閉式“U 形箍”，可以起到約束樓梯結(jié)構(gòu)砼橫向變形的作用，進(jìn)而產(chǎn)生三向壓應(yīng)力，間接改善了結(jié)構(gòu)砼的強(qiáng)度以及延展性，以達(dá)到提高樓梯抗震性能的最終目的。

     2.2 粘鋼加固

     （1）優(yōu)缺點(diǎn)

     優(yōu)點(diǎn)：粘貼鋼板加固的平臺(tái)梁，抗裂性得到較大改善，同時(shí)提高了抗彎剛度。施工技術(shù)簡(jiǎn)單，粘貼鋼板所使用膠粘劑，硬化速度快且強(qiáng)度也遠(yuǎn)高于加固結(jié)構(gòu)砼強(qiáng)度，在縮短施工周期的同時(shí)，使加固材料與原結(jié)構(gòu)形成整體受力，避免產(chǎn)生“應(yīng)力集中”現(xiàn)象。粘貼鋼板加固法，占用空間小且?guī)缀醪桓淖冊(cè)薪Y(jié)構(gòu)外形。可以使用明火，尤其適用對(duì)防火有特殊要求的結(jié)構(gòu)，例如樓梯間加固施工；

     缺點(diǎn)：由于鋼板加固的剛性材料特點(diǎn)，膠粘工藝的施工效果對(duì)最終加固效果起到?jīng)Q定性作用，且粘貼鋼板加固存在“應(yīng)力滯后”現(xiàn)象。

     （2）適用性

     本方法適用于所處工作環(huán)境正常適宜且承受靜荷載的受彎或受拉構(gòu)件的加固，例如樓梯平臺(tái)梁、平臺(tái)板、梯段板等。被加固的樓梯構(gòu)件的砼等級(jí)最低為C15，且砼表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度必須大于等于 1.5MPa。加固后正常工作環(huán)境（杜絕化學(xué)腐蝕），應(yīng)保證濕度最高為 70%，溫度最高為 60℃，否則應(yīng)增加防護(hù)措施。

     2.3 體外預(yù)應(yīng)力加固

     外加預(yù)應(yīng)力加固法，被廣泛應(yīng)用于混凝土梁板柱的加固，是一種加固效果顯著，同時(shí)費(fèi)用低廉的加固方法。因?yàn)榧庸毯髮?duì)結(jié)構(gòu)外觀有影響，所以比較適用于一些重型結(jié)構(gòu)或者大跨度結(jié)構(gòu)的加固，但不適用于砼收縮徐變較大的建筑結(jié)構(gòu)。

     總結(jié)

     建議采用粘貼碳纖維布法加固樓梯。以后工作的重點(diǎn)在于嚴(yán)格遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行施工，減少后期加固壓力，另外從增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力出發(fā)提高現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中樓梯的抗震能力。