预制钢-混凝土组合楼梯抗弯性能与舒适度分析

作     者：何传民 侯和涛 张少远 张秀璇 房海波 李海生 HE Chuanmin;HOU Hetao;ZHANG Shaoyuan;ZHANG Xiuxuan;FANG Haibo;LI Haisheng

作者机构：山东大学土建与水利学院济南250061 山东大学第二医院济南250033 山东省绿色建筑智能建造工程技术研究中心济南250061 中建八局第二建设有限公司济南250014 荣华建设集团有限公司山东青岛266000 

出 版 物：《土木与环境工程学报（中英文）》 (Journal of Civil and Environmental Engineering)

年 卷 期：2024年第46卷第4期

页      面：151-158页

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：山东省重大科技创新工程项目(2021CXGC011205) “海右名家”产业领军人才支持工程 

主　　题：钢-混凝土组合楼梯 抗弯试验 有限元模拟 舒适度 

摘      要：为推进组合材料在建筑结构中的应用,对预制钢-混凝土组合楼梯踏步的抗弯性能和楼梯整体的舒适度进行研究。进行6个楼梯踏步试件的四点弯曲试验,主要探究抗剪件形式和踏步与梯梁的连接方式对楼梯踏步承载性能的影响。试验结果表明,相对于角钢和栓钉抗剪件,槽钢抗剪件对楼梯踏步的承载力提升更为显著。此外,焊接试件的承载力受抗剪件的影响较小,并且高于简支试件的承载力,在今后的工程应用中,焊接可以作为钢-混凝土组合楼梯踏步与梯梁连接的主要方式。为了更准确地研究楼梯踏步的力学行为,使用ABAQUS有限元软件对其进行建模,该有限元模型能够准确模拟楼梯踏步的力学行为。在验证模型准确性的基础上,对整体楼梯进行舒适度分析。结果表明,在规范限值范围内,楼梯的自振频率和人致激励下的加速度响应均满足行走的舒适度要求,使用过程中不会引起明显不适,符合人体工程学的要求。试验和建模分析证明,槽钢抗剪件对楼梯踏步的承载力提升效果更好,焊接可以作为楼梯踏步与梯梁的连接方式,并且楼梯的舒适度满足规范要求。