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消能减震楼梯应用技术规程.docx图2.1.3 消能减震楼梯的基本构成
2.1.4 消能减震楼梯间 Energy Dissipation and Shock Absorption Stairwell
楼梯采用消能减震楼梯，围护墙体采用消能减震墙形成的楼梯间。
Q／GDW 12164-2021 变电站远程智能巡视系统技术规范.pdf条文说明：2.1.4 消能减震楼梯间的基本组成如图2.1.4所示。
图2.1.4 消能减震楼梯间的基本构成
2.1.5 阻尼减震层Damping and damping layer
楼梯减震支座中，可在水平方向产生剪切变形和提供阻尼，沿竖直方向提供抗压刚度和抗拉刚度的材料层。
2.1.6 剪切应变 Shear strain
剪切位移与厚度的比值。
Kv——楼梯减震支座竖向压缩刚度
Ec——黏弹性减震层修正压缩弹性模量
Kh——楼梯减震支座水平等效刚度；
GS——剪切储能模量；
Econ——混凝土弹性模量；
2.2.2 作用和作用效应
Nc——单个圆柱头焊钉受剪承载力；
Nt——单个圆柱头焊钉抗拉承载力；
fc——混凝土轴心抗压强度设计值；
fu——圆柱头焊钉极限抗拉强度设计值
A——有效面积，支座内部阻尼减震层的平面面积
a——黏弹性减震层有效长度；
b——黏弹性减震层有效宽度；
As——单个圆柱头焊钉钉杆截面面积；
2.2.4 计算系数及其他
S——支座第一形状系数；
m——楼梯减震支座单侧圆柱头焊钉数量；
3.1.1 消能减震楼梯适用于新建钢筋混凝土结构，通常采用板式构造，根据成型方式可分为现浇式和装配式。
条文说明：3.1.1 消能减震楼梯不适用于既有结构的加固改造，既有结构基本上无法把已有的楼梯改造为消能减震楼梯。消能减震楼梯既能现浇，也能预制，具有广阔的应用前景。
3.1.2 采用消能减震楼梯时，可不考虑楼梯构件对主体结构产生的不利影响。
条文说明：3.1.2 楼梯减震支座消除了梯板的等效强支撑效应，楼梯构件对主体结构产生的附加刚度小，与滑动楼梯对主体结构的影响规律相近，可不在结构计算模型中建立楼梯单元，不考虑楼梯对结构的不利影响。建筑物中楼梯的占比面积不大，楼梯减震支座的尺寸有限，一般不考虑楼梯减震支座给主体结构提供的附加阻尼比，其耗能能力作为安全储备。
3.1.3 消能减震楼梯的设计工作年限宜与主体结构相同。
条文说明：3.1.3 楼梯减震支座的更换工艺较为复杂，应尽量避免在正常使用周期内的更换。对于标志性建筑或特别重要的建筑结构的设计工作年限为100年时，消能减震楼梯应进行专门设计。
3.1.4 不考虑给主体结构提供的附加阻尼比时，楼梯减震支座作为构造减震措施，设计参数根据楼梯几何尺寸计算确定。考虑给主体结构提供的附加阻尼比时，楼梯减震支座阻尼器应满足《建筑消能减震技术规程》、《建筑消能阻尼器》的相关要求，设计参数根据厂家提供的型式报告确定。
条文说明：3.1.4 不考虑给主体结构提供的附加阻尼比时，消能减震楼梯按构造设计，楼梯减震支座根据楼梯的几何尺寸进行选用，耗能能力作为结构的安全储备。需考虑消能减震楼梯提供给主体结构的附加阻尼比时，楼梯减震支座阻尼器需满足阻尼器相关规范规程的要求，在主体结构计算模型中建立消能减震楼梯各部件，计算模型合理反映消能减震楼梯与主体结构的相互传力机理。黏弹性楼梯减震支座阻尼器的恢复力模型可采用经足尺试验验证的Kelvin模型或广义Maxwell模型，分析方法可采用时程分析法。
3.1.5 楼梯减震支座的阻尼减震层应符合下列规定：
1 具有良好的水平变形能力，水平剪切应变不小于200%。
2 在重力荷载代表值作用下的竖向压应力不大于12Mpa。
3 具备一定的竖向抗拉能力，并与楼梯构件可靠连接。
4 厚度不宜小于该跑楼梯梯段高度的1/50。
条文说明：3.1.5 楼梯减震支座中的阻尼减震层能产生水平剪切变形，实现梯板与梯梁的柔性连接。根据楼梯减震支座的构造特点，阻尼减震层宜采用黏弹性材料。为了满足结构进入塑形状态后，梯板与梯梁之间产生的相对错动位移，阻尼减震层需具备足够的水平变形能力，避免产生撕裂。
楼梯减震支座长期承受竖向压力荷载，阻尼减震层应具有良好的竖向抗压能力，避免产生较大竖向变形而影响楼梯正常使用。竖向地震作用下，梯板对楼梯减震支座产生竖直拉力，阻尼减震层应具备一定的抗拉能力。阻尼减震层应与梯板、梯梁等构件连接可靠，使得变形均在阻尼减震层产生，发挥更好的作用。
《建筑抗震设计规范》给出了常用钢筋混凝土结构体系的弹塑性层间位移角限值，其中框架结构的弹塑性层间位移角限值最大，为1/50。阻尼减震层的水平变形需求与该跑楼梯梯段高度呈正比，为了达到更好的通用性，以梯段高度的1/50作为最小厚度限值。
3.1.6 楼梯减震支座应具有一定的耐高温性能，消能减震楼梯应满足《建筑设计防火规范》中的耐火极限要求。
条文说明：3.1.6 楼梯减震支座的阻尼减震层采用的黏弹性材料，在高温下发生蠕变现象，受压变形逐步增大，容易失去承载能力，导致梯板受拉产生裂缝。因此，可在楼梯减震支座阻尼减震层的四周包裹隔热材料，减缓阻尼减震层的升温速度。也可在楼梯减震支座之间设置混凝土垫块，使得梯板在阻尼减震层失去强度后能支撑到混凝土垫块上，保证楼梯的正常使用。
4 楼梯减震支座的设计
4.1 材料与性能指标
4.1.1 楼梯减震支座的阻尼减震层采用连续一体的黏弹性材料加工制作，材料性能应符合表4.1.1的规定。
表4.1.1 黏弹性材料性能参数
条文说明：4.1.1 阻尼减震层的性能是楼梯减震支座的关键，本条对材料性能提出要求。
4.1.2 楼梯减震支座起锚固作用的钢部件可选用普通碳素结构钢，普通碳素结构钢的性能应符合现行国家标准《碳素结构钢》的有关规定。
条文说明：4.1.2 楼梯减震支座采用钢部件锚固时，在满足受力要求的情况下，宜选用产量大、价格低的普通碳素结构钢。
4.1.3 楼梯减震支座的性能指标包括：
1 阻尼减震层的材料名称、水平剪切储能模量、竖向抗压模量、竖向抗拉模量、耐久性能。
2 钢部件的钢号名称、抗拉强度设计值和极限抗拉强度。
4.2 楼梯减震支座的计算
4.2.1 楼梯减震支座的压应力可按下式计算：
（4.2.1）
A——有效面积，支座内部阻尼减震层的平面面积；
4.2.2 楼梯减震支座的竖向压缩刚度可按下式计算：
式中：Kv——楼梯减震支座竖向压缩刚度；
Ec——黏弹性减震层修正压缩弹性模量；
S——支座第一形状系数；
a——黏弹性减震层有效长度；
b——黏弹性减震层有效宽度；
4.2.3 楼梯减震支座的竖向压缩位移可按下式计算：
式中：Y——竖向压缩位移；
4.2.4 楼梯减震支座的水平等效刚度可按下式计算：
（4.2.4）
式中：Kh——水平等效刚度；
Gs——剪切储能模量；
4.2.5 楼梯减震支座连接构造的抗剪、抗压和抗拉承载能力应大于阻尼减震层的承载能力。
条文说明：4.2.5 连接构造的承载能力大于阻尼减震层的承载能力，实现强连接、弱阻尼减震层，使得楼梯减震支座的破坏集中在阻尼减震层产生，保护楼梯。
4.2.6 楼梯减震支座采用圆柱头焊钉与楼梯构件连接时，应符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《钢结构设计标准》GB 50017、《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T 10433的有关规定。单个圆柱头焊钉承载力设计值应由下列公式确定：
单侧圆柱头焊钉群承载力应符合下列规定：
1受剪承载力
2抗拉承载力
式中： Nc——单个圆柱头焊钉受剪承载力；
As——单个圆柱头焊钉钉杆截面面积；
Econ——混凝土弹性模量；
fc——混凝土轴心抗压强度设计值；
fu——圆柱头焊钉极限抗拉强度设计值，需满足现行国家标准《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T 10433的要求（N/mm2）；
m——楼梯减震支座单侧圆柱头焊钉数量；
Nt——单个圆柱头焊钉抗拉承载力；
条文说明：4.2.6 楼梯减震支座采用圆柱头焊钉的连接构造时，由圆柱头焊钉带动阻尼减震层产生剪切变形，在楼梯减震支座达到极限承载力之前，圆柱头焊钉不应屈服。圆柱头焊钉需嵌入梯板、梯梁的钢筋层以内，确保与梯梁、梯板的有效粘结。
图4.2.6圆柱头焊钉与混凝土锚固示意图
4.3 楼梯减震支座的构造
4.3.1 阻尼减震层的最小平面尺寸不应小于200mmx200mm某电力埋管工程施工方案，最小厚度不宜小于20mm。
条文说明：4.3.1 为保证楼梯减震支座的性能，规定了阻尼减震层的最小尺寸和最小厚度。常用的楼梯减震支座平面尺寸有200mmx200mm、200mmx300mm、300mmx300mm三种，常用厚度有25mm、30mm两种。
4.3.2 现浇消能减震楼梯中，楼梯减震支座可采用一体化制作的橡胶卡槽形式，卡槽长度与楼梯减震支座长度相同，卡槽高度不小于30mm。根据卡槽数量，可以分为单卡槽、双卡槽两种。
条文说明：4.3.2 对于现浇楼梯，楼梯减震支座优先采用纯橡胶一体化制作的形式，利于减少工序，降低造价。卡槽能够保证阻尼减震层与梯板、梯梁有效锚固，保证地震作用下的稳定。
(a) 单卡槽形式 (b) 双卡槽形式
图4.2.2 一体化制作的橡胶卡槽楼梯减震支座示意图
4.3.3 预制消能减震楼梯中，楼梯减震支座可采用连接钢板构造，两侧钢板厚度均不宜小于3mm（ABB技术应用白皮书5）Circuit-breakers-for-direct-current-applications 2011【经典】.pdf，单侧设置单根空心圆钢管，圆钢管截面不宜小于P32x3，长度不小于60mm。黏弹性阻尼减震层通过硫化在钢板内侧固定，圆钢管焊接固定在钢板外侧。