震害表明，樓梯往往先于主體結(jié)構(gòu)破壞前產(chǎn)生種種嚴重破壞，影響功能使用。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越多的重視。此次針對建筑結(jié)構(gòu)中樓梯的加固問題進行探討，從規(guī)范規(guī)定和加固方案出發(fā)，提出關(guān)于樓梯加固的一些建議。

1、樓梯的震害類型及其分析

在險情發(fā)生時，建筑物內(nèi)人員主要通過樓梯進行疏散。樓梯若發(fā)生破壞，會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，同時還要確保非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在以上極端情況下不會發(fā)生脫落。

1.1 梯段板破壞

震害發(fā)生時，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，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 樓梯平臺梁破壞

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

1.3 樓梯平臺板破壞

平臺板的縱向與橫向均有較明顯的裂紋。地震發(fā)生時，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板，在整體構(gòu)造中屬于水平支撐，作用機理類似于“耗能梁”。此處吸收地震波能量，造成了震害。

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。樓梯發(fā)生這種破壞，起因應(yīng)該是混凝土的強度不夠（小梯柱處），或者抗震設(shè)計時沒有充分考慮到地震實際發(fā)生時此處的“柱端彎矩”等情況。

1.5 樓梯間填充隔墻破壞

橫墻出現(xiàn)X型裂縫，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。

2、樓梯常用加固方法的優(yōu)缺點和適用性

2.1 碳纖維復(fù)合材加固

（1）優(yōu)缺點

優(yōu)點：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；施工便捷且施工效率高。

缺點：加固構(gòu)件材質(zhì)及強度有一定要求，存在一定的局限性，例如被加固的混凝土構(gòu)件，強度等級不得低于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)或者陽光下，且所在環(huán)境溫度不能長期處于60℃以上，對防護及防火要求較高，需增加一定的防護成本。

（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、平臺梁、平臺板等。被加固的樓梯構(gòu)件的砼等級最低為C15，且砼表面的正拉粘結(jié)強度必須大于等于1.5MPa。在加固設(shè)計過程中，碳纖維布僅可計入拉應(yīng)力計算。使用后的碳纖維布，不能直接暴露在有害介質(zhì)或者陽光下，且所在環(huán)境溫度不能長期處于60℃以上，對防護及防火要求較高。針對部分處于特殊工作環(huán)境下的樓梯構(gòu)件，加固時必須采用專門的膠粘劑，并配合相應(yīng)的特殊粘貼工藝進行施工。

（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的特點，通過粘結(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，進而產(chǎn)生三向壓應(yīng)力，間接改善了結(jié)構(gòu)砼的強度以及延展性，以達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

優(yōu)點：粘貼鋼板加固的平臺梁，抗裂性得到較大改善，同時提高了抗彎剛度。施工技術(shù)簡單，粘貼鋼板所使用膠粘劑，硬化速度快且強度也遠高于加固結(jié)構(gòu)砼強度，在縮短施工周期的同時，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薪Y(jié)構(gòu)外形?？梢允褂妹骰?，尤其適用對防火有特殊要求的結(jié)構(gòu)，例如樓梯間加固施工。

缺點：由于鋼板加固的剛性材料特點，膠粘工藝的施工效果對最終加固效果起到?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，例如樓梯平臺梁、平臺板、梯段板等。被加固的樓梯構(gòu)件的砼等級最低為C15，且砼表面的正拉粘結(jié)強度必須大于等于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，同時費用低廉的加固方法。因為加固后對結(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)。

3、總結(jié)

樓梯作為地震中人員的逃生通道，其抗震設(shè)計的重要性顯而易見的，同時應(yīng)該采用適當(dāng)?shù)募庸谭椒ㄌ嵘扔薪ㄖY(jié)構(gòu)樓梯的抗震能力，保證樓梯的正常使用。