楼梯结构设计及计算

楼梯结构设计及计算一识别建筑题图1．建筑楼梯平面图(1)楼梯的位置：根据楼梯的编号或轴线号查到本楼梯在建筑平面图的位置。(2)楼梯的尺寸（梯段板的踏步数、休息平台尺寸等）。(3)梯段板的走向（上、下）。(4)梯段板及平台板的板边。(5)隔墙的位置，隔墙的起止位置。2．建筑楼梯剖面图(1)楼梯的竖向尺寸（梯段板的踏步数）。(2)竖向标高（楼层标高、休息平台标高）。(3)楼梯休息平台与楼层有关时，应有与楼层标高的相对尺寸。3．面层做法（梯段的水平向、竖向）(1)一般要根据建筑工程做法得出。a(2)建筑剖面图（但画出的不一定准，应请建筑师确定）。二确定楼梯的结构方案板式楼梯板厚，下表面平整美观。一般当楼梯使用荷载不大，且梯段的水平投影长度小于4.5m时,通常采用板式楼梯(在公共建筑中为了符合卫生和美观的要求大量采用板式楼梯)。但跨度较大仍采用板式楼梯则板要取得厚，自重大，绕度、裂缝不好控制，钢筋也配得多，不经济；梁式的楼梯板薄，但下表面不平不美观。当使用荷载较大,且梯段的水平投影长度大于4.5m或预制装配式楼梯，则宜采用梁式楼梯，但要满足净高要求。1．板式楼梯2．梁式楼梯三楼梯设计1．确定梯段梁、平台梁的位置及截面(1)楼梯宽度梯段净宽应根据使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度为0.55+（0~0.15）m计算，并不应少于两股人流。仅供单人通行的楼梯，其宽度必须满足担任携带物品通过的需要，其梯段净宽应不小于900m。(2)楼梯平台包括楼层平台和中间平台两部分。楼层平台：封闭楼梯和防火楼梯其楼层平台深度应与中间平台深度一致。中间平台：其深度依下列情况确定：①直跑楼梯中间平台深度应≧2b+h。②双跑楼梯中间平台深度应≧梯段宽度。(3)梯段净高与净空尺寸计算楼梯梯段净高应不小于2200mm，平台部分的净高应不小于2000mm。梯段的起始终了踏步的前缘与顶部凸出物的内边缘线的水平距离应不小于300mm。2．当梯段梁、平台梁支座没有结构构件时，应设楼梯柱（梁上或墙上起柱子）。(1)柱子的截面一般不小于250×250、200×300（结合建筑墙体设置，尽可能不影响建筑）；(2)柱子下应有梁或墙，当板较厚时（不小于200），可生根板内，但应仔细计算板。且应将此处的楼梯传来的恒载、活载标准值提交给主体设计人。3．楼梯间的隔墙处理(1)隔墙应结合楼梯的布置用梁或板承担；(2)隔墙的高度应按砌体规范验算稳定；(3)隔墙端部应设置构造柱，拉结筋宜加强。四楼梯计算1．梯段板设计梯段板厚t=ln/25~ln/30设计时取ln/28，一般不小于120mm（抗震措施板厚不宜小于140mm），取1000mm宽板带计算。(1)荷载计算（KN/m）恒载g1：①算斜板及板底抹灰总重：（板厚×混凝土容重25+抹灰厚0.02×抹灰容重17）×梯板斜段长；②计算n个踏步的三角形自重（不含面层）：b×h/2×混凝土容重（25KN/m3）×n；③计算面层重：面层材料容重×面层厚度（=0.65KN/m2水磨石面层）×（整个楼梯跨度+楼梯高）。总重为①+②+③；均布荷载为（①+②+③）/跨度+栏杆或栏板自重（栏杆=0.2KN/m），一般取7.5~8.5KN/m。（手算复核楼梯配筋：设楼梯每个踏步宽b，高h，梯板厚度为t，倾斜角a。楼梯恒荷载g1=(25t+0.4)/cosa+12.5h+1+h/b）活载q1：3.5KN/m荷载标准值：P1=1.2×恒载+1.4×活载；P1=1.35×恒载+0.7×1.4×活载，p取大值。(2)截面设计板水平计算跨度ln，弯矩设计值①MMAX=1/10Pln2（ln≤4.5m，支座与休息平台板相连，考虑支座的嵌固作用）。②MMAX=1/8Pln2（有一端为折板、两端均为折板，不考虑支座的嵌固作用，ln＞4.5m时连续梯段板）。板的有效高度t0=t-as=t-20mm。αs=M/α1fcbt02，γs=［1+√(1-2αs)］/2，As=M/γsfyt0（一般用HRB400钢筋fy=360N/mm2，C30混凝土fc=14.3N/mm2）。下部配筋按计算，且配筋率按0.25%和混凝土规定最小配筋率的较大值。上部通长配筋，不小于下部配筋面积的1/2，且不应小于单位面积的0.25%（一般按下部配筋计算，双层双向配筋）。分布钢筋：一般最小为Φ6@150，但应满足混凝土设计规范10.1.8条的要求，即不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%且不宜小于该方向板截面面积的0.15%。分布钢筋间距不宜大于200。一般取Φ8@200。2．平台板设计设平台板厚t=l0/30单向板（或t=l0/40双向板、或t=l0/12悬臂板，悬挑长度控制在1.5m内），一般平台板厚与梯段板厚相同，取1000mm宽板带计算。(1)荷载计算（KN/m）恒载g2：①板底抹灰：0.02×17=0.34；②t厚混凝土板：25×t；③水磨石面层：0.65。活载q2：3.5取荷载标准值P2。(2)截面设计计算跨度l0，跨中弯矩设计值①MMAX=1/10Pl02（悬臂板MMAX=Pl02）；②板的有效高度t0=t-as=t-20mm。αs=M/α1fcbt02，γs=［1+√(1-2αs)］/2，As=M/γsfyt0（一般用HRB400钢筋fy=360N/mm2，C30混凝土fc=14.3N/mm2）。3．平台梁设计设梁高按简支梁h=l/8～l/12（悬臂梁h=l/5~l/6），梁宽b=h/2～h/3.5。因受力复杂，截面不宜太小，一般为200×400，最小宜取200×350。注意与梯板的关系，梁底不应高于梯段板板底。(1)荷载计算恒载g3：①梁自重：b×（h-t）×25；②梁侧刷粉：0.02×（h-t）×2×17；③梯段板传来的荷载：g1×梯段板水平投影长/2；④平台板传来的荷载：g2×平台板长/2。活载q3：3.5×（梯段板水平投影长/2+平台板长/2）。取荷载标准值P3。(2)截面设计设梁计算跨度l0=1.05ln。弯矩设计值：一般按简支梁设计MMAX=1/8Pl02（悬臂梁MMAX=Pl02）；剪力设计值：VMAX=1/2Pln（悬臂梁VMAX=Pln）①梯梁抗弯钢筋配置：截面按倒L形计算，bf’=b+5hf’=b+5t，梁有效高度h0=h-as=h-35mm。由式，α1fcbf’hf’（h0-hf’/2）＞MMAX，则判定属于第一类T形截面。αs=M/α1fcbh02，γs=［1+√(1-2αs)］/2，As=M/γsfyh0（一般用HRB400钢筋fy=360N/mm2，C30混凝土fc=14.3N/mm2）。（10配筋应满足计算和最小配筋率的要求；20底筋、顶筋配筋率均不小于0.25%；30顶筋应拉通（不得采用架立筋），且钢筋应不小于底筋配筋面积的1/2；40楼层标高处梁除满足前三条外，还应满足柱体设计要求。）②梯梁抗剪钢筋配置：设配置Φ6@200双肢箍筋（若为悬臂梁箍筋宜全长加密），则斜截面受剪承载力：VCS=0.7ft+1.25fyvAsv/sh0＞VMAX，则满足要求。（一般用HRB400钢筋fyv=360N/mm2，C30混凝土ft=1.43N/mm2；Asv=nAsv1，Asv1为单肢箍筋的截面面积；s：箍筋间距。）③梯梁抗扭钢筋配置：考虑梯梁受力复杂，地震时，梯段板传来的力方向不同，以增加抗扭能力，箍筋间距@100～150。hw≥450时腰筋配筋率宜加强。4．梯柱设计(1)截面：最小250×250、200×300。(2)配筋：纵筋宜按同主体相同抗震等级的框架柱最小配筋率。箍筋宜全高加密。五设计制图1．制图要求(1)标准楼梯制图采用平法，构造及施工按11G101-2。特殊楼梯应绘制梯段板详图。(2)XXX层楼梯平面图（对应楼梯大剖面应给出楼层号，如14F、15F），楼层不明显用标高表示：XXX～XXX楼梯平面图。(3)必须画楼梯整体剖面图。（楼梯极易出现碰头现象）。(4)绘图一般情况比例1：50，详图1：20（按实际绘制放大2.5倍）。(5)字体高度（1：50出图）：图中标注字体、及其它字体一般为150高。图名字体高度为350，说明为200。(6)楼梯内的其它节点详图，按1：20。在1：50的图中将图放大2.5倍，相应标注尺寸按TSSD2050。(7)主体楼板模板配筋图中应有楼梯编号。2．平面图制图要素(1)轴线号（反映楼梯的整体位置）。(2)踏步数标注（踏步数完全相同时，nxB=D或总尺寸（x等分）；上下踏步高不同时可按:A+nxB+C=D）。(3)梯段板起点、终点距轴线尺寸。(4)梯段板宽度。(5)梯段板的配筋（AT、BT、CT）。(6)梯段板梁的位置配筋。(7)关注剖切号位置、方向。3．剖面图制图要素(1)标高：楼层标高、休息平台标高。(2)竖向尺寸：梯段板、踏步数、层高。(3)水平尺寸：梯段板起点、终点距轴线。(4)结构构件编号：梯段板、梁、梯柱。六说明1．楼梯采用平法绘制，构造要求详《11G101-2》图集。2．混凝土强度等级均为C30。3．未注明的梯段分布钢筋为Φ8@200。4．梯段板顶钢筋拉通不小于板底钢筋面积的1/2且不小于Φ8@160（应按0.25%配筋率核算）。5．图中未标注的梁、墙见相应结构施工图。6．负筋伸入板内长度从梁（墙）边算起。7．图中未标注的梁、墙见相应结构施工图。8．图中L、QZ、LZ、KZ表示方法及配筋构造要求见《11G101-1》修正版。9．楼梯栏杆、扶手构造做法及预埋件等详见建施图。10．未标注梁配筋为“楼层梁”，详见各层梁平法施工图。