理论教育 楼梯的结构设计-混凝土建筑结构设计

楼梯的结构设计-混凝土建筑结构设计

时间:2023-09-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:板式楼梯和梁式楼梯是结构上最常见的楼梯形式,下面主要介绍板式楼梯和梁式楼梯的设计要点。设ln为梯段板的水平净跨长,则,于是斜板的跨中最大弯矩和支座最大剪力标准值为:恒荷 载活荷载图1.50梯段板的计算简图要求出跨中最大弯矩和支座最大剪力设计值还要乘以相应的系数。图1.51板式楼梯的配筋图1.52梁式楼梯的组成图1.53梁式楼梯的踏步板平台梁主要承受斜梁传来的集中荷载和平台板传来的均布荷载,平台梁一般按简支梁计算。

楼梯的结构设计-混凝土建筑结构设计

板式楼梯和梁式楼梯是结构上最常见的楼梯形式,下面主要介绍板式楼梯和梁式楼梯的设计要点。

楼梯的结构设计步骤包括:①根据建筑要求和施工条件,确定楼梯的结构形式和结构布置;②根据建筑类别,确定楼梯的活荷载标准值;③进行楼梯各部件的内力分析和截面设计;④绘制施工图,处理连接部件的配筋构造。

楼梯一般由梯段和平台两部分组成,平台是水平搁置的受弯构件,而梯段是斜向搁置的受弯构件。

1.板式楼梯

板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成,如图1.49所示。梯段板是斜放的齿形板,支承在平台梁上和楼层梁上,底层下段一般支承在地垄梁上。

图1.48 楼梯的建筑形式

(a)直上楼梯;(b)曲尺楼梯;(c)双折楼梯;(d)三折楼梯;(e)弧形楼梯;(f)螺旋板式楼梯;(g)有中柱的盘旋式楼梯;(h)剪刀式楼梯;(i)交叉式楼梯

图1.49 板式楼梯的组成

板式楼梯的优点是下表面平整,施工支模较方便,外观比较轻巧。缺点是斜板较厚,约为梯段板水平长度的1/30~1/25,混凝土用量和钢材用量较多,一般适用于梯段板水平长度不超过3m时。

板式楼梯的设计内容包括梯段板、平台板和平台设计。

(1)梯段板设计。梯段板按斜放的简支板计算,它的正截面是与梯段板垂直的,楼梯的荷载分为恒荷载和活荷载,活荷载是按水平投影面计算的,计算跨度取平台梁间的斜长净距l'n,故计算简图如图1.50所示。楼梯的恒荷载(g)主要包括踏步面层、踏步自重和板底粉刷等重量,楼梯的活荷载(p)按建筑使用类别确定(见附录1)。沿斜板单位长度上的竖向均布活荷载p'=pcosα,此处α为梯段板与水平线间的夹角。

竖向荷载沿x,y方向可分解为:

恒荷载

活荷载 

此处x和y方向分别为垂直于斜板方向和沿斜板方向。其中沿y方向对斜板的弯矩剪力没有影响,可不考虑。

设ln为梯段板的水平净跨长,则,于是斜板的跨中最大弯矩和支座最大剪力标准值为:

恒荷 载

活荷载 

图1.50 梯段板的计算简图

要求出跨中最大弯矩和支座最大剪力设计值还要乘以相应的系数。

考虑到梯段板与平台梁整浇,平台对斜板的转动变形有一定的约束作用,故计算板的跨中正弯矩时,公式中的1/8常近似取1/10。

截面承载力计算时,斜板的截面高度应取垂直于斜板面,并取齿形最薄处的高度。因平台板对斜板的转动变形有一定的约束作用,为避免斜板在支座处产生过大的裂缝,应在斜板板面配置负钢筋,一般数量同跨中,长度为净跨的1/4。斜板内分布钢筋可采用ϕ6或ϕ8,每级踏步不少于一根,放置在受力钢筋的内侧。

(2)平台板和平台梁设计。平台板一端与平台梁整体连接,另一端可能支承在砖墙上,也可能与梁整浇。平台板的设计与一般板相似。平台梁的设计与一般梁相似。

板式楼梯的配筋如图1.51所示。

2.梁式楼梯

梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板、平台梁组成,如图1.52所示。(www.daowen.com)

(1)踏步板设计。踏步板两端支承在斜梁上,按两端简支的单向板计算,如图1.52所示(1—1剖面)。一般取一个踏步作为计算单元,踏步板为梯形截面,板的截面高度可近似取平均高度h,h=(h1+h2)/2,如图1.53所示。踏步板最薄处一般板厚不小于30~40mm,每一踏步一般需配置不少于2ϕ6的受力钢筋,沿斜向布置的分布筋不小于ϕ6@300。

(2)斜梁设计。斜梁的内力计算与板式楼梯的斜板相同。踏步板可能位于斜梁截面高度的上部,也可能位于下部。计算时梁的截面可取矩形,斜梁的配筋构造如图1.54所示。

(3)平台板和平台梁设计。平台板同板式楼梯。

图1.51 板式楼梯的配筋

图1.52 梁式楼梯的组成

图1.53 梁式楼梯的踏步板

平台梁主要承受斜梁传来的集中荷载(由上、下跑楼梯斜梁传来)和平台板传来的均布荷载,平台梁一般按简支梁计算。

3.楼梯构造

(1)当楼梯下净高不够时,可将楼层梁向内移动如图1.55所示,这样板式楼梯的梯段板成为折线形。此时,设计应注意两个问题:①梯段板中的水平段,其板厚应与梯段斜板相同,不能和平台板同厚;②折角处的下部受拉钢筋不允许沿板底弯折,以免产生向外的合力,将该处的混凝土崩脱,应将此处纵筋断开,各自延伸至板面再行锚固。若板的弯折位置靠近楼层梁,板内可能出现负弯矩,则板上面还应配置承担负弯矩的短钢筋,如图1.56所示。

图1.54 斜梁的配筋

图1.55 楼层梁内移

图1.56 板内折角处配筋

图1.57 折线形梁内折角配筋

(2)梁式楼梯的楼层梁内移后,会出现折线形斜梁。折线梁内折角处的受拉纵向钢筋应分开配置,并各自延伸以满足锚固要求,同时还应在该处增设附加箍筋,如图1.57所示。该箍筋应足以承受未伸入受压区锚固的纵向受拉钢筋的合力,且在任何情况下不应小于全部纵向受拉钢筋合力的35%。由附加箍筋承受的纵向钢筋的合力按下式计算,未伸入受压区锚固的纵向受拉钢筋合力

全部纵向受拉钢筋合力的35%

式中 As1——未伸入受压区锚固的纵向受拉钢筋面积;

As——全部纵向受拉钢筋面积;

α——构件的内折角。

按上述条件求得的箍筋,应布置在长度为的范围内。

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