旋转楼梯的设计.doc

现在，在各种建筑设计中旋转楼梯使用的越来越多，主要是为了适应建筑空间和美观的要求。旋转楼梯主要分为两种：一、悬臂梁式旋转楼梯；二、板式旋转楼梯。这两种楼梯形式在同济大学3D3Sv9.0，辅助结构设计模块中都有现成的图纸做法，大家可以参考，下面详细介绍一下两种旋转楼梯的具体特点和设计过程。 一、悬臂式旋转楼梯：这种楼梯比较简单，主要是利用中间钢柱支撑，楼梯踏步梁焊接在钢柱上。钢柱一般采用钢管，要求柱底刚接。在计算时要求考虑均布荷载施加在踏步梁上时，对结构的作用，同时考虑不均匀荷载施加时对钢柱产生的弯矩对柱底的作用能否满足。钢柱的轴心压力承载能力是很强的，因此设计的关键在于楼梯踏步梁的支撑力核算，和钢柱在偏心荷载作用下的承载能力。 二、板式旋转楼梯：这种旋转楼梯没有中间支撑，支撑点在楼梯的底部和上部，主要靠楼梯本身旋转成型。这种楼梯的楼梯梁一般采用焊接矩形管，踏步板、立板均为10mm钢板，要求满焊。楼梯梁的加工很困难，因为实际上是空间曲线，一般是先加工两个立板，立板按实际放样要求进行弯曲成型，在现场安装内侧板后，在现场组对另外三块板，并焊接牢固。踏步板和立板现场安装和焊接。板式旋转楼梯是整体受力模型，踏步立板和面板与楼梯梁刚接，实际计算时，可在模型中按折算成的截面参数考虑受力和传递荷载。这种楼梯在满布荷载时为最不利情况，按此计算满足即可，同时注意对节点的验算。 这两种旋转楼梯设计时都需要认真放样，特别是板式旋转楼梯，加工很困难，建议少用，如果中间有休息平台，建议增加钢柱，可明显改善受力模式和减少加工难度。楼梯设计方法步骤 1楼梯各部分尺寸的确定 根据楼梯间的开间、进深、层高，确定每层楼梯踏步的高和宽、梯段长度和宽度、以及平台宽度等。 (注意：双跑楼梯每层踏步级数最好取偶数，使两跑踏步数相等。) (1)根据建筑物的性质、楼梯的平面位置及楼梯间的尺寸确定楼梯的形式及适宜的坡度。 初步确定踏步宽b和踏步高h(注意：bbmin，hhmax，bmin和hmax分别为各类建筑的最小踏步宽和最大踏步高。)b、h的取值可参考表21和表22。 表21 一般楼梯踏步设计参考尺寸 名 称 踏步高/mm 踏步宽/mm 最大值 常用值 最小值 常用值 住宅 175 150175 260 260300 中小学校 150 120150 260 260300 办公楼 160 140160 280 280340 幼儿园 150 120140 260 260280 疗养院 150 300 剧场、会堂160 130150 280 300350 (2)根据楼梯间开间尺寸确定梯段宽度B和梯井宽度。 (3)确定踏步级数咒，调整踏步高矗和踏步宽b，用层高H除以踏步高h，得踏步级数nH/h，当以为小数时，取整数，并调整踏步高h (hH/n)，用公式b h=450(mm)，或b 2h=600620(mm)，确定踏步宽b。 (4)确定楼梯平台的宽度 。注意 (梯段宽)。 (5)由踏步宽b及每梯段的级数 ，确定梯段的水平投影长度L。 ( 为级踏步的踏面数)。 2根据上述尺寸画出楼梯底层、二层及顶层平面图的草图 3确定楼梯结构及构造形式 确定楼梯为现浇或预制、梯段为板式或梁板式，以及平台板的支撑方式。 4进行楼梯净空高度的验算，使之符合净空高度要求 对于底层平台下做出入口时，应验算平台梁下净空高度是否满足2m的要求。若不满足，可通过下列途径加以调整： (1)降低楼梯间底层平台梁下的室内地坪标高。 (2)将底层第一梯段增加级数。 (3)底层设一跑直通二层。 (4)将第一跑坡度适当增大，抬高底层平台标高。 (5)将(1)、(2)、(3)、(4)种方法结合使用。 5根据平面图、剖切位置，及上述尺寸绘制剖面草图 根据计算的踏步级数和踏步的宽度和高度，先画出全部踏步的剖面轮廓线，然后按所选定的结构形式画出梯段板厚(梁板式梯段还应画出梯梁高)；画出平台梁及平台板；画出端墙及墙上的门、窗、过梁等。 6根据剖面图调整好的尺寸，对平面图进行调整，并按设计要求进行尺寸标注 7完成剖面图，加深并标注附书：楼梯构造设计一、 目的要求 通过本设计掌握：楼梯布置的基本原则；楼梯的组成及承重结构布置方案；楼梯的细部连接构造方式；楼梯的装修特点及基本方式。二、 设计条件 1.根据墙体构造设计任务书中的某中学教学楼平、立、剖面图，完成该教学楼左端次要楼梯的构造设计,楼梯间的平面尺寸为进深6600mm，开间3300mm；层数3层，层高均为3600mm，女儿墙高1200mm（本次设计中楼梯间不上屋顶）。 2.楼梯形式为钢筋混凝土梁承式楼梯。梯段形式、步数、每步高和宽、栏杆形式、材料及尺寸由学生自定。 3.装配式钢筋混凝土楼板，砖墙承重。 4.楼地面做法学生自定。 5.楼梯间窗可用木窗、或采用钢筋混凝土花格。三、 设计内容及深度 本设计用AUTOCAD软件计算机制图，2#图纸。完成下列内容： 1.各层楼梯平面图 1:30，标注并表达如下内容： （1）楼梯开间方向三道尺寸：轴线尺寸、净开间尺寸、梯段及梯井尺寸； （2）楼梯进深方向三道尺寸：轴线尺寸、净进深尺寸、梯段长度及平台尺寸； （3）上、下方向及踏步宽、踏步数； （4）各平台标高（标注完成面）； （5）引出楼梯剖面剖切位置及剖面编号。 2.楼梯剖面图 1:30，画出楼梯从女儿墙顶到建筑室外地面的完整剖面，表达并标注如下内容： （1）水平方向二道尺寸：楼梯的定位轴线及开间尺寸、顶层及底层的梯段和平台尺寸； （2）垂直方向三道尺寸：建筑总高度、楼梯对应的楼层层高、各梯段的高度（踏步高该梯段踏步数=梯段高度）； （3）标注各楼层标高、各平台标高、室内外标高； （4）标注楼地面装修做法； （5）引出详图。 3.楼梯详图 1:10 设计楼梯的连接构造及细部装修，选择典型部位进行详图设计，要求详图能基本表达设计意图，并具有可操作性。按图例表示详图的构造层次、材料类型、尺度、连接方式并标注。详图应清楚表达以下部位的做法： （1）扶手-栏杆-梯段的连接（临空扶手）； （2）扶手-墙的连接（靠墙扶手）； （3）栏杆细部构造及装修做法； （4）踏步防滑条及装修做法； （5）梯段与平台梁、梯斜梁与踏步板、梯斜梁与平台梁等处的位置关系及连接方式。 四、 设计参考资料 1.楼梯预制构件（平台梁、梯段）的形式和尺寸，参见图平台梁、梯段参考尺寸。 2.平台板的形式和尺寸，参见题目4课程设计的图预制楼板、大梁、过梁参考尺寸。 3.楼梯栏杆与扶手形式，参考图楼梯栏杆与扶手形式。 4.楼梯栏杆与踏步连接构造，参见图楼梯栏杆与踏步连接构造。 5.扶手断面、踏步防滑及五金配件，参见图扶手断面、踏步防滑及五金配件。五、 设计方法和步骤 1.根据楼梯间的开间、进深、层高计算每层楼梯踏步高和宽，楼梯长度和宽度，以及平台宽度。注意：双跑楼梯每层步数最好取偶数，如3m层高取18步，步高为166.6mm，总高误差小于5mm，可在施工中调整。 2.根据上述尺寸画出楼梯底层、二层及顶层平面图的草图。 3.确定楼梯结构和构造方案。 （1）梯段形式：板式或梁板式（矩形梯梁或锯齿形梯梁）、埋步或不埋步。 （2）平台梁形式：等断面或变断面。 （3）平台板的布置方式：平行于平台梁或垂直于平台梁。 4.画出楼梯剖面并按要求标注尺寸。根据计算的踏步级数和踏步的高度，首先画出全部踏步的剖面轮廓线，然后按所选定的结构式,画出梯梁高或板式梯段的板厚，确定与平台梁的连接方式（埋步与不埋步）画出平台梁，最后布置两边的平台板（平台板宽度参考当地图集，需要计算布板并做板缝处理），最后画出端墙及门窗。 5.根据剖面图调整好的尺寸，画出楼梯底层、二层和顶层平面图，并按上述要求标注尺寸。 6.最后完善剖面图。 1、楼梯的坡度： 楼梯坡度的确定，应考虑到行走舒适、攀登效率和空间状态因素。 梯段各级踏步前缘各点的联线称为坡度线。坡度线与水平面的夹角即为楼梯的坡度（这一夹角的正切称为楼梯的梯度）。室内楼梯的坡度一般为20度-45度为宜，最好的坡度为30度左右。特殊功能的楼梯要求的坡度各不相同。例如爬梯的坡度在60度以上，专用楼梯一般取45度-60度，室内外台阶的坡度为14度-27度，坡道的坡度通常在15度以下。一般说来，在人流较大、安全标准较高，或面积较充裕的场所楼梯坡宜平缓些，仅供少数人使用或不经常使用的辅助楼梯，坡度可以陡些，但最好不超过38度，除个性化楼梯或因空间可选择旋转楼梯。2、踏步尺寸： 踏步的尺寸一般应与人脚尺寸步幅相适应，同时还与不同类型建筑中的使用功能有关。踏步的尺寸包括高度和宽度。踏步高度与宽度之比就是楼梯的梯度。踏步在同一坡度之下可以有不同的数值，给出一个恰当的范围，以使人行走时感到舒适。实践证明，行走时感到舒适的踏步，一般都是高度较小而宽度较大的。因此在选择高宽比时，对同一坡度的两种尺寸以高度较小者为宜，因行走时较之高度和宽度都大的踏步要省力些。但要注意宽度亦不能过小，以不小于240mm为宜，这样可保证脚的着力点重心落在脚心附近，并使脚后跟着力点有90%在踏步上。就成人而言，楼梯踏步的最小宽度应为240mm，舒适的宽度应为280-300mm左右。 国家标准：公共楼梯的踏步的高度为：160-170mm，常见的家中的水泥基座楼梯就是按这样的标准，较舒适的高度为160mm左右。 按目前的市场出售的家庭用的成品楼梯的情况来看，高度一般在170-210MM，180MM左右是最经济适用的选择；同一楼梯的各个梯段，其踏步的高度、宽度尺寸应该是相同的，尺寸不应有无规律的变化，以保证坡度与步幅关系恒定。3、梯段宽度： 梯段宽度一般由通行人流来决定，以保证通行顺畅为原则。单人通行的梯段宽度一般应为800-900mm，一般的成品楼梯应该按照这个宽度设计；但是用于公用场所的楼梯，比如：双人通行的梯段宽度一般应为1100mm-1400mm；三人通行的梯段宽度一般应为1650-2100。如更多的人流通 行，则按每股人流增加550（0-150）mm的宽度。六、 参考资料 1.各地区通用民用建筑配件图集 2.李必瑜主编.房屋建筑学.武汉：武汉工业大学出版社,2000 3.资料集编写组.建筑设计资料集（第二版）（9）.北京:中国建筑工业出版社,1997 4.资料集编写组.建筑设计资料集（第二版）（10）.北京:中国建筑工业出版社,1998楼梯段净宽度不小于1.10米，踏步高根据层高一般取值0.150.18米，踏步宽一般取值0.270.3米。旋转楼梯的踏步宽的取值在靠近梯段内圆的1/3处左右比较合适，这样算1.1*2=2.2m，在加个直径约0.250.3md柱，大约占直径2.5m左右的面积。1弧形