建筑楼梯设计

主讲：杨虹6楼梯设计平面布置分为：直跑楼梯、双跑楼梯、三跑楼梯、螺旋楼梯、剪刀楼梯楼梯是多层及高层房屋的竖向通道，是房屋的主要构成部分平面布置楼梯平面布置楼梯构成楼梯由踏面、踢面、平台、栏杆与扶手组成一般按每股人流宽度为供单人通行的楼梯，应不小于900mm；双人通行时，为1100mm～1400mm；三人通行时，为1650mm～2100mm。梯段宽度楼梯净高楼梯梯段净高应不小于2200mm平台部分净高应不小于2000mm直跑楼梯中间平台深度应≥（式中b、h分别为踏步宽和高）；双跑楼梯中间平台深度应≥梯段宽度。楼梯平台包括楼层平台和中间平台两部分楼梯建筑设计梯段及平台部分净高楼梯坡度坡度为30°左右的楼梯，行走最舒适。室内楼梯的最大坡度不宜超过38°，踏步的高度不宜大于210mm，也不宜小于140mm表6.1一般楼梯踏步尺寸楼梯建筑设计楼梯构造形式

楼梯结构形式楼梯构造设计楼梯的结构设计步骤一跑梯板AT有低端平板的一跑梯板BT有高端平板的一跑梯板CT有低端和高端平板的一跑梯板DT有中位平板的一跑梯板ET一跑楼梯（低端楼梯梁上设滑动支座）ATa有层间和楼层平台板的双跑楼梯（全部平板三边支承）FT有层间和楼层平台板的双跑楼梯（层间平台板三边支承，另一端的梯板段单边支承）GT一跑楼梯（低端楼梯梁挑板上设滑动支座）ATb一跑楼梯（参与框架结构整体抗震计算）ATc有高端平板的一跑梯板（低端梯梁上设滑动支座）CTa有高端平板的一跑梯板（低端梯梁挑板上设滑动支座）CTb①构成：梯段板、休息平台梁和楼层平台梁。②合用范围：梯段板的水平投影长度l不超出4m。③特点：下表面平整，施工支模以便，外观轻巧，但斜板较厚，h=(1/25～1/30)l。常用厚度为100～120mm；6.1板式楼梯设计板式楼梯设计④计算特点：1）梯段斜板：按斜放的简支梁计算，斜板的计算跨度取平台梁间的斜长净距斜板轴力：斜板弯矩：斜板剪力：板式楼梯设计故简支斜板（梁）计算的特点为：简支斜梁在竖向均匀荷载作用下的最大弯矩等于其水平投影长的简支梁在作用下的最大弯矩。最大剪力等于斜梁为水平投影长度的简支梁在P作用下的最大剪力值乘以。截面承载力计算时梁的截面高度应垂直于斜向量取。配筋要求：板式楼梯设计板式楼梯设计板式楼梯分离式配筋图当楼梯的净高不够，可将梯梁外移，此时板式楼梯的梯段板形成折线形，有下折线形，上折线形或上下均为折线形。设计时应注意如下两个问题：①折线的水平段，其板厚应与梯段斜板相同，不能设计成与平台板同厚；②折角处的下部受拉纵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，各自延伸至板面再进行锚固，见下图；若板的弯折位置接近楼层梁，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。板内折角处配筋板式楼梯设计2）平台板一边与平台梁整体连接，另外三边可能支承在砖墙上，也可能与梁整浇。承受平台板自重和楼梯活荷载。平台板按几何尺寸和四面支承情况，一般为承受均布荷载的双向板，按单宽1m板带计算。板式楼梯设计3）平台梁两端一般支承在楼梯间承重墙（砌体构造或剪力墙构造）、框架梁或梯柱（框架构造）上。承受梯段板、平台板传来的均布荷载和自重，可按简支的倒L形梁计算，其他构造与一般梁相同。平台梁承受平台板和梯段板传来的梯形荷载按矩形梁计算。【例6.1】某6层办公楼，构造形式为钢筋混凝土框架构造，采用板式楼梯，楼梯平面尺寸为3.6m×7.2m，层高3.6m，踏步尺寸300mm×150mm，梯井宽200mm。混凝土采用C30（α1＝1.0，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，容重25kN/m3），钢筋采用HRB400（fy=fyv=360N/mm2），楼梯活荷载原则值为3.5kN/m2,板底20mm厚的混合砂浆抹灰（容重17kN/m3），面层采用地砖0.7kN/m2，构造布置见右图。试设计该楼梯。板式楼梯设计1标高2中间平台板筋布置及板厚3构件定位及编号砌体构造中板式楼梯绘图示意楼梯施工图1楼层剖面2楼梯剖面3构件编号注意无梯梁，以满足净高要求≥2000ｍｍ4构件配筋楼梯施工图1梯段截面2尺寸标注3底筋配置4面筋配置楼梯施工图1梯段截面2尺寸标注3底筋配置4面筋配置楼梯施工图1梯段截面2尺寸标注3底筋配置4面筋配置楼梯施工图框架构造中板式楼梯绘图示意楼梯施工图楼梯施工图6.2梁式楼梯设计梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板及平台梁构成。形式：单梁楼梯和双梁楼梯双梁楼梯是在楼梯梯段的两侧都布置有斜梯梁，踏步板的两端均支承在梯梁上，当梯段的水平跨度不小于4m时，宜采用这种双梁楼梯。单梁楼梯是在楼梯梯跑宽度的中央布置一道斜梯梁，合用楼梯不很宽，荷载亦不太大时，多用于大型公共建筑的室外楼梯，常为直跑式。荷载传递途径为：梁式楼梯设计双梁楼梯实例梁式楼梯设计计算单元：1）踏步板：按两端简支在斜梁上的单向板考虑，计算时一般取一种踏步为计算单元，且不不不小于40mm，每一踏步一般需配置不不不小于2A6的受力钢筋，沿斜向布置的分布筋直径不不不小于6mm，间距不不小于250mm。α1双梁楼梯梁式楼梯设计2)

斜梁：按斜板公式计算内力梁式楼梯设计3)平台梁：由梯段传来的集中荷载和平台板传来的梯形荷载，按一般简支梁计算梁式楼梯设计4)平台板：将平台板取出，与梁整浇时为固支，用墙支承时为简支，如下图为三边由墙支承，一边由平台梁支承。按l2/l1双向板设计。梁式楼梯设计⑤构造要求：1）梯段中的水平段，其板厚应与梯段相同，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，使产生向外的合力将该处的砼崩脱。梁式楼梯设计楼层梁内移后，梁式楼梯会出现折线形斜梁，见下图。折线梁内折角处的受拉纵筋应分开配置，并各自延伸以满足锚固要求，同步还应在该处增设附加箍筋。该箍筋应能承受未在受压区锚固的纵向受拉钢筋的合力，且在任何情况下不应不不小于全部纵向受拉钢筋合力的35%。由箍筋承受的纵向受拉钢筋的合力按下式计算：未在受压区锚固的纵向受拉钢筋的合力全部纵向受拉钢筋合力的35%为梁式楼梯设计梁式楼梯设计双梁楼梯施工图单梁楼梯单梁式是一根斜梁承受由踏步板传递来的竖向荷载，斜梁设置在踏步板中间，以直跑为主要形式，见下图。斜梁可采用矩形梁、梯形梁或宽扁梁。梁式楼梯设计踏步板按悬臂板计算，梯段斜梁除按一般单跨梁计算外，尚应考虑当活荷载在梁翼缘一侧布置时产生的扭矩梯段斜梁单位长度的扭矩梯段斜梁支座处的扭矩梁式楼梯设计【例6.2】某5层教学楼，构造形式为钢筋混凝土框架构造，采用梁式楼梯，楼梯平面尺寸为4.2m×8.4m，层高4.5m，踏步尺寸300mm×150mm，梯井宽200mm。混凝土采用C30（α1＝1.0，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，容重25kN/m3），钢筋采用HRB400（fy=fyv=360N/mm2），楼梯活荷载原则值为3.5kN/m2,板底20mm厚的混合砂浆抹灰（容重17kN/m3），面层采用地砖0.7kN/m2，栏杆重1.2kN/m，构造布置见下图。试设计该楼梯。梁式楼梯设计居住建筑中广泛推广使用预制装配式楼梯，合用一般住宅的双跑楼梯和高层住宅的剪刀楼梯。常用的预制装配式楼梯形式：预制板式楼梯和预制梁式楼梯两种。能够采用仅梯段板预制，平台梁与平台板现浇方式；也能够采用梯段板、平台梁与平台板全预制方式。可直接采用由中国建筑原则设计院编制出版的《预制钢筋混凝土板式楼梯》（15G367-1）图集。预制装配式楼梯的多种构件一般按简支构件计算内力，一般不参加构造整体抗震计算。预制装配式楼梯设计必须注重各构件间的连接构造，可直接采用由中国建筑原则设计院编制出版的《装配式混凝土构造连接节点构造》（G301-1～2）。梯段板与平台梁连接：焊接连接或叠合整浇连接；也能够采用销键连接，上端支承处为固接，下端支座为滑动支座。在设计时还需综合考虑加工、运送、吊装等原因。6.3装配式楼梯设计装配楼梯设计6.5框架构造楼梯的抗震措施框架构造的楼梯构件中的梯段板、斜梁在地震作用下将作为斜向构件参加抗侧力工作，使构造整体刚度加大、楼层平面内的刚度分布不均匀，构造整体分析的成果有很大变化，其影响程度与纯框架的刚度、楼梯数量、楼梯平面位置等情况有关。基本规律：①楼梯刚度占纯框架刚度的百分比越大，则平动周期降低越多，总地震作用加大越多，但对垂直楼板方向影响很小；②楼梯布置位置不同，产生的扭转效应也不同：在楼层一端布置楼梯时，扭转周期明显减小，但扭转位移比明显加大；在楼层两端对称布置楼梯时，扭转周期明显减小，扭转位移比也相应减小；在楼层中部布置楼梯时，扭转影响不明显。楼梯抗震措施在地震作用下，楼梯梯段板沿梯板方向处于非常复杂的受力状态，承受很大的轴力及不可忽略的剪力，且平面内尚存在弯矩与扭矩，应按拉压弯剪构件设计，故梯段板（或斜梁）在配筋时钢筋应双层贯通布置。受力特点（1）框架结构的楼梯间不应导致结构平面特别不规则；（2）应采取措施避免楼梯对框架结构侧向刚度的影响，否则主体结构分析计算时应补充考虑楼梯实际刚度的计算模型。楼梯梁和楼层梁上的楼梯柱，其抗震等级及构造要求（轴压比、配筋构造）应同主体结构框架，楼梯柱截面面积不应小于300mm×300mm，当楼梯柱的截面宽度为200mm时，应相应增加楼梯柱的截面长度不应小于500mm。一般规定楼梯抗震措施（3）应采取措施避免楼梯对主体结构的斜撑作用，避免主体结构形成短柱，宜优先采用图6.15所示的楼梯平台与主体框架结构脱开措施，也可采用图6.16所示的梯段下端滑动支座措施。（4）框架结构的楼梯间四角应按图6.14所示设置落地框架柱。（5）楼梯柱与上层框架梁之间应设置构造柱（不承受竖向荷载，留筋后浇），使梁上楼梯柱形成H形框架，加强楼梯框架平面内的整体性，采用图6.15做法时宜沿楼梯踏步两侧设置通长粗钢筋，宜每侧2根钢筋直径不小于16mm，两端满足锚固要求。（6）楼板下段设有滑动支座的楼梯时，不宜采用带有平段的楼梯梯板。一般规定楼梯抗震措施（1）楼梯平台与框架整体连接的抗震措施1）梯段板的厚度应计算拟定，且不宜不不小于140mm。2）梯段板应双层双向对称配置纵向钢筋，数量按计算拟定，水平钢筋应锚入边沿构件。3）梯段板两侧应设置边沿构件，边沿构件的宽度取1.5倍板厚，边沿构件的纵向钢筋，当抗震等级为一级、二级可采用6C12，当抗震等级为三级、四级可采用4C12；且不应不不小于梯板纵向受力钢筋直径。箍筋可采用C6＠200，见图6.17。4）楼梯间的框架柱轴力与剪力明显加大，应严格控制柱的轴压比。当既有柱截面无法满足轴压要求时，可采用构造措施，如附加芯柱、井字形复合箍并控制箍筋的肢距、间距及直径，以提升柱轴压比限值的要求。该柱的体积配箍率不应不不小于1.2%，9度一级时不应不不小于1.5%。图6.14中①轴框架柱按短柱配筋。当楼梯对称配置时，非楼梯间框架柱地震内力将有所减小。楼梯抗震措施5）框架梁A～B段的弯矩和剪力明显加大，图6.14中②轴框架梁端箍筋加密区范围应延伸至B点。6）中间平台的梯梁传递梯段板的轴力、剪力与弯矩，处于复杂受力状态。上下梯板接缝处极易剪切破坏，箍筋应全长加密加粗。与梯梁垂直的中间平台梁，直接传递踏步板的地震效应，处于受压状态，应按偏压（拉）构件的要求计算配筋。7）中间平台板传递梯段板的轴力，受力复杂，板厚宜与梯段板同厚，也应双层双向配筋。平台两侧边梁跨度较小，当为短梁时，易脆性破坏，应加强。8）平台短柱处于偏拉（压）剪受力状态，应满足短柱的构造要求。楼梯抗震措施楼梯抗震措施楼梯中间平台与框架柱脱开，见图6.15。脱开后对主体结构的刚度影响，和楼梯与主体结构整体连接相比不很显著，但下列楼梯构件的受力状况却有所改善。1）图6.15中①轴框架柱的轴力明显减少，不用按短柱设计。2）平台短柱2的地震效应要比短柱1小很多，为能分担短柱的水平力，短柱1、2应取相同的配筋构造。3）中间平台边梁的内力大幅度减少，但仍应按偏压（拉）计算。（2）楼梯中间平台与框架柱脱开楼梯抗震措施采用楼梯梯段板上端与楼层梁（或楼层休息平台）整体连接，下端与中间休息平台梁（或平台板）滑动支座连接，见图6.16所示，即采用楼梯构件与框架主体脱开的方式。楼梯的刚度将不会对主体结构造成影响，即使滑动支座的楼梯布置在结构楼层一端时，也不会增加主体结构的扭转效应，这是一种减少楼梯对主体结构刚度影响的最好办法。工程中推荐梯段板采用滑动支座方案，具体实施时注意下列几点：(3)梯段斜下端做成滑动支座楼梯抗震措施梯板配筋滑动支座梯板配筋楼梯抗震措施1）填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，宜避免形成薄弱层或短柱。

2）砌体的砂浆强度等级