建筑楼梯设计

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混凝土结构设计 concrete structure design
楼梯是多层及高层房屋的竖向通道,是房屋的重要组成部分 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
楼梯平面布置
平面 布置
2
混凝土结构设计 concrete structure design
楼梯
楼梯由踏面、踢面、平台、栏杆与扶手组成
组成
3
混凝土结构设计 concrete structure design
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。
包括楼层平台和中间平台两部分 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。
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。
板式楼 梯设计
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混凝土结构设计 concrete structure design
【例6.1】某6层办公楼,结构形式为钢筋混凝土框架结构,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),楼梯活荷载标 准值为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,结构布置见右图。试设计该楼梯。
全部纵向受拉钢筋合力的35%为
梁式楼 梯设计
按上述条件求得的箍筋应布置在长度为 s h tan 3 的范围内 8
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混凝土结构设计 concrete structure design
梁式楼 梯设计
双梁楼梯施工图
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混凝土结构设计 concrete structure design
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。
③进行楼梯各 组成构件的内 力分析和截面 设计
④绘制楼梯结 构施工图
楼梯结 构设计
7
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
8
有中位平板的一跑梯板ET
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
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
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混凝土结构设计 concrete structure design
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
直跑式。
梁式楼 梯设计
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混凝土结构设计 concrete structure design
梁式楼 梯设计
双梁楼梯实例
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混凝土结构设计 concrete structure design
双梁楼梯
1)踏步板:按两端简支在斜梁上的单向板考虑,计算时一般取一个踏步 为计算单元,且不小于40mm,每一踏步一般需配置不小于2A6的受力钢 筋,沿斜向布置的分布筋直径不小于6mm,间距不大于250mm。
6.1 板式楼梯设计
①组成:梯段板、休息平台梁和 楼层平台梁。 ②适用范围:梯段板的水平投 影长度l不超过4m。 ③特点:下表面平整,施工支模 方便,外观轻巧,但斜板较厚, h=(1/25~1/30)l。 常用厚度为100~120mm;
板式楼 梯设计
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混凝土结构设计 concrete structure design
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,同时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
乘以cos a 。
•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:
当梯段板与平台梁(板)整体连接时,考虑到平台梁对梯段板的弹性约束作用,板式楼梯的
跨中弯矩可近似取 M
(1 8
~
1 10
)
pln2
,支座应配置一定数量的构造负筋,以承受实际存在
的负弯矩和防止产生过宽的裂缝,一般可取跨中配筋量的 1/3 或不少于 A 8@200,配筋范围
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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
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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
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楼梯施 工图
框 架 结 构 中 板 式 楼 梯 绘 图 示 意
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楼梯施 工图
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混凝土结构设计 concrete structure design
6.2 梁式楼梯设计
楼梯的结构设计步骤
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(除多层住宅活荷 载标准值为 2.0kN/m2外,其他 建筑中的楼梯活荷载 标准值均为3.5kN/m2。 对预制楼梯踏步平板, 尚应按1.5kN集中荷 载验算)。除以上竖 向荷载外,设计楼梯 栏杆时还应考虑栏杆 顶部水平荷载 1.0kN/m;
梁式楼 梯设计
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混凝土结构设计 concrete structure design
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
T1
1 2
b 2
2
g1
q1
g2
梯段斜梁支座处的扭矩
T
1 2
T1ln
构造要求:①踏步板厚 t 60mm ,梯段斜梁高 h (1/12 ~ 1/15)ln ;
梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板
及平台梁组成。
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
度大于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
荷载传递途径为:
央布置一道斜梯梁,适用楼梯不
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
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。
板式楼 梯设计
板内折角处配筋
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混凝土结构设计 concrete structure design
一跑楼梯(低端楼梯梁上设滑动支座) ATa
9
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)CTb
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混凝土结构设计 concrete structure design
楼梯梯段净高应不小于2200mm 平台部分净高应不小于2000mm
梯段及平台部分净高
楼梯建 筑设计
4
混凝土结构设计 concrete structure design
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
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混凝土结构设计 concrete structure design
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
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混凝土结构设计 concrete structure design
板式楼 梯设计
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砌 体 结 构 中 板 式 楼 梯 绘 图 示 意
楼梯施 工图
1标高 2中间平台板筋布置及板厚
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3构件定位及编号
楼梯施 工图
1楼层剖面 2楼梯剖面 3构件编号 4构件配筋
注意无梯梁 ,以满足净 高要求 ≥2000mm
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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
1 8
gln2
斜板剪力: Vmax
1 2
gxln
1 2
g
cos
2 ( ln cos
)
1 2
gln
cos
斜板轴力: Nmax
1 2
py
ln
p (sin a cosa)( ln )
2
cosa
p 2 ln sin a
12
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
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 l0
g' gln / ln g cos
gy=g'sin g cos sin
gx=g'cos g cos cos
板式楼 梯设计
斜板弯矩: Mmax
1 8
g(x ln)2
1 8
g
cos
2 ( ln cБайду номын сангаасs
)2
梁式楼 梯设计
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混凝土结构设计 concrete structure design
6.3装配式楼梯设计
②梯段斜梁应与两端的楼层梁整体连接,以便可靠传递扭矩; ③悬臂板的受力钢筋可以与梁的受扭受剪共同使用,也可分开设置
梁式楼 梯设计
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混凝土结构设计 concrete structure design
【例6.2】某5层教学楼,结构形式为钢筋混凝土框架结构,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),楼梯活荷载标准值为 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,结构布置见下图。试设计该楼梯。
为 ln / 4 ,配筋采用分离式,见图 6.5(a)。在垂直于受力钢筋的方向仍应按构造配置分布钢
筋,并要求每个踏步板内到少放置一根分布钢筋 1A 6 或 A 6@250,当梯板厚t 150mm 时,
分布钢筋宜采用 A 8@200。梯段板与一般楼板相同,不必进行斜截面受剪承载力验算。梯段
板厚度 t ln / 25 ~ ln / 30 ,当梯板厚t 200mm 时,纵向受力钢筋宜采用双层配筋。
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周支承情况,一般为承受均布荷载的双向板,按
单宽1m板带计算。
3)平台梁 • 两端一般支承在楼梯间承重墙(砌体结构或剪力墙结构)、框架
梁或梯柱(框架结构)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
板式楼 梯设计
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板式楼 梯设计
板式楼梯分离式配筋图
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混凝土结构设计 concrete structure design
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。设计时应注意以下 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;
计算单元: b a1
h b1 d
2 cos
α1
梁式楼 梯设计
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混凝土结构设计 concrete structure design
2) 斜梁:按斜板公式计算内力
p g q
p
M max
(g
8
q)
l02
Vm a x
(g
2
q)
l0
cosa
Nmax
(g
2
q)
l0
sin
a
梁式楼 梯设计
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混凝土结构设计 concrete structure design
名称
住宅公 共楼梯
人员密集且竖向交通繁忙的 建筑和大、中学校楼梯
小学校 楼梯
超高层建筑核 心筒内楼梯
幼儿园 托儿所
最大踏步高度 (mm)
175
165
150
180
130
最小踏步宽度 (mm)
260
280
260
250
260
楼梯建 筑设计
5
楼梯结 构形式
楼梯结构形式
6
混凝土结构设计 concrete structure design
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