建筑物中楼梯设计问题的探讨

建筑物中楼梯设计问题的探讨

楼梯结构作为重要的竖向逃生通道，具有安全疏通的性质。在建筑物的正常使用过程中，楼梯也表现出较好的工作性能。但是，在很多地震发生时却先于主体框架结构发生破坏，没有发挥其应有的功能。甚至在很多已有的工程事例中，楼梯的损坏要比建筑物本身其他部位更严重。本文从对这些事例进行结构分析、总结、找到具体的原因，从楼梯的选材，施工措施、栏杆的设置等方面做出了探讨。另外当栏杆在拥挤荷载作用下应做如何处理提出了一些建议和意见。

标签：楼梯结构；栏杆；安全

1、前言

楼梯是重要的垂直交通工具，逃生工具。但在2008年的汶川大地震中，许许多多的楼梯间没有起到挽救生命的作用，反而成了生命的终结地。楼梯的破坏会延误人群的撤离及救援和抢救工作的开展，从而导致严重后果，另外，在很多情况下，特别是中小学教学楼，在突发情况下，极易出现拥挤荷载，从而导致楼梯栏杆破坏，带来极其严重的后果。本文对这方面问题进行了探讨和总结。

2、楼梯破坏形态及原因分析

2.1 楼梯破坏形态及因素分析

（1）施工缝的处理。在楼梯施工缝的设置中，规范并没有特别的规定，一般都是留在踏步板的三分之一处，但在实际产生的破坏中可以看到，往往产生破坏的就是在三分之一处，而不是所说的梁柱节点处。另外，可能与施工缝设置中，夹渣没有及时处理，而造成新旧混凝土结合面上强度极差，在竖向荷载作用下产生上下错动。从而发生破坏。

（2）从所发地震的震害情况可以得出，当中混凝土的配置并不是非常合理，可能与施工现场材料的控制，质量的控制有关系。

（3）同时从破坏的楼梯结构中很明显的可以看到，选用钢筋多数为冷轧钢筋，这种钢筋受拉性能并不好，塑性能力不强。所以建议推广使用延性较好的钢筋，例如HRB335级钢筋和HRB400级钢筋。

（4）在楼梯结构中，楼梯栏杆并不属于结构受力构件，只是从美观要求上，由建筑师指定的。但在很多工程实例中，特别是在突发情况下，出现拥挤人群的时候，栏杆同样是作为一个受力构件出现。很多结构破坏中，特别是在拥挤荷载作用下，楼梯栏杆先于楼梯本身产生破坏。

2.2 主要解决方法

（1）在结构设计师进行主体结构构件强度截面验算时，应考虑楼梯间参与结构整体受力进行设计；

（2）结构设计时应充分考虑楼梯构件的复杂受力状态，同时相应加强延性构造措施；

（3）建议采用可滑动支座将踏步斜板与主体结构脱开，以减少地震作用效应的影响。

（4）在特定的环境中，比如教学楼。在特定的荷载下，比如拥挤的人群荷载、地震作用下，将楼梯栏杆当做受力构件来设计。

2.3栏杆设计方面的问题探讨

栏杆作为楼梯中装饰性较强的构件，同时也是梯段与平台临空一边所设的安全设施，在设计中，只是把它当做建筑设计，而并不是结构设计。因此，现有结构的楼梯栏杆一般不需要结构设计和计算。主要是按照规范中出发，仅仅从栏杆的高度、间距、材料强度等方面做了一些规定。

在规范的要求中，对于阳台、外廊、室内楼梯、内天井部分以及上人屋面、室外楼梯等等临空处设置的楼梯栏杆或护栏，都应该符合下列规定：

（1）在栏杆材料选择中，应选择坚固，耐久，的材料。同时要求，能承受荷载规范规定的水平荷载，例如：现有《建筑结构荷载规范》里栏杆所承受的水平荷载（学校）为1kN/m。

（2）对栏杆高度的要求：低层和多层建筑中，栏杆高度不应该低于1.05m；中高层、高层建筑中，栏杆高度不应该低于1.10m；超高层建筑中，栏杆高度不应低于1.2m。其中所测定的高度是指：从楼地面及屋面至栏杆扶手顶面的垂直高度。

（3）为保证安全，栏杆离楼面0.10m高度的范围内，不应留有空隙。

（4）公共建筑中，特别是中小学及少年儿童活动的场所，栏杆必须有防止攀爬的构造。另外垂直杆件间之间的净距不该超过0.11m。

3、楼梯栏杆问题的探讨

3.1 栏杆结构模型的确定

在一些突发情况发生下，会产生很大的拥挤荷载，因此在教学楼设计中，除了满足规范当中高度的限值外，还应考虑对栏杆进行结构设计。从栏杆的结构类型，考虑结构模型的相似性，可将它按照悬臂梁进行设计，从强度、刚度及稳定性上来考虑，进一步保证其安全。

3.2、栏杆荷载的估算

根据建筑规范，教学楼中将楼梯的宽度一般设计成约 1.5m，但是拥挤荷载的在现行的建筑荷载规范中还没有规定，所以只能根据实际建筑的用途，从使用人群的尺寸、重量以及踏步宽度来确定。

例：现有一小学，计算其拥挤荷载。楼梯宽度 1.5m，突发状况下，每一级上会有四至五人，每米梯段上按4级楼梯计算，平均每人按30kg计算。拥挤荷载大约在5KN左右。将拥挤荷载加载在模型中即可。

4、结语

本文根据现有结构的楼梯破坏情况进行总结，找出其破坏的原因。其次，特别对楼梯当中的构件栏杆设计提出了一些意见，用适当的模型进行模拟，使其破坏更接近于实际情况，避免在突发情况下，栏杆受到拥挤荷载作用下产生破坏，增加栏杆的强度和刚度。

参考文献：

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李淑一（1985年12月-）女，硕士。汉族。现任职于湖北文理学院理工学院建筑工程系，讲师。研究方向：结构工程。