悬臂式室外楼梯设计.docx

室外楼梯设计
设计说明：
1持力层为粘性土，承载力设计值为140kpa.
2柱采用C25混凝土，基础采用C35混凝土，其他采用C20混凝土.
3柱，基础，平台梁采用HRB335，其他采用HPB235.

1楼梯段设计
取板厚h=120mm,取1m宽板带计算，板的斜角tanα=0.536,cosα=0.881
(1) 荷载计算
荷载种类
荷载设计值
恒荷载
面层
（0.28+0.15）x0.65/0.28=0.998
三角形踏步
0.5x0.28x0.15x25/0.28=1.875
混凝土斜板
0.12x25/0.881=3.41
板底抹灰
0.02x17/0.881=0.39
小计
6.673
活荷载
Qk
2

荷载设计值为P=1.2x6.673+1.4x2= 10.81 KN/m
（2）截面设计
板的计算跨度 Ln=2.52m M =1/8PLN2=1/8x10.81x2.522= 8.580 KN.m

板的有效高度ho=120-20=100mm
αs=Mα1fcbh02="8.58x106 1.0x9.6x1000x 1002=0.0894
ζ=1-1-2αs=0.0938
As=ζbhoα1fcfy =0.0938x1000x100x1.0x9.6210=428.8mm2
取Φ10@110，As=714mm2
2平台板设计
板厚h=ln10=1300/10=130mm,选1m板宽为计算单元。
(1)荷载计算

荷载种类
荷载设计值
恒荷载
水磨石面层
0.65
130厚混凝土板
0.13x25=3.24
板底抹灰
0.02x17=0.34
小计
4.23
活荷载
Qk
2

荷载设计值为P=1.2x4.23+1.4x2= 7.876 KN/m
（1） 截面设计
M=0.5x7.876x1.112= 4.85KN.m
αs=Mα1fcbh02=4.85x1061.0x9.6x1000x1102 =0.202
ζ=1-1-2αs=0.228
As=ζbhoα1fcfy=0.228*1000*110*9.6210=521.12 mm2
取Φ12@120，As=665mm2
3平台梁的设计(1)荷载计算
(1)荷载计算
荷载种类
荷载设计值
恒荷载
梁自重
0.2x(0.35-0.07)x25=1.4
粉刷
0.02x(0.35-0.07)x2x17=0.19
平台板
4.23x1.5=6.345
梯段板
6.673x2.52/2=8.41
小计
16.345
活荷载
Qk
2(2.52/2+1.5)=5.52

荷载设计值为P=1.2x16.345+1.4x5.52=27.34 KN/m
（2）截面设计
Ln=2560/2=1280
M=0.5x27.34x1.282=22.40
αs=Mα1fcbh02=22.40x1061.0x9.6x200x3152 =0.118
ζ=1-1-2αs=0.126
As=ζbhoα1fcfy=0.118*200*315*9.6300= 363mm2
取216，As=402mm2
V=PLN=27.34x1.28=35.0KN
选用Φ6@200箍筋，斜截面受剪承载力
VCS=0.7ftbho+1.25fyvAsvsh0=71.9KN>35.0KN满足要求。
4柱的设计
柱顶平台梁荷载分析
荷载种类
左侧
右侧
恒荷载
梁自重
0.2x(0.35-0.07)x25=1.4
1.4
粉刷
0.02x(0.35-0.07)x2x17=0.19
0.19
平台板
4.23x1.5=6.345
6.345
梯段板
6.673x2.52/2=8.41
0
小计
16.345
7.94
活荷载
Qk
2(2.52/2+1.5)=5.52
2X1.5=3
荷载标准值
P1K=16.345+5.22=21.57
P2K=7.94+3=10.94
荷载设计值
P1=1.2x16.345+1.4x5.22=26.92
P1=1.2x7.94+1.4x3=13.73
载

P1 P2
M=8.44 （P1+ P2）xl=52.03
G=16.358

顶层柱荷载设计值
柱自重
1.2x0.4x0.4x3x25=14.4
粉刷
1.2x0.4x0.02x3x4x17=1.958
平台梁传来
52.03
总荷载
68.39

弯矩较小忽略不计，按轴心受压构件计算，钢筋选用HRB335，混凝土选用C25
l0=3m,b=0.4,l0/b=7.5<8,查表得φ=1
AS'=1fy'(N0.9φ-fcA) =130068.39x10^30.9-11.9x400x400<0 所以构造配筋即可。

二层柱荷载设计值
柱自重
1.2x0.4x0.4x3x25=14.4
粉刷
1.2x0.4x0.02x3x4x17=1.958
平台梁传来
26.92x2.56=68.92
上柱传来
68.39
总荷载
153.67

AS'=1fy'(N0.9φ-fcA) =1300153.67x10^30.9-11.9x400x400<0 所以构造配筋即可。

底层柱荷载设计值
柱自重
1.2x0.4x0.4x3x25=14.4
粉刷
1.2x0.4x0.02x3x4x17=1.958
平台梁传来
26.92x2.56=68.92
上柱传来
153.67
总荷载
238.95

AS'=1fy'(N0.9φ-fcA) =1300(238.82x10^30.9-11.9x400x400)<0,所以构造配筋即可。
选用416，箍筋选用Φ8@200.

5基础设计

32.51 ①确定基础埋深
Fk=32.51+13.632x2+55.22x2+6.816=177.03
查表得hmax=0.9,Zd=Z0 φzsφzwφze=2.0x1.0x0.9x0.9=1.62
dmax =Zd-hmax=1.62-0.69=0.93
13.632 所以暂定基础埋深为1.5m
②暂定基础底面尺寸为1.2x1.2
55.22 修正地基承载力为fa=fak+ηdγm(d-0.5)=160
Fk=177.03, Gk=φGAd=20x1.2x1.2x1.5=43.2
Pk=Fk+GkA=153<fa （可以）
13.632 e=M N=8.44177.03=0.048<1.86=0.3 （可以）
55.22 PKmax=Pk(1+6el)=189.72<1.2 fa=192 （可以 ）
确定基础尺寸为1.2x1.2
6.816

③计算基础净反力设计值
采用C35混凝土，HRB335钢筋，ft=1.57N/mm2 ft=N/mm2y垫层采用C10混凝土
Pj=FA =177.031.44=122.94 kpa e=M N=8.44177.03=0.048
Pjmax=Pj1+6el=122.941+6x0.0481.2=152.45 Pjmin=93.43
④确定基础高度
取h=400,h0=400-45=355,bc+2h0=0.4+2x0.355=1.11<b
考虑偏心受压，冲切力为Pjmaxl2-ac2-h0b-b2-bc2-h02
=152.451.22-0.42-0.3551.2-1.22-1.22-0.3552
=8.10
抗冲切力0.7βhpft（bc+h0）h0
=0.7x1.0x1.57x10^3 x(0.4+0.355)x0.355
=294.56>8.10
基础分两阶，验算下阶
h1=200, h01=200-45=155,l1=b1=0.8, b1+2h0=0.8+2x0.155=1.11>b
A1=l2-ac2-h0b=1.22-0.82-0.1551.2=0.054

bmh01=b1+h01h01-b2-b12-h012
=0.8+0.155x0.155-1.22-0.82-0.1552
=0.146

考虑偏心受压 冲切力为Pjl2-a12-h01b=122.49x1.22-0.82- 0.1551.2=6.61
抗冲切力0.7βhpftbmh01=0.7x1.0x1.57x0.146 x10^3=160>6.61
因此，选定的基础高度符合要求。

⑤基础配筋计算
Ⅰ-Ⅰ截面：
PjⅠ=Pjmin+l+ac2lPjmax-Pjmin=93.43+ 1.2+0.42x1.2152.45-93.43=132.78
MⅠ=(l-ac)248Pjmax+PjⅠ2b+bc+Pjmax-PjⅠb=10.96
Ⅱ-Ⅱ截面
PjⅡ=Pjmin+l+a12lPjmax-Pjmin=142.60
MⅡ=(l-a1)248Pjmax+PjⅡ2b+b1+Pjmax-PjⅡb=2.8
比较MⅠ和MⅡ按MⅡ计算配筋
As=MⅡ0.9fyh0=10.96x10^60.9x300x155=216㎜2
因此配置12@140（ As=808㎜2）