楼梯毕业设计指导.doc

现浇钢筋混凝土楼梯按照结构形式和受力特点不同，可分为板式楼梯和梁式楼梯两种。
1现浇板式楼梯结构设计
1．1结构组成
板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成，梯段板为带有踏步的斜板，其下表面平整，外观轻巧，施工支模方便，但斜板较厚，结构材料用量较多，不经济，故一般当梯段水平方向跨度小于或等于3.5m时，才宜用板式楼梯。
1．2结构布置及传力途径
板式楼梯的结构布置如图1-1所示。

图1-1 板式楼梯的结构布置
板式楼梯的传力途径一般为：

楼层梁 墙或柱
踏步上的竖向荷载 斜板 平台梁 楼梯站侧墙或梁
地垄墙（指底层楼梯跑的下端）

平台板上的竖向荷载 平台板 平台梁或门窗过梁
板式楼梯的设计包括梯段板(斜板)、平台梁和平台板的计算与构造。
1．3斜板的设计
1.3.1计算简图
板式楼梯的梯段板（斜板）一般支承于平台梁上，计算时近似认为梯段板均简支于平台梁上，从梯段板中取1m宽板带作为计算单元，其计算简图如图1-2所示。

图1-2 斜板的计算简图
由计算简图可知梯段板（斜板）为一简支斜板，由结构力学知识判断，斜置简支梁的跨中弯矩可按平置梁计算：跨长取斜梁的水平投影长度，荷载应按水平方向计算，即，考虑梯段斜板与平台梁的整体连接，斜板的跨中弯矩相对于简支梁有所减少，可近似取，式中，g、q为作用于斜板上沿水平方向均布竖向恒荷载和活荷载设计值；l0为梯段斜板沿水平方向的计算跨度，l0=ln+b, b平台梁宽度。
1.3.2荷载计算
楼梯的活荷载是按水平投影面1m2上的荷载来计量的。按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）取用。工业建筑生产车间的楼梯活荷载按实际情况采用，但不宜小于3.5kN/m2。
活荷载的分项系数γQ，一般情况下取1.4，当活荷载标准值不小于4 kN/m2时，取1.3。
为了与活荷载的计量相协调，楼梯的恒载亦采用按水平投影面1m2来计量。
平台板恒载的计算方法与一般钢筋混凝土平板相同。
楼梯跑的恒载主要包括楼梯栏杆、踏步面层、锯齿形斜板以及板底粉刷等自重，当铺设地毯时，还应考虑地毯等的自重。
楼梯栏杆自重，按水平投影长度每m计算。
在水平投影1m2内踏步面层、锯齿形斜板的自重，可以用1个踏步范围内的材料自重来计算，然后折算为1m2的自重。
1.3.3配筋计算及构造要求
梯段斜板按矩形截面计算，截面计算高度应取垂直于斜板的最小高度，斜板厚度不小于梯段水平跨度的1/25～1/30。斜板受力钢筋量由跨中截面弯矩值确定，配筋方式可采用弯起式，也可采用分离式。考虑斜板与平台梁、板的整体性，斜板两端的范围内应设置负弯矩筋，其截面面积可取跨中截面钢筋的1/2，并保证其伸入梁内足够的锚固长度。在垂直于受力钢筋方向设分布钢筋，每个踏步内不少于1ф6,如图1-3所示。

图1-3　板式楼梯斜板配筋方案
对于折线形斜板，也可与普通斜板一样计算。一般将梯段上的荷载统一换算成沿水平单位长度内分布，然后再计算其内力，如图1-4a所示，折角处的配筋不可按图1-3所示配置，而应将钢筋断开，并伸至受压区锚固，如图1-4b所示。

图1-4　　折线形板式楼梯
1．4平台板设计
平台板通常是四边支承板。一般近似地按小跨方向的简支板来设计。在跨度小的方向，平台板内端与平台梁整结，外端或者与平台当整结，或者简支在砖墙上，或者与门、窗过梁整结。当平台板简支在砖墙上时，平台板的跨中设计弯矩取， l2平台板的计算跨度，，l2n为平台板的净跨度，t2为板厚；当平台板外端与平台梁或门、窗过梁整结时，考虑支座的部分嵌固作用，可取跨中设计弯矩。这里均布荷载p包括楼梯的活荷载q和平台板的自重g。
为了承受在平台板支座附近可能出现的负弯矩，在平台板端部附近的上部应配置承受负弯矩的钢筋，其数量可与跨中钢筋相同，伸出梁边或墙边l2n／4。
平台板的跨度一般比斜板的水平跨度要小，当相差悬殊时，就可能在平台板跨中出现较大的负弯矩，因此，这时应验算跨中正截面承受负弯矩的能力，必要时，在跨中上部应配置受力的负钢筋。
在另一方向，即平台板跨度大的方向，平台板搁置在砖墙上或与梁整结。不论哪种情况，都要考虑支座处的部分嵌固作用，因此在板面也必须配置构造钢筋以承担负弯矩，板面构造钢筋通常采用ф6@200，如图1-5所示。

图1-5平台板的配筋构造
有时平台板也可能是三边支承板，例如在外纵墙处有很大的窗洞通过平台板时，平台板就成为支承在平台梁和两侧楼梯间墙上（或梁上）的三边支承板，其内力计算可查现成的系数表。
1．5平台梁设计
平台梁两端搁置在楼梯间两侧的砖墙上，或与立在框架梁上的短柱相整结。
平台梁按简支梁设计，承受平台板和斜板传来的均布线荷载，计算简图如图1-6所示。计算时可略去中间空隙，按荷载布满全跨考虑。

图1-6　平台梁的计算简图
图1-6中，p1为平台梁自重及平台板传来的均布荷载；p2、 p3分别为上、下斜板传来的均布荷载，当上、下楼梯跑跨度相等时，可取p2= p3。
因此，平台梁跨中正截面的设计弯矩为

平台梁支座截面的设计剪力为

式中p——为平台梁的均布线荷载，p=p1+p2；
　　l3——为平台梁的计算跨度。当平台梁搁置在两侧砖墙上时，取l3＝l3n+a，l3n为平台梁的净跨，a为一端的支承长度；当平台梁与立在框架梁上的短柱整结时，取l3＝l3n。
平台梁的计算方法与构造要求同受弯构件
当平台梁与梁均为现浇时，平台梁的正截面为倒L形，由于截面不对称，为安全计，计算时可不考虑翼缘的作用，近似按矩形截面计算。
同时，考虑到平台梁两侧的荷载不相同，会使平台梁受扭，故在平台梁内宜酌量增加纵筋和箍筋的用量。
2现浇梁式楼梯结构设计
2．1结构组成
现浇梁式楼梯主要由踏步板、斜梁、平台梁和平台板等四种构件组成。
斜梁的布置有三种：第一种是在楼梯跑的一侧布置有斜梁，另一侧为砖墙，所以梯形截面踏步板一端支承在斜梁上，另一端则支承在砖墙上。这种布置方法要求楼梯间的侧墙砌筑配合楼梯施工，造成施工不便；第二种是在楼梯跑的两侧都布置有斜梁，这样，踏步板的两端都支承在斜梁上，楼梯间侧墙砌筑就比较方便；第三种是单独的一根斜梁布置在楼梯宽度的中央，称为中梁式，适用于楼梯不很宽，荷载亦不太大时。
梁式楼梯中，斜梁是楼梯段的主要受力构件，因此梁式楼梯的跨度可比板式楼梯的大些，通常当楼梯跑的水平跨度大于3.5m时，宜采用梁式楼梯。
2．2结构布置及传力途径
梁式楼梯的结构布置如图2-1所示。

图2-1 梁式楼梯的结构布置
梁式楼梯的传力途径一般为：
楼梯跑上的荷载　　踏步板　　斜梁　　平台梁　　侧墙或柱

平台板上的竖向荷载 平台板 平台梁或门窗过梁
梁式楼梯的设计包括踏步板、斜梁、平台梁和平台板的计算与构造。
2．3踏步板的设计
2.3.1内力计算
梁式楼梯的踏步板斜向支承在斜梁及墙上，实际上是一块斜向支承的单向板。计算时取一个踏步作为计算单元。梁式楼梯的踏步板是由斜板和三角形踏步
组成，如图2-2所示。

图2-2梁式楼梯的计算简图
当踏步板一端与斜梁整结，另一端搁置在砖墙上时，可按简支板计算，跨中最大设计弯矩为

式中ls——踏步板的计算跨度（这里下角码s均表示踏步板），，ln，s为踏步板的净跨度，a为踏步板在砖墙上的支承长度，一般取120mm。
当踏步板两端都与斜梁整结时，考虑到斜梁的弹性约束，踏步板跨中最大设计弯矩可取为

以上两式中
α——楼梯跑的倾角；
ps——踏步板上的均布线荷载。
2.3.3配筋计算及构造要求
踏步板截面为梯形，可按截面面积相等的原则等效为同宽度的矩形截面，截面高度可近似取为：，截面宽度为a，按受弯构件进行配筋计算。
踏步板配筋除按计算确定外，尚需满足每个踏步内不得少于2ф8受力筋，沿板斜向分布筋不得少于ф8@250，如图2-3所示。

图2-3　梁式楼梯的配筋构造
2．4斜梁设计
梯段斜梁承受踏步板传来的恒荷载和活荷载以及斜梁自重，按两端支承在平台梁上的简支梁计算，计算简图如图2-2，其跨中最大弯矩为：

斜梁的最大剪力为：

式中，Mmax、Vmax——简支斜梁在竖向均布荷载作用下的最大弯矩和剪力；
　　　l0、ln——梯段斜梁的计算跨度及净跨的水平投影长度；
　　　　　α——斜梁与水平面夹角。
配筋计算时，斜梁可按倒L形截面梁计算，此时踏步板下斜板为其受压翼缘；也可按矩形截面计算。
斜梁的配筋构造与一般梁相同，见图 2-3。
2．5平台梁、平台板设计
平台梁承受平台板和斜梁传来的荷载及平台梁自重，其计算简图见图2-2。平台梁在斜梁支承处应设置吊筋或附加箍筋以免局部破坏，平台板的内力计算与配筋同板式楼梯。
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