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摘要：针对本工程楼梯系统结构特点，采用调整软件荷载系数，封装荷载的方法，使北京理正结构工具箱（GB规范）用于水利工程中楼梯内力计算及配筋计算进行计算，计算结果满足要求，能为工程设计提供指导依据，提升工作效率。
关键词：楼梯设计;理正工具箱;水利规范;荷载系数
一、工程概况
本工程楼梯为板式楼梯，总高度12m，共7块梯段板组成。
楼梯板厚200mm，厚C25钢筋混凝土板，踏步尺寸300x150（宽x高）。楼梯布置见图1～2所示。
二、楼梯结构配筋计算
楼梯系统由梯梁+梯段板 +平台板组成，楼梯计算包括荷载计算，内力计算，配筋计算，截面尺寸验算。
楼梯段TB-1、TB-2、TB-3、TB-4、TB-5及TB-6为楼梯踏步板和休息平台组合而成的带平台的折板楼梯，其中楼梯板TB-2与TB-3、TB-4、TB-5、TB-6结构类似，故只需选取支撑条件较差的TB-3及TB-4计算即可代表这几个类型的楼梯，故选取TB-1、TB-2、 TB-3、 TB-4来进行该楼梯的计算。其余TB-5与TB-6均参照TB-4进行配筋。本文中仅截取TB-2进行分析。
（一）楼梯几何参数及荷载计算
（1）楼梯板计算几何参数
斜梯段板的宽度：b=1.2 m
踏步高度：d = 0.150m
踏步宽度：e = 0.300 m
踏步步数：n=14
踏步板倾斜角：α=26.57°
梯段板与水平方向夹角余弦值：cos=0.89
斜板和平台板的厚度取t=200mm（根据计算结果选定）
（2）楼梯荷载
1）踏步板段荷载计算
对折板取1m宽作为其计算单元;楼梯板的恒载包括：栏杆自重、踏步面装修荷载、踏步楼梯段板自重和楼梯板下抹灰;
踏步面层恒荷载标准值的计算公式为：
踏步楼梯板自重恒荷载的计算公式为：
梯段板底下抹灰恒荷载的计算公式为：
根据SL744-2016《水工建筑物荷载设计规范》，楼梯活荷载取为4.0kN/m2
2）平台板段荷载
平台板恒荷载：
对休息平台取1m宽作为其计算单元;
休息平台的恒载包括：水泥砂浆层、平台板、和板下抹灰;
平台板装修层面恒荷载的计算公式：
平台板自重恒荷载的计算公式：
板下抹灰恒荷载的计算公式：g6=
（二）荷载参数调整
（1）调整依据
北京理正结构设计工具箱软件7.0PB4（网络版）中楼梯的计算是采用《建筑抗震设计规范》（GB50010-2010），而本次计算依据主要是根据《水工建筑物结构设计规范》（SL191-2008）、《水工建筑物抗震设计规范》（SL744-2016），其中：
式中：K——承载能力安全系数
S——荷载效应组合设计值
R——结构构件的截面承载力设计值
1）承载能力极限状态计算时，结构构件计算截面上的荷载效应设计值S应按下列计算规定计算：
基本组合
当永久荷载对结构起不利作用时（楼梯计算中只需考虑不利作用）：
——自重、设备等永久荷载标准值产生的荷载效应
——土压力、淤沙压力及围岩压力等永久荷载标准值产生的荷载效应
——一般可变荷载标准值产生的荷载效应
——一可控制崎不超出规定限制的可变荷载标准值产生的荷载效应
2）承载能力极限状态计算时，钢筋混凝土、预应力混凝土及素混凝土结构构件的承载力安全系数K根据《水工建筑物结构设计规范》（SL191-2008） 表3.2.4选取，
本次工程，取安全系数k=1.2。
（2）调整结果
故需将软件中的主要的荷载系数调整为下表3：
三、内力及配筋结果
（1）计算说明：
（a）简化方法： 取板沿着宽度方向单位长度的板带
（b）计算方法： 矩阵位移法
（c）钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500;
（2）板段配筋计算结果：
1）计算板段-1（左内延长）： 截面B×H = 1000×200
裂缝限值：[W]= 0.30mm
验算结论：Wmax=0.107mm < [W]=0.30mm，满足。
2）计算板段-2（斜梯段）： 截面B×H = 1000×200
挠度限值：[f]= 31.29mm
验算结论：fmax=29.64mm < [f]=31.29mm（6259/200）， 满足。
裂缝限值：[W]= 0.30mm
验算结论：Wmax=0.190mm < [W]=0.30mm，满足。
3）计算板段-3（右内延长）： 截面B×H = 1000×200
裂缝限值：[W]= 0.30mm
验算结论：Wmax=0.070mm < [W]=0.30mm，满足。
四、研究结论
经计算可知，采用北京理正工具箱进行计算时，楼梯内力及配筋满足规范要求，并可通过荷载系数调整法充分优化结构尺寸及配筋型式，提升水利工程中楼梯设计效率，避免繁琐的反复手算配筋工作，配筋结果更加经济合理。
参考文献：
[1] 《建筑抗震设计规范》（GB50010-2010）
[2] 《水工建筑物结构设计规范》（SL191-2008）
[3] 《水工建筑物荷載设计规范》（SL744-2016）
[4] 《钢筋混凝土楼梯设计手册》（中国建筑工业出版社）
[5] 《PKPM在水电工程设计中合理应用的方法》[J].后开祥，陈仁宏，段伟，李业盛.贵州电力技术
作者简介：
刘启超（1991.1—），男，工程师，从事水工结构及岩土工程方面工作。
通讯作者：谢爱玲（1993.2—），女，工程师，从事水工结构及岩土工程方面工作。
关键词：楼梯设计;理正工具箱;水利规范;荷载系数
一、工程概况
本工程楼梯为板式楼梯，总高度12m，共7块梯段板组成。
楼梯板厚200mm，厚C25钢筋混凝土板，踏步尺寸300x150（宽x高）。楼梯布置见图1～2所示。
二、楼梯结构配筋计算
楼梯系统由梯梁+梯段板 +平台板组成，楼梯计算包括荷载计算，内力计算，配筋计算，截面尺寸验算。
楼梯段TB-1、TB-2、TB-3、TB-4、TB-5及TB-6为楼梯踏步板和休息平台组合而成的带平台的折板楼梯，其中楼梯板TB-2与TB-3、TB-4、TB-5、TB-6结构类似，故只需选取支撑条件较差的TB-3及TB-4计算即可代表这几个类型的楼梯，故选取TB-1、TB-2、 TB-3、 TB-4来进行该楼梯的计算。其余TB-5与TB-6均参照TB-4进行配筋。本文中仅截取TB-2进行分析。
（一）楼梯几何参数及荷载计算
（1）楼梯板计算几何参数
斜梯段板的宽度：b=1.2 m
踏步高度：d = 0.150m
踏步宽度：e = 0.300 m
踏步步数：n=14
踏步板倾斜角：α=26.57°
梯段板与水平方向夹角余弦值：cos=0.89
斜板和平台板的厚度取t=200mm（根据计算结果选定）
（2）楼梯荷载
1）踏步板段荷载计算
对折板取1m宽作为其计算单元;楼梯板的恒载包括：栏杆自重、踏步面装修荷载、踏步楼梯段板自重和楼梯板下抹灰;
踏步面层恒荷载标准值的计算公式为：
踏步楼梯板自重恒荷载的计算公式为：
梯段板底下抹灰恒荷载的计算公式为：
根据SL744-2016《水工建筑物荷载设计规范》，楼梯活荷载取为4.0kN/m2
2）平台板段荷载
平台板恒荷载：
对休息平台取1m宽作为其计算单元;
休息平台的恒载包括：水泥砂浆层、平台板、和板下抹灰;
平台板装修层面恒荷载的计算公式：
平台板自重恒荷载的计算公式：
板下抹灰恒荷载的计算公式：g6=
（二）荷载参数调整
（1）调整依据
北京理正结构设计工具箱软件7.0PB4（网络版）中楼梯的计算是采用《建筑抗震设计规范》（GB50010-2010），而本次计算依据主要是根据《水工建筑物结构设计规范》（SL191-2008）、《水工建筑物抗震设计规范》（SL744-2016），其中：
式中：K——承载能力安全系数
S——荷载效应组合设计值
R——结构构件的截面承载力设计值
1）承载能力极限状态计算时，结构构件计算截面上的荷载效应设计值S应按下列计算规定计算：
基本组合
当永久荷载对结构起不利作用时（楼梯计算中只需考虑不利作用）：
——自重、设备等永久荷载标准值产生的荷载效应
——土压力、淤沙压力及围岩压力等永久荷载标准值产生的荷载效应
——一般可变荷载标准值产生的荷载效应
——一可控制崎不超出规定限制的可变荷载标准值产生的荷载效应
2）承载能力极限状态计算时，钢筋混凝土、预应力混凝土及素混凝土结构构件的承载力安全系数K根据《水工建筑物结构设计规范》（SL191-2008） 表3.2.4选取，
本次工程，取安全系数k=1.2。
（2）调整结果
故需将软件中的主要的荷载系数调整为下表3：
三、内力及配筋结果
（1）计算说明：
（a）简化方法： 取板沿着宽度方向单位长度的板带
（b）计算方法： 矩阵位移法
（c）钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500;
（2）板段配筋计算结果：
1）计算板段-1（左内延长）： 截面B×H = 1000×200
裂缝限值：[W]= 0.30mm
验算结论：Wmax=0.107mm < [W]=0.30mm，满足。
2）计算板段-2（斜梯段）： 截面B×H = 1000×200
挠度限值：[f]= 31.29mm
验算结论：fmax=29.64mm < [f]=31.29mm（6259/200）， 满足。
裂缝限值：[W]= 0.30mm
验算结论：Wmax=0.190mm < [W]=0.30mm，满足。
3）计算板段-3（右内延长）： 截面B×H = 1000×200
裂缝限值：[W]= 0.30mm
验算结论：Wmax=0.070mm < [W]=0.30mm，满足。
四、研究结论
经计算可知，采用北京理正工具箱进行计算时，楼梯内力及配筋满足规范要求，并可通过荷载系数调整法充分优化结构尺寸及配筋型式，提升水利工程中楼梯设计效率，避免繁琐的反复手算配筋工作，配筋结果更加经济合理。
参考文献：
[1] 《建筑抗震设计规范》（GB50010-2010）
[2] 《水工建筑物结构设计规范》（SL191-2008）
[3] 《水工建筑物荷載设计规范》（SL744-2016）
[4] 《钢筋混凝土楼梯设计手册》（中国建筑工业出版社）
[5] 《PKPM在水电工程设计中合理应用的方法》[J].后开祥，陈仁宏，段伟，李业盛.贵州电力技术
作者简介：
刘启超（1991.1—），男，工程师，从事水工结构及岩土工程方面工作。
通讯作者：谢爱玲（1993.2—），女，工程师，从事水工结构及岩土工程方面工作。