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摘 要:以钢筋混凝土为主要施工材料的楼梯在我国当前的工程建设中愈发常见,但是问题也随之产生,很多问题产生的原因最初都存在于最初的设计中,因此本文基于有效改善钢筋混凝土楼梯结构设计的目的进行了分析,希望相关施工人员能够以此为鉴,实现更加良好的效果。
关键词:钢筋混凝土楼梯结构;梁式楼梯;板式楼梯;地震作用;设计建议
在高层建筑进行施工建设中,楼梯是主要的结构,这是重要的通道之一,采用钢筋混凝土对楼梯进行设计不仅可以满足耐火的需求,同时也能达到耐用的效果。基于這一原因,开展相关的讨论是十分必要的,钢筋混凝土也是最常见的一种楼梯形式之一。
1 钢筋混凝土的楼梯结构类型与种类
1.1 概述
首先,在设计师的设计下对楼梯平面进行了几种不同类型的结构设计。主要可以分为整体式以及装配式两种,根据结构受力情况的不同又可以分为以下几种类型,如梁式、板式以及螺旋式等,这些都是常见的平面结构类型,在我国目前建筑工程中,楼梯设计主要采用了梁式以及板式,但是在一些宾馆中,为了体现独特性的特点,则会运用螺旋式的楼梯增添一种美观性。螺旋式与剪刀式的楼梯在设计中具有简单的特点,但是在实际施工过程中则会因为楼板之间的跨度较大需要较多的施工材料。当楼板水平方向的跨度较小时,则更适合采用板式楼梯。在进行楼梯设计的过程中,还是应该根据具体的实际情况以及可行性进行分析,这样能够确保楼梯设计更加合理。
1.2 梁式楼梯
在对梁式楼板进行设计的过程中,主要是由以下几个部分组成的,即踏步板、平台板、梯段斜梁与平台梁。承担斜梁支撑力主要由踏步板负责,在上下平台梁上设置了梯段斜梁,起到支撑性的作用,而平台板则主要作用于平台梁以及墙体之上,这样就能够起到有效的支撑作用,同时采用梁式楼梯设计的过程中,也不能仅仅考虑支撑的问题,还应该进一步探索水平方向跨度的大小,如果跨度的大小在3.3m以内,那么采用这一类型的设计性价比较高,但是在支模方面需要花费大量的人力与物力。
1.3 板式楼梯
在对板式楼梯进行设计的过程中,主要是由三部分组成的,一部分是梯段板,一部分是平台板,还有一部分是平台梁,这三个组成部分共同构成了板式楼梯的设计。在具体应用中,需要将梯段板作为支撑基础应用在地梁上,进而对平台板以及平台梁进行设计,其具体步骤与梁式楼板的相关设计步骤是一致的,采用板式楼梯最大的优点就是可以保证楼梯表面的整洁性,并且在支模的过程中更加简单,当楼板之间的跨度较大时,则需要选择更厚的斜板,这样才能确保楼梯的质量,当水平跨度不足3m时,适合采用板式楼梯的设计。
1.4 螺旋式以及剪刀式楼梯
这两种类型的楼梯设计在造型上更加新颖,在当前的建设工程中受到广泛的欢迎,相对于传统的楼梯设计而言,这两种类型的楼梯设计主要应用在宾馆大堂或是开放性的空间中,因为这种类型的设计所需要的空间大,一般以居住型为主的建筑不能满足工程设计的需要,在设计上突出的问题是受到空间结构体系的影响,所以在建设中应该更加重视受力的作用,相比较于前两种楼梯设计,虽然这两种设计具有一定的美观性,但是无论在设计上还是在施工中都具有一定的难度,并且需要消耗的成本过高,因此采用这两种类型的设计时应该慎重考虑。
2 梁式楼梯与板式楼板的设计方案
在当前建筑工程的施工设计中,梁式与板式的设计主要应用于高层建筑中,采用钢筋混凝土的形式进行施工,但是需要得到更加精确的计算,例如在进行斜梁的计算时,应该按照简支梁的计算方式,而在平台板的计算过程中,则主要采用单、双向板的计算模式,对于地震作用均没有考虑在内,在承载力大小方面,应该只对恒载以及活载进行探讨。
2.1 梁式楼梯的设计
在对梁式楼梯进行设计的过程中,需要考虑的因素包括踏步板、平台板、斜梁以及平台梁等,对相应的部分进行计算以及设计其构造。首先是踏步板的相关设计,主要是由斜板以及三角形踏步组成。
从梯段板中取一个踏步板作为计算单元,踏步板为梯形截面,计算时截面高度近似取其平均值,踏步板近似认为是支承于斜梁上的简支板。作用于踏步板上的荷载有恒荷载和活荷载,按简支板计算跨中弯矩,其配筋数量按单筋矩形进行计算。梯段斜梁两端支承在平台梁上,进行内力分析时,其简化为斜向简支梁,斜梁内力可化为水平方向简支梁进行计算,其计算跨度按斜梁斜向跨度的水平投影长度取值。斜向梁板截面上尚有压或拉(视支座情况决定)轴向力作用,一般情况下在设计中不予考虑。梯段斜梁截面计算高度应取垂直斜梁轴线的最小高度。斜梁可按倒L形截面进行计算,截面翼缘仅考虑踏步下的斜板部分。梁式楼梯平台板一边支承于平台梁,一边或三边支承于楼梯间墙体上,可按单向或双向板进行内力与配筋计算,并满足相应的构造要求。平台梁两端一般支承于楼梯间侧承重墙上。平台梁承受梁自重、抹灰荷载、平台板传来的均布荷载,以及梯段斜梁传来的集中荷载。一般按简支梁计算其内力及配筋。
2.2 板式楼梯的设计
板式楼梯设计包括梯段板、平台板和平台梁的计算与构造。梯段斜板和平台梁、板为一个整体结构,为简化计算,通常将梯段斜板和平台板分开计算,但在计算及构造上要考虑他们相互间的整体作用。梯段斜板(包括折线形板)支承于平台梁上,通常将板带简化为斜向简支板,一般取1m宽斜向板作为结构及荷载计算单元,斜板内力同样可化为水平方向简支板进行计算,与梁式楼梯类似。梯段斜板配筋方案可采用弯起式或分离式,一般多采用分离式配筋方案。
3 对考虑地震作用的钢筋混凝土楼梯的建议
笔者分析了在地震作用下楼梯结构之受力状态与不考虑地震作用时楼梯结构内力之不同。因此结合本文前面的分析部分,给出了以下一些建议。
(1)因考虑与不考虑地震作用对楼梯结构来讲差别较大,所以建议设计人员在进行楼梯结构设计时考虑地震作用。
(2)楼梯柱本身是短柱,因此应确保其抗剪强度和变形能力,防止过早地发生剪切破坏,应沿全高加密箍筋。
(3)在地震作用下,梯段板的轴力和剪力较大,在进行梯段板设计时要特别注意配筋并且其负筋应拉通,形成双层双向钢筋配置。
(4)平台梁和楼梯斜梁,在地震作用下,其轴力很大。在对其进行设计时应引起注意。
结束语
本文对目前钢筋混凝土楼梯的形式及种类进行了归纳,对应用较广的板式及梁式楼梯的常用设计方法进行了总结,最后对考虑地震作用的钢筋混凝土梁板式楼梯提出了设计建议。由于篇幅所限,本文没有列出考虑地震作用下楼梯受力状态的具体内容。
参考文献
[1]韦健.住宅现浇钢筋混凝土楼梯质量通病的防治[J].企业科技与发展,2010(22).
[2]贺志军,高峰.浅析钢筋混凝土楼梯的设计[J].科学之友,2011(21).
[3]胡庆昌.钢筋混凝土结构楼梯间与楼梯的震害及设计建议[J].建筑结构,2005(11).
关键词:钢筋混凝土楼梯结构;梁式楼梯;板式楼梯;地震作用;设计建议
在高层建筑进行施工建设中,楼梯是主要的结构,这是重要的通道之一,采用钢筋混凝土对楼梯进行设计不仅可以满足耐火的需求,同时也能达到耐用的效果。基于這一原因,开展相关的讨论是十分必要的,钢筋混凝土也是最常见的一种楼梯形式之一。
1 钢筋混凝土的楼梯结构类型与种类
1.1 概述
首先,在设计师的设计下对楼梯平面进行了几种不同类型的结构设计。主要可以分为整体式以及装配式两种,根据结构受力情况的不同又可以分为以下几种类型,如梁式、板式以及螺旋式等,这些都是常见的平面结构类型,在我国目前建筑工程中,楼梯设计主要采用了梁式以及板式,但是在一些宾馆中,为了体现独特性的特点,则会运用螺旋式的楼梯增添一种美观性。螺旋式与剪刀式的楼梯在设计中具有简单的特点,但是在实际施工过程中则会因为楼板之间的跨度较大需要较多的施工材料。当楼板水平方向的跨度较小时,则更适合采用板式楼梯。在进行楼梯设计的过程中,还是应该根据具体的实际情况以及可行性进行分析,这样能够确保楼梯设计更加合理。
1.2 梁式楼梯
在对梁式楼板进行设计的过程中,主要是由以下几个部分组成的,即踏步板、平台板、梯段斜梁与平台梁。承担斜梁支撑力主要由踏步板负责,在上下平台梁上设置了梯段斜梁,起到支撑性的作用,而平台板则主要作用于平台梁以及墙体之上,这样就能够起到有效的支撑作用,同时采用梁式楼梯设计的过程中,也不能仅仅考虑支撑的问题,还应该进一步探索水平方向跨度的大小,如果跨度的大小在3.3m以内,那么采用这一类型的设计性价比较高,但是在支模方面需要花费大量的人力与物力。
1.3 板式楼梯
在对板式楼梯进行设计的过程中,主要是由三部分组成的,一部分是梯段板,一部分是平台板,还有一部分是平台梁,这三个组成部分共同构成了板式楼梯的设计。在具体应用中,需要将梯段板作为支撑基础应用在地梁上,进而对平台板以及平台梁进行设计,其具体步骤与梁式楼板的相关设计步骤是一致的,采用板式楼梯最大的优点就是可以保证楼梯表面的整洁性,并且在支模的过程中更加简单,当楼板之间的跨度较大时,则需要选择更厚的斜板,这样才能确保楼梯的质量,当水平跨度不足3m时,适合采用板式楼梯的设计。
1.4 螺旋式以及剪刀式楼梯
这两种类型的楼梯设计在造型上更加新颖,在当前的建设工程中受到广泛的欢迎,相对于传统的楼梯设计而言,这两种类型的楼梯设计主要应用在宾馆大堂或是开放性的空间中,因为这种类型的设计所需要的空间大,一般以居住型为主的建筑不能满足工程设计的需要,在设计上突出的问题是受到空间结构体系的影响,所以在建设中应该更加重视受力的作用,相比较于前两种楼梯设计,虽然这两种设计具有一定的美观性,但是无论在设计上还是在施工中都具有一定的难度,并且需要消耗的成本过高,因此采用这两种类型的设计时应该慎重考虑。
2 梁式楼梯与板式楼板的设计方案
在当前建筑工程的施工设计中,梁式与板式的设计主要应用于高层建筑中,采用钢筋混凝土的形式进行施工,但是需要得到更加精确的计算,例如在进行斜梁的计算时,应该按照简支梁的计算方式,而在平台板的计算过程中,则主要采用单、双向板的计算模式,对于地震作用均没有考虑在内,在承载力大小方面,应该只对恒载以及活载进行探讨。
2.1 梁式楼梯的设计
在对梁式楼梯进行设计的过程中,需要考虑的因素包括踏步板、平台板、斜梁以及平台梁等,对相应的部分进行计算以及设计其构造。首先是踏步板的相关设计,主要是由斜板以及三角形踏步组成。
从梯段板中取一个踏步板作为计算单元,踏步板为梯形截面,计算时截面高度近似取其平均值,踏步板近似认为是支承于斜梁上的简支板。作用于踏步板上的荷载有恒荷载和活荷载,按简支板计算跨中弯矩,其配筋数量按单筋矩形进行计算。梯段斜梁两端支承在平台梁上,进行内力分析时,其简化为斜向简支梁,斜梁内力可化为水平方向简支梁进行计算,其计算跨度按斜梁斜向跨度的水平投影长度取值。斜向梁板截面上尚有压或拉(视支座情况决定)轴向力作用,一般情况下在设计中不予考虑。梯段斜梁截面计算高度应取垂直斜梁轴线的最小高度。斜梁可按倒L形截面进行计算,截面翼缘仅考虑踏步下的斜板部分。梁式楼梯平台板一边支承于平台梁,一边或三边支承于楼梯间墙体上,可按单向或双向板进行内力与配筋计算,并满足相应的构造要求。平台梁两端一般支承于楼梯间侧承重墙上。平台梁承受梁自重、抹灰荷载、平台板传来的均布荷载,以及梯段斜梁传来的集中荷载。一般按简支梁计算其内力及配筋。
2.2 板式楼梯的设计
板式楼梯设计包括梯段板、平台板和平台梁的计算与构造。梯段斜板和平台梁、板为一个整体结构,为简化计算,通常将梯段斜板和平台板分开计算,但在计算及构造上要考虑他们相互间的整体作用。梯段斜板(包括折线形板)支承于平台梁上,通常将板带简化为斜向简支板,一般取1m宽斜向板作为结构及荷载计算单元,斜板内力同样可化为水平方向简支板进行计算,与梁式楼梯类似。梯段斜板配筋方案可采用弯起式或分离式,一般多采用分离式配筋方案。
3 对考虑地震作用的钢筋混凝土楼梯的建议
笔者分析了在地震作用下楼梯结构之受力状态与不考虑地震作用时楼梯结构内力之不同。因此结合本文前面的分析部分,给出了以下一些建议。
(1)因考虑与不考虑地震作用对楼梯结构来讲差别较大,所以建议设计人员在进行楼梯结构设计时考虑地震作用。
(2)楼梯柱本身是短柱,因此应确保其抗剪强度和变形能力,防止过早地发生剪切破坏,应沿全高加密箍筋。
(3)在地震作用下,梯段板的轴力和剪力较大,在进行梯段板设计时要特别注意配筋并且其负筋应拉通,形成双层双向钢筋配置。
(4)平台梁和楼梯斜梁,在地震作用下,其轴力很大。在对其进行设计时应引起注意。
结束语
本文对目前钢筋混凝土楼梯的形式及种类进行了归纳,对应用较广的板式及梁式楼梯的常用设计方法进行了总结,最后对考虑地震作用的钢筋混凝土梁板式楼梯提出了设计建议。由于篇幅所限,本文没有列出考虑地震作用下楼梯受力状态的具体内容。
参考文献
[1]韦健.住宅现浇钢筋混凝土楼梯质量通病的防治[J].企业科技与发展,2010(22).
[2]贺志军,高峰.浅析钢筋混凝土楼梯的设计[J].科学之友,2011(21).
[3]胡庆昌.钢筋混凝土结构楼梯间与楼梯的震害及设计建议[J].建筑结构,2005(11).