板式樓梯的標準化設(shè)計

1、 板式樓梯的標準化設(shè)計摘要：鑒于目前樓梯設(shè)計中隨意性太強、配筋過分放大則造成浪費，配筋量不滿足使用要求則造成不安全，本文對于板式樓梯構(gòu)件梯段板的厚度取值及相應(yīng)的配筋進行分析。通過對相關(guān)工程板式樓梯梯段板的板厚和配筋的歸并總結(jié)發(fā)現(xiàn)，對于不同工程項目相同梯段板長的板厚及配筋取值各不相同。本文在考慮荷載長期效應(yīng)組合的基礎(chǔ)上，運用彈性內(nèi)力分析方法對板式樓梯的梯段板進行強度和裂縫計算，給出各梯段板長的合理板厚及配筋的建議取值并建議四面簡支時單向及雙向平臺板允許跨長的取值建議范圍。關(guān)鍵詞：板式樓梯；梯段板；平臺板；板厚；裂縫1前言樓梯是多層和高層建筑中必須的垂直交通設(shè)施，是樓房的重要構(gòu)件之一。它不僅要有足

2、夠的通行能力和疏散能力，而且作為一個足夠可靠的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,它必須同時滿足強度和變形兩方面的要求。板式樓梯的梯段板是一個典型的受彎構(gòu)件,但由于梯段板跨長與其上部荷載不成垂直關(guān)系,所以其變形不等同于一般的受彎構(gòu)件。在實際設(shè)計中對于梯段板的厚度取值按常規(guī)控制為1/30梯段長，撓度不是控制點，設(shè)計者對于梯段板的厚度取值和配筋選用的隨意性過大，并未認真比較，從而使配筋過大造成浪費或者配筋不足而不能滿足使用要求造成不安全。本文通過分析和計算進一步討論了此問題,得出了比較客觀的建議,以供教學(xué)和設(shè)計參考。2現(xiàn)狀通過對本公司的相關(guān)工程進行總結(jié)歸納發(fā)現(xiàn)，對于相同跨度、相同荷載情況下的梯段板以及平臺板的板厚取值及配筋

3、各不相同，如表1、表2所示。表1相關(guān)工程板式樓梯梯段板的板厚取值及配筋梯段板跨度mm)咼度mm)板厚(mm)實際配筋47602880170121004760285017012100476027001701210039002627140121003000170012010120364021001301010033002308130121202800165013010100*2800165010010150*2800169212081002800165010010150270016001201015024001350100101502240160010010150*2240135010010150

4、*2240139710010120182013131008150表2相關(guān)工程板式樓梯平臺板的板厚取值及配筋平臺板短跨（mm）長跨(mm)板厚(mm)實際配筋平臺板短跨（mm）長跨(mm)板厚(mm)實際配筋34004800120815022504500100820034004500120820021604900100820032304500120815021504200100820031504200120820021503600100820031004800120815021003600100820030303500100820021204100100820030004900120815020

5、754900100820027004900100820020503500100820027004900120820020503600100820026004900100820020204500100820026004500100820019903400100820026003800100820018203700100820024203700100820018203400100820024203400100820017904200100820023403700100820017603600100820023403400100820017503400100820023104200100820017

6、0036001008200230045001008200150036001008200230046001008200146036001008200230048001008200通過對比可以發(fā)現(xiàn)，相同跨度、相同荷載的情況下，對于板式樓梯梯段板、平臺板的板厚估算以及配筋情況不盡相同。板厚取值一致時，板跨相對較小的配筋反倒相對較大；板跨一致時，板厚取值相對較大的配筋反倒相對較小等情況屢見不鮮，可見設(shè)計者對于板厚的取值估算以及配筋的選擇的隨意性過大，或者導(dǎo)致鋼筋的浪費或者不滿足結(jié)構(gòu)使用要求而造成不安全。因此，對于板式樓梯梯段板、平臺板的板厚取值及配筋的統(tǒng)一對于實際設(shè)計工作、控制含鋼量、節(jié)約造價等方面都

7、有不可忽視的作用。計算方法對于不同工程項目，通過對板式樓梯不同跨度的梯段板、平臺板進行強度計算和裂縫驗算分析，針對于建筑常見的踏步高寬，分別計算出活荷載為2.5kN/m2、3.5kN/m2時各梯段板不同跨度的合理板厚及配筋的建議取值，具體計算方法示例見附錄1，并自編計算程序見附錄2。板式樓梯梯段板選用表板式樓梯的板型如表3所示，取編號參同圖集11G101-2符號。表3板式樓梯A活荷載為2.5KN/M時各跨長梯段板的板厚及配筋構(gòu)件代號梯段長L(mm)梯段板厚(mm)踏步寬*咼(mm*mm)恒荷載(kN/m2)活荷載(kN/m2)計算As(mm2)配筋(mm2)實配As(mm2)1-2182070

8、260*159.45.9632.5206.982002511-2182070260*161.15.9962.5207.782002512-11820L260090260*1506.3592.5316.681403592-21820L260090260*159.46.5492.5323.581403592-31820L260090260*161.16.5842.5324.881403593-12600L2800100280*1506.5632.5326.481303873-22600L2800100280*1606.7622.5333.781303873-32600L2800100280*158

9、.86.7382.5332.881303873-42600L2800100280*159.46.752.5333.281303874-12800L3000100300*1506.4922.537581204194-22800L3000100300*1606.6832.5383.1101804364-32800L3000100300*165.56.7892.5387.61018043653000L3600120300*165.57.362.54721015052363600L4200140280*159.47.92.5563.3101206547-14200L4420150260*1508.09

10、12.5584.5101206547-24200L4420150260*161.58.3582.5599.61217066584420L4480150280*158.8&1752.5606.41217066594480L4500150300*165.5&2172.5614.712160707B活荷載為3.5KN/M時各跨長梯段板的板厚及配筋構(gòu)件代號梯段長L(mm)梯段板厚(mm)踏步寬*咼(mm*mm)恒荷載(kN/m2)活荷載(kN/m2)計算As(mm2)配筋(mm2)實配As(mm2)1-1182070260*159.45.9633.5235.981902651-2182070260*1

11、61.15.9963.5236.781902652-11820L260090260*1506.3593.5359.481204192-21820L260090260*159.46.5493.5366.481204192-31820L260090260*161.16.5843.5367.781204193-12600L2800100280*1506.5633.5369.281204193-22600L2800100280*1606.7623.5376.6101804363-32600L2800100280*158.86.7383.5375.7101804363-42600L2800100280*

12、159.46.753.5376.1101804364-12800L3000100300*1506.4923.5492101405614-22800L3000100300*1606.6833.5433.3101604914-32800L3000100300*165.56.7893.5437.91016049153000L3600120300*165.57.363.5529.91013060463600L4200140280*159.47.93.5628.6121607077-14200L4420150260*1508.0913.5650.9121507547-24200L4420150260*1

13、61.58.3583.5666.21215075484420L4480150280*158.8&1753.5674.91215075494480L4500150300*165.5&2173.568412150754注：1、梯段長L為梯段板水平投影長度的計算跨度。2、梯段板配筋方法見11G101-2,支座上部筋拉通與否，設(shè)計者可視單體具體情況自行決定。板式樓梯平臺板選用表平臺板按四面簡支計算，活載取2.50kN/m2時，單向板及雙向板在配筋8200范圍內(nèi)所容許的最大跨長及相應(yīng)的板厚取值建議見表4、表5。表4單向板時在配筋8200范圍內(nèi)所容許的最大跨長及相應(yīng)的板厚取值構(gòu)件代號跨長(mm)平臺板板厚

14、(mm)活荷載(kN/m2)單向板配筋(mm2)12400802.58200226501002.58200329001202.58200注：縱跨分布鋼筋面積不宜小于橫跨板底鋼筋面積的15%，不宜小于該方向截面面積的0.15%，取二者中較大值。表5雙向板時在配筋8200范圍內(nèi)所容許的最大跨長及相應(yīng)的板厚取值構(gòu)件代號短跨長(mm)長跨長(mm)平臺板板厚(mm)活荷載(kN/m2)短跨配筋(mm2)長跨配筋(mm2)127005300802.5820082002300059001002.5820082003330052001002.5820082004360056001202.582008200活

15、載取3.50kN/m2時，單向板及雙向板在配筋8200范圍內(nèi)所容許的最大跨長及相應(yīng)的板厚取值建議見表6、表7。表6單向板時在配筋8200范圍內(nèi)所容許的最大跨長及相應(yīng)的板厚取值構(gòu)件代號跨長(mm)平臺板板厚(mm)活荷載(kN/m2)單向板配筋(mm2)12200803.58200224001003.58200326001203.58200注：縱跨分布鋼筋面積不宜小于橫跨板底鋼筋面積的15%，不宜小于該方向截面面積的0.15%，取二者中較大值。表7雙向板時在配筋8200范圍內(nèi)所容許的最大跨長及相應(yīng)的板厚取值構(gòu)件代號短跨長(mm)長跨長(mm)平臺板板厚(mm)活荷載(kN/m2)短跨配筋(mm2

16、)長跨配筋(mm2)127004250803.5820082002280054001003.5820082003300048501003.5820082004330044501003.5820082005360048501203.5820082004結(jié)論及建議通過計算分析給出板式樓梯常見踏步高寬的不同跨長梯段板的板厚取值及配筋制表供設(shè)計選用。對于平臺板，給出在配筋8200范圍內(nèi)所容許的最大跨長及相應(yīng)的板厚取值及配筋制表供設(shè)計選用。本文計算方法比較準確，計算選值比較精確。今后可進一步優(yōu)化該選用表，可制成標準圖集，如圖1所示。圖1例如AT-A-2-1即表示為AT型樓梯，活荷載為A表：2.5kN/m

17、2,梯段板板跨在2-1欄1820mmL2600mm跨度范圍內(nèi)，板厚取90mm，踏步為260mm*150mm的樓梯。 2.5KN/M21.4*2.5=3.5KN/M2 附錄1：計算示例某公共建筑樓梯為現(xiàn)澆整體板式樓梯，樓梯踏步尺寸：150mm280mm，樓梯采用C30fc=14.3混凝土，板采用HRB400fy=360N/mm2鋼筋，梁縱筋采用HRB400鋼筋。樓梯上均布荷載標準值為2.5KN/m2。（1）梯段板設(shè)計梯段板數(shù)據(jù)板傾斜角為tana=150/280=0.535,a=28.2o,cosa=0.881。取1m寬板帶進行計算。確定板厚板厚要求，考慮梯段板與梯梁的搭接不是完全的固接，近似的取

18、板厚h=l/30=2520/30=84,板厚取h=100mm。n荷載計算恒荷載：水磨石面層:(0.28+0.15)0.65/0.28=0.998KN/M2踏步重：1/20.280.15251/0.28=1.875KN/M2混凝土斜板：250.1/0.881=2.838KN/M2板底抹灰：170.02/0.881=0.386KN/M2欄桿：0.4KN/M2恒荷載標準值：0.998+1.875+2.838+0.386+0.4=6.5KN/M2恒荷載設(shè)計值：1.2*6.5=7.8KN/M2活荷載：活荷載標準值:活荷載設(shè)計值荷載總計：g+q=11.3KN/M2荷載設(shè)計值內(nèi)力計算跨中彎矩：考慮平臺板對梯

19、段板的約束作用，近似的取M=(g+q)l2/10進行計算。nM=(g+q)l2/10=11.3x2.522/10=7.18KNMn配筋計算板保護層20mm，有效高度h=100-20=80mm0M7.18x106a=0.078s=fbh21.0 x14.3x1000 x8021c0y=1-0.5g=0.96sM7.18x106A=259.6mm2syfh0.96x360 x80sy0選配8190，A=265mm2s分布筋的選值同11G101-2。裂縫驗算.計算準永久組合彎距值Mq:M=(g+屮q)l2/10二(6.5+0.5x2.5)x2.522/10二4.92KNMqkk0.縱筋根數(shù)、直徑：8190帶肋鋼筋的相對粘結(jié)特性系數(shù)u:(nd2)受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑d=yii=8mmeqy(nVd)ii.最外層受拉鋼筋外邊緣至受拉底邊距離c(20WcW65)(mm)：C=204).計算按荷載荷載效應(yīng)的準永久組合作用下，構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力M4.92x106g=266.75N/mmsqqhA0.87x80 x2650s.計算按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率P=te=0.663%矩形截面積:te0.5bh0.5x1000