某框架結(jié)構(gòu)辦公樓樓梯設(shè)計

PAGE大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）模板PAGEPAGEII網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：某框架結(jié)構(gòu)辦公樓樓梯設(shè)計學(xué)習中心：山東濱州奧鵬學(xué)習中心層次：?？破瘘c本科專業(yè)：房地產(chǎn)經(jīng)營管理年級：學(xué)號：學(xué)生：指導(dǎo)教師：完成日期：某框架結(jié)構(gòu)辦公樓樓梯設(shè)計某框架結(jié)構(gòu)辦公樓樓梯設(shè)計PAGEI內(nèi)容摘要無論是磚混結(jié)構(gòu)還是框架結(jié)構(gòu)的建筑物，樓梯部分都是其重要的一個部位，都需要進行專業(yè)細致的建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計。本文對框架結(jié)構(gòu)辦公樓板式樓梯進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計一般包括概念設(shè)計和計算設(shè)計兩大方面,概念設(shè)計可以彌補計算設(shè)計的不足,起到簡化計算、提高結(jié)構(gòu)可靠度的作用。一個足夠可靠的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,必須同時滿足強度和變形兩方面的要求,樓梯也不例外。關(guān)鍵詞：板式樓梯；框架結(jié)構(gòu)；荷載；配筋目錄內(nèi)容摘要 I引言 11鋼筋混凝土樓梯的類型 21.1樓梯分類 21.2樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容 21.3樓梯構(gòu)造設(shè)計要求 32設(shè)計的基本資料及任務(wù) 62.1設(shè)計資料 72.2設(shè)計要求及任務(wù) 73樓梯設(shè)計 93.1設(shè)計要點 93.2材料選擇 93.3梯段板設(shè)計 103.3.1計算要點 103.3.2荷載計算 113.3.3內(nèi)力計算 113.3.4配筋計算 123.3.5構(gòu)造要求 133.4平臺板設(shè)計 133.4.1荷載計算 143.4.2內(nèi)力計算 143.4.3配筋計算 143.4.4構(gòu)造要求 143.5平臺梁設(shè)計 153.5.1荷載計算 153.5.2內(nèi)力計算 153.5.3配筋計算 153.5.4構(gòu)造要求 154施工圖紙 16參考文獻 17PAGE17引言樓梯的平面位置及幾何尺寸等是由建筑設(shè)計決定的，但樓梯的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)由結(jié)構(gòu)設(shè)計確定樓梯結(jié)構(gòu)形式按施工方法可分為整體式和裝配式;按結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)可分為梁式板式剪刀式和螺旋式等樓梯形式，前兩種屬于平面結(jié)構(gòu)體系，后兩種屬于空間結(jié)構(gòu)體系梁式樓梯和板式樓梯是目前最常見的樓梯型式;在賓館等一些公共建筑也采用一些特種樓梯，如螺旋樓梯懸挑板式樓梯以及剪刀式樓梯。板式樓梯是由梯段板平臺板和平臺梁組成，段板是一塊帶踏步的斜板，斜板支承于上下平臺梁上，最下層的梯段板可支承在地梁或基礎(chǔ)上平臺板平臺梁支撐和梁式樓梯相同板式樓梯其優(yōu)點是梯段板下表面平整，支模簡單;其缺點是梯段板跨度較大時，斜板厚度較大，結(jié)構(gòu)材料用量較多因此梯段板水平方向跨度小于3.0～3.3m時，宜采用板式樓梯。目前鋼筋混凝土樓梯，無論梁式或板式，都按簡支梁或簡支板思路進行設(shè)計，即將斜梁，平臺梁按簡支梁計算，平臺板按單向板或是雙向板計算，梯段板按簡支板計算，其荷載都只考慮恒載與活載，均沒有考慮地震作用。1鋼筋混凝土樓梯的類型1.1樓梯分類樓梯是房屋的豎向通道，一般由梯段、平臺和欄桿組成。樓梯的平面布置，梯段踏步尺寸以及欄桿等由建筑設(shè)計確定。樓梯按其所用材料可分為木樓梯、鋼樓梯和鋼筋混凝土樓梯。按施工方法可分為現(xiàn)澆整體式樓梯和預(yù)制裝配式樓梯。按構(gòu)件受力形式不同可分為板式樓梯、梁式樓梯、剪刀式（懸挑式）樓梯和螺旋式樓梯。（a）板式樓梯（b）梁式樓梯（c）剪刀式樓梯（d）螺旋式樓梯圖1樓梯形式（1）板式樓梯板式樓梯由梯段、橫梯梁和平臺組成，梯板是一塊斜板，板的兩端支承在平臺梁上（最下端的梯段可支承在橫梁上，也可單獨做基礎(chǔ)）。優(yōu)點：下表面平整，施工支模方便。缺點：斜板較厚，當跨度較大時，材料用量較多。板式樓梯外觀美觀，多用于住宅、辦公樓、教學(xué)樓等建筑，目前跨度較大的公共建筑也多受用。（2）梁式樓梯樓梯板下有梁的板式樓梯,因此又叫梁板樓梯。在樓梯斜板側(cè)面設(shè)置斜梁，斜梁兩端支承在橫梯梁上，橫梯梁支承在梯間墻上或柱上，就構(gòu)成了梁式樓梯。特點：梯段較長時比較經(jīng)濟，但支模及施工都比板式樓梯復(fù)雜，外觀也顯得笨重。（3）剪刀式樓梯剪刀式樓梯，整個樓梯由主體結(jié)構(gòu)的邊梁上挑出，其優(yōu)點是首層休息平臺和踏步下的空間可以較好的利用，外形美觀輕巧。缺點是受力復(fù)雜。剪刀式樓梯為消防樓梯屬特種樓梯，每層有兩個出入口實現(xiàn)可上又可下，等于是設(shè)計了兩條樓梯，剪刀式樓梯的好處是輸出量倍增，意外事件時逃生的通道是很重要的。（4）螺旋式樓梯旋轉(zhuǎn)樓梯通常稱為螺旋形或螺旋式樓梯，通常是圍繞一根單柱布置。平面呈圓形。其平臺和踏步均為扇形平面，踏步內(nèi)側(cè)寬度很小，并形成較陡的坡度，行走時不安全，且構(gòu)造較復(fù)雜。螺旋式樓梯支模復(fù)雜，施工比較困難，材料用量較多，造價高。這種樓梯不能作為主要人流交通和疏散樓梯，但由于其流線造型美觀、優(yōu)美、典雅，空間上比較節(jié)省，常用于樓層數(shù)不多的寫字樓、居民樓或作為建筑小品布置在庭院或室內(nèi)使用。1.2樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括以下內(nèi)容：（1）根據(jù)建筑要求和施工條件，確定樓梯的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置。（2）根據(jù)建筑類別，按《荷載規(guī)范》確定樓梯的活荷載標準值。需要注意的是樓梯的活荷載往往比所在樓面的活荷載大。生產(chǎn)車間樓梯的活荷載可按實際情況確定，但不宜小于3.5kN/m（按水平投影面計算）。除以上豎向荷載外，設(shè)計樓梯欄桿時應(yīng)按規(guī)定考慮欄桿頂部水平荷載0.5kN/m（對于住宅、醫(yī)院、幼兒園等）或1.0kN/m（對于學(xué)校、車站、展覽館等）。（3）進行樓梯各部件的內(nèi)力計算和截面設(shè)計。（4）繪制施工圖，特別應(yīng)注意處理好連接部位的配筋構(gòu)造。1.3樓梯構(gòu)造設(shè)計要求預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓梯按其構(gòu)造方式可分為梁承式、墻承式和墻懸臂式等類型。一、梁承式預(yù)制裝配梁承式鋼筋混凝土樓梯系指梯段由平臺梁支承的樓梯構(gòu)造方式。由于在樓梯平臺與斜向梯段交匯處設(shè)置了平臺梁，避免了構(gòu)件轉(zhuǎn)折處受力不合理和節(jié)點處理的困難，在一般大量性民用建筑中較為常用。預(yù)制構(gòu)件可按梯段（板式或梁板式梯段）、平臺梁、平臺板三部分進行劃分。1、梯段(1)梁板式梯段梁板式梯段由梯斜梁和踏步板組成。一般在踏步板兩端各設(shè)一根梯斜梁，踏步板支承在梯斜梁上。(2)板式梯段板式梯段為整塊或數(shù)塊帶踏步條板，其上下端直接支承在平臺梁上。由于沒有梯斜梁，梯段底面平整，結(jié)構(gòu)厚度小，其有效斷面厚度可按L/20--L/30估算,由于梯段板厚度小,且無梯斜梁,使平臺梁位置相應(yīng)抬高,增大了平臺下凈空高度.為了減輕梯段板自重，也可做成空心構(gòu)件，有橫向抽孔和縱向抽孔兩種方式。橫向抽孔較縱向抽孔合理易行，較為常用。2、平臺梁為了便于支承梯斜梁或梯段板，平衡梯段水平分力并減少平臺梁所占結(jié)構(gòu)空間，一般將平臺梁做成L形斷面。其構(gòu)造高度按L/12估算(L為平臺梁跨度)。3、平臺板平臺板可根據(jù)需要采用鋼筋混凝土空心板、槽板或平板。需要注意的是，在平臺上有管道井處，不宜布置空心板。平臺版一般平行于平臺梁布置，以利于加強樓梯間整體剛度。當垂直與平臺梁布置時，常用小平板。4、梯段與平臺梁節(jié)點處理就兩梯段之間的關(guān)系而言，一般有梯段齊步和錯步兩種方式。就平臺梁與梯段之間的關(guān)系而言，有埋步和不埋步兩種方式。（1）梯段齊步布置的節(jié)點處理上下梯段起步和末步踢面對齊，平臺完整，可節(jié)省梯間進深尺寸。（2）梯段錯步布置的節(jié)點處理上下梯段起步和末步踢面相錯一步，在平臺梁與梯段連接方式相同的情況下，平臺梁底標高可比齊步方式抬高，有利于減少結(jié)構(gòu)空間。但錯步方式使平臺不完整，并且多占樓梯間進深尺寸。當兩梯段采用長短跑時，他們之間相錯步數(shù)變不止一步，需將短跑梯段做成折形構(gòu)件。（3）梯段不埋步的節(jié)點處理此種方式用平臺梁代替了一步踏步踢面，可以減少梯段跨度。當樓層平臺處外側(cè)墻上有門洞時，可避免平臺梁支承在門過梁上，在住宅建筑中尤為實用。但此種方式的平臺梁為變截面梁，平臺梁底標高也較低，結(jié)構(gòu)占空間較大，減少了平臺梁下凈空高度。另外，尚需注意不埋步梁板式梯段采用L形踏步板時，其起步處第一踢面需填磚。（4）梯段埋步的節(jié)點處理此種方式梯段跨度較前者大，但平臺梁底標高可提高，有利于增加平臺下凈空高度，平臺梁可為等截面梁。此種方式常用于公共建筑。另外尚需注意埋步梁板式梯段采用L形踏步板時，在末步處會產(chǎn)生一字形踏步板，當采用┐形踏步板時，在起步處會產(chǎn)生一字形踏步板。5、構(gòu)件連接由于樓梯是主要交通部件，對其堅固耐久、安全可靠的要求較高，特別是在地震區(qū)建筑中更需引起重視。并且梯段為傾斜構(gòu)建，故需加強各構(gòu)件之間的連接，提高其整體性。（1）踏步板與梯斜梁的連接一般在梯斜梁支承踏步板處用水泥砂漿做漿連接。如需加強，可在梯斜梁上預(yù)埋插筋，與踏步板支承端預(yù)留孔插接，用高標號水泥砂漿填實。（2）梯斜梁或梯段板與平臺梁連接在支座處除了用水泥砂漿做漿外，應(yīng)在連接端預(yù)埋鋼板進行焊接。（3）梯斜梁或梯段板與平臺梁連接在樓梯底層起步處，梯斜梁或梯段板下應(yīng)作梯基，梯基常用磚或混凝土，也可用平臺梁代替梯基。但需注意該平臺梁無梯段處與地坪的關(guān)系。二、墻承式預(yù)制裝配墻承式鋼筋混凝土樓梯系指預(yù)制鋼筋混凝土踏步板直接擱置在墻上的一種樓梯形式。其踏步板一般采用一字形、L形或┐形斷面。預(yù)制裝配墻承式鋼筋混凝土樓梯由于踏步兩端均有墻體支承，不需設(shè)平臺梁和梯斜梁，也不必設(shè)欄桿，需要時設(shè)靠墻扶手，可節(jié)約鋼材和混凝土。但由于每塊踏步板直接安裝入墻體，對墻體砌筑和施工速度影響較大。同時，踏步板入墻端形狀、尺寸與墻體砌塊模數(shù)不容易吻合，砌筑質(zhì)量不易保證，影響砌體強度。這種樓梯由于在梯段之間有墻，搬運家具不方便，也阻擋視線，上下人流易相撞。通常在中間墻上開設(shè)觀察口，以使上下人流視線流通。也可將中間墻靠平臺部分局部收進，以使空間通透，有利于改善視線和搬運家具物品。但這種方式對抗震不利，施工也較麻煩。三、墻懸臂式預(yù)制裝配墻懸臂式鋼筋混凝土樓梯系指預(yù)制鋼筋混凝土踏步板一端嵌固于樓梯間側(cè)墻上，另一端凌空懸挑的樓梯形式。它無平臺梁和梯斜梁，也無中間墻，樓梯間空間輕巧空透，結(jié)構(gòu)占空間少，在住宅建筑中使用較多。但其樓梯間整體剛度極差，不能用于有抗震設(shè)防要求的地區(qū)。由于需隨著墻體砌筑安裝踏步板，并需設(shè)臨時支撐，施工比較麻煩。這種樓梯用于嵌固踏步板的墻體厚度不應(yīng)小于240mm，踏步板懸挑長度≥240mm，踏步板懸挑長度一般≤1800mm，以保證嵌固端牢固。踏步板一般采用L形或┐形帶肋斷面形式，其入墻嵌固端一般做成矩形斷面，嵌入深度≥240mm，砌墻磚的標號≥MU10，砌筑砂漿標號≥M5。為了加強踏步板之間的整體性，在構(gòu)造上需將單塊踏步板互相連接起來?？稍谔げ桨鍛冶鄱肆艨祝貌褰钐捉?，并用高標號水泥砂漿嵌固。在梯段起步或末步處，根據(jù)所采用的踏步斷面是L形或┐形，需填磚處理。在樓層平臺與梯段交接處，由于樓梯間側(cè)墻另一面常有房間樓板支承在該墻上，其入墻位置與踏步板入墻位置沖突，須對此塊踏步板做特殊處理。2設(shè)計的基本資料及任務(wù)2.1設(shè)計資料某框架結(jié)構(gòu)辦公樓，樓梯間平面圖如下。首層平面面圖二層平面圖綜合考慮樓梯間的建筑尺寸和經(jīng)濟因素，采用板式樓梯的結(jié)構(gòu)形式。進行樓梯構(gòu)件結(jié)構(gòu)計算時主要參考設(shè)計規(guī)范如下：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）《03G101-2》平法表示樓梯2.2設(shè)計要求及任務(wù)根據(jù)建筑方案確定樓梯結(jié)構(gòu)形式，本論文中統(tǒng)一采用鋼筋混凝土板式樓梯。1.根據(jù)給定設(shè)計資料和規(guī)范選擇材料（混凝土強度和鋼筋型號等）。2.計算出斜板、中間平臺板和中間平臺梁的配筋。3.繪制樓梯結(jié)構(gòu)圖及配筋圖，用平法標注方式繪制樓梯配筋圖。3樓梯設(shè)計3.1設(shè)計要點板式樓梯一般由梯段板、平臺梁和平臺板組成，梯段斜板兩端支撐在平臺梁上，板式樓梯荷載的傳遞路徑是：斜板平臺梁樓梯間墻（或柱）。為保證梯段板具有一定的剛度，梯段板的厚度一般可?。樘荻伟逅椒较虻目缍龋Ｈ?。平臺板厚度，彎矩系數(shù)可為或。平臺梁的截面高度，。3.2材料選擇根據(jù)樓梯間的層高和初步確定的樓梯踏步高度為150mm，計算樓梯各層的踏步數(shù)量，即踏步數(shù)量為：N=層高（H)/踏步高度（h）=4340/150=28.8得出的踏步數(shù)量N不是整數(shù)，調(diào)整踏步高度h=155m值，使踏步數(shù)量為整數(shù)28。進而確定一個梯段踏步數(shù)=N/2=14，確定踏步寬度=3940/14=280mm設(shè)計為雙跑平行樓梯，踏步尺寸為155mm、280mm，踏步為14級。采用混凝土，板采用鋼筋，梁縱筋采用鋼筋，活荷載為2.0KN/㎡。由于該樓梯跨度較小，因此采用板式樓梯。3.3梯段板設(shè)計3.3.1計算要點①計算梯段板時，可取1m寬板帶或以整個梯段板作為計算單元。②計算簡圖梯段板在內(nèi)力計算時，可簡化為兩端簡支的斜板。③荷載包括活荷載、斜板及抹灰層自重等。其中活荷載是沿豎直方向分布的，而斜板及抹灰層自重則是沿板的傾斜方向分布的，為了使計算方便，一般應(yīng)將其換算成沿豎直方向分布的荷載后再進行計算。④內(nèi)力計算如圖（a）所示的簡支板可簡化為圖c所示的水平板計算，計算跨度按斜板的水平投影長度取值，斜板自重可化作沿斜板的水平投影長度上的均布荷載。(a)(b)（c）梯段板的內(nèi)力計算在荷載及水平跨度都相同時，簡支斜梁（板）在豎向均布荷載下（沿水平投影長度）的最大彎矩與相應(yīng)的簡支水平梁的最大彎矩是相等的，即而簡支斜梁（板）在豎向均布荷載作用下的最大剪力為：式中，、分別為作用于梯段板上的沿水平投影方向的永久荷載及可變荷載設(shè)計值；、分別為梯段板的計算跨度及凈跨的水平投影長度。但在配筋計算時，考慮到平臺梁對梯段斜板有彈性約束作用這一有利因素，故計算時取設(shè)計彎矩為⑤對豎向荷載在梯段板內(nèi)引起的軸向力，設(shè)計時不予考慮。3.3.1.1梯段板數(shù)據(jù)板傾斜角為tanα=2170/3940=0.551,,cosα=0.876。取1m寬板帶進行計算。3.3.1.2確定板厚板厚要求，h=l/25～l/35=3940/25～3940/35=158～113,板厚取h=120mm。3.3.1.3荷載計算恒荷載：50厚大理石：（0.28+0.155）0.5/0.28=0.78KN/M30厚水泥砂漿：（0.28+0.155）0.3/0.28=0.47KN/M踏步重：1/20.280.155251/0.28=1.94KN/M120mm斜板：0.12251/0.876=3.43KN/M20厚板底抹灰：0.02171/0.876=0.39KN/M恒荷載標準值：0.93+1.5+3.85+0.37=7.01KN/M恒荷載設(shè)計值：1.27.01=8.41KN/M3.3.2荷載計算表1梯段板的荷載荷載種類荷載標準值（KN/m）恒荷載20厚板底抹灰0.39120mm板厚3.43三角形踏步1.9430厚水泥砂漿0.4750厚大理石0.78小計7.01活荷載2.03.3.3內(nèi)力計算④內(nèi)力計算如圖（a）所示的簡支板可簡化為圖c所示的水平板計算，計算跨度按斜板的水平投影長度取值，斜板自重可化作沿斜板的水平投影長度上的均布荷載。(a)(b)（c）梯段板的內(nèi)力計算在荷載及水平跨度都相同時，簡支斜梁（板）在豎向均布荷載下（沿水平投影長度）的最大彎矩與相應(yīng)的簡支水平梁的最大彎矩是相等的，即而簡支斜梁（板）在豎向均布荷載作用下的最大剪力為：式中，、分別為作用于梯段板上的沿水平投影方向的永久荷載及可變荷載設(shè)計值；、分別為梯段板的計算跨度及凈跨的水平投影長度。但在配筋計算時，考慮到平臺梁對梯段斜板有彈性約束作用這一有利因素，故計算時取設(shè)計彎矩為⑤對豎向荷載在梯段板內(nèi)引起的軸向力，設(shè)計時不予考慮?？缰袕澗兀篗=（g+q）ln2/10=9.013.942/10=13.9873.3.4配筋計算有效高度h0=120-20=100mm則，選配，另外每踏步配一根分布筋3.3.5構(gòu)造要求梯段斜板配筋可采用彎起式或分離式。采用彎起式配筋時，一半鋼筋伸入支座，一半靠近支座處彎起，支座截面負筋的用量一般可取與跨中截面相同。受力鋼筋的彎起點位置見圖7.3.3。在垂直受力鋼筋方向仍應(yīng)按構(gòu)造配置分布鋼筋φ6@250，并要求每一個踏步下至少放置一根鋼筋。3.4平臺板設(shè)計3.4.1荷載計算板厚取=2000/35=57.14mm取60mm,板跨度l0=2-0.1-0.1=1.8m,取1m寬板帶進行計算。表2平臺板的荷載荷載種類荷載標準值（KN/m）恒荷載20厚板底抹灰0.02*17=0.3460mm板厚0.06*25=1.530厚水泥砂漿0.03*17=0.5150厚大理石0.05*28=1.4活荷載2.0恒荷載標準值：0.34+1.5+0.51+1.4=3.75KN/M恒荷載設(shè)計值：1.23.75=4.5KN/M活荷載標準值：2.0KN/M活荷載設(shè)計值：1.42.0=2.8KN/M荷載總計：荷載設(shè)計值：g+q=4.5+2.8=7.3KN/M3.4.2內(nèi)力