建筑构造教学案例一——楼梯的尺寸与设计方法

《建筑构造》楼梯设计
《建筑构造》楼梯设计
目的要求：
掌握楼梯方案选择和构造设计的主要内容，培养绘制楼梯设计施工图的能力。

设计条件：
某三层高住宅，楼梯间尺寸2700×5400，层高3000。

底层设有该住宅入口，楼梯间四壁为普通240mm砖墙承重结构，室内外高差1000mm.
设计要求：
1．楼梯结构形式为装配式钢筋混凝土板式或梁承式楼梯。

2．根据以上条件，设计楼梯梯段形式、宽度、长度、踏步数及其高和宽尺寸。

3. 确定各平台宽度。

4. 设计栏杆形式及尺寸。

图纸内容及深度：
用3号图一张以铅笔(绘图纸)完成
1、楼梯各层平面图：底层、标准层、顶层，比例1:30
具体内容要求如下：
尺寸标注:
进深：第一道：底层平台净宽，底层梯段长（步数x步宽）。

(底层梯段长度在底层平面图上画不全，可用虚线表示)。

顶层平台宽，顶层梯段长（步数x步宽）。

第二道：进深轴线尺寸及轴线号。

开间：梯段宽、梯井宽、开间尺寸。

《楼梯的尺寸教学设计》
制作：土木工程系实习实训团队主讲：罗献燕
【教学过程】
教学结构教学内容及过程学生活动设计意图
信息分享（1分钟）
展示上次课要求学生上传到班级QQ群
的楼梯图片。

鼓励学生合理利用网络强大的信息量，
进行自主学习，获取自己需要的资源。

进一步引导学生，利用信息资源，不但
能下载到图片，还能通过浏览新闻学习到专
业知识。

欣赏自己
下载的作
品，感受
信息技术
带来的便
捷。

1、激发学
生兴趣，
引导学生
合理利用
信息资
源。

2、引出下
一环节。

激趣导课（4分钟）
拍摄学生身边熟悉的5号楼楼梯测量
的相关尺寸以及播放两条因为楼梯的尺寸
不合国家规范而引起安全事故的新闻：
新闻连接1：楼梯护栏高度不够，男子酒后
坠楼亡。

新闻连接2：栏杆矮5公分，小伙意外坠楼
身亡。

引导学生思考，我们怎样才能设计出安
全的楼梯呢？需要确定合理的楼梯尺寸，从
而引出新课内容——楼梯尺寸。

看网页图
片，了解
实际工程
中与楼梯
尺寸设计
有关的案
例。

以身边熟
知的楼梯
情况以及
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的安全事
故新闻导
出今天的
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学生求知
欲望。

楼梯尺寸的设计方法和计算公式（很实用！）建筑设计里面，很重要的一部分就是楼梯的设计方法和计算公式。

一方面是工程师的绘图的精密、严谨，其次就是建筑施工人员拿到图纸灵活的运用。

一、楼梯的坡度与踏步的尺寸坡度：梯段中的各级踏步，前缘假定连线与水平面的夹角。

坡度范围：25-45度之间最好的坡度在1:2左右，坡度比较小时为坡道（小于10度），坡度为爬梯时大于45度。

经验公式： B 2H=600～620毫米，踏面常用260-320毫米之间，踏步的高度大约在140-175毫米之间，各级的踏步高度应一样。

弧形楼梯：踏步两端的宽度不一样，梯段小于或等于1100毫米时，把梯段中线的踏面宽度为衡量标准，要不然以内侧300-350毫米的踏面宽度作为踏步的有效宽度。

二、梯段与平台的尺度梯段宽度：经过人流股数，以及家具、设备搬运所需要的尺寸空间。

供单人通过的楼梯净宽度不小于900毫米，双人通过1100-1400毫米，三人通过为1650-1800毫米。

梯段净宽：楼梯的扶手中心线到墙面或者靠墙扶手中心线的水平长度。

梯段长度：决定于梯段踏步数和踏面的宽度。

假设梯段踏步数是n 步，那么梯段长度则为b×(n-1)，为了施工的方便，楼梯两梯段之间应有一定的长度，次宽度名称梯井，它的宽度大约为0-200mm 平台的尺度长度：通常等同于楼梯之间开间的尺寸宽度：不能小于梯段净宽度加大平台的深度：（1）楼层平台通向各个出入口或有门向平台方向开启时（2）有突出的结构构件会影响到平台的真实深度时三、楼梯栏杆的扶手高度：从踏步前缘到扶手上表面垂直的距离。

室内楼梯最好不小于900毫米(一般取900毫米)。

室外楼梯最好不小于1100毫米。

幼儿建筑中，在500-600毫米高度加设一道扶手。

水平的护身栏杆（长度应大于500毫米）不能低于1050毫米。

楼梯段宽度大于1650毫米时，该加设靠墙的扶手。

楼梯段宽度超过2200毫米时，还该加设中间的扶手。

．设计步骤1）确定楼梯适宜坡度，选择踏步h×b。

2）确定每层踏步级数N＝H/h。

每个楼梯段级数n＝N/2。

3）根据楼梯间净宽A和梯井宽C确定楼梯段宽度a=（A-C）/2。

并适当调整C或A。

4）计算梯段水平投影长度L=（n-1）×b5）确定楼梯中间平台宽度D1（≥a）和楼层平台宽度D2（≥a）。

D1+D2=B-L，常取D2≥D1。

如不能满足D1≥a和D2≥a，需调整B值。

6）如果楼梯首层平台下做通道，需进行楼梯净空高度验算，使之符合要求。

7）最后绘制楼梯平面图及剖面图。

２.设计实例一【例】某学生宿舍楼的层高为3.3m，楼梯间开间尺寸4.0m，进深尺寸6.6m（与走廊连接）墙厚240mm，轴线居中。

一层楼梯中间平台下作出入口，室内外高差600mm，试设计平行双跑楼梯。

【解】１) 该建筑为一学生宿舍，楼梯通行人数较多，楼梯的坡度应平缓些，根据课本P76表5-1，初选踏步高为h=150mm，踏步宽b=300mm。

２) 确定踏步级数。

N=3300/150＝22级。

确定为等跑楼梯，每个楼梯段的级数为N/2=22/2=11。

３) 开间净尺寸A=4000－120×2=3760 mm，楼梯井宽C取60mm。

计算出楼梯段的宽度a＝（A-C）/2=（3760－60）/2＝1850mm＞1100mm，楼梯段宽度满足通行两股人流的要求。

4) 计算梯段水平投影长度L。

L=（N/2-1）×b=（22/2-1）×300=3000mm。

5) 确定平台宽度D1和D2。

楼梯间进深尺寸Ｂ=6600－120+120=6600mm，D1+D2=B-L=6600-3000=3600mm。

取D1=2000mm（＞1850mm）。

D2=3600-2000=1600 mm（＞550 mm）6）进行楼梯净空高度计算。

首层平台下净空高度等于平台标高减去平台梁高，考虑平台梁高为350mm左右（约为平台梁净跨的1/8～1/12）。

楼梯设计方法步骤及一般楼梯踏步设计尺寸楼梯设计方法步骤1．楼梯各部分尺寸的确定根据楼梯间的开间、进深、层高，确定每层楼梯踏步的高和宽、梯段长度和宽度、以及平台宽度等。

(注意：双跑楼梯每层踏步级数最好取偶数，使两跑踏步数相等。

)(1)根据建筑物的性质、楼梯的平面位置及楼梯间的尺寸确定楼梯的形式及适宜的坡度。

初步确定踏步宽b和踏步高h(注意：b≮bmin，h≯hmax，bmin和hmax分别为各类建筑的最小踏步宽和最大踏步高。

)b、h的取值可参考表2．1和表2．2。

表2．1 一般楼梯踏步设计参考尺寸名称踏步高/mm 踏步宽/mm最大值常用值最小值常用值住宅 175 150～175 260 260～300中小学校 150 120～150 260 260～300办公楼 160 140～160 280 280～340幼儿园 150 120～140 260 260～280疗养院 150 300剧场、会堂 160 130～150 280 300～350(2)根据楼梯间开间尺寸确定梯段宽度B和梯井宽度。

(3)确定踏步级数咒，调整踏步高矗和踏步宽b，用层高H除以踏步高h，得踏步级数n≈H/h，当以为小数时，取整数，并调整踏步高h (h≈H/n)，用公式b+h=450(mm)，或b+2h=600～620(mm)，确定踏步宽b。

)梯段宽 (。

注意确定楼梯平台的宽度 (4)(5)由踏步宽b及每梯段的级数，确定梯段的水平投影长度L。

( 为级踏步的踏面数)。

2．根据上述尺寸画出楼梯底层、二层及顶层平面图的草图3．确定楼梯结构及构造形式确定楼梯为现浇或预制、梯段为板式或梁板式，以及平台板的支撑方式。

4．进行楼梯净空高度的验算，使之符合净空高度要求对于底层平台下做出入口时，应验算平台梁下净空高度是否满足2m的要求。

若不满足，可通过下列途径加以调整：(1)降低楼梯间底层平台梁下的室内地坪标高。

(2)将底层第一梯段增加级数。

(3)底层设一跑直通二层。

建筑构造——楼梯设计专题Ｂ２—楼梯井宽Ｌ—楼梯间净进深（封闭式楼梯间的净进深为进深尺寸减掉围在楼梯间开间方向两道轴线以的墙厚；开敞式楼梯间的净进深围进深尺寸减掉楼梯间开间方向靠外侧轴线楼梯间以部分的墙厚，再加上靠侧轴线楼梯间以外部分的墙厚。

）Ｌ１—楼梯段水平投影长度Ｌ２—中间休息平台宽Ｌ３—楼梯间平台宽二、楼梯设计步骤１、确定是开敞式楼梯间还是封闭式楼梯间 ２、估算踏步数n （或由H/h 求出n ）３、根据建筑物性质合理确定踏步高h ，踏步宽b （可参考b+h=450，或b+2h=600~620） ４、确定楼梯段净长度L1，L1=（n/2-1）b ５、确定楼梯井宽度B2，求出B1=（B-B2）/2 ６、确定楼梯间休息平台宽度L2，L2=B1+b/2 ７、校验：楼梯间净进深L=L2+L1+L3封闭式楼梯间：若L-L2-L1≥L2，则通过! 若L-L2-L1<L2，则重新调整。

（此处校验使用了L2作为参考值，而没有使用L3，原因详见例二“校核”步骤） 开敞式楼梯间：若L-L2-L1≥0， 则通过! 若L-L2-L1<0，则重新调整。

８、若一层楼梯休息平台下有人通行要求，则应计算一层休息平台板下净高，并加上室外高差，使总高度大于2000mm 。

三、例题１、某建筑物楼梯间开间3300mm ，进深5100mm ，层高3300mm ，开敞式楼梯间，墙240mm ，轴线居中，外墙360mm ，轴线外偏240mm ，偏120mm,室外高差450mm ，楼梯间首层休息平台下不通行。

解：１ 初步确定b=300mm ， h=150mm２ 确定踏步数 n=h H =1503300=22 由于每跑超过18个踏步的允许值，故采用双跑楼梯，每跑11步３ 确定梯段水平投影长度， L1=（2n -1）b=（222-1）x300=3000mm ４ 取楼梯井宽B2=160mm ，可确定B1B1=22B B -=216021203300-⨯-=1450mm ５ 确定休息板宽度L2， L2=B1+2b =1450+2300=1600mm６校核：净进深=5100-120+120=5100mmL-L1-L2=5100-3000-1600=500mm>0 合格 ７ 绘制平面、剖面草图。

楼梯设计一、设计基本资料1、楼梯结构布置图现浇梁式楼梯：图12、荷载（1）楼梯活荷载标准值(2.5kN/m 2)（2）面层采用地砖（0.65kN/m 2）（3）底面为20mm 厚水泥砂浆抹灰（4）金属栏杆（0.1kN/m ）3、材料（1）混凝土：强度为C20(2/6.9mm N f c =)（2）梁中受力钢筋为HRB335级（2/300mm N f y =），其他钢筋为HPB235级（2/210mm N f f yv y ==）二、设计计算部分1、踏步板计算（1）取一个踏步板为计算单元，踏步尺寸如图2 。

b=）（222mm 331160290=+ 876.0331290cos ==α 084.28=α h=）（mm 126cos d 2c =+α荷载计算。

经比较，各构件内力由活荷载控制。

故以下计算中恒载和活载分享系数分别取 1.41.2Q G==γγ和恒载设计值： 踏步板自重 )/(1.12529.02046.0206.02.1m kN =⨯⨯+⨯踏步板面层 )/(35.065.0)16.029.0(2.1m kN =⨯+⨯底面抹灰 ）（m kN /14.01702.0331.02.1=⨯⨯⨯ 活载设计值 )/(02.129.05.24.1m kN =⨯⨯合计 2.61kN/m q g =+（2）内力计算。

梯段梁截面尺寸mm l o 1480l mm 300mm 150h b n ==⨯=⨯，踏步板跨中弯矩m kN l q g M /57.048.161.2101)(101220=⨯⨯=+=（3）正截面承载力计算210621200018.2721005.22906.9162101614.0mm 05.22906.911057.021011012mm10125126mm f xb f A mm h b f M h h x h y fc s b c =⨯⨯⨯===⨯=<=⨯⨯⨯⨯--=--==-=αεα 采用2φ8，其中一根弯起，26.100mm A s =，分布钢筋采用250@6φ，配筋见 图22、楼梯斜梁计算2TL（1）荷载计算踏板传来m kN /01.829.0178.161.221=⨯⨯⨯ 斜梁自重 m kN /34.125876.0115.0)04.03.0(2.1=⨯⨯⨯-⨯ 斜梁侧抹灰 m kN /24.072876.0102.0)04.03.0(2.1=⨯⨯⨯⨯-⨯ 楼梯栏杆重 m kN /12.01.02.1=⨯合计 m kN q g /7.9=+（2）内力计算。

教学案例课题楼梯的尺寸与设计方法一、楼梯的坡度楼梯的坡度是指楼梯段的坡度。

它有两种表示方法：一种是用斜面和水平面所夹角度表示；另一种表示方法是斜面的垂直投影高度与斜面的水平投影长度之比。

楼梯坡度一般为20°～45°。

坡度小于20°时，采用坡道形式。

坡度大于45°时，通常称爬梯。

公共建筑的楼梯坡度应较平缓，常用1:2 左右。

住宅建筑的楼梯坡度可较陡，常用1:1.5左右。

楼梯、坡道、爬梯的坡度范围如下图所示。

●楼梯的坡度由踏步宽度 b 和踏步高度h决定。

在实际应用中，楼梯的坡度均由踏步高宽比决定。

常用的坡度为30°左右。

注：踏面宽b 不宜小于240mm。

2h＋b＝600～620mm 或h＋b＝450mm。

楼梯踏步的高宽尺寸一般根据经验数据确定，见下表。

例题：某住宅楼，层高2.8m，楼梯踏步高度为175mm，踏步宽度为300mm，求楼梯的坡度、楼梯踏步数量？解：楼梯的坡度=踏步高度/踏步宽度=175/300=0.58333tanα=0.58333α= arctan0.58333=30.256°踏步数量=2800/175=16（级）●楼梯坡度的影响因素：坡度越小—越平缓—行走越舒适，但增大楼梯间的进深，增加建筑面积和造价；坡度越大—越陡—行走越吃力，但减少楼梯间的进深，减少建筑面积和降低造价。

二、梯段和平台的尺寸1、楼梯梯段和平台的通行宽度楼梯的宽度包括楼梯段的宽度和平台宽度。

梯段或平台的净宽，是指扶手中心线间的水平距离或墙面至扶手中心线的水平距离。

根据人体尺度每股人流宽可考虑取[550＋(0～150)]mm，这里0～150mm 是人流在行进中人体的摆幅。

楼梯段宽度和人流股数关系要处理恰当，如下图所示。

注：住宅共用楼梯梯段净宽b 不应小于1.1m；课堂练习：1、楼梯的坡度一般为( D )2、住宅共用楼梯梯段净宽不应小于（ B ）A、20°~60°B、30°~60°A、900mm B、1100mmC、20°~50°D、20°~45°C、1650mm D、2100mm三、梯井宽度所谓梯井，是指梯段之间形成的空间，此空间从顶层到底层贯通。