梁式楼梯结构设计实例

《混凝土结构设计原理》实验报告实验三楼梯设计土木工程专业10 级 3 班姓名学号指导老师二零一三年一月仲恺农业工程学院城市建设学院目录一、主体介绍 (3)二、现浇板式楼梯设计 (3)1. 梯段板TB2设计 (3)1) 荷载计算 (3)2) 截面设计 (4)2. 平台板PTB2设计 (5)1）荷载计算 (5)2）截面设计 (5)3. 平台梁TL4设计 (6)1）荷载计算 (6)2)截面设计 (6)3)斜截面受剪承载力计算 (7)4）配筋图 (7)4. 平台梁TL5设计 (7)1）荷载计算 (7)2)截面设计 (8)3)斜截面受剪承载力计算 (9)4) 配筋图 (9)5.构造柱GZ设计 (9)三、现浇梁式楼梯设计 (10)1.踏步板设计 (10)1）荷载计算 (10)2）截面设计 (10)3) 配筋图 (11)2.斜梁TL2设计 (11)1）荷载计算 (11)2)截面设计 (12)3)斜截面受剪承载力计算 (12)4）构造钢筋 (13)3.平台板PTB1设计 (13)1）荷载计算 (13)2）截面设计 (13)4.平台梁TL3设计 (14)1）荷载计算 (14)2)截面设计 (15)3)斜截面受剪承载力计算 (16)5.梯梁TL1设计 (16)1）荷载计算 (17)2)截面设计 (17)3)斜截面受剪承载力计算 (18)四. 总结 (18)仲恺农业工程学院实验报告纸城市建设学院（院、系） 土木工程 专业103 班 组 混凝土结构设计原理 课学号： 姓名： 实验日期：2012/12/23 教师评定：实验三 楼梯设计一、主体介绍1. 广州市某商住楼楼梯结构设计，采用现浇整体式钢筋混凝土板式楼梯或梁式楼梯。

混凝土采用C25级，梁中的纵向受力钢筋采用HRB335，板及其他钢筋采用HPB300。

楼梯间活荷载标准值为2/5.2m KN q =。

2. 主体结构类型：框架结构3. 建筑资料：楼面做法（自上而下）10mm 厚耐磨地砖（3/22m KN =γ）； 1:3水泥砂浆找平20mm 厚（3/20m KN =γ） 现浇钢筋混凝土楼板（3/25m KN =γ）； 板底混合砂浆抹灰20mm 厚（3/17m KN =γ）；混凝土采用25C （c f =11.9N/mm 2，t f =1.27N/mm 2），板的保护层厚度20mm ，梁的保护层厚度为25mm ；梁中的纵向受力钢筋和弯起钢筋采用HRB335（y f =300N/mm 2），板及其他钢筋采用HPB300（y f =270N/mm 2）。

梁式楼梯板式楼梯-----------------------作者：-----------------------日期：梁式楼梯板式楼梯2012.2.17如果是高层薄皮框架的话，开间是3m的，楼梯平台处的梁一般取200宽，450或者500高，面筋2根16:；底筋3根16。

小于3m的就可以取200宽，400高，面筋2根14:；底筋3根14。

楼梯平台处的板厚一般是80mm~120mm。

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。

(4)确定楼梯平台的宽度。

注意 (梯段宽)。

8.2.4 主要疏散楼梯应符合下列规定：1 踏步宽度不应小于0.28m，踏步高度不应大于0.16m，连续踏步不超过18 级，超过18 级时，应加设中间休息平台，楼梯平台宽度不应小于梯段宽度，并不得小于 1.10m；2 不得采用螺旋楼梯，采用扇形梯段时，离踏步窄端扶手水平距离0.25m 处踏步宽度不应小于0.22m，宽端扶手处不应大于0.50m，休息平台窄端不小于1.20m；(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。

_梁式楼梯计算（四种类型）类型一一、工程名称: LT-1二、示意图三、基本资料1．依据规范：《建筑结构荷载规范》（GB 50009－2002）《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2002）2．几何参数：楼梯类型：梁式楼梯（__╱型）支座条件：两端铰支斜梯段水平长度：L1 = 3300 mm 下平台长度：L3 = 500 mm梯段净跨：L n = L1＋L3 = 3300＋500 = 3800 mm楼梯高度：H = 1800mm 楼梯宽度：W = 1800 mm梯板厚：t = 40 mm 楼梯级数：n = 12(阶)踏步宽度： b = 300 mm 踏步高度：h = 150 mm_ 上平台楼梯梁宽度: b1 = 200 mm 下平台楼梯梁宽度: b2 = 200 mm楼梯梁高度：h3 = 300 mm 楼梯梁宽度：b3 = 200 mm水平段楼板厚度：h4 = 70 mm3．荷载标准值：可变荷载：q = 2.50kN/m2面层荷载：q m = 1.70kN/m2栏杆荷载：q f = 0.20kN/m永久荷载分项系数: γG = 1.20 可变荷载分项系数: γQ = 1.40准永久值系数: ψq = 0.504．材料信息：混凝土强度等级: C30 f c = 14.30 N/mm2f tk = 2.01 N/mm2f t = 1.43 N/mm2梯梁纵筋强度等级: HPB235 E S = 210000000 N/mm2f y = 210.0 N/mm2受拉区纵向钢筋类别：光面钢筋其余钢筋选用HPB235钢f yv = 210.0 N/mm2保护层厚度: c = 20 mm顶棚厚度c1＝20mm 顶棚容重R s＝20.0 kN/m3混凝土容重R c＝25.0 kN/m3混凝土弹性模量E c = 3.00×104 N/mm2钢筋弹性模量E s = 2.1×105 N/mm2梯段板纵向受力钢筋合力点至近边距离a s1 = 25 mm梯梁纵向受力钢筋合力点至近边距离a s2 = 30 mm四、计算过程：说明：本计算书中所有的剪力、弯矩、挠度均由《建筑结构静力计算手册》中单跨梁的内力及变位计算公式所得。

1．设计规范梁式楼梯一、设计示意图《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）2．几何参数楼梯类型: 梁式D型楼梯(＿/￣)约束条件: 两端固定斜梯段水平投影长度: L1 = 3000 mm楼梯上部平台水平段长度: L2 = 500 mm楼梯下部平台水平段长度: L3 = 500 mm梯段净跨: L n = L1 + L2 + L3 = 3000 + 500 + 500 = 4000 mm楼梯高度: H = 1650 mm 楼梯宽度: W = 1200 mm踏步高度: h = 150 mm 踏步宽度: b = 300 mm楼梯级数: n = 11（级）梯段板厚: C = 100 mm平台板厚: C1 = 80 mm面层厚度: C2 = 30 mm上部平台梯梁宽度: b1 = 200 mm下部平台梯梁宽度: b2 = 200 mm楼梯梁宽度: b3 = 200 mm楼梯梁高度: h3 = 300 mm3．荷载参数楼梯混凝土容重: b = 25.00 kN/m3楼梯面层容重: c1 = 20.00 kN/m3楼梯栏杆自重: q f = 0.50 kN/m楼梯均布活荷载标准值: q = 3.50 kN/m2可变荷载组合值系数: c = 0.70可变荷载准永久值系数: q = 0.504．材料参数混凝土强度等级: C25混凝土抗压强度设计值: f c = 11.90 N/mm2混凝土抗拉强度标准值: f tk = 1.78 N/mm2混凝土抗拉强度设计值: f t= 1.27 N/mm2混凝土弹性模量: E c = 2.80 × 104 N/mm2主筋强度等级: HRB335(20MnSi) f y = 300.00 N/mm2主筋弹性模量: E s = 200000 N/mm2箍筋强度等级: HPB235(Q235) f yv = 210.00 N/mm2箍筋弹性模量: E s = 210000 N/mm2受拉纵筋合力点到梯梁底边的距离: a s = 15 mm三、荷载计算过程1．楼梯几何参数梯段板与水平方向夹角余弦值: cos = = 0.89梯梁的计算跨度: L0 = Min{L n + (b1 + b2)/2,1.05L n} =Min{4000 + (200 +200) / 2,1.05 × 4000} = Min{4200,4200} = 4200 mm 梯段板的净宽度: B = W - 2b3 = 1200 - 2 × 200 = 800 mm梯段板的计算跨度: B0 = Min{B + b3,1.05B} = {800 + 200,1.05 × 800}= Min{1000,840} = 840 mm梯段板折算到水平投影后的计算厚度:T = (h+ 2 × C/ cos) / 2 = (150 + 2 × 100 / 0.89) / 2 = 187 mm2．荷载设计值2.1 均布恒载标准值2.1.1 L1段梯板自重g k1' = b × T/ 1000 = 25.00 × 187 / 1000 = 4.67 kN/m2g k1 = g k1' × L1 / L n = 4.67 × 3000 / 4000 = 3.50 kN/m22.1.2 L2、L3段梯板自重g k2' = b × C1 / 1000 = 25.00 × 80 / 1000 = 2.00 kN/m2g k2 = g k2' × (L2 + L3) / L n = 2.00 × (500 + 500) / 4000 =0.50 kN/m22.1.3 L1段梯板面层自重g k3' = c1 × C2 × (H + L1) / L1 / 1000 = 20.00 × 30 × (1650 + 3000) / 3000 / 1000= 0.93 kN/m2g k3 = g k3' × L1 / L n = 0.93 × 3000 / 4000 = 0.70 kN/m22.1.4 L2、L3段梯板面层自重g k4' = c1 × C2 / 1000 = 20.00 × 30 / 1000 = 0.60 kN/m2g k4 = g k4' × (L2 + L3) / L n = 0.60 × (500 + 500) / 4000 =0.15 kN/m2梯段斜板恒荷载标准值: g kx = g k1' + g k3' = 4.67 + 0.93 = 5.60 kN/m2水平梯板恒荷载标准值: g ks = g k2' + g k4' = 2.00 + 0.60 = 2.60 kN/m2梯板折算永久荷载标准值:g kb = g k1 + g k2 + g k3 + g k4 = 3.50 + 0.50 + 0.70 +0.15 = 4.85 kN/m2考虑到面层重量等对梯梁的作用, 梯梁自重放大系数b取1.1梯梁自重的标准值:g kL = b × b × b3 × h3 × [L n + L1 × (1 / cos - 1)] / L n / 1000000= 1.1 × 25.00 × 200 × 300 ×[4000 + 3000 × (1 / 0.89 - 1)] / 4000 / 1000000= 1.80 kN/m梯梁上永久荷载标准值:g k = g kb × B / 2000 + g kL + q f = 4.85 × 800 / 2000 +1.80 + 0.50 = 4.24 kN/m2.2 均布荷载设计值由活荷载控制的梯段斜板荷载设计值:p xL = 1.2g kx + 1.4q= 1.2 × 5.60 + 1.4 × 3.50 =11.62 kN/m2由恒荷载控制的梯段斜板荷载设计值:p xD = 1.35g kx + 1.4c q= 1.35 × 5.60 + 1.4 × 0.70 × 3.50 = 10.99 kN/m2最不利的梯段斜板荷载设计值:p x = Max{p xL,p xD} = Max{11.62,10.99} = 11.62 kN/m2 由活荷载控制的梯梁荷载设计值:p L = 1.2g k + 1.4qW / 2 / 1000= 1.2 × 4.24 + 1.4 × 3.50 × 1200 / 2 / 1000 = 8.02 kN/m由恒荷载控制的梯梁荷载设计值:p D = 1.35g k + 1.4c qW / 2 / 1000= 1.35 × 4.24 + 1.4 × 0.70 × 3.50 × 1200 / 2 / 1000 = 7.78 kN/m最不利的梯梁荷载设计值: p = Max{p L,p D} = Max{8.02,7.78} = 8.02 kN/m四、正截面承载能力计算1．梯段斜板计算梯段斜板按简支计算, 其最大弯矩在跨中:M max = × 10-6 = 1.02 kN·m/mh0 = T - 25 = 187 - 25 = 162 mm1) 相对界限受压区高度bcu = 0.0033 - (f cu,k - 50) × 10-5 = 0.0033 - (25 - 50) × 10-5 = 0.0036 > 0.0033取cu = 0.0033按规范公式(7.1.4-1)b =2) 受压区高度x按规范公式(7.2.1-1), = 0, = 0M< b h0 = 0.61 × 162 = 99.46 mm, 按计算不需要配置受压钢筋3) 受拉钢筋截面积A s按规范公式(7.2.1-2)1f c bx = f y A s得A s = = 30 mm24) 验算配筋率0.02% < max = 2.50% 不超筋min = 0.272% >按最小配筋率要求配筋, A s = min bh= 0.272 × 1000 × 187 / 100 = 509 mm2梯段斜板实际配置钢筋为A10@150每米板宽内配筋面积A s = 524mm2 2．梯梁配筋计算h0 = h3 - a s = 300 - 15 = 285 mm跨中最大弯矩, M max = × 10-6 = 5.90 kN·m1) 相对界限受压区高度bcu = 0.0033 - (f cu,k - 50) × 10-5 = 0.0033 - (25 - 50) × 10-5 = 0.0036 > 0.0033取cu = 0.0033按规范公式(7.1.4-1)b =2) 受压区高度x按规范公式(7.2.1-1), = 0, = 0M< b h0 = 0.55 × 285 = 156.75 mm, 按计算不需要配置受压钢筋3) 受拉钢筋截面积A s按规范公式(7.2.1-2)1f c bx = f y A s得A s = = 70 mm24) 验算配筋率0.12% < max = 2.50% 不超筋min = 0.200% >按最小配筋率要求配筋, A s = min bh= 0.200 × 200 × 300 / 100 = 120 mm2梯梁中间截面实际配置受拉钢筋为2B10, 实际配筋面积为157mm2支座最大负弯矩, M max = × 10-6 = -11.79 kN·m1) 相对界限受压区高度bcu = 0.0033 - (f cu,k - 50) × 10-5 = 0.0033 - (25 - 50) × 10-5 = 0.0036 > 0.0033取cu = 0.0033按规范公式(7.1.4-1)b =2) 受压区高度x按规范公式(7.2.1-1), = 0, = 0|M|< b h0 = 0.55 × 285 = 156.75 mm, 按计算不需要配置受压钢筋3) 受拉钢筋截面积A s按规范公式(7.2.1-2)1f c bx = f y A s得A s = = 142 mm24) 验算配筋率0.24% < max = 2.50% 不超筋min = 0.200% <满足最小配筋率要求梯梁支座截面实际配置受拉钢筋为2B10, 实际配筋面积为157mm2 五、斜截面承载能力计算1．箍筋V = 0.5pL0 = 0.5 × 8.02 × 4200 / 1000 = 16.8 kN1) 复核截面条件按规范公式(7.5.1)0.25c f c bh0 = 0.25 × 1.00 × 11.90 × 200 × 285 = 169.6 × 103 NV = 16.8 kN < 169.6 kN, 截面尺寸满足要求2) 验算构造配筋条件按规范公式(7.5.7-1)0.7f t bh0 = 0.7 × 1.27 × 200 × 285 = 50.7 × 103 N > V = 16.8kN按构造配置箍筋实际配置双肢箍筋 A6@200六、施工配筋图板式楼梯配筋计算书说明：xxxxxxxxx中学现浇板式楼梯，楼梯平面布置图如下：层高3.600米踏步尺寸150mmx300mm。

楼梯结构设计及计算一识别建筑题图1．建筑楼梯平面图(1)楼梯的位置：根据楼梯的编号或轴线号查到本楼梯在建筑平面图的位置。

(2)楼梯的尺寸(梯段板的踏步数、休息平台尺寸等）。

(3)梯段板的走向(上、下).(4)梯段板及平台板的板边。

(5)隔墙的位置，隔墙的起止位置。

2．建筑楼梯剖面图(1)楼梯的竖向尺寸（梯段板的踏步数）。

(2)竖向标高(楼层标高、休息平台标高)。

(3)楼梯休息平台与楼层有关时,应有与楼层标高的相对尺寸.3．面层做法（梯段的水平向、竖向）(1)一般要根据建筑工程做法得出.a(2)建筑剖面图（但画出的不一定准，应请建筑师确定）.二确定楼梯的结构方案板式楼梯板厚，下表面平整美观.一般当楼梯使用荷载不大，且梯段的水平投影长度小于4.5m时,通常采用板式楼梯(在公共建筑中为了符合卫生和美观的要求大量采用板式楼梯)。

但跨度较大仍采用板式楼梯则板要取得厚，自重大,绕度、裂缝不好控制，钢筋也配得多,不经济；梁式的楼梯板薄,但下表面不平不美观。

当使用荷载较大,且梯段的水平投影长度大于4。

5m或预制装配式楼梯，则宜采用梁式楼梯,但要满足净高要求。

1．板式楼梯2．梁式楼梯三楼梯设计1．确定梯段梁、平台梁的位置及截面(1)楼梯宽度梯段净宽应根据使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度为0。

55+(0～0。

15）m计算，并不应少于两股人流。

仅供单人通行的楼梯，其宽度必须满足担任携带物品通过的需要,其梯段净宽应不小于900m.(2)楼梯平台包括楼层平台和中间平台两部分。

楼层平台：封闭楼梯和防火楼梯其楼层平台深度应与中间平台深度一致。

中间平台：其深度依下列情况确定：①直跑楼梯中间平台深度应≧2b+h。

②双跑楼梯中间平台深度应≧梯段宽度。

(3)梯段净高与净空尺寸计算楼梯梯段净高应不小于2200mm,平台部分的净高应不小于2000mm。

梯段的起始终了踏步的前缘与顶部凸出物的内边缘线的水平距离应不小于300mm.2．当梯段梁、平台梁支座没有结构构件时，应设楼梯柱（梁上或墙上起柱子)。