梁式,板式楼梯计算
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楼梯恒载计算【原创版】目录1.楼梯恒载计算的概述2.楼梯恒载计算的公式和方法3.楼梯恒载计算的注意事项4.楼梯恒载计算的实际应用正文一、楼梯恒载计算的概述楼梯恒载计算,是指在建筑设计中,对楼梯结构在正常使用条件下承受的恒定荷载进行计算,以确保楼梯结构在使用过程中的稳定性和安全性。
楼梯恒载计算是建筑结构设计的重要环节,对于保证建筑的使用功能和防止安全事故具有重要意义。
二、楼梯恒载计算的公式和方法楼梯恒载计算主要包括以下步骤:1.确定楼梯的结构形式和材料。
楼梯的结构形式主要包括梁式楼梯、板式楼梯等,不同结构形式的楼梯其恒载计算方法会有所差异。
同时,楼梯的材料也会影响恒载计算的结果,如钢筋混凝土楼梯、钢结构楼梯等。
2.确定楼梯的荷载类型。
楼梯的荷载类型主要包括恒载、活载和风载等。
其中,恒载是指楼梯结构自身所产生的荷载,活载是指楼梯在使用过程中承受的人流、物流等荷载,风载是指楼梯结构受到的风力所产生的荷载。
3.计算楼梯的恒载。
楼梯的恒载计算公式为:Q = G × S,其中 Q 为楼梯的恒载,G 为楼梯结构自身所产生的荷载,S 为楼梯受力面积。
4.计算楼梯的活载和风载。
楼梯的活载和风载计算公式分别为:Q_l = L × N × G_l 和 Q_w = 0.5 ×β× G_w,其中 Q_l 为楼梯的活载,L 为楼梯受力长度,N 为活载荷载因子,G_l 为活载荷载标准值;Q_w 为楼梯的风载,β为风压系数,G_w 为风载荷载标准值。
5.计算楼梯的允许应力。
楼梯的允许应力计算公式为:σ = Q / A,其中σ为楼梯的允许应力,Q 为楼梯所承受的荷载,A 为楼梯的受力面积。
三、楼梯恒载计算的注意事项1.在进行楼梯恒载计算时,应充分考虑楼梯的结构形式、材料和使用条件等因素,以确保计算结果的准确性。
2.楼梯的恒载计算应遵循国家相关规范和标准,以保证楼梯结构的安全性和稳定性。
1板式楼梯: TB-11.1基本资料1.1.1工程名称:工程一1.1.2楼梯类型:板式 A 型(╱),支座条件:两端弹性1.1.3踏步段水平净长 L sn= 3000mm,梯板净跨度 L n= L sn= 3000mm,梯板净宽度 B = 1800mm1.1.4低端支座宽度 d l= 200mm,高端支座宽度 d h= 200mm计算跨度 L0= Min{L n + (d l + d h) / 2, 1.05L n} = Min{3200, 3150} = 3150mm 1.1.5梯板厚度 h1= 120mm1.1.6踏步段总高度 H s= 1667mm,楼梯踏步级数 n = 111.1.7线性恒荷标准值 P k= 1kN/m;均布活荷标准值 q k= 3.5kN/m ,ψc= 0.7 1.1.8面层厚度 c1= 25mm,面层容重γc2= 20kN/m ;顶棚厚度 c2= 20mm,顶棚容重γc2= 18kN/m ;楼梯自重容重γb= 25kN/m1.1.9混凝土强度等级为 C25, f c= 11.943N/mm , f t= 1.271N/mm ,f tk= 1.779N/mm , E c= 27871N/mm1.1.10钢筋抗拉强度设计值 f y= 210N/mm , E s= 210000N/mm ;当纵筋直径不小于 12mm 时,取 f y= 300N/mm 、E s= 200000N/mm ;纵筋的混凝土保护层厚度 c = 15mm1.2楼梯几何参数1.2.1踏步高度 h s= H s / n = 1667/11 = 151.5mm踏步宽度 b s= L sn / (n - 1) = 3000/(11-1) = 300mm踏步段斜板的倾角α = ArcTan(h s / b s) = ArcTan(151.5/300) = 26.8°踏步段斜板的长度 L x= L sn / Cosα = 3000/Cos26.8°= 3361mm1.2.2踏步段梯板厚的垂直高度 h1' = h1 / Cosα = 120/Cos26.8°= 134mm踏步段梯板平均厚度 T = (h s + 2h1') / 2 = (152+2*134)/2 = 210mm1.2.3梯板有效高度 h10= h1 - a s= 120-20 = 100mm1.3均布永久荷载标准值1.3.1梯板上的线载换算为均布恒荷 g k1= P k / B = 1/1.8 = 0.56kN/m1.3.2梯板自重 g k2=γb·T = 25*0.21 = 5.26kN/m1.3.3踏步段梯板面层自重g k3=γc1·c1·(n - 1)(h s + b s) / L n= 20*0.025*(11-1)*(0.152+0.3)/3 = 0.75kN/m1.3.4梯板顶棚自重 g k4' =γc2·c2= 18*0.02 = 0.36kN/mg k4= g k4'·L x / L n= 0.36*3.361/3 = 0.40kN/m1.3.5均布荷载标准值汇总 g k= g k1 + g k2 + g k3 + g k4= 6.97kN/m1.4均布荷载的基本组合值由可变荷载控制的 Q(L) =γG·g k+ γQ·q k= 1.2*6.97+1.4*3.5 = 13.26kN/m由永久荷载控制的 Q(D) =γG1·g k+ γQ·ψc· q k= 1.35*6.97+1.4*0.7*3.5= 12.84kN/m最不利的荷载基本组合值 Q = Max{Q(L), Q(D)} = Max{13.26, 12.84} = 13.26kN/m1.5梯板的支座反力永久荷载作用下均布反力标准值 R k(D) = 10.45kN/m可变荷载作用下均布反力标准值 R k(L) = 5.25kN/m最不利的均布反力基本组合值 R = 19.89kN/m1.6梯板斜截面受剪承载力计算V ≤ 0.7·βh·f t·b·h0V = 0.5·Q·L n·Cosα = 0.5*13.26*3*Cos26.8°= 17.8kNR = 0.7·βh·f t·b·h0= 0.7*1*1271*1*0.1 = 89.0kN ≥ V = 17.8kN,满足要求。
板式楼梯计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、构件编号: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 50009-2001)《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)2.几何参数:楼梯净跨: L1 = 2160 mm 楼梯高度: H = 1500 mm梯板厚: t = 100 mm 踏步数: n = 9(阶)上平台楼梯梁宽度: b1 = 200 mm下平台楼梯梁宽度: b2 = 200 mm下平台宽: L2 = 700 mm 上平台宽: L3 = 650 mm3.荷载标准值:可变荷载:q = 2.00kN/m2面层荷载:q m = 1.80kN/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 t = 1.43 N/mm2R c=25.0 kN/m3f tk = 2.01 N/mm2E c= 3.00×104 N/mm2钢筋强度等级: HPB235 f y = 210 N/mm2E s= 2.10×105 N/mm2保护层厚度:c = 20.0 mm R s=20 kN/m3受拉区纵向钢筋类别:光面钢筋梯段板纵筋合力点至近边距离:a s = 25.00 mm支座负筋系数:α = 0.25四、计算过程:1. 楼梯几何参数:踏步高度:h = 0.1667 m踏步宽度:b = 0.2700 m计算跨度:L0 = L1+L2+L3+(b1+b2)/2 = 2.16+0.70+0.65+(0.20+0.20)/2 = 3.71 m 梯段板与水平方向夹角余弦值:cosα = 0.8512. 荷载计算( 取 B = 1m 宽板带):(1) 梯段板:面层:g km = (B+B*h/b)*q m = (1+1*0.17/0.27)*1.80 = 2.91 kN/m自重:g kt = R c*B*(t/cosα+h/2) = 25*1*(0.10/0.851+0.17/2) = 5.02 kN/m抹灰:g ks = R S*B*c/cosα = 20*1*0.02/0.851 = 0.47 kN/m恒荷标准值:P k = g km+g kt+g ks+q f = 2.91+5.02+0.47+0.20 = 8.60 kN/m恒荷控制:P n(G) = 1.35*P k+γQ*0.7*B*q = 1.35*8.60+1.40*0.7*1*2.00 = 13.57 kN/m活荷控制:P n(L) = γG*P k+γQ*B*q = 1.20*8.60+1.40*1*2.00 = 13.12 kN/m荷载设计值:P n = max{ P n(G) , P n(L) } = 13.57 kN/m(2) 平台板:面层:g km' = B*q m = 1*1.80 = 1.80 kN/m自重:g kt' = R c*B*t = 25*1*0.10 = 2.50 kN/m抹灰:g ks' = R S*B*c = 20*1*0.02 = 0.40 kN/m恒荷标准值:P k' = g km'+g kt'+g ks'+q f = 1.80+2.50+0.40+0.20 = 4.90 kN/m恒荷控制:P l(G) = 1.35*P k'+γQ*0.7*B*q = 1.35*4.90+1.40*0.7*1*2.00 = 8.58 kN/m活荷控制:P l(L) = γG*P k+γQ*B*q = 1.20*4.90+1.40*1*2.00 = 8.68 kN/m荷载设计值:P l = max{ P l(G) , P l(L) } = 8.68 kN/m3. 正截面受弯承载力计算:左端支座反力: R l = 21.46 kN右端支座反力: R r = 21.31 kN最大弯矩截面距左支座的距离: L max = 1.85 m最大弯矩截面距左边弯折处的距离: x = 1.10 mM max = R l*L max-[P l*L3*(x+L3/2)+P n*x2/2]= 21.46*1.85-[8.68*0.75*(1.10+0.75/2)+13.57*1.102/2]= 21.88 kN·m相对受压区高度:ζ= 0.324779 配筋率:ρ= 0.022116纵筋(1号)计算面积:A s = 1658.69 mm2支座负筋(2、3号)计算面积:A s'=α*A s = 0.25*1658.69 = 414.67 mm2五、计算结果:(为每米宽板带的配筋)1.1号钢筋计算结果(跨中)计算面积A s:1658.69 mm2采用方案:d16@100实配面积:2011 mm22.2/3号钢筋计算结果(支座)计算面积A s':414.67 mm2采用方案:d8@100实配面积: 503 mm23.4号钢筋计算结果采用方案:d6@200实配面积: 141 mm24.5号钢筋计算结果采用方案:d16@100实配面积:2011 mm25.6号钢筋计算结果采用方案:d8@100实配面积: 503 mm2六、跨中挠度计算:Mk -------- 按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mq -------- 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值1.计算标准组合弯距值Mk:Mk = M gk+M qk= (q gk + q qk)*L02/8= (8.60 + 2.000)*3.712/8= 18.242 kN*m2.计算永久组合弯距值Mq:Mq = M gk+M qk= (q gk + ψq*q qk)*L02/8= (8.60 + 0.50*2.000)*3.712/8= 16.521 kN*m3.计算受弯构件的短期刚度 B s1) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下,构件纵向受拉钢筋应力σsk = Mk/(0.87*h0*As) (混凝土规范式 8.1.3-3)= 18.242×106/(0.87*75*2011)= 139.045 N/mm2) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积: A te = 0.5*b*h = 0.5*1000*100= 50000 mm2ρte = As/A te (混凝土规范式 8.1.2-4)= 2011/50000= 4.021%3) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψψ = 1.1-0.65*f tk/(ρte*σsk) (混凝土规范式 8.1.2-2) = 1.1-0.65*2.01/(4.021%*139.045)= 0.8664) 计算钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αEαE = E S/E C= 2.10×105/(3.00×104)= 7.0005) 计算受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf矩形截面,γf = 06) 计算纵向受拉钢筋配筋率ρρ = As/(b*h0)= 2011/(1000*75)= 2.681%7) 计算受弯构件的短期刚度 B SB S = E S*As*h02/[1.15*ψ+0.2+6*αE*ρ/(1+ 3.5*γf)](混凝土规范式8.2.3--1)= 2.10×105*2011*752/[1.15*0.866+0.2+6*7.000*2.681%/(1+3.5*0.0)]= 10.227×102 kN*m24.计算受弯构件的长期刚度B1) 确定考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ当ρ`=0时,θ=2.0 (混凝土规范第 8.2.5 条)2) 计算受弯构件的长期刚度 BB = Mk/(Mq*(θ-1)+Mk)*B S (混凝土规范式 8.2.2)= 18.242/(16.521*(2.0-1)+18.242)*10.227×102= 5.367×102 kN*m25.计算受弯构件挠度f max = 5*(q gk+q qk)*L04/(384*B)= 5*(8.60+2.000)*3.714/(384*5.367×102)= 48.733 mm6.验算挠度挠度限值f0=L0/200=3.71/200=18.550 mmf max=48.733mm>f0=18.550mm,不满足规范要求!七、裂缝宽度验算:1.计算标准组合弯距值Mk:Mk = M gk+M qk= (q gk + q qk)*L02/8= (8.60 + 2.000)*3.712/8= 18.242 kN*m2.光面钢筋,所以取值V i=0.73.C = 204.计算按荷载荷载效应的标准组合作用下,构件纵向受拉钢筋应力σsk = Mk/(0.87*h0*As) (混凝土规范式 8.1.3-3)= 18.242×106/(0.87*75.00*2011)= 139.045 N/mm5.计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积: A te = 0.5*b*h = 0.5*1000*100= 50000 mm2ρte = As/A te (混凝土规范式 8.1.2-4)= 2011/50000= 4.021%6.计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψψ = 1.1-0.65*f tk/(ρte*σsk) (混凝土规范式 8.1.2-2)= 1.1-0.65*2.01/(4.021%*139.045)= 0.8667.计算单位面积钢筋根数nn = 1000/s= 1000/100= 108.计算受拉区纵向钢筋的等效直径d eqd eq= (∑n i*d i2)/(∑n i*V i*d i)= 10*162/(10*0.7*16)= 229.计算最大裂缝宽度ωmax =αcr*ψ*σsk/E S*(1.9*C+0.08*d eq/ρte) (混凝土规范式 8.1.2-1) = 2.1*0.866*139.045/2.1×105*(1.9*20+0.08*22/4.021%) = 0.0985 mm≤ 0.30 mm,满足规范要求。
3.小型分件装配式楼梯小型分件装配式楼梯由踏步板、斜梁、平台梁、小型分件装配式楼梯由踏步板、斜梁、平台梁、平踏步板组成,台板组成各构件单独预制,然后在现场拼装。
台板组成,各构件单独预制,然后在现场拼装。
小型分件装配式楼梯的斜梁顶面为踏步形,小型分件装配式楼梯的斜梁顶面为踏步形,在斜梁上坐浆找平后,直接安放踏步板。
斜梁搁置在平台梁上,上坐浆找平后,直接安放踏步板。
斜梁搁置在平台梁上,由预埋锚筋或预埋铁件焊接连接。
由预埋锚筋或预埋铁件焊接连接。
4.装配整体式楼梯 4.装配整体式楼梯装配整体式楼梯可预制成梁式或板式。
装配整体式楼梯可预制成梁式或板式。
其楼梯段与预制成梁式楼梯平台分别预制成整块的大型构件,楼梯平台分别预制成整块的大型构件,然后在现场直接安装就位而成。
安装就位而成。
小结 1.钢筋混凝土楼梯的类型; 1.钢筋混凝土楼梯的类型; 钢筋混凝土楼梯的类型 2.现浇板式楼梯的计算与构造; 2.现浇板式楼梯的计算与构造; 现浇板式楼梯的计算与构造 3.现浇梁式楼梯的计算与构造; 3.现浇梁式楼梯的计算与构造; 现浇梁式
楼梯的计算与构造 4.装配式楼梯的类型与构造。
4.装配式楼梯的类型与构造。
装配式楼梯的类型与构造
谢谢。
《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)。
楼梯结构设计计算楼梯的平面布置,踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计确定。
板式楼梯和梁式楼梯是最常见的现浇楼梯,宾馆和公共建筑有时也采用一些特种楼梯,如螺旋板式楼梯和剪刀式楼梯(图8-1)。
此外也有采用装配式楼梯的。
这里主要介绍板式楼梯和梁式楼梯的计算机构造特点。
(a)剪刀式楼梯 (b)螺旋板式楼梯图8-1 特种楼梯楼梯的结构设计包括以下内容:1) 根据建筑要求和施工条件,确定楼梯的结构型式和结构布置;2) 根据建筑类别,按《荷载规范》确定楼梯的活荷载标准值。
需要注意的是楼梯的活荷载往往比所在楼面的活荷载大。
生产车间楼梯的活荷载可按实际情况确定,但不宜小于3.5kN/m(按水平投影面计算)。
除以上竖向荷载外,设计楼梯栏杆时尚应按规定考虑栏杆顶部水平荷载0.5kN/m(对于住宅、医院、幼儿园等)或1.0kN/m(对于学校、车站、展览馆等);3).进行楼梯各部件的内力计算和截面设计;4) 绘制施工图,特别应注意处理好连接部位的配筋构造。
1.板式楼梯板式楼梯由梯段板、休息平台和平台梁组成(图8-2)。
梯段是斜放的齿形板,支承在平台梁上和楼层梁上,底层下端一般支承在地垄墙上。
板式楼梯的优点是下表面平整,施工支模较方便,外观比较轻巧。
缺点是斜板较厚,约为梯段板斜长的1/25—1/30,其混凝土图8-2 板式楼梯的组成图8-3 梯段板的内力用量和钢材用量都较多,一般适用于梯段板的水平跨长不超过3m时。
板式楼梯的计算特点:梯段斜板按斜放的简支梁计算(图8-3),斜板的计算跨度取平台梁间的斜长净距。
设楼梯单位水平长度上的竖向均布荷载(与水平面垂直),则沿斜板单位斜长上的竖向均布荷载(与斜面垂直),此处为梯段板与水平线间的夹角(图8-4),将分解为:此处分别为在垂直于斜板方向及沿斜板方向的分力,忽略对梯段板的影响,只考虑对梯段板的弯曲作用。
设为梯段板的水平净跨长,为其斜向净跨长, 因故斜板弯矩:斜板剪力:因此,可以得到简支斜板(梁)计算的特点为:1) 简支斜梁在竖向均布荷载(沿单位水平长度)作用下的最大弯矩,等于其水平投影长度的简支梁在户作用下的最大弯矩;2) 最大剪力等于斜梁为水平投影长度的简支粱在作用下的最大剪力值乘以;3) 截面承载力计算时梁的截面高度应垂直于斜面量取。
梁板式楼梯编制依据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012),以下简称“荷载规范”;《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010),以下简称“混凝土规范”;《人民防空地下室设计规范》(GB 50038-2005),以下简称“人防规范”;《平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土板式楼梯)》(11G101-2);《建筑结构静力计算手册》(第二版),以下简称“静力手册”。
楼梯类型:“楼梯类型”可选择“板式A 型(╱)”、“板式B 型(__╱)”、“板式C 型(╱ ̄)”、“板式D 型(__╱ ̄)”、“梁式A 型(╱)”、“梁式B 型(__╱)”、“梁式C 型(╱ ̄)”、“梁式D 型(__╱ ̄)”等。
支座条件:“支座条件”可选择“两端铰支”、“两端固定”、“两端弹性”、“低端固定高端铰支”、“低端铰支高端固定”等。
支座弯矩:当“支座条件”为“两端弹性”时,“支座弯矩”方可允许用户定义。
“支座弯矩”可选择“1/10*q*l0^2”、“1/12*q*l0^2”、“1/20*q*l0^2”、“1/24*q*l0^2”、“1/40*q*l0^2”、“分别指定”等。
当“支座弯矩”选择除“分别指定”之外的选项时,跨中最大弯矩按1/10*q*l0^2 计算。
当“支座弯矩”选择“分别指定”时,用户可分别指定“低端支座弯矩系数Kl”、“高端支座弯矩系数Kh”、“跨中最大弯矩系数Km”。
当梯板或梯梁两端支座的约束条件基本相同时,弹性支座的弯矩大于两端铰支的情况,不大于两端固定,即介于“0 ~1/12*q*l0^2”之间。
支座弯矩的下限“1/40*q*l0^2”是根据两端铰支的跨中弯矩“1/8*q*l0^2”与两端弹性的跨中弯矩“1/10*q*l0^2”之差计算出的。
建议在一般情况下,不必要取用1/10 的系数计算弹性支座弯矩。
因为只有在两端支座的约束条件相差较大时(趋向于一端固定一端铰支的情况),其中一端的弹性支座弯矩才有可能为“1/10*q*l0^2”。
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)。
楼梯计算书田林,土木一班。
222011322250003板式楼梯,已知踏步高150㎜,踏步宽300㎜,踏板厚120㎜,平台板厚100㎜,楼面面层为20㎜厚水泥砂浆抹面,梁板的天花抹灰为15㎜厚混合砂浆,楼面活荷载标准值为2.5kN/㎡,混凝土采用C25。
钢筋选用HRB335,构造筋选用Q235。
1.梯段板的计算(1)荷载计算(取1m 板宽计算)楼梯斜板的倾角,根据踏步宽300㎜,踏步高150㎜,有0.894452300150150cos 22==+=α踏步重: ㎡1.875kN/0.3250.150.31.021=⨯⨯⨯⨯(钢筋混凝土密度25kN/m ³) 斜板重:㎡3.35kN/0.8944251.00.12=⨯⨯ 面层重:㎡)(0.6kN/0.3200.021.00.150.3=⨯⨯⨯+(水泥砂浆密度取20kN/m ³) 板底抹灰重:㎡0.29kN/0.8944171.00.015=⨯⨯ (混合砂浆密度17kN/3m ) 恒载标准值: 6.115kN/m 0.290.63.351.875g k =+++=活荷载标准值 2.5kN/m 1.02.5p k =⨯=按由可变荷载效应控制的组合有:q=1.1×(1.2×6.115+1.4×2.5)=11.935kN/m (1.1为结构重要性系数学校取1.1) 按由永久荷载效应控制的组合有:q=1.1×(1.35×6.125+0.7×1.4×2.5)=11.791kN/m因此,取q=11.935kN/m 计算。
(2)内力计算 跨中弯矩m kN ql ⋅=⨯==742.10103935.11101M 22 (3)配筋计算( 1.10=γ)1α=1.0 0h =120-20=100mm ;则有==20c 10s bh f Mαγα0.09930100100011.91.01010.7421.126=⨯⨯⨯⨯⨯(C25混凝土强度设计值c f =11.9) =s γ0.948)0.099302-110.52-110.5s =⨯+⨯=+()(α=s A 260s y 048.415100948.030010742.101.1h f M mm =⨯⨯⨯⨯=γγ(HRB335钢筋强度设计值y f 为300) 纵向受力钢筋选用直径B 10@180(436.112mm );支座负筋选用A 10@200;分布筋选用A 8@200; 001905.030027.145.045.0min =⨯==y t f f ρ 最小配筋率为0.002 363400.0100002111.436=⨯=bh A S >0.002满足构造要求。
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。