探讨几种楼梯设计计算的方法及技巧
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探讨几种楼梯设计计算的方法及技巧
作者:陈光
来源:《价值工程》2017年第06期
摘要: 本文通过工程实例从楼梯设计理念、工程概况、设计条件和设计参数、设计方案、施工要求和结构计算六个方面对楼梯设计进行分析,总结经验,为楼梯设计研究提供参考。
Abstract: Through the engineering examples, this paper analyzes the stair design form six
aspects of staircase design, engineering survey, design condition and design parameters, design
plan, construction requirements and structural calculation and summarizes the experience to provide
reference for the design of the stairs.
关键词: 大悬挑楼面;荷载;建设;预应力;作用;情况
Key words: large cantilever floor;load;construction;prestress;affect;situation
中图分类号:TU756.4+7 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)06-0154-02
0 引言
随着我国经济实力的不断增强,社会对建筑,装修的美观的要求越来越高。每个建筑中,人们每天使用,与建筑功能息息相关的重要结构就是楼梯了。楼梯可以做的很普通,也可以做的很漂亮。如图1。
由于建筑设计中,楼梯往往没有得到足够的重视,所以令人惊艳的楼梯设计往往出现在装修中。但装饰设计同行往往对结构不够重视,设计出的楼梯经常美观由于,强度不足。因此,还需做结构设计的各位同仁能够给予楼梯足够的重视,适当处理,就可以是楼梯本身结构美观,或者给装饰留下一个好骨架。
1 常见样式
建筑中常见楼梯设计形式有:两跑往返,两跑L型,三跑/四跑口字型,螺旋楼梯等等。楼梯说起来是简单构件,但是除了单纯的两跑楼梯以外。其它楼梯形式,受力都相对复杂。以螺旋楼梯为例,见图2。
螺旋楼梯因为受力比较大,梯板比较厚,要想设计美观,并不容易。对于小于90度旋转的螺旋楼梯,受力简单,计算方便,只需选择合适板厚,按计算配筋即可。但是对于超过180度的螺旋楼梯,就要比较小心。梯板及相关构件如果过为笨重,影响美观。可以在跨中附近设置一个梯柱,这样梯柱看起来不突兀。切记不要在梯板两侧各设置一个,那样显得很突兀。单龙源期刊网
个梯柱选择位置设置在竖向力合力作用点处,可以仅承受竖向力,以及很小的弯矩。截面可以比较小。另外螺旋楼梯厚度比较大,侧面看起来比较笨重。可以将主体两端各加一个翼板,这样侧面看起来会比较轻薄美观。
2 计算方法
螺旋楼梯的计算软件比较常见,计算楼梯本身不难。虽然计算软件能够给出楼梯本身的内力,但是支座反力不明确。这时可以将楼梯本身作为一个刚性梯,整体用结构力学方法即可得出给支座施加的外力。此时还不能忘了与楼梯端部内力进行叠加。螺旋楼梯一般端部弯矩都比较大,端部支座除了考虑竖向荷载意外,还有很大弯矩。需要设置厚板,宽梁以平衡弯矩。计算时,可将螺旋楼梯本身作为一个边梁,计算其所承受的弯矩,剪力,扭矩以得到配筋。配筋时纵向钢筋主要放在外边缘以承受扭矩。
对于别墅,网点等建筑内常常用到的L型两跑,以及三跑,四跑楼梯,如果设计成梁式楼梯,则在小空间内显得很笨重,而且厚度大,不美观。
以图3一个别墅中的四跑楼梯为例:可将将楼梯简化为四块梯板计算:梯板一,梯板二,梯板三,梯板四。
分别按两端跨度计算梯板受力并配筋。在各个梯板重合处,有应力叠加。将此方法与有限元计算结果比对后发现,应力较大处在梯板重合处,因泊松效应的缘故,一个方向的受力对另一个方向的变形及应力有影响。多次计算后,发现简化计算方法比实际受力小15%以内。故可将梯板重叠区域的应力 x1.15系数后,进行计算配筋即可。此方法经过经过数十例工程应用后,证明计算结果安全可靠。
3 施工要点
设计完善后,重点就是施工实现了。楼梯通常都是在主体结构完成后后做。所以在施工主体结构时,需要预先留置的钢筋,埋件,必须预先埋设好。新老砼接茬处,需要凿毛,清理干净,并用砼界面剂处理方可保证砼的完整性。大型楼梯,尤其是螺旋楼梯时,由于受力大且受力状况复杂,必须砼养护达到100%强度后方可拆模,以减少裂缝。
4 结束语
楼梯作为常常被忽视的重要构件。若设计方法得当,也并不需要花太多精力就能达到很好的效果。对整个建筑空间往往能达到画龙点睛的效果。建筑整体的品质因而能够得到提高。
参考文献:
[1]GB 50009-2012,建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012. 龙源期刊网
[2]GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[3]GB 50010-2010,混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.