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1.5 其他类型楼盖设计

1.5.1 井式楼盖和密肋楼盖

1)井式楼盖

井式楼盖是从双向板演变而来的一种楼盖形式,由双向板与交叉梁系共同组成,整个楼盖像一块双向带肋的大型双向楼板(图1.40),常用于具有较大跨度的建筑物楼盖,如车站、展览馆、候机楼、车库、图书馆等。

井式楼盖在梁交叉处不设柱,可以形成较大的使用空间,在满足承载力要求的同时,自身具有美观的视觉效果。同时,井式楼盖节省材料,造价较低。由于双向设梁,双向传力,且梁距较密,梁的截面高度较小,楼板的厚度也可适当减薄,可节约约30%的钢材和混凝土用量。

井式楼盖两个方向的交叉梁高度相同、不分主次、相互支撑(这也是井式楼盖与现浇单向板肋梁楼盖的主要区别)。交叉梁一般成正交关系,按与柱网间的相对关系可以分为正交正放和正交斜放。当楼盖平面为矩形且长短边之比不大于1.5时,各次梁可直接搁置在承重墙或周边主梁上,如图1.41(a)所示。另外,次梁也可以沿45°方向布置,如图1.41(b)所示。当长短边之比大于1.5时,为了使力较好地沿两个方向传递,可用柱将平面划分为同样形状的区格,使次梁支承在主梁上,如图1.41(c)所示。或者沿45°方向布置次梁,如图1.41(d)所示,此时角部的短梁可以成为中间梁的弹性支座,对整体受力更为有利。

图1.40 井式楼盖

交叉梁的网格一般为2~4m的正方形网格。在一般荷载作用下,当板厚为80mm时,梁区格的长度宜控制在3.6m左右,且网格的长短边之比不宜大于1.5;当梁区格为正方形时,梁高 h =( l / 18~ l / 16), l 为梁跨。

图1.41 井式楼盖的平面布置

2)密肋楼盖

密肋楼盖由薄板和间距较小的肋梁组成,如图1.42所示。一般情况下,将肋距≤1.5m的肋梁楼盖称为密肋楼盖,分单向密肋楼盖和双向密肋楼盖。双向密肋楼盖由于双向共同承受荷载作用,受力性能较好,比单向密肋的视觉效果好。由于肋间的楼板跨度小,板厚度可仅为40~60mm,与一般楼盖体系对比,可节约30%~50%的混凝土,楼盖造价降低约1/3,故近年来在大空间的多高层建筑中得到了广泛应用。但考虑板面上存在集中荷载的可能,为了防止发生冲切破坏,板面也不宜做得太薄。

图1.42 密肋楼盖

密肋楼盖中肋的高度,当不验算挠度时,楼盖简支情况可取 l /20~ l /17;弹性约束情况可取 l /25~ l / 20, l 为肋的跨度。

3)井式楼盖和密肋楼盖的设计要点

①井式楼盖中的板一般按双向板设计,不考虑梁的挠度影响;密肋楼盖中的板,因其跨度很小,一般不必进行计算,其厚度和配筋只需满足构造要求即可。

②井式楼盖和双向密肋楼盖都是双向受力的高次超静定结构,其内力和变形计算较复杂,特别是连续跨井字梁和双向密肋楼盖。通常井字梁的内力和变形需进行专门计算。对于单跨井字梁,通常根据两个方向的梁在交叉点处挠度相等这一变形协调条件,建立差分方程来求解,并忽略另一方向井字梁的扭转对节点变形和杆件内力的影响。井字梁的内力计算可以利用计算手册,如由包福廷编著的《井字梁结构静力计算手册》。

③井式楼盖梁上的荷载,当板的边长相同时,两侧的梁均承受三角形分布荷载;当板的边长不同时,短边梁承受三角形分布荷载,长边梁承受梯形分布荷载。而双向密肋楼盖因肋很密,可将梁上的荷载视为均布荷载。

④单跨井字梁和双向密肋楼盖可仅考虑活荷载满布,连续跨井字梁和单向密肋楼盖通常要考虑活荷载的不利布置。

⑤对于钢筋混凝土井字梁和密肋楼盖,应考虑现浇板的整体作用,即梁截面惯性矩的取值要考虑混凝土楼板的贡献。

⑥如果井字梁和密肋楼盖在承受荷载后进入弹塑性状态,应考虑其对内力和变形的影响。

1.5.2 无梁楼盖

1)无梁楼盖的结构组成

无梁楼盖不设梁,是一种双向受力的板柱结构,如图1.43所示。由于没有梁,钢筋混凝土板直接支撑在柱上或周边墙上,故与相同柱网尺寸的肋梁楼盖相比,无梁楼盖的板要厚一些,一般不小于150mm。为了提高柱顶处平板的受冲切承载力,以及减小板的计算跨度,往往在柱顶设置柱帽;当柱网尺寸较小且荷载不太大时,也可不设柱帽。通常柱和柱帽的截面形式为矩形,有时因建筑要求也可做成圆形。常用的矩形柱帽形式有无顶板柱帽、带折线顶板柱帽和带矩形顶板柱帽3种形式,如图1.44所示。

图1.43 无梁楼盖

图1.44 柱帽的主要形式

无梁楼盖的建筑构造高度比肋梁楼盖小,使得楼层的有效空间加大,且平滑的板底可以较好地改善采光、通风和卫生条件,故无梁楼盖常用于多层工业与民用建筑中,如车库、商场、书库、仓库等。水池顶盖也可采用这种结构形式。

无梁楼盖根据施工方法的不同可分为现浇式和装配整体式两种。无梁楼盖可采用升板施工技术,在现场逐层将在地面预制的屋盖和楼盖分阶段提升至设计标高后,通过柱帽和柱整体连接在一起。无梁楼盖能将大量的空中作业改在地面上完成,故可加快施工进度。此外,为了减轻自重,也可在板中采用填充体(如可重复使用的塑料模壳、预制混凝土薄壁盒、石膏填充体等)形成双向空腔,构成密肋无梁楼盖,这种楼盖在公共建筑中有所推广。

根据工程经验,当楼面活荷载标准值在5kN/m 2 以上、柱网为6m×6m时,无梁楼盖较肋梁楼盖经济。

2)无梁楼盖的受力特点

无梁楼盖是四点支承的双向板,均布荷载作用下的弹性变形曲线如图1.45所示。

图1.45中的柱上板带AB、CD和AD、BC分别成了跨中板带EF、GH的弹性支座。柱上板带支承在柱上,其跨中具有挠度 f 1 ;跨中板带弹性支承在柱上板带,其跨中产生与其支座(柱上板带)间的相对挠度 f 2 ;无梁楼盖跨中的总挠度为 f 1 + f 2 。此挠度通常会大于相同柱网尺寸的肋梁楼盖的挠度,因而无梁楼盖的板厚应大些。

图1.45 无梁楼盖的弹性变形曲线

1.5.3 空心楼盖

1)概述

现浇混凝土空心楼盖是采用内置或外露填充体,经现场浇筑混凝土形成的带有空腔的楼板。空心楼板和支承梁(或暗梁)等水平构件即可形成现浇混凝土空心楼盖。如果在混凝土空心楼盖中施加预应力,即可形成预应力混凝土空心楼盖。

空心楼板中的填充体一般永久埋置于楼板中,填充体置换了相应体积的混凝土,减轻了楼盖结构的自重。填充体与楼板的体积比称为体积空心率,一般体积空心率为20%~65%。填充体按形状和成型方式可分为:管状成型的填充管、棒状成型的填充棒、箱状成型的填充箱、块状成型的填充块和板状成型的填充板等。内置填充体是指表面均不外露、完全埋置于混凝土楼板中的填充体,一般其体积空心率为20%~60%;外露填充体是指上表面或下表面,或上、下表面均暴露于楼板表面的填充体。一般外露填充箱、填充块的体积空心率为35%~65%。图1.46和图1.47分别给出了内置圆柱填充体和箱型填充体的空心楼盖的构造,通过其可了解常见空心楼盖的做法。

现浇混凝土空心楼盖在减轻楼盖自重、减少地震作用、隔声、节能等方面比传统的实心楼盖有较明显的优势,同时可降低成本,改善使用功能,目前已经在一些大跨度写字楼、商业楼、大型会展中心、图书馆、多层停车场等公共建筑及大开间民用住宅中应用。

2)结构布置原则

混凝土空心楼盖的结构布置一般应遵循以下原则:

①结构布置应受力明确、传力合理。

②当现浇混凝土空心楼板为单向板时,填充体长向应沿板受力方向布置。

③现浇混凝土空心楼板为双向板时,填充体宜为平面对称形状,并宜按双向对称布置;当为填充管、填充棒等平面不对称形状时,其长向宜沿受力较大的方向布置。

图1.46 内置填充体为圆形截面的空心楼盖

图1.47 内置填充体为箱形截面的空心楼盖

④直接承受较大静力集中荷载的楼板区域,不宜布置填充体;直接承受较大动力集中荷载的楼板区格,不应采用空心楼板。

⑤现浇混凝土空心楼盖的填充体空心部分不参与结构受力。

现浇混凝土空心楼盖的设计应遵循现行国家标准《混凝土结构设计规范》、《现浇混凝土空心楼盖技术规程》的有关规定,还可参考国家建筑标准设计图集《现浇混凝土空心楼盖》。

1.5.4 装配式楼盖

1)概述

装配式楼盖在工业与民用建筑中得到广泛应用,主要有铺板式、密肋式和无梁式等,其中铺板式应用最广。

装配式楼盖由预制构件在现场安装连接而成,有节约劳动力、加快施工进度、便于工业化生产和机械化施工等优点,但结构的整体性和刚度一般较差。在装配整体式楼盖中,一部分构件采用预制,另一部分利用预制部分作为模板现场浇筑混凝土,这样能够大量节省模板,减少现场工作量,楼盖的整体性和刚度也可得到增强。

设计装配式楼盖时,一方面应注意合理地进行楼盖结构布置和预制构件的选型;另一方面要处理好预制构件间的连接以及预制构件和墙(柱)的连接。

2)铺板式楼盖的预制板与预制梁

铺板式楼盖是将预制楼板铺设在支承梁或承重墙上而构成,其主要构件是预制板和预制梁。预制楼板多为单跨简支布置,一般采用通用定型构件,由当地预制构件厂供应。

常用的预制铺板,其截面形式有实心板、空心板、正(倒)槽形板和夹心板等(图1.48);按支承条件又可分为单向板和双向板。为了节约材料,提高构件刚度,预制板应尽可能做成预应力板。

(1)预制板形式

①实心板。实心板上、下表面平整,制作方便,利于地面及顶棚装修。但其用料多、自重大,适用于小跨度的走道板、管沟盖板等(跨度在1.5m以内)。常用跨度 l =1.2~2.4m,板厚 h l / 30( l 为板跨),常用板厚50~100mm,常用板宽(标志尺寸) B 为500~1000mm。

②空心板。当板的跨度加大时,为减轻构件自重,可将截面中部的部分混凝土去掉,形成空心板。空心板孔洞的形状有圆形、矩形和椭圆形等,如图1.48(a)、(b)、(c)所示,其中圆孔板因制作简单而较为常用。

空心板节约材料,自重轻,板面平整,地面及顶棚容易处理,且隔声、隔热效果好;但缺点是板面不能任意开洞。

空心板在受弯工作时,可按折算的工字形截面计算。板的截面高度常由挠度要求控制。板的宽度应根据板制作、运输、起吊的具体条件而定,设计中可以选用不同板宽进行搭配,以符合房间的尺寸,并便于板的排列。普通混凝土空心板和预应力混凝土空心板的常用跨度、板厚、板宽如表1.4所示。

当施工吊装条件许可时,宜采用宽度较大的板。板的实际宽度 b 比板的标志宽度 B 略小,板间通常留有10~20mm缝隙。这一方面是考虑预制板制作时有施工误差,另一方面是考虑铺板后用细石混凝土灌缝以加强楼盖的整体性。

表1.4 混凝土空心板跨度、厚度、板宽

③槽形板。若将板截面受拉区和中部的混凝土去掉,即可形成槽形板。槽形板由板面、纵肋和横肋组成,横肋除在板的两端设置外,在板的中部也可设置数道。根据肋的位置在板面下或板面上,分为正槽形板和倒槽形板两种,如图1.48(d)、(e)所示。正、倒槽形板在受弯工作时,可分别按折算的T形截面、倒T形截面计算。

正槽形板受力合理,混凝土用量较省,但不能提供平整的顶棚。槽形板由于板上开洞较自由,在工业建筑中应用较多,也适用于厕所、厨房。

图1.48 预制板种类

④预制大楼板。随着高层建筑的发展,大块预制楼板(平板或双向肋形板)也日益增多。如图1.48(f)、(g)、(i)所示。在吊装条件允许的情况下,一个房间用一块或两块大楼板就可以铺满。预制大楼板一般为双向板,平面尺寸根据房间尺寸及建筑模数,在2.7~5.1m取值。板的厚度应满足承载力要求和刚度要求,通常根据刚度要求,由高跨比来确定最小截面高度,必要时需进行变形验算。实心大楼板板厚一般取110mm(包括面层),用钢量较少,室内无板缝,建筑效果好,但因构件尺寸大,运输、吊装较困难。

当板的跨度较大时,也可采用夹心板,如图1.48(h)所示。夹心板往往做成自防水保温屋面板,它在两层混凝土中间填充泡沫混凝土等保温材料,将承重、保温、防水三者结合在一起。

(2)预制梁形式

预制楼盖梁往往是单跨简支梁或带伸臂的简支梁,有时也采用连续梁。梁的截面形式有矩形、T形、倒T形、十字形及花篮形等,如图1.49(a)—(f)所示。预制板搁置在花篮梁两侧挑出的小牛腿上,可以增加室内净高。花篮梁可以全部预制,也可以做成叠合梁(图1.49(g)),叠合梁不仅增加了房屋净空,还加强了楼盖的整体性。

图1.49 预制梁的截面形式

3)装配式楼盖的连接构造

为保证装配式楼盖的平面内刚度,需要做好板与板之间、板与支承墙或梁之间、板与非支承墙之间,以及梁与支承墙之间的连接构造。

1.5.5 压型钢板-混凝土组合楼盖

压型钢板是按一定形状要求轧制的薄钢板,压型钢板-混凝土组合楼盖是利用凹凸相间的压型钢板做底膜与混凝土浇筑在一起的组合楼板,一般支承在钢梁上。楼盖系统主要由混凝土楼面层、压型钢板和钢梁三部分组成,如图1.50所示。组合板的总厚度不应小于90mm;压型钢板顶面以上的混凝土厚度不应小于50mm,压型钢板净厚度(不包括镀锌层或饰面层厚度)不应小于0.75mm。

图1.50 压型钢板组合楼盖

在施工阶段,压型钢板作为模板承受自重、浇筑混凝土重、施工荷载和附加荷载;在使用阶段,压型钢板作为组合楼板的受力钢板,与混凝土共同工作承担楼面荷载。

压型钢板-混凝土组合楼板适用于大空间建筑和高层建筑,在国际上普遍采用。压型钢板板肋有垂直于钢梁和平行于钢梁两种形式,板肋和钢梁之间可用栓钉连接,如图1.51、图1.52所示。

图1.51 压型钢板板肋垂直于钢梁

图1.52 压型钢板板肋平行于钢梁

1)压型钢板-混凝土组合楼盖的优点

①压型钢板自重轻,其运输、存储及堆放方便;容易吊装,可快速安装就位;由于不需要拆卸,节省劳动力。

②多个楼层可同时铺设压型钢板、同时浇筑混凝土,施工速度快。

③在压型钢板凹槽内可铺设电力、通信、暖通等管线,还能敷设保温、隔声、隔热等材料,也可埋置建筑装修用的吊顶挂钩,便于设置顶棚或吊顶,建筑空间利用率高。

④施工阶段中的压型钢板可与钢梁上翼缘连接在一起,对钢梁起侧向支承作用。

2)压型钢板-混凝土组合楼盖的缺点

①压型钢板较贵,使楼板的材料成本升高。

②为使压型钢板发挥组合受力作用,需采用防火涂料对楼板进行防火保护,从而增加了防火费用。如果不考虑压型钢板的组合受力作用,则楼板中仍需配置受拉钢筋,此时压型钢板仅作为模板使用,造成材料浪费。

3)压型钢板与混凝土的粘结

在压型钢板-混凝土组合楼板中,必须保证压型钢板与混凝土的粘结,才能考虑两者的组合作用,否则不能考虑。保证压型钢板和混凝土板的组合作用可采用以下方法:采用紧扣型压型钢板或利用压型钢板的波纹形状[图1.53(a)];采用有压痕的压型钢板(在压型钢板表面轧制出成凸凹状的抗剪齿槽)[图1.53(b)];在压型钢板上焊接横向钢筋[图1.53(c)];为保证可靠的组合作用,在任何情况下均应设置端部锚固件[图1.53(d)]。

图1.53 考虑组合作用的压型钢板与混凝土的构造方式 6qTqEfGRHUvpqfO9T9qevwDzRAd2GiJ7ZQm9OjQCb07WbD+7iAz4OkAXV9jFIPmK



1.6 楼梯设计

楼梯是多层及高层房屋中的重要组成部分,负责组织竖向交通。目前钢筋混凝土楼梯应用广泛,楼梯的平面布置、踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计确定。

1.6.1 楼梯的种类

板式楼梯和梁式楼梯是最常见的楼梯形式。板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成,如图1.54(a)所示。板式楼梯的优点是下表面平整,施工支模方便,外观比较轻巧。缺点是梯段板较厚,其厚度为梯段板斜向跨度 的1/30~1/25,混凝土用量和钢材用量较多,一般适用于梯段板水平跨度不超过4m的情况。

梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板和平台梁组成,如图1.54(b)所示。

图1.54 常见楼梯形式

在宾馆、剧院等公共建筑中会采用特殊结构形式的楼梯,如螺旋板式楼梯和悬挑板式楼梯,如图1.55所示。这两种楼梯造型新颖,但其受力复杂,用钢量大,造价高。

图1.55 特殊结构形式楼梯

楼梯的结构设计步骤包括:①根据建筑要求和施工条件,确定楼梯的结构形式和结构布置;②绘制楼梯计算简图,计算恒载及活载;③进行楼梯各部件的内力分析和截面设计;④绘制施工图,处理连接部件的配筋构造。

1.6.2 板式楼梯的内力计算与构造要求

1)内力计算

板式楼梯的设计内容包括梯段板、平台板和平台梁的设计。

(1)梯段板

从梯段板中取出1m宽板带作为计算单元,并近似认为梯段板简支于平台梁上,即将其按斜放的简支梁计算,计算简图如图1.56所示。

图中 l 0 为梯段板两端的平台梁的中心线间的水平距离, 沿梯段板方向的相应斜长。

楼梯的活荷载是按水平投影面计算的,设梯段板单位水平长度上的竖向均布荷载为 p (表示为↓,则沿斜板单位长度上的竖向均布荷载为 p′ = p cos α (表示为↓),此处 α 为梯段板与水平线间的夹角。再将竖向的 p′ 沿垂直于斜板方向及平行于斜板方向分解为:

图1.56 梯段板的计算简图

此处 分别为 在垂直于斜板方向及沿斜板方向的分力。其中, 对斜板的弯矩和剪力没有影响。

,于是斜板的跨中最大弯矩和支座最大剪力可以表示为:

可见,简支斜梁在竖向均布荷载 p (沿单位水平长度)作用下的跨中最大弯矩,等于其水平投影长度的简支梁在 p 作用下的跨中最大弯矩;简支斜梁的最大剪力等于其水平投影长度的简支梁在 p 作用下的最大剪力值乘以cos α

考虑到梯段板与平台梁整浇,平台梁对梯段板的转动变形有一定的约束作用,并非理想铰接,故计算板的跨中正弯矩时,常近似取

截面承载力计算时,斜板的截面高度应垂直于斜面量取,并取齿形的最薄处。

为避免斜板在支座处产生过大的裂缝,应在板面配置一定数量的负弯矩钢筋,一般取 8@200,长度为 l n /4( l n 为梯段板的净跨)。

(2)平台板和平台梁

在钢筋混凝土结构中,休息平台也采用梁、板、柱结构,休息平台柱一般自楼层梁中生根。平台板根据其周边约束及尺寸情况,可能为单向板或双向板。若平台板仅在平行的两边有平台梁支承,则为单向板,可取1m宽板带进行计算。平台板一端与平台梁整体连接,另一端可能支承在砖墙上,也可能与另一侧的平台梁整浇。跨中弯矩可近似取 ,或 。考虑到板支座的转动会受到一定约束,可将板下部钢筋在支座附近弯起,或在板面支座处另配负弯矩钢筋,负弯矩筋伸出板支承边缘长度为 l n /4(如图1.57所示)。

平台梁、平台柱的设计与一般现浇钢筋混凝土梁、柱相似。

图1.57 休息平台板配筋

2)构造要求

梯段板厚度一般不应小于 ,其中 为梯段板斜长,如图1.56所示。梯段板内分布钢筋可采用直径6mm或8mm,每级踏步不少于1根,放置在受力钢筋的内侧。

当梯段板为折线形时,可参照相关设计手册的构造要求配筋。

3)板式楼梯设计例题

1.1】已知某公共建筑现浇板式楼梯,标准层平面布置图如图1.58所示。建筑层高3.0m,踏步尺寸为150mm×300mm。采用C30混凝土,HRB400钢筋(用“ ”表示)。楼梯均布活荷载标准值 q k =3.5kN/m 2 。试设计该楼梯的梯段板TB、平台板PB及梯梁TL1。

图1.58 某楼梯标准层平面布置图

】(1)梯段板TB设计

梯段板倾斜角的正切tan α =150/300=0.5, α =26.565°,cos α =0.894。

梯段板水平计算跨度 l 0 =2.7+0.25=2.95m。

取板厚 h =120mm,为板斜长(2.95÷0.894=3.300)的1/27.5,在建议的1/30~1/25内。取1m宽板带计算。

①荷载计算

梯段板的荷载计算列于表1.5。恒荷载分项系数 γ G =1.3,活荷载分项系数 γ Q =1.5,总荷载设计值 p =1.3×6.52+1.5×3.5=13.73kN/m。

表1.5 梯段板TB的荷载

②截面设计

弯矩设计值 11 .95kN·m。

板的有效高度 h 0 =120-20=100mm。

= ,选配 ,经验算配筋率为0.36%,满足最小配筋率要求

在梯段板上部可按构造要求设置 8@200的负弯矩钢筋,因梯段板参与结构整体受力时为偏压或偏拉构件,该负弯矩钢筋一般通长布置(见图1.59之中的②号钢筋)。

分布筋每级踏步2根 6。梯段板TB配筋如图1.59所示。

图1.59 TB 配筋图

(2)平台板PB设计

设平台板厚 h =80mm,近似将其视作两端支承于TL1和TL2的简支板,取1m宽板带计算。

①荷载计算

平台板的荷载计算列于表1.6。总荷载设计值 p =1.3×2.95+1.5×3.5=9.09kN/m。

表1.6 平台板PB的荷载

②截面设计

平台板的计算跨度 =1.85m。

弯矩设计值 = =3.11kN·m。

板有效高度 h 0 =80-20=60mm。

= ,选配 。经验算配筋率为0.26%,满足最小配筋率要求

(3)平台梁TL1设计

设平台梁截面尺寸为250mm×400mm。

①荷载计算

平台梁的荷载计算列于表1.7。

表1.7 平台梁TL1的荷载

总荷载设计值 p =1.3×15.11+1.5×8.40=32.24kN/m。

②截面设计

计算跨度 l 0 =1.05 l n =1.05×3.35=3.52m。

弯矩设计值

剪力设计值

截面按倒L形计算, =250+5×80=650mm,梁的有效高度 h 0 =400-40=360mm。

经判别,属第一类T形截面

= = ,选配 ,经验算配筋率为0.45%,满足最小配筋率要求

该梁拟配置 6@200双肢箍筋,则斜截面受剪承载力

满足要求。

梁顶设置2 12架立筋,梁TL1的截面配筋如图1.60所示。

图1.60 梯梁TL1配筋图

1.6.3 梁式楼梯的内力计算与构造要求

1)内力计算

(1)踏步板

梁式楼梯的踏步板两端支承在斜梁上,按两端简支的单向板计算,一般取一个踏步作为计算单元,板上作用踏步板自重、上下抹灰和使用活荷载。踏步板为梯形截面,板的截面高度可近似取平均高度 h =( h 1 + h 2 )/2(图1.61),板厚 h 1 一般不小于40mm。

(2)梯段梁

梁式楼梯的梯段梁承受由踏步板传来的荷载和自重,可简化为在均布荷载作用下支承于楼层梁及平台梁的简支斜梁。斜梁的内力计算与板式楼梯的梯段板相同。因踏步板可能位于斜梁截面高度的上部,也可能位于下部,计算时梯段梁截面可取为矩形截面,或考虑踏步板取为倒L形截面。图1.62为斜梁的配筋构造。

图1.61 梁式楼梯的踏步板

图1.62 斜梁的配筋

(3)平台梁

平台梁主要承受梯段梁传来的集中荷载(由上、下跑楼梯梯段梁传来)和平台板传来的均布荷载,一般按简支梁计算。平台梁在其与梯段梁相交处应设置吊筋,吊筋计算方法与普通肋梁楼盖主次梁相交处的吊筋计算方法相同。

2)构造要求

梁式楼梯的每一踏步板一般需配置不少于2根直径6mm的受力钢筋,沿斜向布置的分布钢筋直径不小于6mm,间距不大于250mm。

梯段梁中的纵向受力钢筋在平台梁中应有足够的锚固。

当梁式楼梯出现折角形成折线形斜梁时,梁内折角处的纵向受拉钢筋应分开配置,并各自延伸至梁顶面以满足受拉纵筋的锚固要求。同时还应在该处增设附加箍筋,如图1.63所示。该箍筋应足以承受未伸入受压区锚固的纵向受拉钢筋 A s1 的合力 N s1 ,且在任何情况下不应小于全部纵向受拉钢筋合力的35%(即 N s2 ), N s1 , N s2 按下式计算:

式中 A s1 ——未伸入受压区域的纵向受拉钢筋的截面面积;

A s ——全部纵向受拉钢筋面积;

α ——构件的内折角。

按上述条件求得的箍筋,应布置在长度为 的范围内。

以上介绍的板式楼梯和梁式楼梯的内力计算和设计构造仅为楼梯承受竖向荷载的情况。实际工程中,对于有抗震设防要求的建筑结构中的楼梯,可采用设滑动支座等措施使楼梯不参与主体结构承受地震作用,此时仍可按上述方法进行楼梯设计。若楼梯与钢筋混凝土主体结构现浇在一起,则整体结构的抗震计算需要考虑楼梯构件的影响。此时板式楼梯的梯段板(或梁式楼梯的梯段梁)连同休息平台则会发挥类似斜撑的作用。在这种情况下,楼梯自身的内力计算和设计也需考虑参与整体结构受力带来的影响,应对楼梯内力采用计算机进行辅助分析,并进行抗震承载力验算。

图1.63 折线梁内折角配筋

1.6.4 装配式楼梯

为了节省模板、加快现场施工速度,并与建筑产业化趋势协调,目前在居住建筑中推广使用预制装配式楼梯。常用的预制装配式楼梯有预制板式楼梯和预制梁式楼梯两种,如图1.64所示。可以采用仅梯段板预制,平台梁、平台板现浇的方式,也可以采用梯段板、平台梁、平台板均为预制的方式。预制装配式楼梯适用于普通住宅结构中的双跑楼梯和剪刀楼梯。这些形式的楼梯大多已编有通用标准图集,不必自行设计。

预制装配式楼梯中的各种构件一般按简支构件计算内力,通常不参与整体结构抗震计算。预制装配式楼梯设计必须特别重视各构件间的连接构造。梯段板与平台梁连接处可以采用焊接连接或叠合整浇连接;也可以采用销键连接,一般上端支承处为固定铰支座,下端支承处为滑动铰支座。不同的连接方式应与楼梯计算简图及整体结构的抗震计算协调考虑。在设计时应根据预制加工条件、运输吊装能力等综合考虑,一般楼梯拆分后单个构件的自重不宜超过5 t,施工时应考虑吊装、运输及安装机具的能力。

图1.64 预制式楼梯

预制装配式楼梯平面布置图、剖面图和节点大样参照相关图集。 8KlqFllx34gtDmX+YirrcxVn4FdIXm64PPqdU00JojmOz9ejs5Gg5wttNfUoInq6



附录
及拓展内容

附1.1
等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数

1)在均布及三角形荷载作用下
2)在集中荷载作用下
3)内力正负号规定

附表1.1 两跨梁

续表

附表1.2 三跨梁

续表

附表1.3 四跨梁

续表

续表

附表1.4 五跨梁

续表

续表

续表

表中:①分子及分母分别为 M 1 M 5 的弯矩系数:②分子及分母分别为 M 2 M 4 的弯矩系数。 8KlqFllx34gtDmX+YirrcxVn4FdIXm64PPqdU00JojmOz9ejs5Gg5wttNfUoInq6

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