某框架結(jié)構(gòu)辦公樓樓梯設(shè)計

1、-作者xxxx-日期xxxx某框架結(jié)構(gòu)辦公樓樓梯設(shè)計【精品文檔】 網(wǎng)絡(luò)教育學院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 題 目：某框架結(jié)構(gòu)辦公樓樓梯設(shè)計學習中心：奧鵬學習中心 層 次： 專升本 專 業(yè)： 土木工程 年 級： 學 號： 學 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 201 年 月3日 【精品文檔】內(nèi)容摘要樓梯作為建筑物垂直交通設(shè)施之一，首要的作用是聯(lián)系上下交通通行；其次，樓梯作為建筑物主體結(jié)構(gòu)還起著承重的作用，除此之外，樓梯有安全疏散、美觀裝飾等功能。設(shè)有電梯或自動扶梯等垂直交通設(shè)施的建筑物也必須同時設(shè)有樓梯。在設(shè)計中要求樓梯堅固、耐久、安全、防火；做到上下通行方便，便于搬運家具物品，有足夠的通

2、行寬度和疏散能力。樓梯設(shè)計包括對梯段板、平臺板以及平臺梁的計算配筋，綜合了運用力學和混凝土結(jié)構(gòu)課程所學知識。利用計算結(jié)果畫出了梯段板、平臺板以及平臺梁的配筋圖。關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；樓梯設(shè)計；配筋；疏散；目 錄內(nèi)容摘要I引 言11鋼筋混凝土樓梯的類型2樓梯分類2樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容4樓梯構(gòu)造設(shè)計要求42 設(shè)計的基本資料及任務(wù)62.1 設(shè)計資料62.2 設(shè)計要求及任務(wù)73 樓梯設(shè)計83.1 設(shè)計要點83.2 材料選擇83.3 梯段板設(shè)計83.3.1 計算要點83.3.2 荷載計算93.3.3 內(nèi)力計算103.3.4 配筋計算113.3.5 構(gòu)造要求113.4 平臺板設(shè)計113.4.1 荷載計算113.

3、4.2 內(nèi)力計算123.4.3 配筋計算123.4.4 構(gòu)造要求123.5 平臺梁設(shè)計12.1 荷載計算123.5.2 內(nèi)力計算133.5.3 配筋計算133.5.4 構(gòu)造要求134 施工圖紙14參考文獻16引 言框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計始于歐美，二十世紀后得到了世界各地大范圍的使用，其結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活，使用空間大，延性較好，其具有良好的抗震能力，對辦公樓有重要建筑結(jié)構(gòu)非常適用，能滿足其較大的使用面積要求。建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計的很多重要的方面，選擇辦公樓框架樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而掌握辦公樓框架樓梯設(shè)計的基本原理，妥善解決其功能關(guān)系，滿足使用要求。我國建筑行業(yè)發(fā)展進程越來越快，建筑技術(shù)不斷更新，新材料、新技術(shù)層

4、出不窮，從而質(zhì)量要求越來越高，對建筑施工技術(shù)人員和材料要求更高。建筑工程結(jié)構(gòu)工程設(shè)計作為我們現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)的定型材料，保證建設(shè)工程質(zhì)量與安全，因此在結(jié)構(gòu)工程中占據(jù)重要的位置。框架樓梯結(jié)構(gòu)工程的研究，對于建筑的荷載情況，分析其受力，采用不同的方法分別計算出各種荷載作用下的彎矩、剪力、軸力，然后進行內(nèi)力組合，挑選出最不利的內(nèi)力組合進行截面的承載力計算，保證結(jié)構(gòu)有足夠的強度和穩(wěn)定性。在對豎向荷載的計算種采用了彎矩分配法，對水平荷載采用了門架法，對鋼筋混凝土構(gòu)件的受力性能，受彎構(gòu)件的正截面和斜截面計算都有應(yīng)用。本結(jié)構(gòu)計算選用辦公樓框架樓梯結(jié)構(gòu)工程為計算單元，采用手算的簡化計算方法，其中計算樓梯結(jié)構(gòu)在豎

5、向荷載下的內(nèi)力，某框架結(jié)構(gòu)辦公樓樓梯設(shè)計梯段板的計算取1m板寬作為計算單元，首先根據(jù)梯段板的凈跨以及上面作用的荷載等初步估計梯段板厚度，然后采用材料力學的方法求出板的內(nèi)力，并根據(jù)混凝土規(guī)范求得梯段板的抗力，根據(jù)混凝土構(gòu)件的設(shè)計原則和方法進行梯段板的設(shè)計。除此之外，還進行了平臺板、平臺梁的設(shè)計。最后根據(jù)計算結(jié)果，按照構(gòu)造要求，繪制了施工圖。 本設(shè)計的特點，綜合了許多土木相關(guān)課程的相關(guān)理論和知識，以及熟悉設(shè)計規(guī)范的選用及使用，既是完成了樓梯的設(shè)計工作，同時又是對自己所學知識的綜合和鞏固的一個過程，特別主要通過工程實例來強化大學期間所學的知識，建立一個完整的設(shè)計知識體系，了解設(shè)計總過程，通過查閱大量

6、的相關(guān)設(shè)計資料，提高自己的動手能力。本次設(shè)計是在指導(dǎo)老師的悉心教導(dǎo)下完成的，在此向你們表示衷心的感謝！鑒于水平有限，設(shè)計書中還存在不少缺點甚至錯誤，敬請老師批評和指正。1鋼筋混凝土樓梯的類型樓梯是房屋的豎向通道，一般由梯段、平臺和欄桿組成。樓梯的平面布置，梯段踏步尺寸以及欄桿等由建筑設(shè)計確定。樓梯按其所用材料可分為木樓梯、鋼樓梯和鋼筋混凝土樓梯。按施工方法可分為現(xiàn)澆整體式樓梯和預(yù)制裝配式樓梯。按構(gòu)件受力形式不同可分為板式樓梯、梁式樓梯、剪刀式（懸挑式）樓梯和螺旋式樓梯。（a）板式樓梯 （b）梁式樓梯 （c）剪刀式樓梯 （d）螺旋式樓梯圖1.1.1 樓梯形式（1）板式樓梯板式樓梯由梯段、橫梯梁和

7、平臺組成，梯板是一塊斜板，整個梯段是一塊斜放的板，板的兩端支承在平臺梁上（最下端的梯段可支承在橫梁上，也可單獨做基礎(chǔ)）。板式樓梯是將樓梯作為一塊板考慮，板的兩端支承在休息平臺的邊梁上，休息平臺支承在墻上。板式樓梯的梯段分別與兩端的平臺梁整澆在一起，由平臺梁支承。梯段相當于是一塊斜放的現(xiàn)澆板，平臺梁是支座。梯段內(nèi)的受力鋼筋沿梯段的長向布置，平臺梁的間距即為梯段板的跨度。從力學和結(jié)構(gòu)角度要求，梯段板的跨度大或梯段上使用荷載大，都將導(dǎo)致梯段板的截面高度加大。所以板式樓梯適用于荷載較小、建筑層高較小（建筑層高對梯段長度有直接影響）的情況，如住宅、宿舍建筑。板式樓梯梯段的底面平整、美觀，也便于裝飾。為保

8、證平臺過道處的凈空高度，可在板式樓梯的局部位置取消平臺梁，形成折板式樓梯，此時板的跨度為梯段水平投影長度與平臺深度之和。近年在公共建筑和庭園建筑的外部樓梯出現(xiàn)了一種造型新穎，具有空間感的懸臂板式樓梯，其特點是樓梯梯段和平臺均無支承，完全靠上下梯段和平臺組成的空間結(jié)構(gòu)與上下層樓板共同受力。優(yōu)點：板式樓梯外觀美觀，受力簡單、施工方便的優(yōu)點，下表面平整，施工支模方便。缺點：斜板較厚，當跨度較大時，材料用量較多。（2）梁式樓梯梁式樓梯是將梯段踏步板直接擱置在斜梁上，斜梁擱置在梯段兩端的樓梯梁上,在樓梯斜板側(cè)面設(shè)置斜梁，斜梁兩端支承在橫梯梁上，橫梯梁支承在梯間墻上或柱上，就構(gòu)成了梁式樓梯?，F(xiàn)澆梁板式樓梯

9、在樓梯段兩側(cè)設(shè)有斜梁，斜梁搭在平臺梁上。荷載由踏步板經(jīng)由斜梁再傳到平臺梁上，通過平臺梁傳給墻或柱。樓梯段由踏步板和斜梁組成，斜梁一般設(shè)兩根，位于踏步板兩側(cè)的下部，這時踏步外露，稱為明步。斜梁也可以位于踏步板兩側(cè)的上部，這時踏步被斜梁包在里面，稱為暗步。斜梁有時只設(shè)一根，通常有兩種形式：一種是在踏步板的一側(cè)設(shè)斜梁，將踏步板的另一側(cè)擱置在樓梯間墻上；另一種是將斜梁布置在踏步板的中間，踏步板向兩側(cè)懸挑。優(yōu)點：梯段較長，相對經(jīng)濟，適用于荷載較大、層高較大的建筑，如教學樓、商場等。缺點：支模較復(fù)雜，外觀笨重。（3）剪刀式樓梯剪刀式樓梯是整個樓梯由主體結(jié)構(gòu)的邊梁上挑出，剪刀式樓梯為消防樓梯屬特種樓梯，每層

10、有兩個出入口實現(xiàn)可上又可下，等于是設(shè)計了兩條樓梯，剪刀式樓梯的好處是輸出量倍增，意外事件時逃生的通道是很重要的。剪刀式樓梯實際上是由兩個雙跑直樓梯交叉并列布置而形成的。它既增大了人流通行能力，又為人流變換行進方向提供了方便。適用于商場、多層食堂等人流量大，且行進方向有多向性選擇要求的建筑中。優(yōu)點：是首層休息平臺和踏步下的空間可以較好的利用，外形美觀輕巧。缺點：受力復(fù)雜。（4）螺旋式樓梯螺旋樓梯平面呈圓形，通常中間設(shè)一根圓柱，繞圓心旋轉(zhuǎn)180°即可達到一個樓層高度的樓梯形式，它是由同一圓心的兩條半徑不同的線組成螺旋面分級用來懸挑支承扇形踏步板。由于踏步外側(cè)寬度較大，并形成較陡的坡度，行

11、走時不安全，所以這種樓梯不能用作主要人流交通和疏散樓梯，又稱為觀賞樓梯。優(yōu)點：構(gòu)造復(fù)雜，流線造型美觀、典雅，節(jié)省空間。缺點：坡度較陡，行走不安全，且構(gòu)造較復(fù)雜。樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括以下內(nèi)容：（1）根據(jù)建筑要求和施工條件，確定樓梯的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置。（2）根據(jù)建筑類別，按荷載規(guī)范確定樓梯的活荷載標準值。需要注意的是樓梯的活荷載往往比所在樓面的活荷載大。生產(chǎn)車間樓梯的活荷載可按實際情況確定，但不宜小于3.5kN/m（按水平投影面計算）。除以上豎向荷載外，設(shè)計樓梯欄桿時應(yīng)按規(guī)定考慮欄桿頂部水平荷載0.5 kN/m（對于住宅、醫(yī)院、幼兒園等）或1.0 kN/m（對于學校、車站、展覽館等）。（3）進

12、行樓梯各部件的內(nèi)力計算和截面設(shè)計。（4）繪制施工圖，特別應(yīng)注意處理好連接部位的配筋構(gòu)造。1.3樓梯構(gòu)造設(shè)計要求1）確定樓梯的主要尺寸 1踏步尺寸和踏步數(shù)量 (1) 根據(jù)建筑物的性質(zhì)和樓梯的使用要求，確定樓梯的踏步尺寸。通常公共建筑樓梯的踏步尺寸(適宜范圍)為：踏步寬度280-300mm；踏步高度150-160mm。可先選定踏步寬度，踏步寬度應(yīng)采用15M的整數(shù)倍數(shù)，由經(jīng)驗公式b+2h=600mm(b為踏步寬度，h為踏步高度)可求得踏步高度，各級踏步尺寸應(yīng)相同。 (2) 根據(jù)建筑物的層高和初步確定的樓梯踏步高度計算樓梯各層的踏步數(shù)量，即踏步 數(shù)量=層高踏步高度。若得出的踏步數(shù)量不是整數(shù)，可調(diào)整踏步

13、高度。為使構(gòu)件統(tǒng)一，以便減化結(jié)構(gòu)和施工，平行雙跑樓梯各層的踏步數(shù)量宜取偶數(shù)。 2梯段尺寸 (1) 根據(jù)樓梯間的開間和樓梯形式，確定梯段寬度，即梯段寬度=(樓梯間凈寬梯井 寬)2，梯段寬度應(yīng)采用1M或12M的整數(shù)倍數(shù)。 (2) 確定各梯段的踏步數(shù)量。對平行雙跑樓梯，通常各梯段的踏步數(shù)量為各層踏步數(shù)量的一半，因底層中間平臺下做通道，為滿足平臺凈高要求(平臺凈高2000mm)，需調(diào)整底層兩個梯段的踏步數(shù)量。 (3) 根據(jù)踏步尺寸和各梯段的踏步數(shù)量，確定梯段長度和梯段高度。即梯段長度：(該梯段的踏步數(shù)量1)×踏步寬度，梯段高度=該梯段的踏步數(shù)量×踏步高度。 3平臺深度和欄桿扶手高度

14、 (1) 平臺深度不應(yīng)小于梯段寬度。 (2) 欄桿扶手高度不應(yīng)小于900m。 2）確定樓梯的結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)造方案 1現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土樓梯 根據(jù)梯段跨度按結(jié)構(gòu)要求，確定樓梯的結(jié)構(gòu)形式。當梯段跨度不大時(一般不超過3m)，可采用板式梯段，當梯段跨度或荷載較大時，宜采用粱式樓梯。若選用梁式樓梯，應(yīng)確定梯粱的布置形式。 3）繪制樓梯平面圖和剖面圖 根據(jù)樓梯尺寸和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造方案，繪制樓梯平面圖和剖面圖。繪圖時應(yīng)注意以下幾點： (1) 欄桿扶手在平臺轉(zhuǎn)彎處的高差處理。 (2) 樓地層、室外臺階或坡道、雨篷等只畫出，不標注做法和尺寸。 (3) 樓梯上行和下行指示線是以各層樓面(或地面)標高為基準進行標注的

15、，所標注的踏步數(shù)量分別為上行樓層和下行樓層的樓梯踏步數(shù)量。 4）樓梯細部構(gòu)造 選擇有代表性的構(gòu)造節(jié)點進行樓梯細部設(shè)計，如欄桿與梯段的連接、欄桿與扶手的連接、頂層水平欄桿扶手與墻的連接、踏面防滑處理等。2 設(shè)計的基本資料及任務(wù)2.1 設(shè)計資料某框架結(jié)構(gòu)辦公樓，樓梯間平面圖如下。.1 首層平面面圖.2 二層平面圖綜合考慮樓梯間的建筑尺寸和經(jīng)濟因素，采用板式樓梯的結(jié)構(gòu)形式。進行樓梯構(gòu)件結(jié)構(gòu)計算時主要參考設(shè)計規(guī)范如下：建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2010）03G101-2平法表示樓梯2.2 設(shè)計要求及任務(wù)根據(jù)建筑方案確定樓梯結(jié)構(gòu)形式，本論文中統(tǒng)一采用

16、鋼筋混凝土板式樓梯。1.根據(jù)給定設(shè)計資料和規(guī)范選擇材料（混凝土強度和鋼筋型號等）。2.計算出斜板、中間平臺板和中間平臺梁的配筋。3.繪制樓梯結(jié)構(gòu)圖及配筋圖，用平法標注方式繪制樓梯配筋圖。3 樓梯設(shè)計3.1 設(shè)計要點板式樓梯一般由梯段板、平臺梁和平臺板組成，梯段斜板兩端支撐在平臺梁上，板式樓梯荷載的傳遞路徑是：斜板平臺梁樓梯間墻（或柱）。為保證梯段板具有一定的剛度，梯段板的厚度一般可?。樘荻伟逅椒较虻目缍龋Ｈ?。平臺板厚度，彎矩系數(shù)可為或。平臺梁的截面高度，。3.2 材料選擇混凝土等級：C25商砼；鋼筋： HRB335級，箍筋為HPB300級；樓梯面構(gòu)造：50mm厚大理石地面，30mm厚水

17、泥砂漿；樓梯底面：20厚板底抹灰。3.3 梯段板設(shè)計3.3.1 計算要點計算梯段板時，可取1m寬板帶或以整個梯段板作為計算單元。計算簡圖梯段板在內(nèi)力計算時，可簡化為兩端簡支的斜板。荷載包括活荷載、斜板及抹灰層自重等。其中活荷載是沿豎直方向分布的，而斜板及抹灰層自重則是沿板的傾斜方向分布的，為了使計算方便，一般應(yīng)將其換算成沿豎直方向分布的荷載后再進行計算。內(nèi)力計算如圖（a）所示的簡支板可簡化為圖c所示的水平板計算，計算跨度按斜板的水平投影長度取值，斜板自重可化作沿斜板的水平投影長度上的均布荷載。 (a) (b)（c）圖3.3.1 梯段板的內(nèi)力計算在荷載及水平跨度都相同時，簡支斜梁（板）在豎向均布

18、荷載下（沿水平投影長度）的最大彎矩與相應(yīng)的簡支水平梁的最大彎矩是相等的，即而簡支斜梁（板）在豎向均布荷載作用下的最大剪力為：式中，、分別為作用于梯段板上的沿水平投影方向的永久荷載及可變荷載設(shè)計值；、分別為梯段板的計算跨度及凈跨的水平投影長度。但在配筋計算時，考慮到平臺梁對梯段斜板有彈性約束作用這一有利因素，故計算時取設(shè)計彎矩為對豎向荷載在梯段板內(nèi)引起的軸向力，設(shè)計時不予考慮。3.3.2 荷載計算某辦公室樓梯結(jié)構(gòu)布置下圖所示。層高2.17m，踏步尺寸155mm×300mm，板采用HRB335鋼筋、梁縱筋采用HRB335鋼筋，箍筋采用HPB300鋼筋，混凝土等級為采用C25商砼（fc=N

19、/mm2, ft= mm2），HRB335鋼筋（=300N/mm2），踏步面層為20mm厚混合砂漿抹灰，試設(shè)計此板式樓梯。表1 梯段板的荷載荷載種類荷載標準值（KN/m2）恒荷載20厚板底抹灰0.38100板厚2.79三角形踏步30厚水泥砂漿0.650厚大理石小計7.045活荷載1) 梯段板按斜放的簡支梁計算，它的正截面是與梯段板垂直的，樓梯的活荷載按水平投影面計算，計算跨度取平臺梁間的斜長凈距l(xiāng)0，設(shè)l0為梯段板的水平凈跨長。2) 梯段板厚約為梯段板水平長度1/251/35：板厚?。篽=1/35=1/35×3900100mm ，取一個踏步寬1m為計算單元。板傾斜度：tg=155/3

20、02；cosa=300/1552+300295。3) 恒荷載設(shè)計值（荷載分項系數(shù)為1.2）：×95kN/m2100板厚:×95=2.79kN/m2三角形踏步:×0.3×5×25/0.3kN/m230厚水泥砂漿：30*0.02=0.6KN/m250厚大理石： 5×28 KN/m3=KN/m2活荷載設(shè)計值: 2.5kN/m2 ×7.045×2.5=11.95KN/m2×7.045××2.5=11.96N/m2總荷載取值：P=11.96kN/m2 3.3.3 內(nèi)力計算板的水平計算跨度3.6m

21、，考慮到梯段板與平臺梁整澆,平臺對斜板的轉(zhuǎn)動變形有一定的約束作用,故計算板的跨中正彎矩和支座最大剪力時常?。簭澗卦O(shè)計值：M中=1/10(g+q) l02=11.96×3.62/10=15.5KNM最大剪力：Vmax=1/2(g+q) l0=0.5*11.96*3.6=21.53KN3.3.4 配筋計算板的有效高度h0=h-as=120mm。as=M/（1fcbh02）=15.5×106××1000×1202) =0.09s=(1+1-2as)/2=(1+1-2*0.09)/2=5A s=M/sfyh0=15.5*106/5*300*120=45

22、3mm2實際配鋼筋12100，在垂直于受力鋼筋方向按構(gòu)造設(shè)置分布筋，分布筋每級踏步1根10，放置在受力筋的內(nèi)側(cè)，梯段配筋詳見施工圖。 驗算：p=453/1000*100=4.5300%，滿足最小配筋率要求。梯段板抗剪驗算，因0.7 ftbh0=0.7*1.27*1000*100=88.9KN> Vmax=21.53KN滿足抗剪要求。3.3.5 構(gòu)造要求梯段斜板配筋可采用彎起式或分離式。采用彎起式配筋時，一半鋼筋伸入支座，一半靠近支座處彎起，支座截面負筋的用量一般可取與跨中截面相同。受力鋼筋的彎起點位置。在垂直受力鋼筋方向仍應(yīng)按構(gòu)造配置分布鋼筋8150，并要求每一個踏步下至少放置一根鋼筋。

23、3.4 平臺板設(shè)計3.4.1 荷載計算平臺板厚h=90mm，取1m寬板帶作為計算單元表2 平臺板的荷載荷載種類荷載標準值（KN/m2）恒荷載20厚板底抹灰×90板厚0.09×25=2.2530厚水泥砂漿50厚大理石小計4.59活荷載×4.59×2.5=9KN/m2×4.59××2.5=8.65KN/m2總荷載取值：q=9kN/m2 3.4.2 內(nèi)力計算平臺板的計算跨度l0=2m彎矩設(shè)計值：M=Pl02/10=9×2*2/10=3.6N·m最大剪力：Vmax=1/2(g+q) l0=0.5*9*=4.05K

24、N 3.4.3 配筋計算h0=90-20=70mmas=M/（1fcbh02）=×106××1000×702) =0.062s=(1+1-2as)/2=(1+1-2*0.062)/2=0.96As=M/sfyh0=3.6*106/0.96*300*70=179mm2實際配鋼筋12100，分布筋10200。驗算：p=179/1000*70=0.26300=0.2%，滿足最小配筋率要求。抗剪驗算，因0.7 ftbh0=0.7*1.27*1000*70=62.2KN>Vmax=4.05KN,滿足抗剪要求。3.4.4 構(gòu)造要求平臺板與平臺梁相接處及嵌固在墻

25、內(nèi)部分，考慮到支座處有負彎矩或墻對板部分嵌固作用，在靠近支座的板面上應(yīng)配置構(gòu)造負鋼筋。工程中常采用分離式配筋，構(gòu)造負鋼筋一般為10200，伸出支座邊緣ln/4。 圖3.4.1 平臺板與平臺梁構(gòu)造圖3.5 平臺梁設(shè)計3.5.1 荷載計算設(shè)平臺梁截面尺寸為為300 mm×400mm表3 平臺梁的荷載荷載種類荷載標準值（KN/m2）恒荷載梁自重25×0××1.2=梁側(cè)粉刷×（0.3-0.07）×2×平臺板傳來×梯段板傳來×小計活荷載×總荷載取值：P總kN/m23.5.2 內(nèi)力計算計算跨度：l0=1.05(截面按倒L形計算:bf=300