樓梯、BIM建模（房屋建筑概論與BIM建模）

樓樓梯是一種用于連接較大垂直距離的建筑設(shè)計，用于樓層之間和高差較大時的交通聯(lián)系。

早在中國戰(zhàn)國時期的銅器上已鐫刻有樓梯，意大利于15～16世紀(jì)將室內(nèi)樓梯從傳統(tǒng)的封閉空間中解放出來，使之成為形體富于變化帶有裝飾性的建筑組成部分。樓梯的原理是將垂直距離切分為小段的垂直距離，主要由樓梯段、休息板（平臺）和欄桿扶手（欄板）三部分組成，特殊類型的樓梯有電動扶梯、折梯等。樓梯的組成電動扶梯樓梯的組成樓梯一般由樓梯段，平臺和欄桿扶手三部分組成。樓梯的分類在建筑物中，為解決垂直交通和高差，常采用以下措施：坡道、臺階、樓梯、自動扶梯、電梯、爬梯。按位置分室內(nèi)樓梯室外樓梯按使用性質(zhì)分主要樓梯輔助樓梯疏散樓梯消防樓梯樓梯的分類按主要承重結(jié)構(gòu)所用材料分鋼筋混凝土樓梯木樓梯鋼樓梯樓梯的尺寸及設(shè)計樓梯的設(shè)計要求樓梯的設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格遵守《民用建筑設(shè)計通則》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《高層建筑設(shè)計防火規(guī)范》等的規(guī)定。樓梯在建筑中的位置應(yīng)方便到達(dá)，并有明顯的標(biāo)志。樓梯一般均應(yīng)設(shè)置直接對外出口，并與建筑入口關(guān)系密切、連接方便。建筑物中設(shè)置的多部樓梯應(yīng)有足夠的通行寬度、合適的坡度和疏散能力，符合防火疏散和人流通行要求。由于采光和通風(fēng)的要求，通常樓梯沿外墻設(shè)置，可布置在朝向較差的一側(cè)。在建筑剖面設(shè)計中，要注意樓梯坡度和建筑層高、進(jìn)深的相互關(guān)系，也要安排好人們在樓梯下出入或錯層搭接時的平臺標(biāo)高。（1）樓梯坡度

樓梯的坡度是指樓梯段的坡度。樓梯的坡度有兩種表示方法：可用樓梯斜面與水平面的夾角來表示，如30o、45o等；也可用樓梯斜面的垂直投影高度與斜面的水平投影長度之比來表示，如1:2、1:8等。樓梯常見坡度為20o～45o，其中30o左右較為常用。樓梯的尺寸要求樓梯坡度的大小由踏步的高寬比確定（2）踏步尺寸

踏步尺寸包括踏步的高與寬。踏步的高寬比需根據(jù)人流行走的舒適、安全和樓梯間的尺度、面積等因素進(jìn)行綜合權(quán)衡。通常按下列公式計算踏步尺寸：2h+b=600~620mm或h+b=450mm。在設(shè)計踏步尺寸時，由于樓梯間進(jìn)深所限，當(dāng)踏步寬度較小時，可采用踏面挑出或踢面傾斜的辦法，以增加踏步寬度。就成人而言，樓梯踏步的最小寬度應(yīng)為240mm，舒適的寬度應(yīng)為300mm左右。踏步的高度則不宜大于170mm，較舒適的高度為150mm左右。名稱住宅幼兒園學(xué)校、辦公樓醫(yī)院、療養(yǎng)院劇院、會堂踏步高（mm）150~175120~150140~160120~150120~150踏步寬（mm）250~300260~280280~340300~350300~350踏步形式及增加踏步寬度的方法（a）無突緣（b）有突緣（直踏板）（c）有突緣（斜踏板）（3）梯井樓梯段和平臺之間的空間稱樓梯井，一般60~200mm為宜。公共建筑的梯井寬度應(yīng)不小于150mm。當(dāng)公共建筑樓梯井凈寬大于200mm，住宅樓梯井凈寬大于110mm時，必須采取安全措施。（4）平臺寬度中間平臺和樓層平臺的寬度均應(yīng)等于或大于樓梯段的寬度，且不小于1200mm。在開敞式樓梯中，樓層平臺寬度可利用走廊或過廳的寬度，但為防止走廊上的人流與從樓梯上下的人流發(fā)生擁擠或干擾，樓層平臺應(yīng)有一個緩沖空間，其寬度不得小于500mm。不小于梯段寬且不小于1200mm樓梯平臺寬度開敞式樓梯間轉(zhuǎn)角處的平面布置（5）樓梯的寬度和長度梯段的寬度是指梯段外邊緣到墻邊的距離，必須滿足上下人流及搬運物品的需要，應(yīng)根據(jù)緊急疏散時要求通過的人流股數(shù)確定，并不少于兩股人流。每股人流寬為550mm+(0~150mm)寬度考慮，其中0~150mm為人流在行進(jìn)中的擺幅，人流較多的公共建筑應(yīng)取上限。

樓梯梯段的長度L是每一梯段的水平投影長度，其值為L=b×(n-1)其中b為踏步踏面寬度，n為每一梯段踏步數(shù)。樓梯梯段寬度

(a)單人通過；(b)雙人通過；(c)多人通過；(d)特殊需要。（6）欄桿和扶手高度

欄桿是布置在樓梯梯段和平臺邊緣處有一定安全保障度的圍護(hù)構(gòu)件。欄桿或欄板頂部供人們行走倚扶用的連續(xù)構(gòu)件，稱為扶手。

扶手高度是指踏步前緣線至扶手頂面之間的垂直距離，一般為900mm。供兒童使用的樓梯扶手高度多取500~600mm。室外樓梯欄桿、扶手高度應(yīng)不小于1100mm。欄桿、扶手在設(shè)計、施工時應(yīng)考慮堅固、安全、適用、美觀。梯段處頂層平臺處安全欄桿欄桿扶手高度（7）樓梯的凈空高度

樓梯的凈空高度是指平臺下或梯段下通行人時的豎向凈高。平臺下凈高應(yīng)與房間最小凈高一致，即平臺下凈高不應(yīng)小于2000mm；梯段下凈高由于樓梯坡度不同而有所不同，指踏步前緣處到頂棚垂直線的凈高度計算，這個凈高保證人們行走或搬運物品時不受影響，其凈高不應(yīng)小于2200mm。樓梯凈空尺寸當(dāng)在底層平臺下做通道或設(shè)出入口，樓梯平臺下凈空高度不能滿足2000mm的要求時，可采用以下辦法解決：將底層第一跑梯段加長，底層形成踏步級數(shù)不等的長短跑梯段。各梯段長度不變，將室外臺階內(nèi)移，降低樓梯間入口處的地面標(biāo)高。將上述兩種方法結(jié)合起來。底層采用直跑梯段，直達(dá)二樓。底層平臺下做出入口時滿足凈高要求的幾種方式現(xiàn)澆式鋼筋混凝土樓梯現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯、預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓梯的構(gòu)造現(xiàn)澆式鋼筋混凝土樓梯定義——又稱整體式鋼筋混凝土樓梯，是指在施工現(xiàn)場將樓梯段、樓梯平臺等構(gòu)件支模板、綁扎鋼筋和澆筑混凝土而成。特點——整體性好，剛度大，對抗震較為有利。但施工速度慢，模板耗費多，施工周期長，且受季節(jié)限制，多用于樓梯形式復(fù)雜或抗震要求較高的建筑中。現(xiàn)澆式鋼筋混凝土樓梯分類一般由梯段板、平臺梁、平臺板組成。板式樓梯段作為一塊整澆板，斜向擱置在平臺梁上。帶平臺板的板式樓梯，平臺下的凈空擴(kuò)大，且形式簡潔。板式樓梯當(dāng)樓梯荷載較大、樓梯段的跨度也較大時，采用板式梯段不經(jīng)濟(jì)，須增加斜梁以承受板的荷載，并將其荷載傳給平臺梁，這種由梯段板、踏步、樓梯斜梁、平臺梁和平臺板組成的樓梯稱為梁板式樓梯，在結(jié)構(gòu)上有雙斜梁和單斜梁之分。梁板式樓梯板式樓梯現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙跑板式樓梯

（a）有平臺梁板式樓梯（b）無平臺梁板式樓梯梁式樓梯梯段梁在梯段的兩側(cè)梁式樓梯

現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙跑梁板式樓梯

（a）單斜梁式梯段（b）雙斜梁式梯段預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓梯定義——是將樓梯的組成構(gòu)件在工廠或工地現(xiàn)場預(yù)制，然后在施工現(xiàn)場拼裝而成。特點——施工進(jìn)度快，節(jié)省模板，現(xiàn)場濕作業(yè)少，施工不受季節(jié)限制，有利于提高施工質(zhì)量。但預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓梯的整體性、抗震性能以及設(shè)計靈活性差，故應(yīng)用受到一定限制。預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓梯分類小型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯一般將樓梯的踏步和支承結(jié)構(gòu)分開預(yù)制。小型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯中型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯一般是將樓梯分成梯段板、平臺板、平臺梁三類構(gòu)件預(yù)制拼裝而成。梯段按結(jié)構(gòu)形式不同，有板式梯段和梁板式梯段。中型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯大型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯是將梯段板和平臺板預(yù)制成一個構(gòu)件，梯段板可連一面平臺，也可連兩面平臺。大型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯梯段或斜梁與基礎(chǔ)的連接處理梯段或斜梁下條形基礎(chǔ)連接:

當(dāng)建筑物為墻承重結(jié)構(gòu)時，梯段或斜梁下多采用條形基礎(chǔ)?；A(chǔ)材料與墻下基礎(chǔ)協(xié)調(diào)。對于預(yù)制裝配式樓梯，當(dāng)?shù)讓觾商荻尾坏乳L時，為減少預(yù)制梯段（或斜梁）的種類，可仍采用等跑的標(biāo)準(zhǔn)梯段（或斜梁），下部用磚砌或現(xiàn)澆混凝土踏步接到地面上。梯段或斜梁下基礎(chǔ)梁（或平臺梁）連接:

當(dāng)建筑物為柱承重結(jié)構(gòu)時，梯段或斜梁下多采用基礎(chǔ)梁（或平臺梁）連接，梁型同平臺梁，構(gòu)造簡單、施工方便。但應(yīng)注意基礎(chǔ)梁頂面標(biāo)高，避免梁頂面露出或高于地面。梯段或斜梁下條形基礎(chǔ)構(gòu)造梯段或斜梁接地處理梯段或斜梁下基礎(chǔ)梁構(gòu)造問題大家不妨在回家的時候，看看自己家住的小區(qū)或者房子所建造的樓梯是什么樣式？又是由什么材料組成的？現(xiàn)澆式鋼筋混凝土樓梯現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯、預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓梯的構(gòu)造現(xiàn)澆式鋼筋混凝土樓梯定義——又稱整體式鋼筋混凝土樓梯，是指在施工現(xiàn)場將樓梯段、樓梯平臺等構(gòu)件支模板、綁扎鋼筋和澆筑混凝土而成。特點——整體性好，剛度大，對抗震較為有利。但施工速度慢，模板耗費多，施工周期長，且受季節(jié)限制，多用于樓梯形式復(fù)雜或抗震要求較高的建筑中?，F(xiàn)澆式鋼筋混凝土樓梯分類一般由梯段板、平臺梁、平臺板組成。板式樓梯段作為一塊整澆板，斜向擱置在平臺梁上。帶平臺板的板式樓梯，平臺下的凈空擴(kuò)大，且形式簡潔。板式樓梯當(dāng)樓梯荷載較大、樓梯段的跨度也較大時，采用板式梯段不經(jīng)濟(jì)，須增加斜梁以承受板的荷載，并將其荷載傳給平臺梁，這種由梯段板、踏步、樓梯斜梁、平臺梁和平臺板組成的樓梯稱為梁板式樓梯，在結(jié)構(gòu)上有雙斜梁和單斜梁之分。梁板式樓梯斜梁在下面時：可布置在一側(cè)（單梁式)、兩側(cè)（雙梁式）或中部（梁懸臂式）。斜梁布置在側(cè)面時：有正梁式（明步）、反梁式（暗步）兩種做法。明步做法是指斜梁在踏步板下面露出一部分，且踏步外露，這種做法梯段形式較為明快，但在板下露出的梁其陰角容易積灰。

（a）明步梯段（b）暗步梯段暗步做法是指斜梁上翻包住踏步板，梯段底面平整且可防止污水污染梯段下面。但凸出的斜梁將占據(jù)梯段一定的寬度。預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓梯定義——是將樓梯的組成構(gòu)件在工廠或工地現(xiàn)場預(yù)制，然后在施工現(xiàn)場拼裝而成。特點——施工進(jìn)度快，節(jié)省模板，現(xiàn)場濕作業(yè)少，施工不受季節(jié)限制，有利于提高施工質(zhì)量。但預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓梯的整體性、抗震性能以及設(shè)計靈活性差，故應(yīng)用受到一定限制。預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓梯分類小型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯一般將樓梯的踏步和支承結(jié)構(gòu)分開預(yù)制。小型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯中型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯一般是將樓梯分成梯段板、平臺板、平臺梁三類構(gòu)件預(yù)制拼裝而成。梯段按結(jié)構(gòu)形式不同，有板式梯段和梁板式梯段。中型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯大型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯是將梯段板和平臺板預(yù)制成一個構(gòu)件，梯段板可連一面平臺，也可連兩面平臺。大型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯預(yù)制踏步的斷面形式分為三角形L型小型構(gòu)件裝配式鋼筋混凝土樓梯:一字型根據(jù)梯段的構(gòu)造和預(yù)制踏步的支承方式不同，小型構(gòu)件裝配式樓梯可分：由踏步板、平臺板兩種預(yù)制構(gòu)件組成，整個樓梯段由一個個單獨的一字形或L形踏步板兩端支承在墻上形成，省去了平臺梁和斜梁。當(dāng)用于雙跑雙折樓梯時，樓梯間中間梯井位置需加砌一道磚墻。墻承式樓梯一般由踏步板、斜梁、平臺梁和平臺板四種預(yù)制構(gòu)件組成。踏步板兩端支承在斜梁上，斜梁支承在平臺梁上。梁承式樓梯一般由踏步板、斜梁、平臺梁和平臺板四種預(yù)制構(gòu)件組成。踏步板兩端支承在斜梁上，斜梁支承在平臺梁上。梁承式樓梯（a）上下梯段齊步并埋步；（b）上下梯段錯一步；（c）上下梯段齊步不埋步；（d）上下梯段錯多步。大型構(gòu)件裝配式樓梯：樓梯的細(xì)部構(gòu)造踏步面層及防滑構(gòu)造踏步面層定義——樓梯踏步要求面層耐磨、防滑、易于清潔，構(gòu)造做法一般與地面相同，如水泥砂漿面層、水磨石面層、缸磚貼面、大理石和花崗巖等石材貼面、塑料鋪貼或地毯鋪貼等。防滑構(gòu)造定義——在人流集中且擁擠的建筑中，為防止行走時滑跌，踏步表面應(yīng)采取相應(yīng)的防滑措施。通常是在踏步口留2~3道凹槽或設(shè)防滑條，防滑條長度一般按踏步長度每邊減去150mm。常用的防滑材料有：金剛砂、水泥鐵屑、橡膠條、塑料條、金屬條、馬賽克、缸磚、鑄鐵和折角鐵等。欄桿、欄板和扶手定義——樓梯的欄桿、欄板和扶手是梯段上所設(shè)的安全設(shè)施，根據(jù)梯段的寬度設(shè)于一側(cè)或兩側(cè)或梯段的中間，應(yīng)滿足安全堅固，美觀舒適，構(gòu)造簡單，施工和維修方便等要求。欄桿按其構(gòu)造做法及材料的不同空花欄桿實心欄桿組合欄桿扶手定義——扶手的斷面大小應(yīng)便于扶握，頂面寬度一般不宜大于90mm。扶手的材料應(yīng)手感舒適，一般用硬木、塑料、金屬管材（鋼管、鋁合金管、不銹鋼管）制作。欄板頂部的扶手多用水磨石或水泥砂漿抹面形成，也可用大理石、花崗石或人造石材貼面而成。類型硬木扶手塑料扶手水泥砂漿或水磨石扶手大理石或人造大理石扶手鋼管扶手扶手扶手的斷面大小應(yīng)便于扶握，頂面寬度一般不宜大于90mm。扶手的材料應(yīng)手感舒適，一般用硬木、塑料、金屬管材（鋼管、鋁合金管、不銹鋼管）制作。欄板頂部的扶手多用水磨石或水泥砂漿抹面形成，也可用大理石、花崗石或人造石材貼面而成。樓梯的設(shè)計（1）設(shè)計步驟根據(jù)樓梯的性質(zhì)和用途，確定樓梯的適宜坡度，初步選擇合適的踏步高度h和踏步寬度b。（h=150~175mm，b=250~300mm，2h+b=600~620mm，b+h=450mm。)確定踏步數(shù)量n=層高H/踏步高h(yuǎn)應(yīng)為整數(shù)，如果是小數(shù)，調(diào)整踏步高h(yuǎn)值。確定每個梯段的踏步數(shù)。(3<n<18)計算梯段的水平投影長度L。L=（n/2-1）xb（等梯段雙跑）樓梯的設(shè)計確定梯井寬度B2，計算梯段凈寬度B1梯井B2=60-200mm梯段凈寬B1=（梯間凈寬B-梯井寬B2）/2（等梯段雙跑）確定平臺寬D1和D2中間平臺D1>B1(>1200)樓層平臺D2=進(jìn)深-D1-L>B1校核進(jìn)深尺寸進(jìn)深尺寸（樓梯間凈長）≥D-1+L+D2首層平臺下做通道或出入口的處理（若底層平臺下要求通行時，可將室外臺階內(nèi)移，以增加平臺下的空間尺寸。也可以將首層第一跑樓梯加長，提高平臺高度。）。[例]某住宅的開間尺寸為2700mm，進(jìn)深尺寸為5100mm，層高2700mm，封閉式樓梯間。內(nèi)墻240mm，軸線居中；外墻360mm，軸線外側(cè)為240mm，內(nèi)側(cè)為120mm；室內(nèi)外高差750mm。樓梯間底部有出入口，門高2000mm。設(shè)計該建筑的樓梯。解：（1）本題為封閉式樓梯間，層高為2700mm，初步確定步數(shù)為16步。（2）踏步高度h=2700÷16=168.75mm，踏步寬度b取260mm。設(shè)計雙跑樓梯。（3）由于樓梯間下部通行人，故取第一跑步數(shù)多、第二跑步數(shù)少的兩跑梯段。步數(shù)多的第一跑取9步，第二跑取7步。二層以上則各取8步。（4）確定梯段寬度B1。根據(jù)開間凈尺寸確定：2700-2×120=2460mm，取梯井為160mm，梯段寬B1=(2460-160)÷2=1150mm。（5）確定休息平臺寬度L2，取L2=1150+130=1280mm。[例]某住宅的開間尺寸為2700mm，進(jìn)深尺寸為5100mm，層高2700mm，封閉式樓梯間。內(nèi)墻240mm，軸線居中；外墻360mm，軸線外側(cè)為240mm，內(nèi)側(cè)為120mm；室內(nèi)外高差750mm。樓梯間底部有出入口，門高2000mm。設(shè)計該建筑的樓梯。（6）計算梯段水平投影長度，以最多步數(shù)的一段為準(zhǔn)。L1=260×(9-1)=2080mm（7）校核進(jìn)深凈尺寸：5100-2×120=4860mm；4860-1280-2080-1280=220mm（這段尺寸可以放在樓層處）。高度尺寸：1