板式楼梯

关键词：

板式楼梯（精选四篇）

板式楼梯 篇1

本文是在直接分析法的理论基础上,简化空间结构为平面结构的计算,将板式悬挑楼梯[1]分解成不同的平面结构形式,分别计算截面上的各种内力。

1受力分析

板式悬挑楼梯在受荷后由于荷载及楼梯的平面几何尺寸的对称关系,可将楼梯在梯台中间分割开,暴露出两个未知冗余力,即挠曲力矩MC和水平剪力QC,待冗余力求出后,各截面上的内力即可求得。问题正是在于此冗余力和内力的求解都比较复杂,因此,本文近似地把如图1所示的C—C截面视为与A支座既不在同一平面又不在同一方向上(相互垂直)的固定端支座,然后将其分解为各种不同类型的、简单的平面结构,去分别求解其所需的相应内力。

2基本假定

1)当楼梯段上下两端均与楼板梁或楼板完全固定时,可假设梯段和梯台连接处B—B有一假想支承存在(见图2)。

2)由于B支座是假想的,故楼梯受荷后,B支座处应有不同程度沉陷。可假设B支座沉陷对A支座处弯矩MA的影响与梯台(外伸臂)满荷时对MA的影响相互抵消。如图3所示,即MB/2-3iΔ/l=0。

3)在实际工程中A支座并非完全固定,因此求A支座弯矩MA和垂直剪力QA时应乘以折减系数α,取α=0.9。

4)梯段跨内的最大弯矩可近似地取跨中点之弯矩。

5)因为B支座实际上是不存在的,所以在计算梯段板的拉力时,应在B点施加大小相等方向相反的力RB。

6)梯段板上的扭矩MT可假定由C—C截面均匀承受其一半。

3内力计算

1)梯台满荷作用下求得MB=-q″b/2(如图3a)所示)。

2)梯段满荷作用下求得MA=-αq′l2/8,QA=RA=-α5q′l/8,QB=-RB=-3q′l/8,取α=0.9,MD=q′l2/8-|(MA+MB)/2|(如图4所示)。

3)以B支座反力的反向力作用下求得梯段上的扭矩MT=RB·b/2。如图5所示,梯段上各截面的扭矩MT均相等、梯台无扭矩,MT=0。

4)梯段和梯台均满荷及反向RB共同作用下求得梯段的轴向拉力:Nx(RB+q″b)/sinα+q′xsinα,以及梯台的水平切力:QC=-[(RB+q″b)/sinα]cosα(如图6所示)。梯台无拉力。

5)梯台满荷作用下求得梯台C—C截面上的弯矩:MC=-q″b2/2-MT/2(如图7所示)。计算跨度为梯段宽b。

6)以梯台水平切力QC求得梯段的水平转矩MY=-QC[(b+m)/2](如图8所示)。梯段上各截面之MY均相等,梯台无转矩,MY=0。

4工程实例

在武汉大学医学院学生宿舍工程中,用快速计算法设计了板式悬挑楼梯,并用直接分析法进行了校核,见本文5终值比较。

4.1 已知条件

l=12×28=336 cm,h=13×16=208 cm,b=200 cm,m=0,tgα=16/28=0.571 43,α=29°,sinα=0.496 1,cosα=0.868 2,活荷250 kg/m2(直接分析法用R=b/2=1 m,r=R/l=100/336=0.297 6),踏步高s=16 cm。

4.2 荷载汇集

取梯段板厚t=12 cm,梯台根厚为20 cm、梢厚为10 cm,砂浆抹面厚2 cm。

梯段:静重q1=tbw/cosα+bsw/2=0.12×2×2.5/0.868 2+2(0.16+0.02)2.5/2=1.14 t/m。

活载p1=0.25×2=0.5 t/m;q′=q1+p1=1.64 t/m。

梯台:静重q2=btw(1+m/2b)=2[(0.2+0.1)/2+0.02]×2.5=0.85 t/m。

活载p2=bp(1+m/2b)=2×0.25=0.5 t/m;q″=q2+p2=1.35 t/m。

4.3 内力计算

MB=-q″b2/2=-1.35×22/2=-2.7 t·m,

MA=-αq′l2/8=-0.9(1.64×3.362)/8=-2.083 t·m;

QA=-α5q′l/8=0.9(5×1.64×3.36)/8=3.10 t,

QB=-3q′l/8=-3×1.64×3.36/8=-2.07 t;

MD=q′l2/8-|(MA+MB)/2|=1.64×3.362/8-(2.08+2.7)/2=-0.08 t·m,

MT=RBb/2=2.07×2/2=2.07 t·m;

NB=(RB+q″b)/sinα+q′xsinα=(2.07+1.35×2)/0.496 1+0=9.615 t,

NA=9.615+1.64×3.36×0.496 1=12.35 t,

ND=9.615+1.64×(3.36/2)×0.496 1=10.98 t;

QC=-[(RB+q″b)/sinα]cosα=-9.615×0.868 2=-8.348 t;

MC=-q″b2/2-MT/2=-1.35×22/2-2.07/2=-3.73 t·m,

MY=-QC[(b+m)/2]=8.348[(2+0)/2]=8.348 t·m。

5终值比较

为校核快速计算法的计算精度,除将以上工程实例作为例1以外,又随机取了3个算例分别与“直接分析法”之计算结果相比较(运算过程从略),见表1,表内每例题之上行数字为快速计算法之终值、下列数字为直接分析之最大值。由表1可见两者计算结果非常近似,这可说明快速计算法用来计算板式悬挑楼梯是可行的,也是安全可靠的。

参考文献

[1]程文襄.钢筋混凝土特种楼梯[M].北京:中国铁道出版社,2003.

板式高层住宅疏散楼梯设计探讨 篇2

随着我国社会经济的高速发展,城市建设用地的日趋紧张,高层住宅已经成为我国城市住宅建设的主流。纵观目前国内高层住宅,主要有板式高层住宅和塔式住宅两种类型最为常见。

板式高层住宅最常见的是单元式,一般为每单元每层两户或三户(少数为四户),这类高层住宅有如下优点:

1)卫生条件好;

2)每台电梯服务的户数相对较少,电梯使用方便,舒适度较高;

3)各户基本上是一条线平行布局,相邻住户近距离视觉干扰较少。

正是因为有了如此多的优点,板式高层住宅越来越受人们青睐,作为现代户型新选择,板式高层将成为未来中国住宅的发展方向。

1 板式高层住宅的定义和分类

1.1 板式高层住宅的定义

根据我国现行《住宅设计规范》的定义,住宅按层数划分10层及 10层以上的住宅为高层住宅,具体到板式高层住宅,目前也没有一个严格的定义,板式住宅比较普遍认同的看法就是东西长,南北短的住宅建筑,整个外观给人的感觉就是一块巨型平板一样的建筑住宅楼;具体深入到内部特征来说,板楼的户型是南向面宽大,进深短,南北通透的格局。

本文对板式高层住宅做如下定义:10层及10层以上,建筑平面外廓基本呈矩形,其长边较大,短边较小,并设有电梯作为垂直交通工具的住宅建筑。

1.2 板式高层住宅的分类

高层住宅内部空间的组合方式主要受住宅内公共交通系统的影响,按住宅内公共交通系统分类,板式高层住宅可以分为单元式住宅、通廊式住宅两大类。

单元式板式高层住宅标准较高,一般由一梯两户或三户组成,内部水平交通面积较少,比较安静,采光、通风俱佳,舒适度很高,是目前市场上板式高层住宅常采用的平面布局形式;通廊式住宅公共交通空间组织办法不够理想,造成走廊一侧房间不得不对走道开窗,给住户、邻里之间带来诸多不便,在住宅建筑设计中较少出现。因此,本文着重于对单元式板式高层住宅疏散楼梯的设计进行探讨。

2 板式高层住宅疏散楼梯设计

2.1 独立单元式板式高层住宅疏散楼梯设计

独立单元式板式高层住宅是指仅有一个住宅单元的板式高层住宅。独立单元式板式高层住宅是近年来各地住宅建筑中大量涌现的一种新类型,它既不同于传统的单元式高层住宅,也不同于塔式住宅,而是介于这两者之间并兼有它们的共同优点,属于生态文化型的住宅,有城市豪宅之美誉。

对于独立单元式板式高层住宅疏散楼梯的设计,由于独立单元式板式高层住宅介于传统的单元式高层住宅和塔式住宅之间,对于这种新类型的建筑,许多设计人员在进行疏散楼梯的设计比较矛盾,不知道是按照塔式住宅的规定还是按照单元式住宅的规定进行设计。

根据《住宅设计规范》的定义,笔者认为独立单元式板式高层住宅应该划分为塔式住宅,独立单元式板式高层住宅疏散楼梯的设计应该按照《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称为《高规》)的规定进行设计。其中,对于不超过18层的独立单元式板式高层住宅,按照《高规》第6.1.1.1条关于塔式住宅的规定设计成防烟楼梯间;对于超过18层的独立单元式板式高层住宅,笔者认为可以设计成剪刀楼梯,剪刀楼梯的设计必须符合《高规》第6.1.2条关于塔式高层建筑设置剪刀楼梯的规定。

2.2 连续单元式板式高层住宅疏散楼梯设计

按照《高规》关于单元式住宅安全疏散设计的规定,可以根据楼层的不同将连续单元式板式高层住宅疏散楼梯的设计分为以下三类:

1)11层及11层以下的连续单元式板式高层住宅。对于11层及 11层以下的连续单元式板式高层住宅,疏散楼梯可以设计成敞开楼梯,楼梯间应靠外墙设置,直接天然采光和自然通风,开向楼梯间的户门必须设计成乙级防火门,且每个住宅单元的疏散楼梯均应通至屋顶,这样多部楼梯可与屋顶平台一起形成垂直“逃生回路”。

2)12层及18层的连续单元式板式高层住宅。对于12层及18层的连续单元式板式高层住宅,疏散楼梯应设计成封闭楼梯,楼梯间宜靠外墙设置,使其能够直接天然采光和自然通风,且每个住宅单元的疏散楼梯均应通至屋顶,这样多部楼梯可与屋顶平台一起形成垂直“逃生回路”。

3)19层及19层以上的连续单元式板式高层住宅。根据《高规》第6.1.1.2条对超过18层单元式住宅每个防火分区设安全出口的相关规定:从第18层以上的部分每层相邻单元设连通阳台或凹廊的单元式住宅。在执行时有一定困难,而《住宅建筑规范》规定19层以上的住宅建筑,每个住宅单元每层的安全出口不应少于两个,笔者认为应按《住宅建筑规范》执行。因此对于19层及19层以上的连续单元式板式高层住宅笔者认为可以设计成剪刀楼梯,这样就能解决每个住宅单元每层的安全出口不应少于两个的强制性要求。

剪刀楼梯的设计关键是如何对防火分区有效形成两个独立且分离的安全出口,在《高规》中未曾明确关于单元式住宅设置剪刀梯的规定,只是对于塔式高层建筑设置剪刀楼梯有明确规范要求。单元式住宅的剪刀楼梯应符合以下要求:剪刀楼梯间应为防烟楼梯间;剪刀楼梯的梯段之间,应设置耐火极限不低于1.00 h的不燃烧体墙分隔;剪刀楼梯宜分别设置前室,确有困难时可设置一个前室。

3思考与建议

板式高层住宅作为城市高层住宅建设中非常重要的一个部分,优点明显,前景广阔。随着当前的社会经济的高度发展,高层住宅发展势不可挡,板式高层住宅在许多大中城市也正成为各方面综合优势显著的一种高层住宅模型。当前板式高层住宅疏散楼梯的设计主要按照单元式住宅安全疏散设计的规定进行设计,然而对于独立单元式板式高层住宅来说,无论按照塔式住宅还是单元式住宅进行疏散楼梯设计,都不是很经济合理,独立单元式板式高层住宅相较于塔式住宅来说,每层的建筑面积和居住人数都少了很多,笔者建议设计独立单元式板式高层住宅疏散楼梯应对11层以下和12层及18层的住宅区别对待,在单元式住宅设置楼梯间规定的基础上提高楼梯间等级进行设计,使得建筑设计更加符合安全适用和经济合理的精神。

摘要：结合板式高层住宅的定义和分类,就板式高层住宅如何设计疏散楼梯提出了见解,分别阐述了独立单元式和连续单元式两种板式高层住宅疏散楼梯的设计要点,以期使疏散楼梯的设计最大限度地满足技术规范要求。

关键词：板式高层住宅,疏散楼梯,设计

参考文献

[1]GB50096-1999,住宅设计规范[S].

[2]GB50368-2005,住宅建筑规范[S].

[3]GB50045-95,高层民用建筑设计防火规范[S].

[4]武勇.居住建筑设计原理[M].武汉:华中科技大学出版社,2009:124-137.

[5]张虎.板式高层住宅研究[D].上海:同济大学,2006:15-19.

框架结构中板式楼梯震害分析及对策 篇3

1框架结构中板式楼梯震害分析

1.1梯板破坏

在地震影响下,楼梯梯板容易发生断裂,断裂的位置多是在距离支座1/3处,或者是在施工缝位置。梯板受到破坏主要是因为地震产生的强大作用力, 也有部分原因是梯板施工缝预留不够恰当。施工缝位置存在较多的夹渣,这会影响新旧混凝土的结合性,使得梯板在外力影响下很容易发生断裂。

1.2梯间小柱破坏

为了提高板式楼梯的抗震性,设计人员一般不会采用砖砌体的方式支撑楼梯平台梁,而是在钢筋混凝土框架梁上设置小柱,并且小柱顶两个方向设梁。 在实际工程中,由于受到建筑平面的限制,梯间小柱的截面会比设计要求稍小一些,配筋强度也不符合规范最低要求。 所以在地震作用下,楼梯间的小柱会出现较多的柱头破损现象,梯梁的纵筋也会被拔出。

1.3梯间框架柱剪切破坏

在板式楼梯设计中,半层平台是通过平台梁与平台板、框架柱连接的,并且楼梯间框架柱的净高一般是其他位置的一半。梯间框架柱所承担的地震剪力比其他柱高很多,分担的地震作用也比其他柱大,这也是导致楼梯间框架柱出现严重剪切破坏的主要原因。

1.4楼梯平台板与平台梁破坏

在地震作用下,梯板的轴力相对比较大,梯板推力会导致平台梁平面外受到较大的弯力与剪力。平台梁的宽度一般是在200 ~ 250mm左右,其抗弯以及抗剪能力比较弱。受到较大的地震作用力后,很多楼梯都会在平台位置出现较为严重的受损情况。

2板式楼梯震害对策分析

通过分析可知,框架结构的建筑板式楼梯比较容易受到破坏。为了解决这一问题,相关设计人员需要优化楼梯的抗震设计方案,提高楼梯的抗震能力, 这可以方便住户在遇到紧急危险后尽快逃生,也可以为救援人员争取更多的时间。在解决板式楼梯震害问题时,需要从材料、施工以及设计等方面进行优化, 具体的措施如下:

2.1材料选择

在选择材料时,考虑到板式楼梯主要施工材料为混凝土、钢筋。所以,施工单位需要结合实际情况选择适合的材料。要保证混凝土级配的合理性,还要采用容易振捣的原则。选择钢筋应以提高延性为原则,还要选择级配合理的钢筋材料。

2.2施工措施

为了保证楼板的施工质量,还要选择适合的施工技术。为了提高混凝土的施工质量,需要做好混凝土的振捣工作, 在施工完成后还要及时养护。楼板施工最重要的是施工缝的处理,要尽量减少夹渣的出现,还要加强现场管理。监理人员应负起责任,保证施工缝留置等工作符合施工方案的要求。另外,平台板也是建筑重要的支承板,施工人员需要重视平台板的施工,避免出现安全隐患。

2.3施工设计

(1)主体结构计算。在建筑主体结构计算中,设计人员需要考虑梯板这一项目,还要根据计算结果增加配筋的数量。楼梯梯板容易受到斜撑的影响,建筑结构可能会出现较大的变化,而梯板与框架柱直接相连。考虑到受力问题, 设计人员可以考虑采用相关软件,分析出楼梯的受力情况,从而合理地增加配筋数量。

(2)切断梯板与框架柱的联系,在框架梁上设置独立的小柱支撑楼梯板。 建筑会受到地震作用力的较大影响,为了缓解这一现象,设计人员可以切断半层平台与框架柱的联系,利用独立的小柱支撑梯板。由于柱与楼梯半层平台直接连接,横向剪力是无连接的三倍以上。 所以,只有断开楼梯平台与框架柱的连接,才能减少地震力对建筑的影响,降低楼梯平台对框架柱的作用力。一般情况下,当半层平台梁剪力增大较多时, 其弯矩会出现对应减小的现象。梯板轴力增大较多时,及时切断梯板与框架柱的联系。梯板还是会承受较大的轴力, 为了解决这一问题,设计人员需要采用拉弯构件的设计方法,还要将梯板负筋全部拉通,采用因地制宜的原则对施工设计方案进行修改,从而保证施工的质量以及板式楼梯的抗震性能。

(3)从现有楼梯构造入手,进行进一步地改造。应当从楼梯能够承受的受力状况出发,在此基础上进行配筋。在当前的设计中,主要是以混凝土的相关构造为基本的依据作为参考,所以一旦有地震的情况出现,那么就会令楼梯板产生极大的轴力,在长时间的作用下, 就会产生极大的损害。因此在对楼梯板进行改造的过程中,需要重新对配筋方式加以改变,这样就能完善轴力的方式, 令负筋可以完全承担起楼梯板的重量。 同时,因为梯板具有斜撑的效果,所以会在不经意间因为平面外剪力的影响而造成损害,出现弯矩的现象。这些问题在当前的设计中,并没有进行详细地考虑,因此应该将剪力以及弯矩的现象重新进行规划,在设计中有所体现,满足框架结构的设计要求。同时,为了体现出斜撑的作用,还应该配套有双层双向配筋,改变构造形式。

3结束语

框架结构的建筑在施工的过程中, 需要重视板式楼梯的设计与施工,设计人员应对楼梯抗震设计进行优化,还要选择适合的材料进行施工,保证整个施工过程的规范性。板式楼梯,不但要具有较高的受力能力,还要具有较强的抗震性能,这样才能在地震等作用力的影响下,不会出现较为严重的破损问题。 当前社会对建筑行业有着较高的要求, 只有制定出解决框架结构板式楼梯震害的对策,才能提高建筑施工的安全性, 并为地震灾害救援创造更多的逃生机会。

参考文献

[1]金亚春,毛呈龙,魏常军.框架结构中现浇板式楼梯震害分析及设计建议[J].工程建设与设计,2010,(8):43-45.

板式楼梯 篇4

ATa型板式楼梯在起步处设计成滑动支座, 梯段板与低端梯梁不连接, 本文提供具体的施工工艺及其做法, 梯板全部由踏步段构成, 其支撑方式为梯板高端均支撑在梯梁上, ATa型梯板低端带滑动支座支撑在梯梁上, ATa型板式楼梯采用双层双向配筋, 因其施工工艺尚不成熟, 本文结合工程案例提出加强施工技术措施, 杜绝质量通病。

1 工程概况

江苏长安建设集团有限公司在延吉市承建的吉林敖东药业集团延吉股份有限公司中药提取车间、检测研发中心工程, 建设面积为14 700 m2, 4层框架结构, 局部为5层, 每层楼梯均为AT型板式楼梯, 1层, 2层, 3层高分别为:6 m, 7.2 m, 5.4 m, 4层为坡屋面, 层高为4.2 m~4.9 m。该工程抗震等级为三级, 开工日期为2014年5月30日, 计划竣工日期为2014年10月25日。施工期温度为22℃~35℃, 湿度为51%~91%。

2 ATa型板式楼梯施工工艺

2.1 混凝土配合比

ATa型板式楼梯混凝土配合比以及外加剂掺量, 如表1所示。

2.2 施工工艺流程

ATa板式楼梯施工工艺流程示意图如图1所示。

2.3 施工要点

1) 支模顺序。首先支高端梯梁、低端梯梁的模板, 再支梯段板模板。

2) 绑扎钢筋。a.在梯段板钢筋绑扎之前应预先用粉笔在模板上标出位置再进行绑扎, 以免分布筋、纵筋间距不统一, 绑扎方法用八字法, 如图2所示。b.高端梯梁、低端梯梁钢筋的施工方法与梯段板一致, 都是预先用粉笔在模板上标出其位置再进行绑扎, 以免分布筋、纵筋间距不统一, 绑扎方法用八字法, 如图3所示。

3) 纵筋间距布置。梯段板纵筋是采用双层双向配筋, 采用铁马凳支撑之上下钢筋之间的间距, 铁马凳每米放置一个, 保证上部纵筋和下部纵筋的间距。

4) 滑动支座施工。滑动支座直接落在梯梁上, 在楼梯板下端的下表面处预埋一块钢板, 在下端支承构件的上表面处也预埋一块钢板, 钢板的宽度和长度等同于二者的接触面, 支承面钢板上满铺石墨粉层, 形成滑动面, 其余空隙处用聚苯乙烯泡沫板填充[1] (见图4, 图5) 。a.锚脚采用螺纹钢C14, 纵筋采用螺纹钢C12。b.锚脚与预埋钢板采用焊接形式固定, 预埋钢板先打孔, 锚脚采用双面焊接。c.上部钢板锚脚与梯段板钢筋采用绑扎的形式连接固定, 下部预埋钢板锚脚与低端梯梁钢筋也采用绑扎的形式固定, 以免浇筑混凝土时钢板位置发生位移。预埋钢板施工图见图6。

5) 铺设石墨粉。首先清理干净支承构件 (楼面) 钢板的上表面, 去除混凝土等杂物, 并用清水冲洗干净、晾干;在支承构件钢板的上表面的四周用白色泡沫条做成边框;用铁抹将石墨粉铺设在钢板上, 铺设厚度约3 mm[1]。

3 加强施工技术措施

1) 先浇筑梯段板, 后浇筑高端、低端梯梁, 楼梯尺寸:1 500 mm×300 mm×175 mm, 混凝土强度等级为C30, 梯段板浇筑之前采用宽高50 mm×80 mm、长为梯段板长度的木方固定在踏步侧模板上部, 防止梯段板侧模胀模。

2) 平台板混凝土浇筑之前, 首先按其设计好的标高, 在侧模板上钉钢钉, 控制好平台板上皮标高, 同时在浇筑混凝土时, 以钢钉的位置为基准铺平混凝土。

3) 防止预埋钢板与低端梯梁水平标高不一致, 在浇筑平台板混凝土时, 棒振捣离锚脚50 mm处均匀往外侧方向振捣避开绑扎扣, 保证设计要求的预埋位置。

4 施工验证

经建设单位和监理单位工程验收, 施工验证为如下:

1) 梯段板拆模后混凝土表面光滑整洁, 并无胀模、露筋现象, 如图7所示。

2) 平台板混凝土拆模后其表面无胀模、孔洞、蜂窝、麻面、露筋等现象, 并且预埋件钢板位置准确, 符合现行钢筋、模板、混凝土工程质量验收评定标准, 如图8所示。

5 结语

结合工程实例, 本文给出ATa型板式楼梯各关键部位的具体施工工艺, 例如:混凝土配合比、钢筋绑扎及其注意事项、滑动支座施工等。同时, 本文提出保证工程质量的加强施工技术措施, 经施工验证效果良好, 拆模后各个部位的混凝土质量和滑动支座预埋钢板的位置以及标高均符合现行工程质量验收标准。因为工程建设地点为吉林省延边地区, 所以供类似工程借鉴。

参考文献

[1]钱俊.一端为滑动支座的现浇板式楼梯施工技术[J].建筑, 2013 (18) :90.