李燕

【摘要】隨著我國由工業(yè)化時代逐漸向信息化時代的轉(zhuǎn)變，人們的生活水平在逐漸提高，我國的建筑業(yè)也在不斷發(fā)展。同時，伴隨著人們生活水平的提升，人們對生活環(huán)境的舒適度也提出了越來越高的要求，建筑作為人們活動的主要場所其功能結(jié)構(gòu)也逐漸變得復(fù)雜化，樓梯作為建筑中重要的組成部分，不僅是建筑交通空間中的重要樞紐，更在人們?nèi)粘Ｉ钪衅鹬e足輕重的作用。因此，樓梯的設(shè)計不僅僅包含其建筑方面的功能結(jié)構(gòu)以及整體構(gòu)造，更要滿足日常生活中人們對樓梯的安全度、舒適度以及外表的美觀度等各方面的要求。針對以往樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)的問題以及樓梯的發(fā)展趨勢，本文做了詳細(xì)的敘述并提出了相應(yīng)的解決措施和建議。

【關(guān)鍵詞】樓梯；框架結(jié)構(gòu)；設(shè)計；抗震性能

引言

隨著新的建筑技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，樓梯的建筑材料、構(gòu)造手段、施工工藝也在不斷進(jìn)步，這對于樓梯的設(shè)計和發(fā)展有著十分重要的作用。樓梯是普通高層建筑中不同樓層之間垂直聯(lián)系的交通樞紐，其最基本的設(shè)計要求就是應(yīng)具有足夠的疏散能力，在安全、抗震、防火等方面起到重要作用，同時還要滿足人們對生活舒適度的要求，一般情況下，傳統(tǒng)的樓梯設(shè)計重點是以樓梯的功能體現(xiàn)為目標(biāo)實現(xiàn)樓梯的交通作用，例如樓梯的尺寸設(shè)計，樓梯的尺寸設(shè)計與平面位置等是根據(jù)建筑功能由結(jié)構(gòu)設(shè)計決定樓梯的結(jié)構(gòu)形式，常用的樓梯結(jié)構(gòu)形式按結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)可分為板式、梁式螺旋式和剪刀式等，都體現(xiàn)了樓梯不同的抗震性能，本文主要對樓梯設(shè)計中的樓梯類型、樓梯設(shè)計方法以及樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了分析，著重根據(jù)現(xiàn)階段應(yīng)用范圍最廣的板式樓梯進(jìn)行了分析。

一、樓梯形式和類型

樓梯是高層建筑的重要組成部分，目前房屋建筑中最常見的一種樓梯形式是鋼筋混凝土樓梯，其特點是具有良好的耐火性能且經(jīng)濟(jì)耐久。樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計確定樓梯的結(jié)構(gòu)形式，按施工方法可劃分為整體式和裝配式；按受力可分為剪刀式、螺旋式、梁氏、板式等樓梯形式，前兩者屬于空間結(jié)構(gòu)體系，后兩者屬于平面結(jié)構(gòu)體系。

二、樓梯一般設(shè)計方法

板式樓梯是由梯段板、梯柱、平臺板以及平臺梁等構(gòu)件構(gòu)成，其一般的設(shè)計方法為：

（一）梯段板設(shè)計

一般情況下梯段板的設(shè)計不考慮踏步的剛度貢獻(xiàn)，認(rèn)為其只承受豎向荷載，對于梯段板在恒載和活載的作用下受力按水平方向簡支板進(jìn)行內(nèi)力計算。另外，由于梯段板是與平臺梁等澆筑在一起，所以梯段板跨中正截面的最大計算正彎矩可以稍微減小。另外，在對樓梯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時可采用梯段板在平臺梁處采取滑動支座的梯段板斷開結(jié)構(gòu)。

（二）平臺板、平臺梁的設(shè)計

板式樓梯平臺板可按照單向板或雙向板進(jìn)行內(nèi)力與配筋計算，并滿足相應(yīng)的構(gòu)造要求。平臺梁內(nèi)力按簡支梁進(jìn)行計算，配筋計算按倒L形截面積算，且截面翼僅考慮平臺板，不考慮梯段斜板參與。

（三）梯柱的設(shè)計

傳統(tǒng)的梯柱設(shè)計只考慮豎向荷載，梯柱內(nèi)力較小，而在發(fā)生地震時，梯柱處于雙向彎剪受力狀態(tài)，其彎矩、剪力和軸力均增大，而且由于梯柱的截面尺寸和配筋較小，易造成梯柱與梯梁連接處的柱頭發(fā)生破壞。

由以上三種設(shè)計方法我們可以看出，在以往樓梯設(shè)計中未將樓梯考慮到整體結(jié)構(gòu)中，梯段板、梯梁和梯柱等內(nèi)力均較小，且受力簡單，對樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計只是對與樓梯平臺相連的框架柱按照短柱的要求進(jìn)行構(gòu)造加強(qiáng)處理，這是樓梯在安全方面設(shè)計存在的較為普遍的問題。

三、關(guān)于樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）考慮樓梯構(gòu)件的受力性能

樓梯的基本設(shè)計與框架結(jié)構(gòu)設(shè)計是分開的，其組成構(gòu)件主要包括梯段板、梯柱、梯梁、平臺板等，樓梯的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計主要考慮這些構(gòu)件的受力性能，在不考慮抗震的前提下，一般樓梯單獨(dú)設(shè)計，僅按承受荷載的受彎構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計，梯段板、梯梁和梯柱等不僅內(nèi)力小且受力狀態(tài)簡單，使構(gòu)件截面尺寸小、配筋量少，沒有將樓梯與整體結(jié)構(gòu)連接，例如按梯段受力分為梁式樓梯和板式樓梯。

考慮抗震性能時，一般情況下，通常樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計有兩種方式：一是在樓層間的休息平臺處，梯梁和上跑的梯段板之間采用滑動支座，使梁頂和梯段板端部形成擱置狀態(tài)，以減小梯段板的支撐作用，同時梯段板采用雙層配筋；另外一種方式是梯梁與梯段板整體連接，在采用雙層配筋的同時增設(shè)邊緣約束構(gòu)件和拉筋結(jié)。這兩種方式對于樓梯構(gòu)件的受力狀態(tài)全然不同，前者樓梯不參與整體結(jié)構(gòu)抗震計算，構(gòu)件受力簡單從而減輕了構(gòu)件的破壞及其對整體結(jié)構(gòu)的不利影響，后者雖增大了構(gòu)件的配筋，卻無法保證構(gòu)件的不受破壞，所以在抗震方面，前者對整體結(jié)構(gòu)性能具有良好的保護(hù)。對于裝配式樓梯段應(yīng)與平板臺的梁緊密連接，不應(yīng)采用墻中懸挑式踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯，不宜采用無筋磚砌欄板。另外，針對不同的實際工程，設(shè)計人員在對樓梯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時必須采用合適的設(shè)計軟件，準(zhǔn)確的對樓梯在地震力作用下的受力情況進(jìn)行分析，綜合考慮樓梯對整體框架結(jié)構(gòu)的影響，具體可采取有效地方法弱化樓梯與主板的連接，減小樓梯間的剛度。

（二）考慮樓梯間及周圍框架柱等的受力性能

當(dāng)樓梯參與整體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，樓梯的結(jié)構(gòu)對于樓梯整體的性能有著重大影響，樓梯間的設(shè)計應(yīng)當(dāng)符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，例如在框架結(jié)構(gòu)方面，樓梯間的布置應(yīng)符合結(jié)構(gòu)平面要求，樓梯構(gòu)件與主題結(jié)構(gòu)澆整時，應(yīng)計入樓梯構(gòu)件對地震作用及其效應(yīng)影響。當(dāng)樓梯與整體結(jié)構(gòu)共同工作時，由于樓梯增大了結(jié)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，減小了結(jié)構(gòu)的自振周期，使結(jié)構(gòu)的傳力機(jī)制和路徑發(fā)生了改變，樓梯中的梯段板、梯梁和梯柱等構(gòu)件的內(nèi)力明顯增大，進(jìn)而增大了樓梯間框架柱和框架梁的內(nèi)力，減小了其周圍的內(nèi)力，這雖然保護(hù)了主體結(jié)構(gòu)但卻易損壞樓梯和樓梯間構(gòu)件，因而，為減輕樓梯構(gòu)件的破壞以及對整體結(jié)構(gòu)的不利影響，在進(jìn)行樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計時可在休息平臺處設(shè)置雙梯柱，將框架柱與休息平臺的平臺梁完全分離開進(jìn)而減小樓梯對整體結(jié)構(gòu)的影響。

規(guī)范的內(nèi)容對樓梯設(shè)計的主要指導(dǎo)在于結(jié)構(gòu)計算的準(zhǔn)確性，若采用簡單有效的措施不僅能降低樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計難度，也使樓梯的受力狀態(tài)較為簡單，提高框架結(jié)構(gòu)的抗震性能等。

結(jié)語

本文主要對樓梯設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題進(jìn)行了探討和分析，并根據(jù)樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求提出了相應(yīng)的解決措施和建議，這就要求樓梯設(shè)計人員多借鑒以往經(jīng)驗教訓(xùn)并查閱相關(guān)文獻(xiàn)，采用合適的設(shè)計軟件對樓梯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合考慮和分析，建立有效的模型并對其結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行分析，不僅要考慮樓梯建筑方面的設(shè)計，更要考慮樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計在抗震方面的主要使用性能，，不斷完善樓梯的結(jié)構(gòu)保證樓梯的使用性能和人們的安全，為人們的日常生活帶來更多便利。

參考文獻(xiàn)

[1]徐春錦. 樓梯設(shè)計若干問題分析和建議[J]. 鋼鐵技術(shù)，2004，05：36-39.

[2]王家芬. 樓梯設(shè)計若干問題分析和建議[J]. 江西建材，2013，02：46-47.

[3]艾思平. 多層住宅雙跑樓梯設(shè)計中幾個問題的探討和研究[J]. 南陽理工學(xué)院學(xué)報，2011，02：71-74.

[4]吳波，代杰. 關(guān)于鋼筋混凝土樓梯設(shè)計的綜述及建議[J]. 四川建筑，2012，01：149-151.

[5]張一露. 民用建筑疏散樓梯設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題[J]. 消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2007，11：24-26.