毕业设计某框架结构办公楼楼梯设计计算书文档格式.doc

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土木工程

年级：

2011年秋季

学号：

学生：

指导教师：

完成日期：

2013年7月24日

III

内容摘要

本文为某框架结构办公楼楼梯设计计算书。

该楼梯间开间4.5米，进深7.665米，梯段净距3.7m，梯段宽2m，共两层。

根据建筑设计、消防等方面的要求，确定合理的结构形式和结构布置。

本设计中梯段板的计算取1m板宽作为计算单元。

首先根据梯段板的净跨以及上面作用的荷载等初步估计梯段板厚度。

然后采用材料力学的方法求出板的内力，并根据混凝土规范求得梯段板的抗力，根据混凝土构件的设计原则和方法进行梯段板的设计。

除此之外，还进行了平台板、平台梁的设计。

最后根据计算结果，按照构造要求，绘制了施工图。

本设计的特点，综合了许多土木相关课程的相关理论和知识，以及熟悉设计规范的选用及使用。

既是完成了楼梯的设计工作，同时又是对自己所学知识的综合和巩固的一个过程。

关键词：

板式楼梯；

结构设计；

平台板设计

目录

内容摘要 I

引言 1

1钢筋混凝土楼梯的类型 1

1.1建筑楼梯 1

1.1.1楼梯分类 2

1.1.2楼梯的组成 3

1.1.3楼梯的坡度 4

1.1.4踏步面层防滑构造 5

1.1.5栏杆与扶手的构造 6

1.1.6楼梯的主要尺寸 9

1.1.7楼梯的表达方式 13

1.2楼梯结构设计内容 15

1.3楼梯构造设计要求 15

2设计的基本资料及任务 16

2.1设计资料 16

2.2设计要求及任务 17

3楼梯设计 18

3.1设计要点 18

3.2材料选择 18

3.3梯段板设计 18

3.3.1计算要点 18

3.3.2荷载计算 19

3.3.3内力计算 20

3.3.4配筋计算 20

3.3.5构造要求 20

3.4平台板设计 20

3.4.1荷载计算 20

3.4.2内力计算 21

3.4.3配筋计算 21

3.4.4构造要求 21

3.5平台梁设计 21

3.5.1荷载计算 21

3.5.2内力计算 22

3.5.3配筋计算 22

3.5.4构造要求 22

4施工图纸 23

参考文献 24

引言

楼梯是建筑物中主要的垂直交通设施之一，楼梯的主要功能是通行和疏散。

楼梯的设计内容一般包括三个基本要求：

（1）要满足功能上的要求

楼梯的数量、位置、形式和楼梯的宽度、坡度均应该符合上下通畅、疏散方便的原则，楼梯间必须直接采光，采光面积应小于1/12楼梯间平面面积。

设置在公共建筑中的主要楼梯，有的需要富丽堂皇，有的需要精巧简洁，应在楼梯形式、栏杆式样、材料选用方面作精心设计，一般建筑也应适当考虑美观问题。

（2）要满足结构和建筑构造方面的要求

在建筑构造方面要满足坚固与安全的要求，例如扶手、栏杆和踏步之间应有牢固的连接，采用栏杆式样也应主要花饰形式，杆件与杆件的间距应考虑防止发生意外事故。

（3）要满足防火、安全方面的要求

楼梯的间距和数量，应根据建筑物的耐火等级，满足防火设计规范中民用建筑及工业辅助建筑安全出口所规定的要求。

只有满足了上述基本要求，楼梯才有足够的通行和疏散能力，此外还应注意，楼梯间四周墙厚至少为240mm，并且不准有凸出的砖柱、砖墩、散热片、消防栓等任何构件，防止人在紧急疏散通行时受阻而产生意外。

在楼梯间内除必须的门意外，不准另外设置门、窗，以防止活在发生时，火焰窜出和烟雾蔓延、扩散到楼梯间而使楼梯失去通行疏散作用。

楼梯材料的选用应考虑建筑物的耐火等级，同时还应结合考虑材料的耐磨、防滑、易清洁和美观等要求。

例如采用木材作楼梯或踏面虽弹性好，传热系数小，行走舒服，但因耐磨性差，且易于燃烧，为了安全和节约木材，故较少采用。

为此，本文第一章就楼梯的常用结构形式、楼梯的构成、楼梯踏步尺寸、楼梯面层做法、扶手及栏杆构造、楼梯表达方式加以论述，为保证楼梯的设计满足使用上的要求及防火上的要求；

第二章就选定的楼梯形式、楼梯尺寸整理结构设计所需资料；

第三章讲述楼梯各个受力构件,包括有梯段板、平台梁、平台板，根据力学原理和混凝土设计方法，分别进行内力计算和构件设计，使楼梯构件满足强度和刚度等方面的内容，以满足结构安全方面的要求。

1钢筋混凝土楼梯的类型

1.1建筑楼梯

1.1.1楼梯分类[1]

在建筑物中，为了解决垂直方向的交通问题，一般采取的设施有楼梯、电梯、自动扶梯、爬梯以及坡道等。

电梯多用于层数较多或有特种需要的建筑物中，而且即使设有电梯或自动扶梯的建筑物，同时也必须设置楼梯，以便在紧急情况时使用。

楼梯作为建筑空间竖向联系的主要部件，除了起到提示、引导人流的作用，还应充分考虑其造型美观，上下通行方便，结构坚固，防火安全的作用，同时还应满足施工和经济条件的要求。

楼梯是房屋的竖向通道，一般由梯段、平台和栏杆组成。

楼梯的平面布置，梯段踏步尺寸以及栏杆等由建筑设计确定。

楼梯按其所用材料可分为木楼梯、钢楼梯和钢筋混凝土楼梯。

按施工方法可分为现浇整体式楼梯和预制装配式楼梯。

按构件受力形式不同可分为板式楼梯、梁式楼梯、剪刀式（悬挑式）楼梯和螺旋式楼梯。

（a）板式楼梯（b）梁式楼梯（c）剪刀式楼梯（d）螺旋式楼梯

图1楼梯形式

（1）板式楼梯

板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成。

梯段板是一块带踏步的斜板，斜板支承于上、下平台梁上，最下部的梯段板可支承在地梁或基础上，为便于施工和保证墙体结构安全，梯段板不得伸入墙体内。

平台板支承于平台梁和墙体上，但是为保证墙体安全，中间缓台平台板不宜支承于两侧墙体上。

平台梁一般支承于楼梯间两侧的承重墙体上。

板式楼梯的优点是是梯段板下表面平整，支模简单；

其缺点是梯段板跨度较大时，斜板厚度较大，结构材料用量较多。

因此楼梯板水平方向跨度小于3.0~3.3m时，宜采用板式楼梯。

（2）梁式楼梯

梁式楼梯由踏步板、梯段斜梁、平台板和平台梁组成。

踏步板支承于两侧斜梁上，为便于施工和保证墙体结构安全，不得将踏步板一端搁置在楼梯间承重墙体上；

梯段斜梁支承于上、下平台梁上，可设置于踏步板下面或上面。

当梯段水平方向跨度大于3.0~3.3m时，采用梁式楼梯较为经济，但是支模较为复杂。

（3）剪刀式楼梯

剪刀式楼梯实际上是由两个双跑直楼梯交叉并列布置而形成的。

属于特种楼梯。

它既增大了人流通行能力，又为人流变换行进方向提供了方便。

适用于商场、多层食堂等人流量大，且行进方向有多向性选择要求的建筑中。

其优点是外形轻巧、美观。

但其受力复杂，施工也比较困难，材料用量多，造价较高。

（4）螺旋式楼梯

螺旋楼梯是一种应用最为广泛的曲线楼梯，螺旋楼梯的平面形式分为封闭式和开放式两种，封闭式布局通过外围的墙来承重，建筑师可以利用楼梯形成的弧形外墙来丰富和塑造建筑的空间形体，开放式布局的承重方式有中柱式、曲板式、曲梁式和垂吊式等多种，它可以充分显示曲线楼梯所具有的流动感和节奏感，尤其是螺旋楼梯扶手所形成的流动飘逸的线条更具有动态美。

建筑可以利用螺旋楼梯优美的旋律、柔和的动态感去创造各类建筑所需要的特殊空间气氛。

1.1.2楼梯的组成

楼梯主要由楼梯梯段、楼梯平台及栏杆扶手三部分组成如图2所示。

图2楼梯的组成

（1）楼梯梯段

楼梯梯段设有踏步，供建筑物楼层之间上下行走的通道段落称为梯段。

踏步又分为踏面（供行走时踏脚的水平部分）和踢面（形成踏步高差的垂直部分）。

楼梯的坡度大小就是由踏步尺寸决定的。

（2）楼梯平台

楼梯平台按其所处位置，分为中间平台和楼层平台。

与楼层地面标高平齐的平台称为楼层平台，用来分配从楼梯到达各楼层的人流。

两楼层之间的平台称为中间平台，其作用是供人们行走时调节体力和改变行进方向。

（3）栏杆扶手

栏杆扶手是设在梯段及平台边缘的安全保护构件。

扶手一般附设于栏杆顶部，供作依扶用。

扶手也可附设于墙上，称为靠墙扶手。

1.1.3楼梯的坡度

一般来说，楼梯的坡度越小越平缓，行走也越舒服，但却加大了楼梯的进深，增加了建筑面积和造价。

因此，在楼梯坡度的选择上，存在使用和经济之间的矛盾。

楼梯、爬梯及坡道的区别，在于其坡度的大小和踏级的比等关系上。

楼梯坡度范围在20°

～45°

之间，舒适坡度一般为26°

34′，即高宽比为1/2。

爬梯的范围一般为45°

～90°

，其中常用坡度为59°

（高宽比1∶0.6）、73°

（高宽比1∶0.3）和90°

。

坡道的坡度范围一般在20°

以下，若其倾斜角在6°

或坡度在1∶12以下的属于平缓的坡道，而坡度在1∶10以上的坡道应有防滑措施。

1.1.4踏步面层防滑构造

（1）踏面

楼梯踏步面层（踏面）应便于行走、耐磨、美观、防滑和易清洁。

做法与楼地面层装修做法基本相同。

装修用材一般有水泥砂浆、水磨石、大理石、花岗石、缸砖等，其面层构造如图3所示。

图3踏步面层构造

（2）踏面的防滑

为了避免行人滑倒、保护踏步阳角，踏步表面应有防滑措施，特别是人流量较大的公共建筑中的楼梯必须对踏面进行处理。

防滑处理的方法通常设置防滑条，一般采用水泥铁屑、金刚砂、金属条（铸铁、铝条、铜条）、马赛克及带防滑条缸砖等材料设置在靠近踏步阳角处，如图4所示。

防滑条凸出踏步面不能太高，一般在3mm以内。

图4防滑条构造

1.1.5栏杆与扶手的构造

（1）栏杆的构造

栏杆形式可分为空花式栏杆、栏板式和组合式栏杆三种。

①空花栏杆

空花栏杆一般采用圆钢、方钢、扁钢和钢管等金属材料做成。

断面分为实心和空心两种。

实心竖杆圆形断面尺寸一般为16φ～30φ，方形断面尺寸为20mm×

20mm～30mm×

30mm。

在儿童活动场所，如幼儿园、住宅等建筑，为防止儿童穿过栏杆空挡发生危险事故，栏杆垂直杆件间的间距不应大于110mm，且不应采用易于攀登的花饰。

如图5所示为空花栏杆示例。

图5空花栏杆

栏杆竖杆与梯段、平台的连接分为焊接和插接两种。

即在梯段和平台上预埋钢板焊接或预留孔插接。

为了保护栏杆免受锈蚀和增强美观，常在竖杆下部装设套环，覆盖住栏杆与梯段或平台的接头处，栏杆与梯段、平台的连接如图6所示。

图6栏杆与梯段、平台的连接

②栏板式

栏板式是以栏板取代空花栏杆。

节约钢材，无锈蚀问题，比较安全。

栏板通常采用现浇或预制的钢筋混凝土板、钢丝网水泥板或砖砌栏板。

钢丝网水泥栏板是在钢筋骨架的侧面先铺钢丝网，再抹水泥砂浆而成，如图7（a）所示。

砖砌栏板通常采用高标号水泥