樓梯設計中的若干問題與建議探究

李燕

【摘要】隨著我國由工業化時代逐漸向信息化時代的轉變，人們的生活水平在逐漸提高，我國的建筑業也在不斷發展。同時，伴隨著人們生活水平的提升，人們對生活環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構也逐漸變得復雜化，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，更在人們日常生活中起著舉足輕重的作用。因此，樓梯的設計不僅僅包含其建筑方面的功能結構以及整體構造，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。針對以往樓梯結構設計中出現的問題以及樓梯的發展趨勢，本文做了詳細的敘述并提出了相應的解決措施和建議。

【關鍵詞】樓梯；框架結構；設計；抗震性能

引言

隨著新的建筑技術的創新發展，樓梯的建筑材料、構造手段、施工工藝也在不斷進步，這對于樓梯的設計和發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系的交通樞紐，其最基本的設計要求就是應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，傳統的樓梯設計重點是以樓梯的功能體現為目標實現樓梯的交通作用，例如樓梯的尺寸設計，樓梯的尺寸設計與平面位置等是根據建筑功能由結構設計決定樓梯的結構形式，常用的樓梯結構形式按結構受力狀態可分為板式、梁式螺旋式和剪刀式等，都體現了樓梯不同的抗震性能，本文主要對樓梯設計中的樓梯類型、樓梯設計方法以及樓梯結構設計進行了分析，著重根據現階段應用范圍最廣的板式樓梯進行了分析。

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濟耐久。樓梯的結構設計確定樓梯的結構形式，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，前兩者屬于空間結構體系，后兩者屬于平面結構體系。

二、樓梯一般設計方法

板式樓梯是由梯段板、梯柱、平臺板以及平臺梁等構件構成，其一般的設計方法為：

（一）梯段板設計

一般情況下梯段板的設計不考慮踏步的剛度貢獻，認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行內力計算。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，在對樓梯的結構進行設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構。

（二）平臺板、平臺梁的設計

板式樓梯平臺板可按照單向板或雙向板進行內力與配筋計算，并滿足相應的構造要求。平臺梁內力按簡支梁進行計算，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）梯柱的設計

傳統的梯柱設計只考慮豎向荷載，梯柱內力較小，而在發生地震時，梯柱處于雙向彎剪受力狀態，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生破壞。

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

三、關于樓梯的結構設計

（一）考慮樓梯構件的受力性能

樓梯的基本設計與框架結構設計是分開的，其組成構件主要包括梯段板、梯柱、梯梁、平臺板等，樓梯的框架結構設計主要考慮這些構件的受力性能，在不考慮抗震的前提下，一般樓梯單獨設計，僅按承受荷載的受彎構件進行設計，梯段板、梯梁和梯柱等不僅內力小且受力狀態簡單，使構件截面尺寸小、配筋量少，沒有將樓梯與整體結構連接，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，通常樓梯的結構設計有兩種方式：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，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邊緣約束構件和拉筋結。這兩種方式對于樓梯構件的受力狀態全然不同，前者樓梯不參與整體結構抗震計算，構件受力簡單從而減輕了構件的破壞及其對整體結構的不利影響，后者雖增大了構件的配筋，卻無法保證構件的不受破壞，所以在抗震方面，前者對整體結構性能具有良好的保護。對于裝配式樓梯段應與平板臺的梁緊密連接，不應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，設計人員在對樓梯的結構進行設計時必須采用合適的設計軟件，準確的對樓梯在地震力作用下的受力情況進行分析，綜合考慮樓梯對整體框架結構的影響，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

當樓梯參與整體結構抗震設計時，樓梯的結構對于樓梯整體的性能有著重大影響，樓梯間的設計應當符合《建筑抗震設計規范》的有關規定，例如在框架結構方面，樓梯間的布置應符合結構平面要求，樓梯構件與主題結構澆整時，應計入樓梯構件對地震作用及其效應影響。當樓梯與整體結構共同工作時，由于樓梯增大了結構局部結構的抗側剛度，減小了結構的自振周期，使結構的傳力機制和路徑發生了改變，樓梯中的梯段板、梯梁和梯柱等構件的內力明顯增大，進而增大了樓梯間框架柱和框架梁的內力，減小了其周圍的內力，這雖然保護了主體結構但卻易損壞樓梯和樓梯間構件，因而，為減輕樓梯構件的破壞以及對整體結構的不利影響，在進行樓梯結構設計時可在休息平臺處設置雙梯柱，將框架柱與休息平臺的平臺梁完全分離開進而減小樓梯對整體結構的影響。

規范的內容對樓梯設計的主要指導在于結構計算的準確性，若采用簡單有效的措施不僅能降低樓梯結構設計難度，也使樓梯的受力狀態較為簡單，提高框架結構的抗震性能等。

結語

本文主要對樓梯設計中經常出現的問題進行了探討和分析，并根據樓梯的結構設計要求提出了相應的解決措施和建議，這就要求樓梯設計人員多借鑒以往經驗教訓并查閱相關文獻，采用合適的設計軟件對樓梯的結構進行綜合考慮和分析，建立有效的模型并對其結構的抗震性能進行分析，不僅要考慮樓梯建筑方面的設計，更要考慮樓梯的結構設計在抗震方面的主要使用性能，，不斷完善樓梯的結構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

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

[2]王家芬. 樓梯設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計中幾個問題的探討和研究[J]. 南陽理工學院學報，2011，02：71-74.

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

[5]張一露. 民用建筑疏散樓梯設計中應注意的幾個問題[J]. 消防技術與產品信息，2007，11：24-26.