試論建筑結構的樓梯設計

王蕾

摘 要：本文從建筑施工中，鋼筋混凝土樓梯結構的形式及種類出發，探討梁、板式樓梯的設計方式，并結合地震作用，提出鋼筋混凝土樓梯的設計建議，以提高鋼筋混凝土樓梯設計的合理性，僅供相關人員參考。

關鍵詞：鋼筋混凝土樓梯；設計方式；建議

樓梯是多高層房屋建筑的豎向通道，是建筑中的重要組成部分，鋼筋混凝土樓梯在實際應用中具有良好的耐火性和經濟性，因此在所高層房屋建筑中得到廣泛的應用，是建筑中比較常見的一種樓梯形式。為促進鋼筋混凝土樓梯設計的合理性，應當對其形式、種類及設計方式等進行深入分析，以促進鋼筋混凝土樓梯的實際應用價值的有效發揮。

1 鋼筋混凝土樓梯結構的形式及種類

1.1 樓梯結構的形式及分類

鋼筋混凝土樓梯的平面位置及尺寸等由建筑設計所決定，而結構形式由結構設計所決定，鋼筋混凝土樓梯結構的分類，按照施工方式的不同，主要分為整體式和裝配式，為平面結構體系；按照結構受力狀態的不同，分為梁式、板式和螺旋式等形式，屬于空間結構體系。當前多高層房屋建筑中，大多采用梁式樓梯和板式樓梯作為樓梯形式，在公共建筑中也可見采用螺旋樓梯、懸挑板式樓梯等樓梯形式。

1.2 梁式樓梯

如圖1所示，梁式樓梯是由踏步板、梯段斜梁、平臺板和平臺梁組成，踏步板支承于兩側斜梁上，梯段斜梁支承于上、下平臺梁上，梯段斜梁設置于踏步板的下面。平臺板支承于平臺梁和墻體上，平臺梁一般支承于樓梯間兩側的承重墻上。當梯段水平方向跨度大于3.0-3.3m時，采用梁式樓梯較為經濟，但支模較為復雜。

1.3 板式樓梯

如圖2所示，板式樓梯是由梯段板、平臺板和平臺梁組成，梯段板是一塊帶踏步的斜板，斜板支承于上、下平臺梁上，最下層的梯段板可支承在地梁或基礎上。平臺板、平臺梁支撐和梁式樓梯相同。板式樓梯其優點是梯段板下表面平整，支模簡單；缺點是梯段板跨度較大時，斜板厚度較大，結構材料用量較多。因此梯段板水平方向跨度小于3.0-3.3m時，宜采用板式樓梯。

1.4 螺旋式和剪刀式樓梯

螺旋式和剪刀式樓梯，建筑造型新穎美觀，常設置于公共建筑大廳中，如圖3、4所示。但它為空間結構體系，受力狀態復雜，設計與施工均較困難，造價較高。

2 梁、板式樓梯的設計方法

2.1 梁式樓梯的設計

梁式樓梯設計主要包括踏步板、斜梁、平臺板和平臺梁的計算與構造。在踏步板的設計上，其主要由斜板和三角形踏步組成，為保證梁式樓梯設計的合理性，應當依據建筑設計明確踏步板的幾何尺寸，并對合理選取斜板厚度。在設計過程中，從梯段板中選取一個踏步板為計算單元，對截面高度就似取其平均值，按簡支板對跨中彎矩進行準確計算，并按單筋矩形對配筋數量進行計算。

在梯段斜梁上，依據梯段斜梁水平方向上的計算跨度對斜梁高度進行計算。在對梯段斜梁進行內力分析時，應當將斜梁內力化為水平發那個像簡支梁進行計算，并按照斜梁斜向跨度的水平投影長度取值后，對跨度進行計算。梯段斜梁截面計算高度上，以垂直斜梁軸線上的最小告訴為標準，對斜梁進行計算。

平臺板、梁的設計上，按照單向或雙向板進行平臺板的內力與配筋計算，確保其滿足相關構造要求，平臺梁承受梁自重、抹灰荷載、平臺板傳來的均布荷載和梯段斜梁的集中荷載，此種情況下，一般以簡支梁對平臺梁的內力及配筋進行計算。

2.2 板式樓梯的設計

梯段板由斜板和踏步板組成，梯段斜板與平臺梁、板是一個整體結構，在實際計算過程中，通常會將梯段斜板與平臺板進行分開計算，但在構造上需要考慮其相互間的整體作用，以保證設計的合理性。梯段斜板支承于平臺梁上，以板帶簡化為斜向筒支板，以水平方向筒支板對斜板內力進行計算。板式樓梯的設計過程中，斜板跨高比較大，因此不需要對受剪承載力進行驗算。梯段斜板配筋方案有彎起式和分離式兩種，其中比較常用的是分離式配筋方案，如圖5所示。板式樓梯平臺板內力計算與配筋與梁式樓梯設計及計算方式相近。

3 考慮地震作用下的鋼筋混凝土樓梯的設計建議

3.1 樓梯結構抵抗地震作用

為提高鋼筋混凝土樓梯設計的合理性，在進行樓梯結構設計時，應當充分考慮地震作用，樓梯柱本身是短柱，為避免剪切破壞過早發生，應當沿全高加密箍筋，切實保證樓梯柱的抗剪強度和變形能力。由于地震作用下梯段板的軸力和剪力較大，為保證樓梯結構抵抗地震作用的實際效果，應當在梯段板設計過程中充分做好配筋工作，并拉通負筋，促進雙層雙向鋼筋配置的形成。除此之外，應當對板式樓梯施工解放進行合理設計，在局部位置加強施工接縫底部受力鋼筋，對施工質量進行合理控制，及時清除表面浮漿和泥沙，并對混凝土交界面進行鑿毛處理。在梯段板轉角部位，以構造措施對梯段板局部進行加強處理，以免梯段板轉角部位出現損壞。

3.2 樓梯結構不抵抗地震作用

多高層建筑結構整體受力復雜，樓梯構件在保證社會群體生命安全方面發揮著重要的作用，因此在鋼筋混凝土樓梯設計中，應當保證結構安全要求和構造措施高于主體結構，充分考慮地震作用，對鋼筋混凝土樓梯構件承載力進行準確計算，積極轉變傳統的設計方式，采用滑動連接的方式，以樓梯段上端節點作為鉸接，以下端節點為滑動支承，避免支撐的形成，在框架結構樓梯間首層外門兩側位置設計構造柱，以便對門框進行妥善的固定。

結束語

鋼筋混凝土樓梯是多高層房屋建筑中的重要組成部分，為促進其應急疏散安全通道作用的有效發揮，應當準確把握鋼筋混凝土樓梯的形式及種類，充分考慮地震作用，對鋼筋混凝土樓梯進行科學化設計，確保鋼筋混凝土樓梯的設計效果滿足建筑綜合需求，從整體上降低安全隱患。

參考文獻

[1]陳鵬.淺析樓梯的規范性設計與實際使用的安全性之間矛盾[J].住宅科技，2012（02）.

[2]賀志軍，高峰.淺析鋼筋混凝土樓梯的設計[J].科學之友，2011（21）.

[3]金亞春，毛呈龍，魏常軍.框架結構中現澆板式樓梯震害分析及設計建議[J].工程建設與設計，2010（08）.