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裙楼大跨度梁式楼梯

发布于:2023-03-01 11:16:01 来自:建筑设计/居住建筑设计 [复制转发]

楼梯主要是受弯构件,众所周知,对于受弯构件,截面高度越高受力效率越好,如:梁的受力效率好于(厚)板的、高梁的好于矮梁的。1、对于标准层楼梯,因为1)层高受限,采用梁式多跑楼梯可能存在碰头的隐患;2)跨度不算大,板式梯和梁式梯的板厚、配筋相近,受弯构件的高度优势不能充分发挥;3)板式梯的每跑梯板均需设置2条边梁(及相应的梯柱),材料用量较多,整体经济性较差等原因;故基本选用板式梯。2、对于裙楼楼梯,则因层高通常较高,且楼梯跨度较大,有条件选用梁式楼梯。采用梁式梯,具有如下优势:1)主构件的受弯力臂较大,受力效率较高;2)梯板厚按短向宽度(而非长向跨度)取值,较薄自重较轻,材料较省;3)框架结构的楼梯需要考虑抗震措施。板式梯需要设置滑动支座或者双层配筋+封边暗梁等,措施复杂、费用较高;而采用梁式梯,梯梁自身就需要配置通长纵筋及箍筋,已基本满足抗震措施要求(局部不满足的仅需针对性加强即可),处理简单且增加费用不多,梯板则类似楼面板、可不再考虑抗震加强。

实际设计中,梁式梯的梯梁设置,可以有不同选择,常见为两边梯梁+简支梯板;当楼梯宽度不太宽(如常见多为1米~2米),梯梁及梯板的承载能力均未能充分发挥(例如梯段宽2m,按单向板1/30计约需70mm,而实际最小板厚常取100mm),经济性较差;前面文章中已经分析讨论过悬臂梯板的经济性,此时也可以考虑采用单边梯梁+单向悬挑梯板、中间梯梁+对称悬挑梯板等优化布置,经济性会得到改善。

为方便对比分析,就仍取前面第(三)篇的商业裙楼楼梯为例。设商业裙楼层高4.5m,梯段宽度1.8m,梯级尺寸280x160mm上下两段各14级中间平台宽1.5m,楼梯活载3.5kPa。考虑抗震措施。

图片

商业裙楼楼梯示意

一、板式梯——仅列举第(三)篇文章的主要结果,基本沿用原数据。

1、单跨支座简支

选用E型梯。梯板厚度水平投影总长8980/30=300mm。按支座简支假定弯矩分别支座75/跨中150kN.m,板面和板底配置Φ14@180/Φ18@150满足受力需求单跨筋用量合计约476kg(该重量是按楼梯图集所示,将支座负筋直接贯通板面全跨计算得出的已基本满足抗震的双层配筋要求;且计入了分布筋Φ14@280配筋率约0.15%的重量300厚梯板+踏步的砼量约6.45m3。钢筋+砼合计造价约6727

2、单跨支座

按支座固支假定,弯矩分别为支座125/跨中62kN.m,板面和板底配置Φ18@180/Φ12@160满足受力需求,单跨纵筋用量合计约420kg。较支座简支的节省56kg约14%与总弯矩理论比值17%较接近。300厚梯板+踏步的砼量约6.45m3。钢筋+砼合计造价约6389

3、增设中间支座

E型中间平台板下增设梯梁梯柱后,可分为下段C型梯和上B型梯两段。板厚取分段长度8980/2/30=150mm

支座简支假定下段C型梯弯矩分别支座14/跨中29kN.m,板面和板底配置Φ8@140/Φ12@160满足受力需求单跨筋用量合计91kg裙楼常为框架结构,楼梯有抗震措施设置通长面筋且计入横向分布筋用量),B型梯弯矩分别支座14/跨中29kN.m,板面和板底配置Φ8@140/Φ12@160满足受力需求单跨筋用量合计85kg两段合计176kg150厚梯板+踏步的砼量约1.96*2=3.92m3。钢筋+砼合计造价约3409

支座假定下段C型梯弯矩分别支座24/跨中12kN.m,板面和板底配置Φ12@200/Φ8@170满足受力需求单跨筋用量合计76kg(同样按有抗震措施的框架结构设置通长面筋且计入分布筋),较支座简支C型梯节省15kg约20%B型梯弯矩分别支座24/跨中12kN.m,板面和板底配置Φ12@200/Φ8@170满足受力需求单跨筋用量合计80kg较支座简支C型梯节省5kg约7%。两段合计156kg。150厚梯板+踏步的砼量约1.96*2=3.92m3。钢筋+砼合计造价约3281

中间梯梁跨度=梯板宽1.8m截面取200*300筋2Φ14面筋2Φ12箍筋Φ6@200满足需求钢筋+砼造价约122中间梯柱高约2.25m截面取300*300,纵筋8Φ12、箍筋Φ6@200满足需求钢筋+砼造价约254元/根*2=508。即中间支座合计造价约630加上梯板的费用增设中间支座的钢筋+砼总费用为简支4039元/固支3911元,小于单跨的简支6727元/固支6389元。备注:以上数据跟文(三)有少许区别,主要是补充考虑了横向分布筋的费用


4、梁式梯

1)两边梯梁+横向简支梯板。

单向板,跨度1800板厚取100mm,支座负弯矩0kN.m/m,配分离式支座筋Φ8@200;跨中正弯矩3.86kN.m/m,配底筋Φ8@200,长向分布筋均取Φ6@190。板筋重量约88kg,板砼量约2.54m3,板的造价约2052元。

板两边设置梯梁,按支座固支假定。梁截面尺寸取200*500,支座负弯矩95kN.m,配面筋3Φ16;跨中正弯矩47kN.m,配底筋2Φ14;剪力63kN,配箍筋Φ8@100/200。梁筋重量约117x2根=234kg,梁砼量约1x2根=2m3,梁的造价约2596元。

合计造价约4648元,约为简支板式梯造价的69%、固支板式梯的73%。

2)中间梯梁+对称悬挑梯板。

梯梁形状及构造类似E型梯悬挑梯板厚度按悬挑层长度=(宽度1800-梁宽250)/2=775mm/10=77.5mm设计实取100mm板端负弯矩3.62kN.m/m,配Φ8@200面筋可满足要求(实配值/计算值1.8),长向分布筋取Φ6@190。板筋重量约61kg,板砼量约2.46m3,板的造价约1846元。

板正中设置1根梯梁,按支座固支假定。梁截面250*600,支座固支假定弯矩分别支座180/跨中90kN.m,配置通筋2Φ20+附加1Φ20/2Φ18满足受力需求剪力120kN,扭矩7.1kN.m(考虑活载不利布置)配抗扭腰筋4Φ10+箍筋Φ8@100/200。梁量约211kg梁砼量约1.5m3,梁的造价约2165元。

合计造价约4011元,约为简支梯板梁式梯造价的86%、简支板式梯造价的60%、固支板式梯的63%。

3)增设中间柱+两边梯梁+横向简支梯板。

单向板的设计不变,板的造价约2052元。

板两边设置梯梁,按支座固支假定。梁跨度约为原来的1/2,截面尺寸取200*300,上下段的支座负弯矩22kN.m,配面筋2Φ12;跨中正弯矩11kN.m,配底筋2Φ12;剪力29kN,配箍筋Φ8@100/200。梁筋重量约(33+33)x2根=132kg,梁砼量约(0.3+0.3)x2根=1.2m3,梁的造价约1496元。

中间支座为2根梯柱,造价约508元(参照前面的数据)。

合计造价约4056元,约为不设中间支座的梁式梯造价的87%。

4)增设中间柱+中间梯梁+对称悬挑梯板。

单向板的设计不变,板的造价约1846元。

板正中设置1根梯梁,按支座固支假定。梁跨度约为原来的1/2,截面尺寸取250*300,上下段的支座负弯矩43kN.m,配面筋通筋2Φ14+附加筋1Φ14;跨中正弯矩22kN.m,配底筋2Φ14;剪力56kN,扭矩3.7kN.m(考虑活载不利布置)配抗扭腰筋2Φ10+配箍筋Φ8@100/200。梁筋重量约(62+62)=124kg,梁砼量约(0.37+0.37)=0.74m3,梁的造价约1182元。

中间支座为1根梯柱,造价约254元(参照前面的数据)。

合计造价约3282元,约为不设中间支座的梁式梯造价的82%。

最后简要概括一下造价对比结果:

加设中柱的悬臂梯板梁式梯约3300元 <加设中柱的简支梯板梁式梯< pan> 、单跨悬臂梯板梁式梯、加设中柱的板 式梯等约4000元 <单跨简支梯板梁式梯约4600元<单跨固支板式梯6400元<单跨简支板式梯6700元。1)不同选型,造价相差最大达到2倍,反映了选型优化的重要性。2)梯板宽度1.8m,简支梯板方案的实选板厚> >理论板厚、富余较多,梁式梯的优势不能充分发挥,和板式梯相近。

通过分析可知,商业裙楼的大跨度因跨度及受力较,采用增设中间支座的做法以有效减少跨度、受力及截面配筋商业裙楼因建筑功能需要常选用框架结构,楼梯构件需考虑地震影响及构造措施(板式梯的梯板、梁式梯的梯梁、梯柱等),梁式梯的主构件截面高受力效率好、兼顾抗震措施要求,性价比较好;悬臂梯板能充分发挥板的承载力,仅需单面配筋,造价较省。目前房地产大环境相对严峻,业主方对成本控制的要求益发严格的情况下,推荐裙楼大跨度楼梯优先采用增设中间支座梁式梯做法。

总结对比结果,对商业裙楼大跨度楼梯结构设计的建议如下

1、宜增设中间支座。

2、优先选用梁式梯

3、承载力、变形等验算满足且有一定富余时,建议可采用悬臂梯板的做法

知识点:裙楼大跨度梁式楼梯

大跨度梁式楼梯碰到的问题

这个家伙什么也没有留下。。。

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