楼梯构造设计(上)

楼梯构造本章提要本章内容：楼梯、室外台阶和坡道、电梯和自动扶梯学习重点：楼梯的组成、尺度、现浇钢筋混凝土楼梯的构造和楼梯的细部构造，以及室外台阶和坡道的构造。本章内容7.1概述7.2钢筋混凝土楼梯7.3室外台阶与坡道7.4电梯与自动扶梯楼梯一般由楼梯段、楼梯平台、栏杆(栏板)和扶手三部分组成(图7.1)。7.1概述楼梯段：楼梯的主要使用和承重部分，它由若干个连续的踏步组成。楼梯平台：楼梯段两端的水平段，主要用来解决楼梯段的转向问题，并使人们在上下楼层时能够缓冲休息。楼梯井：相邻楼梯段和平台所围成的上下连通的空间。栏杆(栏板)和扶手：设置在楼梯段和平台临空侧的围护构件，应有一定的强度和安全度，并应在上部设置供人们手扶持用的扶手。7.1.1楼梯的组成按照楼梯的主要材料分，有钢筋混凝土楼梯、按照楼梯在建筑物中所处的位置分，有室内按照楼梯的使用性质分，有主要楼梯、辅助楼梯、疏散楼梯、消防楼梯等。7.1.2楼梯的类型按照楼梯的形式分，有单跑楼梯、双跑折角楼梯、双跑平行楼梯、双跑直楼梯、三跑楼梯、四跑楼梯、双分式楼梯、双合式楼梯、八角形楼梯、圆形楼梯、螺旋形楼梯、弧形楼梯、剪刀式楼梯、交叉式楼梯等(图7.2)。按照楼梯间的平面形式分，有封闭式楼梯、非封闭式楼梯、防烟楼梯等(图7.3)。(1)楼梯的坡度指的是楼梯段的坡度，即楼梯段的倾斜角度。楼梯的坡度有两种表示法，即角度法和比值法。一般楼梯的坡度在23°~45°之间，30°为适宜坡度。坡度超过45°时，应设爬梯；坡度小于23°时，应设坡道(图7.4)。7.1.3楼梯的尺度7.1.3.1楼梯的坡度与踏步尺寸(2)楼梯的踏步尺寸包括踏面宽和踏面高，踏面是人脚踩的部分，其宽度不应小于成年人的脚长，一般为250~320mm。踏面高与踏面宽有关，根据人上一级踏步相当于在平地上的平均步距的经验，式中r——踢面高度，mmg——踏面宽度，mm600~620mm——人的平均步距。2600~620rgmm在建筑工程中，踏面宽度一般为250~320mm，踢面高度一般为140~180mm。常见的民用建筑楼梯的适宜踏步尺寸见表7.1。表7.1常见的民用建筑楼梯的适宜踏步尺寸名称住宅学校、办公楼剧院、食堂医院幼儿园踢面高r(mm)156~175140~160120~150150120~150踏面高g(mm)250~300280~340300~350300260~300为了人们上下楼梯时更加舒适，在不改变楼梯坡度的情况下，可采用如图7.5所示措施来增加踏面宽度。(1)楼梯段的宽度：指楼梯段临空侧扶手中心线到另一侧墙面（或靠墙扶手中心线）之间的水平距离。应根据楼梯的设计人流股数、防火要求及建筑物的使用性质等因素确定。(2)平台宽度为了保证通行顺畅和搬运家具设备的方便，楼梯平台的宽度应不小于楼梯段的宽度。7.1.3.2楼梯段的宽度与平台宽度对于开敞式楼梯间，一般不小于500mm(图7.6)。楼梯的净空高度包括楼梯段上的净空高度和平台上的净空高度(图7.7)(1)楼梯段上的净空高度:指踏步前缘到上部结构底面之间的垂直距离，应不小于2200mm。确定楼梯段上的净空高度时，楼梯段的计算范围应从楼梯段最前和最后踏步前缘分别往外300mm算起。7.1.3.3楼梯的净空高度(2)平台上的净空高度:指平台表面到上部结构最低处之间的垂直距离，应不小于2000mm当楼梯底层中间平台下设置通道时，可采取下列处理方法来解决：增加底层第一楼梯段的踏步数量(图7.8(a))降低底层中间平台下地坪的标高(图7.8(b))将上述两种方法进行综合(图7.8(c))建筑物的底层楼梯采用直跑楼梯(图7.8(d))扶手高度：指踏步前缘到扶手顶面的垂直距离。一般建筑物楼梯扶手高度为900mm；平台上水平扶手长度超过500mm时，其高度不应小于1000mm；幼托建筑的扶手高度不能降低，可增加一道600~700mm高的儿童扶手(图7.9)。7.1.3.4扶手高度现浇式钢筋混凝土楼梯：把楼梯段和平台整体浇筑在一起的楼梯。特点：消耗模板量大，施工工序多，施工速度慢，但整体性好、刚度大、有利于抗震。现浇式钢筋混凝土楼梯按结构形式不同，分为板式楼梯和梁板式楼梯7.2钢筋混凝土楼梯7.2.1现浇式钢筋混凝土楼梯的类型板式楼梯：把楼梯段看作一块斜放的板，楼梯板分为有平台梁和无平台梁两种情况。有平台梁的板式楼梯的梯段两端放置在平台梁上，平台梁之间的距离为楼梯段的跨度。其传力过程为：楼梯段→平台梁→楼梯间墙(图7.10(a))无平台梁的板式楼梯是将楼梯段和平台板组合成一块折板，这时板的跨度为楼梯段的水平投影长度与平台宽度之和。(图7.10(b))7.2.1.1板式楼梯梁板式楼梯：楼梯段由踏步板和斜梁组成，踏步板把荷载传给斜梁，斜梁两端支承在平台梁上。楼梯荷载的传力过程为：踏步板→斜梁→平台梁→楼梯间墙。明步：斜梁一般设两根，位于踏步板两侧的下部，这时踏步外露(图7.11(a))。暗步：斜梁位于踏步板两侧的上部，这时踏步被斜梁包在里面(图7.11(b))。7.2.1.2梁板式楼梯斜梁有时只设一根，通常有两种形式：一种是在踏步板的一侧设斜梁，将踏步板的另一侧搁置在楼梯间墙上(图7.12(a))；另一种是将斜梁布置在踏步板的中间，踏步板向两侧悬挑(图7.12(b))。单梁式楼梯受力较复杂，但外形轻巧、美观，多用于对建筑空间造型有较高要求时。常用的楼梯踏面材料：水泥砂浆、水磨石、花岗岩、大理石、缸砖等(图7.13)。踏步表面的防滑措施：在距踏步面层前缘40mm处设2~3道防滑凹槽(图7.14(a))；在距踏步面层前缘40~50mm处设防滑条(图7.14(b))；设防滑包口(图7.14(c))等。7.2.2钢筋混凝土楼梯的细部构造7.2.2.1踏步面层和防滑构造(1)栏杆和栏板栏杆一般采用方钢、圆钢、扁钢、钢管等制作成各种图案，既起安全防护作用，又有一定的装饰效果(图7.15(a))。栏板多采用钢筋混凝土或配筋的砖砌体。(图7.15(b))组合栏杆是将栏杆和栏板组合在一起的一种栏杆形式。栏杆部分一般采用金属杆件，栏板部分可采用预制混凝土板材、有机玻璃、钢化玻璃、塑料板等。(图7.15(c))7.2.2.2栏杆（栏板）和扶手栏杆与楼梯段的连接方式：栏杆与楼梯段上的预埋件焊接(图7.16(a))；栏杆插入楼梯段上的预留洞中，用细石混凝土、水泥砂浆或螺栓固定(图7.16(b)、(c))；在踏步侧面预留孔洞或预埋铁件进行连接(图7.16(d)、(e))。(2)扶手材料一般有硬木、金属管、塑料、水磨石、天然石材等(图7.17)顶层平台上的水平扶手端部与墙体的连接一般是在墙上预留孔洞，用细石混凝土或水泥砂浆填实(图7.18(a))；也可将扁钢用木螺丝固定在墙内预埋的防腐木砖上(图7.18(b))；当为钢筋混凝土墙或柱时，则可预埋铁件焊接(图7.18(c))。楼梯首层第一个楼梯段不能直接搁置在地坪层上，需在其下面设置基础。楼梯段的基础做法有两种：一种是在楼梯段下直接设砖、石、混凝土基础(图7.19(a))；另一种是在楼梯间墙上搁置钢筋混凝土地梁，将楼梯段支撑在地梁上(图7.19(b))。7.2.2.3首层楼梯段的基础室外台阶与坡道：设在建筑物出入口的垂直设施，用来解决建筑物室内外的高差问题。(图7.20)7.3室外台阶与坡道室外台阶由平台和踏步组成。台阶应等建筑物主体工程完成后再进行施工，并与主体结构之间留出约10mm的沉降缝。台阶由面层、垫层、基层等组成，面层应采用水泥砂浆、混凝土、水磨石、缸砖、天然石材等耐气候作用的材料。(图7.21)7.3.1室外台阶坡道分为行车坡道和轮椅坡道，行车坡道又分为普通坡道和回车坡道。考虑人在坡道上行走时的安全，坡道的坡度受面层做法的限制：光滑面层坡道不大于1∶12，粗糙面层坡道不大于1∶6，带防滑齿坡道不大于1∶4坡道的构造与台阶基本相同，垫层的强度和厚度应根据坡道上的荷载来确定，季节冰冻地区的坡道需在垫层下设置非冻胀层(图7.22)。7.3.2坡道(1)按照电梯的用途不同，分为乘客电梯、载货电梯、客货电梯、病床电梯、观光电梯、杂物梯等(图7.23)。按照电梯的速度不同，分为高速电梯、中速按照对电梯的消防要求，分为普通乘客电梯和消防电梯。7.4电梯与自动扶梯7.4.1电梯7.4.1.1电梯的类型和组成(2)电梯的组成电梯由井道、机房和轿厢三部分组成(图7.24)电梯井道：电梯轿厢运行的通道，一般采用现浇混凝土墙；当建筑物高度不大时，也可以采用砖墙；观光电梯可采用玻璃幕墙。机房：一般设在电梯井道的顶部，其平面及剖面尺寸均应满足设备的布置、方便操作和维修要求，并具有良好的采光和通风条件。(1)电梯井道的构造设计①平面尺寸：平面净尺寸应当满足电梯生产厂家②井道的防火：井道和机房四周的围护结构必须具备足够的防火性能，其耐火极限不低于该建筑物的耐火等级的规定。当井道内超过两部电梯时，需用防火结构隔开。7.4.1.2电梯井道的构造设计及细部构造③井道的隔振与隔声：一般在机房的机座下设弹簧垫层隔振，并在机房下部设置1.5m左右的隔声层(图7.25)④井道的通风：在井道的顶层和中部适当位置(高层时)及坑底处设置不小于300mm×600mm或面积不小于井道面积3.5%的通风口，通风口总面积的1/3应经常开启。(2)①电梯门套：门套的构造做法应与电梯厅的装修相协调，常用的做法有水泥砂浆门套、水磨石门套、大理石门套、硬木板门套、金属板门套等(图7.26)②电梯厅地面(图7.27)③导轨撑架的固定导轨撑架与井道内壁的连接构造可采用锚接、栓接和焊接(图7.28)。自动扶梯适用于有大量人流上下的公共场所，坡度一般采用30°，按运输能力分为单人、双人两种型号，其位置应设在大厅的突出明显位置。自动扶梯由电动机械牵引，机房悬挂在楼板的下方，踏步与扶手同步，可以正向、逆向运行，在机械停止运转时，自动扶梯可作为普通楼梯使用(图7.29)。7.4.2自动扶梯