浅谈楼梯结构受力计算分析

龙源期刊网浅谈楼梯结构受力计算分析作者：杨露江陈功来源：《科技风》2017年第06期摘要：楼梯是承接建筑物上部空间与下部空间的结构，通过楼梯可上楼或下楼，以达到人员疏散和行至目的地的作用。楼梯根据结构形式可分为板式楼梯、梁式楼梯、悬挑楼梯、螺旋楼梯等。首先提出楼梯概念、分类及组成，然后分析不同结构形式楼梯的结构受力，提出单向板和双向板的概念与区别，最后得出相关结论。关键词：板式楼梯；梁式楼梯；悬挑楼梯；螺旋楼梯；结构受力；计算分析一、楼梯概念、分类及组成楼梯是承接建筑物上部空间与下部空间的结构，通过楼梯可上楼或下楼，以达到人员疏散和行至目的地的作用。楼梯根据结构形式可分为板式楼梯、梁式楼梯、悬挑楼梯、螺旋楼梯等；根据行走布置形式可分为直跑楼梯、双跑楼梯、单跑楼梯等；根据施工工艺可分为现浇整体式楼梯、预制装配式楼梯等；根据组成材料可分为木制楼梯、钢筋混凝土楼梯、钢楼梯等。楼梯由踏步、梯段、梯梁、梯柱或承重柱、栏杆、扶手、休息平台等组成。二、楼梯结构受力计算分析（一）板式楼梯结构受力计算分析板式楼梯结构主要由踏步、梯板、上梯梁、下梯梁、梯柱或框架柱等组成。板式楼梯的传力途径为：楼梯结构自重、可变荷载→踏步→梯板→上、下梯梁→梯柱或框架柱，故板式楼梯主要由梯板传力，其受力情况简单、结构轻盈、传力途径明确，通常用于人流量不大的建筑结构中，如办公楼、宿舍、写字间等。根据板式楼梯传力途径可知，梯板为主要传力和承力构件，梯板应为单向板受力，即板式楼梯主要沿梯板斜向传力，沿梯板横向不传力，故沿梯板斜向布置受力钢筋，沿梯板横向布置分布钢筋。仅沿一个方向传力的板为单向板，如一块板只在两个相对方向有支撑，其余两个相对方向无支撑，此板即沿垂直于支撑方向受力；又如一块板四边均有支撑，但当其长边与短边方向的长度比值大于3时，应按照沿短边方向受力的单向板进行结构受力计算分析。同时沿两个方向传力，且四边均有支撑，当长边与短边方向的长度比值小于3时，宜（或应）按照双向板来进行结构受力计算分析，但荷载传力大小应按照三角形荷载或梯形荷载考虑。在板式楼梯的钢筋布置中，沿梯板斜向布置的受力钢筋应布置在梯板下部外侧，起到承受梯板弯矩作用；沿梯板横向布置的分布钢筋应布置在梯板下部内侧，起到将荷载作用分布至受力钢筋，且抵抗沿梯板横向温度应力的作用；在板式楼梯与梯梁交接处的钢筋布置较为复杂，龙源期刊网应同时在梯板顶部和底部外侧布置受力钢筋、内侧布置分布钢筋，且梯板跨中受力钢筋应伸入梯梁内，起到锚固作用。（二）梁式楼梯结构受力计算分析梁式楼梯结构主要由踏步、梯板、斜梁、上梯梁、下梯梁、梯柱或框架柱等组成。梁式楼梯的传力途径为：楼梯结构自重、可变荷载→踏步→梯板→斜梁→上、下梯梁→梯柱或框架柱，故梁式楼梯主要由梯板和斜梁传力或承力，其受力情况复杂、结构相对板式楼梯而言较为笨重、传力途径繁琐，通常用于人流量较大的建筑结构中，如超市、商场、学校教学楼等。根据梁式楼梯传力途径可知，梯板为主要传力构件，梯板应为单向板受力，梯板将荷载作用传递至斜梁，斜梁为支承于上、下梯梁的斜向受弯构件，故同时应对斜梁进行结构受力计算分析，斜梁为主要承力构件，应对斜梁的正截面受弯和斜截面受剪进行结构受力计算分析。（三）悬挑楼梯结构受力计算分析悬挑楼梯结构主要由踏步、梯段、悬挑部件、上梯梁、下梯梁、承力部分等组成。悬挑楼梯的传力途径为：楼梯结构自重、可变荷载→踏步→梯板→悬挑部件→上、下梯梁或承力部分。悬挑楼梯主要由悬挑部件和承力部件受力，其受力情况复杂、传力途径繁琐，但悬挑楼梯占用空间较小，通常用于教学楼、厂房或仓库外楼梯等。悬挑楼梯主要根据结构形式对悬挑部分和承力部件进行受力计算分析，应注意悬挑构件主要承受负弯矩作用，其受力钢筋应布置在悬挑构件顶部外侧，且受力钢筋应伸入承力部分锚固。（四）螺旋楼梯结构受力计算分析螺旋楼梯结构形式较为复杂，其梯段呈螺旋上升式，主要起到美观、占用空间较小等作用。螺旋楼梯通常用于室内或室外空间面积较小处。螺旋楼梯与曲线梁类似，故在对其进行结构受力计算分析时应主要考虑其受弯、受剪和受扭作用。三、结语楼梯配筋应重视受力钢筋的锚固长度和锚固形式，锚固的作用在于防止由于受力钢筋承受过大拉力而在混凝土内部产生滑移，丧失钢筋的抗拉作用。钢筋按照结构受力条件可分为受力钢筋与分布钢筋，受力钢筋布置在外侧，分布钢筋布置在内侧。在楼梯结构受力计算分析时，应首先确定结构形式，其次明确受力与传力途径，再次简化受力模型，然后将不同类型的荷载施加于楼梯结构上，根据结构力学知识对其进行结构受力计算分析，最后根据内力分析结果对其进行钢筋混凝土配筋计算。作者简介：杨露江（1962-），男，汉族，四川广安人，成都纺织高等专科学校建筑工程学院院长，教授，本科，研究方向：结构工程、工程管理。龙源期刊网