结构楼梯设计探讨

结构楼梯设计探讨

任盛鑫 1 李润川 1 胡斌 2

1北方工程设计研究院有限公司 石家庄 050000，

²中土大地国际建筑有限公司 石家庄 050000，

摘要 建筑物遭遇地震时，楼梯遭到严重破坏，使楼梯间在自然灾害面前并没有发挥其所应有的功能。本文就房屋建筑结构中楼梯构件的设计做简要分析，并提出设计建议，供工程结构设计时讨论与参考。

关键词 楼梯 概念 设计

1.前言

结构工程师的成长离不开楼梯的设计，楼梯中的梁、板、柱更是结构工程师最熟悉的构件。通过地震反映在大震下，楼梯间是保证人员逃生的安全之门，对楼梯间部位的设计是值得研究的。通过概念设计及抗震措施保证楼梯问形成一个“安全岛”和“主要疏散通道”，使楼内人员在大震下安全逃离，是结构设计应有的可靠性。

2.楼梯间的设计

根据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010（2016年版）第6.1.15条、《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-1010）第6.1.4条的规定，首先楼梯间应从概念设计出发，判别楼梯间的设置对结构平面不规则的影响程度。楼梯间的布置应遵循均匀对称原则，在初步设计阶段提早与建筑专业配合，避免在房间端部、角部设置楼梯间，避免楼梯间的设置造成结构刚度的较大改变，避免造成结构的扭转不规则。

楼梯对主体结构的影响，取决于楼梯与主体结构的相对刚度之比。楼梯对主体结构影响的程度取决于主体结构的结构体系，主体结构的刚度越大、整体性越好，楼梯对主体结构的影响越小。如框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、剪力墙结构中，由于结构自身刚度较大，楼梯的斜撑作用对主体结构的影响较小，当楼梯四周设置钢筋混凝土剪力墙时，楼梯对主体结构的影响可以忽略。而主体结构的刚度越小、整体性越差（如框架结构。砌体结构等），楼梯对主体结构的影响就越大。

2.1 梯段设计

一般梯段板作为传递水平地震作用的重要构件，往往对主体结构的柱产生重大的影响，使柱变成短柱或者错层柱，需注意的是，对于形成的框架短柱，柱箍筋除应满足计算要求外，宜全高加密或按抗震等级提高一级配置。梯段板在整体结构中充当了支撑作用，与普通楼板一样传递水平地震。因此在设计中需对梯段板予以加强（如图1所示）。

现浇板式楼梯梯板厚度建议取 ~ ( L为斜板的斜净长)，且最小厚度不应小于100mm。梯板上下应配双向双层通长钢筋，顶面通长配筋的配筋率不宜小于0.1%，纵向受力钢筋直径不宜小于12 mm，钢筋间距不应大于150 mm。

图1 楼梯的抗震作用及加强措施

2.2 梯梁设计

针对平台梯梁在地震中发生剪切破坏情况，因此，应加大平台梯梁的梁宽，并配置相应的腰筋和竖向箍筋。建议平台梯梁的梁宽不少于300 mm，竖向箍筋不少于4肢箍，并按框架梁的要求配置加密箍筋；上下通长纵筋均不少于3根。

应 特别注意的是，对于无地下室或基础梁时，当楼梯底层直接支承在孤独的楼梯梁上（如图2所示），地震时楼梯板吸收的水平地震作用在楼梯梁处的水平传递路径被截断，而梯板外孤独的楼梯梁将无法承担梯板传来的水平推力，破坏常发生在梯板边缘的孤独截面处，因此应避免采用此做法。必须采用时，应适当加大楼梯梁在承受水平地震作用平面内的截面及配筋，并加密箍筋。同时，此梯梁下面回填土压实系数宜≥0.96，避免因不均匀沉降造成梯板边缘的破坏。

图2 地震时底部孤独楼梯梁的破坏

2.3 梯柱设计

梯柱的布置对于结构体系尤为重要，对于框架结构建议楼梯间四角均应布置柱子，柱轴压比不应超过0.60，柱高度不宜小于500mm，柱每一侧配筋不少于4根，纵筋直径不应小于18mm，柱箍筋直径不宜小于10mm，并应全高加密，其体积配箍率不应小于1.2%，9度时不应小于1.5%。

对设置用于支承楼梯的梁上小柱，该小柱也应按框架柱要求采取构造措施。应确保柱截面面积不小于300mm×300mm，柱最小边长不应小于200mm，当一边边长不满足300mm时，应增加另一方向的柱截面长度。

梁上梯柱的布置，目前有多种做法。建议有条件时梯板与休息平台处均设置梯柱，并用梯梁与框柱拉结（如图3所示），尽量少做折板楼梯。对于梯柱在框梁上生根时，顶标高至休息平台顶还是至框梁顶争议较大，笔者认为各自有各自的道理，但建议此处梯柱顶标高沿至框梁顶，并此梯柱宜与上下框梁铰接 ，此时对楼梯问部位的框架内力影响最小并且反映了施工的实际情况，是楼梯构件布置中比较合理的方案，即楼梯柱通高设置．上下铰接，梯柱应与主框架柱有效拉结,此时楼梯间部位框架柱应加强抗剪设计。

图3 楼梯平面布置

3.小结

楼梯间的设计看似很小，实际事关重大，且大家对于楼梯的设计没有形成一个统一的技术措施，本文简要对楼梯设计中容易出现的一些问题进行了分析，并提出了相应有效的解决措施，但是仅仅注意这些问题还不能进行完善的楼梯设计，因为关于楼梯的设计还有许多较为详细的方面，因此，相关设计人员要不断思考，多多学习借鉴，才能保证良好的设计质量。

参考文献

[1] GB 50011-2010建筑抗震设计规范（2016年版）[S].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[2] 朱丙寅 建筑抗震设计规范应用于分析GB50011-2010[M].北京中国建筑工业出版社.

[3] 朱丙寅 高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析[M].北京中国建筑工业出版社.

[4] 马海军 框架结构楼梯设计建议[J].中国科技纵横，2010,(19):192.

[5] 全国民用建筑工程设计技术措施(结构).中国建筑标准设计研究院.