楼梯设计:平面和剖面

6.2.1 楼梯的设计要求

6.2.1.1 楼梯的数量

楼梯的数量取决于安全疏散距离要求,一般情况下,公共建筑中均应设两个及以上楼梯,至少一个主楼梯、一个辅楼梯。

民用建筑的安全疏散距离,应符合以下要求:

(1)直接通向公共走道的房间门至最近的外部出口或封闭楼梯间的距离,应符合表6.1的要求。

表6.1 安全疏散距离

(2)房间的门至最近的非封闭楼梯间的距离,如房间位于两个楼梯间之间时,应按表6.1减少5.00m;如房间位于袋形走道或尽端时,应按表6.1减少2.00m。

对于2、3层的建筑(医院、疗养院、托儿所、幼儿园除外)符合表6.2的要求时,可设一个疏散楼梯。

表6.2 设置一个疏散楼梯的条件

设有不少于两个疏散楼梯的一、二级耐火等级的公共建筑,如顶层局部升高时,其高出部分的层数不超过两层,每层面积不超过200m2,人数之和不超过50人时,局部升高部分可设一个楼梯,但应另设一个直通平屋面的安全出口。

6.2.1.2 楼梯的主要尺寸要求

(1)楼梯的坡度。楼梯的坡度是指楼梯段各踏步前缘的连线与水平面的夹角。一般地讲,楼梯的坡度小,踏步相对平缓,行走就较舒适。反之,行走就较吃力。但楼梯段坡度越小,楼梯间占地面积越大,就会越增加投资,经济性越差。为了兼顾使用性和经济性的要求,根据具体情况,对人流集中、交通量大的建筑,楼梯的坡度应小些,如医院、影剧院等;对使用人数较少、交通量小的建筑,楼梯的坡度可以略大些,如住宅、别墅等。

楼梯的允许坡度范围在23°～45°之间,正常情况下应当把楼梯坡度控制在38°以内,一般认为30°左右是楼梯的适宜坡度。坡度大于45°时,由于坡度较陡,人们已需要借助扶手的助力扶持上下,称为爬梯。坡度小于23°时,只需做成斜面就可以解决通行问题,称为坡道。楼梯、爬梯、坡道的坡度范围如图6.4所示。

图6.4 楼梯、爬梯、坡道的坡度范围

楼梯的坡度有两种表示方法:一种是用楼梯段和水平面的夹角表示,称为角度法;另一种是用踢面的垂直投影与踏面的水平投影长度之比表示,称为比例法。

(2)踏步尺寸。楼梯踏步是由踏面和踢面组成,为使人们在上下楼梯时行走舒适,踏步宽与踏步高(踢面高)之间应满足下列关系:

2h+b=600mm

式中 h——踏步高,mm;

b——踏步宽,mm;600mm——女子和儿童的平均步距。

踏步尺寸应根据建筑的使用功能、使用者的特征及楼梯的通行量综合确定(见表6.3)。

表6.3 常用适宜踏步尺寸 单位:mm

由于踏步的宽度与楼梯间进深的大小直接相关联,为减小楼梯间进深,可以把踏步的细部进行适当变化,如把踏步面出挑或使踢面倾斜,如图6.5所示。踏步面挑出尺寸一般为20～25mm,挑出尺寸过大则踏步前缘易损坏,而且会给行走带来不便,故尽量取小值。

图6.5 踏步细部变化

(a)正常处理的踏步;(b)踢面倾斜;(c)加做踏步檐

螺旋楼梯的踏步平面通常是扇形的,不宜用于疏散。当螺旋楼梯踏步上下两级所形成的平面角度不超过10°,而且每级离扶手250mm处的踏步宽度超过220mm时,螺旋楼梯才可以用于疏散,其净宽可以计入疏散楼梯总宽度内,如图6.6所示,这种踏步形式也适用于转角楼梯的转角平台处。

图6.6 螺旋楼梯的踏步尺寸

(3)楼梯段尺寸和平台宽度。

1)楼梯段的宽度。楼梯段的宽度是根据通行人数的多少(设计人流股数)和安全疏散要求确定的。《建筑设计防火规范》规定了学校、商店、办公楼、候车室等民用建筑楼梯的总宽度应通过计算确定,以每100人拥有的楼梯宽度不小于表6.4的规定作为计算标准。

表6.4 楼梯、门和走道的宽度指标 单位:mm

注 每层疏散楼梯的总宽度应按本表规定计算。当每层人数不等时,其总宽度可分层计算,下层楼梯的总宽度按其上层人数最多一层的人数计算;每层疏散门和走道的总宽度应按本表规定计算;底层外门的总宽度应按该层以上人数最多的一层人数计算,不供楼上人员疏散的外门,可按本层人数计算。

我国规定每股人流按550mm+(0～150)mm计算,其中0～150mm为人在行进中的摆幅。非主要通行的楼梯,应满足单人携带物品通过的需要,梯段净宽一般不应小于900mm;住宅套内楼梯的梯段净宽,当一边临空时,不应小于750mm;当两侧有墙时,不应小于900mm。主要通行用的楼梯,其梯段宽度应至少满足两股人流相对通行,一般建筑中的楼梯段净宽不应小于1100mm;层数不超过6层的单元式住宅一边设有栏杆的楼梯,其梯段最小净宽可不小于1000mm,如图6.7。

图6.7 楼梯段宽度(单位:mm)

(a)单人通行;(b)双人通行;(c)三人通行

梯段净宽是指扶手中心线至楼梯间内墙面的水平距离。

2)楼梯段的长度。楼梯段的长度与踏步数和踏步宽有关,其关系式如下:

L=(N-1)b

式中 L——楼梯段的长度,mm;

N——梯段踏步数;

b——踏步宽,mm。

3)平台宽度。为厂搬运家具设备的方便和通行的顺畅,楼梯平台净宽不应小于楼梯段净宽,并且不小于1100mm。有些建筑为满足特定的需要,在上述要求的基础上,对楼梯及平台的尺寸另行做出了具体的规定,如医院建筑主楼梯的梯段宽度不应小于1650mm,主楼梯和疏散楼梯的平台深度不应小于2000mm。

开敞式楼梯间的楼层平台如果同走廊连在一起,为防止行人碰撞,梯段起步边线与同侧的走廊墙面的距离应不小于500mm,如图6.8所示。

图6.8 开敞式楼梯间的楼层平台(www.xing528.com)

(4)楼梯的净空高度。楼梯的净空高度包括梯段的净高和平台过道处的净高两部分。

梯段净高是指梯段自踏步前缘线(包括最低和最高一级踏步前缘线300mm以外范围内)至上层梯段结构最低点(通常为顶棚底)的垂直距离。平台过道处的净高是指平台过道面至上部结构最低点(通常为平台梁底)的垂直距离。我国规定,楼梯段间净高不应小于2200mm,平台过道处净高不应小于2000mm,如图6.9所示,起止踏步前缘与顶部凸出物内边缘线的水平距离不应小于300mm。

图6.9 楼梯段净高和平台过道净高要求

(5)楼梯栏杆和扶手。楼梯栏杆是梯段的安全防护设施。当梯段升高的垂直高度大于1000mm时,就应当在梯段的临空面设栏杆。楼梯有栏杆处就应设扶手,梯段净宽达三股人流时应两侧设扶手,达四股人流时应在中间加设扶手。

楼梯栏杆扶手的高度是指从踏步面前缘至上方扶手表面的垂直距离。室内楼梯栏杆扶手高度不应小于900mm,常取900mm;楼梯靠楼梯井一侧水平段栏杆长度大于500mm时,其扶手高度不应小于1050mm;楼梯栏杆垂直杆件间净空不应大于110mm。在幼儿建筑中,除设成人扶手外,还应增设幼儿扶手,幼儿扶手高一般为500～600mm;一般室外楼梯及水平栏杆(或栏板)的高度不应小于1050mm,高层建筑室外楼梯栏杆高度不应小于1100mm。还有一些建筑根据使用要求对楼梯栏杆高度做出了具体的规定,应参照单项建筑设计规范的规定执行。楼梯栏杆扶手中心到梯段或平台外缘的距离常取50～70mm。

楼梯栏杆应选用坚固、耐久的材料制作。建筑室内楼梯栏杆应充分考虑到栏杆对建筑室内空间的装饰效果。扶手应选用坚固、耐磨、光滑、美观的材料制作。

6.2.2 楼梯平面设计

在建筑设计中,楼梯平面设计和剖面设计是不可分割的整体,本节把这两个问题分开来叙述,主要是为了突出各自的重点和要点。

楼梯平面设计包括楼梯间的开间、进深确定和底层、标准层、顶层楼梯平面的表达方法。楼梯各部分平面尺度如图6.10所示。下列以平行双跑楼梯为例谈谈楼梯设计。

图6.10 楼梯各部分平面尺度

6.2.2.1 楼梯间开间的确定

(1)初拟梯段净宽。根据楼梯的使用人数、最小梯段净宽要求初拟梯段净宽。

(2)拟定楼梯间开间尺寸。根据楼梯的平面形式、楼梯间墙体厚度和初拟的梯段净宽、梯井宽、扶手中心线至梯段外边缘的距离拟定楼梯间开间尺寸。

楼梯间开间尺寸为2×1/2墙厚(设轴线居中)+2×(梯段净宽+扶手中心线至梯段外边缘的距离)+梯井宽。

(3)确定楼梯间开间尺寸。根据拟定楼梯间开间尺寸和建筑模数要求确定楼梯间开间尺寸,楼梯间开间至少满足1M模数要求,最好满足3M模数要求。

(4)根据确定的楼梯间开间尺寸调整梯段净宽和梯井宽。

6.2.2.2 楼梯间进深的确定

(1)拟定踏步宽和踢面高。根据建筑物的使用功能参考常用踏步尺寸、结合踏步尺寸经验公式(2h+b=600mm)拟定踏步宽(b)和踢面高(h)。

(2)确定每楼层的踏步数(n)。根据建筑物的层高(H)、拟定的踢面高(h)计算出每楼层的踏步数(n);所谓楼层踏步数就是指楼层全部梯段的踢面总个数。

当n不为整数时,取整(等跑楼梯取整应为偶数),再在规范要求范围内调整踢面高(h)。

(3)确定最大梯段长度(L)。

1)若为等跑楼梯。每跑梯段踏步数为n/2,则梯段长度为b×(n-2)/2。

2)首层中间平台下设出入口。考虑建筑物室内、外高差和中间平台下的净高要求,确定首层第一跑的踏步级数,再根据此踏步级数得出最大梯段长度。

(4)拟定楼层平台的宽度。楼层平台宽度=楼层平台净宽+扶手中心线至梯段外边缘的距离(50mm)。楼层平台净宽应不小于梯段净宽,有特殊要求的要满足特殊要求,如楼层平台范围内侧向有进户门,则梯段起步边线与门边的距离应不小于最小允许踏步宽。

(5)拟定中间平台的宽度。中间平台宽度=中间平台净宽+扶手中心线至梯段外边缘的距离,中间平台净宽应不小于梯段净宽。

(6)拟定楼梯间进深尺寸。楼梯间进深尺寸为2×1/2墙厚(设轴线居中)+拟定楼层平台的宽度+拟定中间平台的宽度+最大梯段长度(L)。

(7)确定楼梯间进深尺寸。根据拟定楼梯间进深尺寸和建筑模数要求确定楼梯间进深尺寸,楼梯间开间至少满足1M模数要求,最好满足3M模数要求。

(8)调整相应构件尺寸。根据确定的楼梯间进深尺寸调整楼层平台宽度、中间平台宽度或踏步宽。

6.2.2.3 楼梯平面的表示方法

楼梯平面图其实是平面剖切情况下的俯视图,一般剖切面位于楼层一半稍下的位置,因此当建筑没有上屋顶的楼梯时,楼梯平面上除顶层楼梯平面图外,其他层楼梯平面图都会出现剖切线,需要说明的是:按成图原理,楼梯平面上出现的剖切线应该是平切线,但习惯于把它表示为斜切线。

楼梯平面图上必须用箭线和文字标明上下行的方向,箭线和文字标注是指以人站在本层楼梯楼层平台上为参考,看被剖视的楼梯段,对此人而言行走是上还是下,确定其上下方向。没有上屋顶的楼梯的顶层楼梯平面图,由于并没有剖切到楼梯,俯视的是下层的楼梯,故站在顶层楼梯平台看下层楼梯段,当然只能是一个向下的箭线,楼梯平面如图6.11所示。

图6.11 楼梯平面表示图

(a)底层楼梯平面;(b)中间层楼梯平面;(c)顶层楼梯平面

6.2.3 楼梯剖面设计

首层中间平台下设出入口的楼梯剖面设计是楼梯剖面设计中的难点,难就难在如何保证中间平台下的净空高度满足要求,要解决这一问题,一般可采取以下措施。

6.2.3.1 将首层设计成长短跑梯段

加大第一跑的踏步级数,这样能提高中间平台的标高,但楼梯间进深尺寸相应加大,如图6.12(a)所示。

6.2.3.2 降低首层中间平台下局部地坪的标高

为防止室外雨水倒灌,规范要求在入口处至少保留100mm的室内外高差,如图6.12(b)所示;而在实践中也有把室外地坪直接延伸到中间平台下,再作向外的排水坡与室内台阶相接,这种做法一定要保证楼梯间墙面在室内地坪以下部分的抹灰应用防水水泥砂浆。

必要时,可以同时使用以上两种方法,如图6.12(c)所示。条件允许底层也可采用直跑梯段,如图6.12(d)所示。

图6.12 楼梯剖面图

(a)底层“不等跑”楼梯;(b)局部降低底层地坪;(c)底层“不等跑”楼梯且局部降低地坪;(d)底层“直跑梯段”

也可将入口处的过梁做成翻梁,首层中间平台下的梯梁做成暗梁或首层采用折板式楼梯,如图6.13(b)所示。

当层高较小时,应注意一、三楼梯段之间的净高是否满足梯段间净高不小于2200mm的要求。

楼梯剖面图上要标注楼层标高、中间平台标高、各梯段高度和各梯段踏步高度。