房屋建筑学：钢筋混凝土楼梯构造解析

楼梯是建筑中重要的安全疏散设施,要求有较高耐火性能。钢筋混凝土具有较好的结构刚度、强度和耐火、耐久性能,加上施工、造型、造价等方面的优点,使之在民用建筑中大量采用。钢筋混凝土楼梯按施工方法不同,主要有现浇整体式和预制装配式两大类。

现浇钢筋混凝土楼梯的楼梯段和平台是整体浇筑在一起的,其整体性好、刚度大,施工不需要大型起重设备,对房屋抗震有利,但施工进度慢、支摸板和绑扎钢筋难度较大、耗费模板多。预制装配钢筋混凝土楼梯施工进度快、受外界因素影响小、构件由工厂生产、质量容易保证,但施工时需要配套的起重设备。由于建筑层高、楼梯间开间、进深及建筑的功能均对楼梯尺寸有直接影响,且楼梯平面形式多种多样,因此目前建筑中大多采用现浇钢筋混凝土楼梯。

6.3.1 现浇钢筋混凝土楼梯的构造

现浇钢筋混凝土楼梯根据斜梯段的传力特点不同分为板式和梁式楼梯两种。

6.3.1.1 板式楼梯

板式楼梯的构造如图6.13(a)所示。其传力路径是:梯段上的全部荷载作用在梯段底部的钢筋混凝土梯段板上,通过梯段板再传给梯段板两端的平台梁,平台梁把荷载传给垂直承重构件(楼梯间墙或柱)。平台梁是梯段板的支座,平台梁的间距即为梯段板的跨度,梯段板属于单向板,梯段内的受力钢筋沿梯段的长向布置。正是由于梯段上的全部荷载首先是直接作用在梯段板上,故得名板式楼梯。板式楼梯适用于荷载较小、层高较小的建筑,其经济水平跨度为3.0m以内。

图6.13 板式楼梯

(a)板式;(b)折板式

有时为了保证平台过道处的净空高度,可以在板式楼梯的局部位置取消平台梁,称之为折板式楼梯,如图6.13(b)所示。此时板的跨度应为梯段水平投影长度与平台深度尺寸之和。

6.3.1.2 梁式楼梯

梁式楼梯的构造如图6.14所示。其传力路径是:踏步板上的全部荷载先传给斜梁,通过斜梁再传给斜梁两端的平台梁,平台梁把荷载传给垂直承重构件(楼梯间墙或柱)。斜梁是踏步板的支座。正是由于踏步板上的全部荷载是通过踏步板传递到斜梁上,故得名梁式楼梯。梁式楼梯适用于荷载较大、层高较大的建筑,其经济水平跨度为3.0m以上。

图6.14 梁式楼梯

(a)梯段一侧设斜梁;(b)梯段两侧设斜梁;(c)梯段中间设斜梁;(d)梁式楼梯剖面

梁式楼梯的斜梁全部在踏步面下面,从梯段侧面就能看见踏步的称为明步楼梯,如图6.15(a)所示。如把斜梁翻设到踏步板上面,此时从梯段侧面看不见踏步,称为暗步楼梯,如图6.15(b)所示。

图6.15 明步楼梯和暗步楼梯

(a)明步楼梯;(b)暗步楼梯

6.3.2 预制装配式钢筋混凝土楼梯的构造

预制装配式钢筋混凝土楼梯的构造形式较多。根据组成楼梯的构件尺寸大小不同可以分为小型构件装配式楼梯和中、大型构件装配式楼梯。

6.3.2.1 小型构件装配式楼梯

小型构件装配式楼梯的构件尺寸小、质量轻、数量多,具有构件生产、运输、安装方便的优点,但施工较复杂、施工进度慢、现场湿作业多、人力消耗大,适用于施工条件较差的场合。

小型构件装配式楼梯主要有梁承式、墙承式、悬挑式和悬挂式四种。

(1)梁承式楼梯。梁承式楼梯是预制构件装配而成的梁式楼梯。梁承式楼梯的基本构件是:踏步板、斜梁、平台梁和平台板,这些基本构件的支承关系是:踏步板支承在斜梁上,斜梁支承在平台梁上,平台梁支承在楼梯间两侧墙上,平台板可以支承在平台梁和端墙上,也可以支承在楼梯间两侧墙上。

(2)墙承式楼梯。墙承式楼梯是把预制的踏步板搁置在两侧的墙上,此时踏步板相当于一块靠墙体支承的简支板。墙承式楼梯适用于两层建筑的直跑楼梯。双跑平行楼梯如果采用墙承式,必须在原楼梯井处设墙,作为踏步板的支座。墙承式楼梯的踏步板与平台之间没有传力的关系,可以不设平台梁,使平台下面净高增加。墙承式楼梯的踏步板可以做成L形、三角形、一字形,平台板可以采用实心板,也可以采用空心板和槽形板。

(3)悬挑式楼梯。悬挑式楼梯又称悬臂踏板楼梯。悬臂楼梯的踏步板一端嵌入楼梯间侧墙(厚≥240mm)内,另一端形成悬臂。踏步板的截面形式有一字形、正L形、反L形,以正L形最多见。为了施工方便,踏步板砌入墙体部分均为矩形。

悬挑式楼梯的悬臂长度一般不超过1.5m。在具有冲击荷载时或地震区不宜采用。楼梯的平台板可以采用钢筋混凝土实心板、空心板和槽形板,搁置在楼梯间两侧墙体。

(4)悬挂式楼梯。悬挂式楼梯与悬挑式楼梯的不同之处在于踏步板的另一端不是悬空,而是用金属拉杆悬挂在上部结构上。(https://www.xing528.com)

6.3.2.2 中型、大型构件装配式楼梯

当施工现场吊装能力较强时.可以采用中型、大型构件装配式楼梯。中型、大型构件装配式楼梯一般是把楼梯段和平台板作为基本构件,构件的体量大,规格和数量少,装配容易、施工速度快,适于在成片建设的大量性建筑中使用。

6.3.3 楼梯的细部构造

由于人在梯段上行走有爬高,脚部用力较大,因而造成的磨损也大,为保证楼梯的正常使用,应对楼梯的踏步面层、踏步防滑、栏杆和扶手进行适当的构造处理。

6.3.3.1 踏步面层及防滑构造

踏步面层应便于行走,耐磨性好,防滑。踏步面层常用的材料有水泥砂浆、水磨石、缸砖、各种天然石材等。公共建筑楼梯踏步面层经常与走廊地面面层采用相同的材料。面层材料要便于清扫,并且应当具有相当的装饰效果。

为防止人们在使用楼梯时滑跌,在踏步前缘应有防滑措施,这对人流量大、表面光滑的楼梯更为重要。常见的踏步防滑构造如图6.16所示。

图6.16 踏步防滑构造

(a)水泥砂浆踏步留防滑槽;(b)橡胶防滑条;(c)金刚砂防滑条;(d)铝合金或铜防滑包角;(e)缸砖面踏步防滑砖;(f)花岗岩踏步烧毛防滑条

6.3.3.2 栏杆(板)

为了保证楼梯的使用安全,在楼梯段和平台的临空一侧应设栏杆或栏板,栏杆(板)和扶手应有足够的强度,必须能承受一定的侧向冲击力,保证在人多拥挤时楼梯的使用安全,同时具有较强装饰作用,对其材料、形式、色彩、质感的选择均有较高的要求。栏杆(板)的做法有空花栏杆、实心栏板和组合式栏杆三种形式。

(1)空花栏杆。空花栏杆通透性好,在楼梯中采用较多。栏杆多采用金属材料制作。图6.17是几种栏杆形式。

图6.17 几种空花栏杆形式

栏杆与踏步必须有牢固、可靠的连接;在工程上采用的连接方式多种多样。常用的连接方式主要有两种:一种是踏步内设预埋件与栏杆焊接,如图6.18(a)所示;一种是将栏杆插入踏步的预留孔中,再用水泥砂浆或细石混凝土填实锚固,如图6.18(b)所示。

图6.18 栏杆与踏步连接

(a)预埋铁件焊接;(b)预留孔洞锚接;(c)预埋铁件

(2)实心栏板。栏板是用实体材料制作的,常用的材料有钢筋混凝土、木材、钢化玻璃板、金属板等。栏板的表面应平整光滑,便于清洗。栏板可以与梯段直接相连,也可以安装在垂直构件上,如图6.19所示。

图6.19 栏板构造

(a)钢筋混凝土栏板;(b)木栏板;(c)玻璃栏板

(3)混合式栏杆。混合式栏杆是花栏式栏杆和栏板组成的一种栏杆形式。大多数这种栏杆采用在实心栏板的基础上,在某些部位用花栏式栏杆给以点缀,是稳重与活泼的有机组合,能起到意想不到的装饰效果。

6.3.3.3 扶手

扶手设置在栏杆的顶部。也是楼梯的重要组成部分。扶手多用优质硬木、金属型材(铁管、不锈钢、铝合金等)、塑料及水泥砂浆抹灰、水磨石、天然石材制作。室外楼梯不宜使用木扶手,以免淋雨后变形和开裂。扶手其表面必须要光滑、圆顺,以便于扶持。扶手绝大多数是连续设置的,接头处要仔细处理平滑。金属扶手通常与栏杆焊接;抹灰类扶手在栏板上端直接饰面;塑料扶手在安装之前应事先在栏杆顶部设置通长的斜倾扁铁,扁铁上顶留安装钉然后把扶手安装在扁铁上,并用螺丝固定,如图6.20所示。

图6.20 楼梯扶手类型

(a)石材扶手;(b)金属管扶手;(c)塑料扶手;(d)木扶手