钢楼梯之家 楼梯设计 以实例说明楼梯设计的步骤和方法

以实例说明楼梯设计的步骤和方法

楼梯设计是一个比较复杂的工作,要考虑的因素比较多,要通过设计确定下来的内容也非常多。简单地说,楼梯设计工作就是要根据建筑物的用途和使用功能以及建筑物的等级的不同,在一个特定的空间(楼梯间的开间、进深、层高尺寸所限定的空间)内,合理地设计确定出楼梯的平面形式、楼梯段的坡度、踏步的步数、踏面的尺寸、楼梯段的宽度和长度、楼梯休息平台的宽度、梯井的宽度以及楼梯各部位的通行净高等。在建筑初步设计阶段,以上设计工作也会反过来进行,也就是说,根据建筑物的用途和使用功能以及建筑物的等级的不同,来确定楼梯的平面形式、坡度以及所有各部位的尺寸,并由此而确定该楼梯间的开间、进深、层高的合理尺寸。需要注意的是,在这种情况下,楼梯间的开间、进深层高尺寸一般都不能单独地确定下来,而要兼顾建筑物楼梯间以外的其他空间的开间、进深、层高的要求而综合起来予以确定。

下面将通过具体的实例来讨论和介绍楼梯的设计步骤和方法。

1)实例一

某砖混结构多层教学楼,开敞式平面的楼梯间,其平面如图下图所示。楼梯间的开间轴线尺为3600mm,进深轴线尺寸为6000mm,层高尺寸3600mm,室内外高差450mm,楼梯间需设置疏散外门。楼梯间外墙厚360mm,内墙厚为 240mm,轴线内侧墙厚均为120mm。走廊轴线宽2400mm。试设计此楼梯。

我们首先做一个基本的讨论和分析。

在具体地确定楼梯间各部位的尺寸之前,先来分析以下几个问题。第一,楼梯段的坡度要合理,本例教学楼为公共建筑,使用人数比较多,楼梯段的坡度不宜取得过大;第二,所有各部位尺寸和踢面尺寸的确定都应该是在楼梯间的净空间之内得到满足。因此,在开间和进深方向的尺寸计算要减去墙体的厚度,在通行净高尺寸计算时则要扣除平台梁的高度;第三,在解决首层中间休息平台下部的通行要求时,首先可采用将室外台阶移入室内的办法,但要特别注意的是,不可将全部台阶均移入室内,而应至少在室外保留一步高度不低于100mm的台阶,以避免地面雨水倒灌室内,第四,注意楼层休息平台宽度取值的差别。开敞式平面的楼梯间与封闭式平面的楼梯间,由于在能否借用走廊的宽度来解决通行要求上的不同,其楼层休息平台宽度的取值标准也不一样。以上四点问题,在楼梯设计中常被忽视,在这里集中提出来做分析和讨论,以期引起设计者的足重视。

为了使楼梯设计工作既快捷又合理,这里介绍一种设计方法,可以概括为“七步骤设计法”。

七步骤设计法又可分为两个阶段,第一阶段为前四个步骤,主要是根据设计要求和以往的经验,事先确定(假定)一些楼梯的基本数据,为下一阶段的设计做准备工作;第二个阶段为后三个步骤,主要是在前四步设计的基础上,分别对楼梯间开间、进深、层高(通行净高)三个方向的布置进行验算,以检验第一阶段所假定的基本数据是否合理。验算结果合理,楼梯设计就此结束;如果验算结果不合理,就要重新调整前面所假定的基本数据,再按同样的设计步骤进行验算,直到出现合理的结果为止。

下面就以实例一为例,按七步骤设计法进行设计。

(1)确定(假定)楼梯段踏步尺寸b和h

由于本例为教学楼,属于公共建筑,楼梯段的坡度不宜取得过大,参照表中的学校建筑类型的数据,取踏面宽b =300mm,踢面高h =150mm。此时h/b =150/300=1/2

1/2即为楼梯段的坡度,换算成角度即为26034’,是一个较为适宜的楼梯段坡度值。

(2)计算每楼层的踏步数N

根据已知层高的条件和前已确定的踢面高尺寸,每楼层的踏步数N=H/h=3600/150=24(步)

(3)确定楼梯的平面形式并计算每跑楼梯段的踏步数n

本例采用双跑平行式的楼梯平面形式。因此,每跑楼梯段的踏步数n =N/2=24/2=12(步)

每跑楼梯段12步踏步少于18步大于3步,符合基本要求。

(4)计算楼梯间平面净尺寸

根据所列的已知条件,参照图示的平面尺寸关系,可以得到如下尺寸。

开间方向的平面净尺寸:3600-120×2=3360 mm

进深方向的平面净尺寸:6000-120+120=600O mm

(5)开间方向的验算

在楼梯间平面的开间方向净尺寸的范围之内,应布置两个等宽度的楼梯段和一个梯井,现取梯井宽度B1=160mm,则楼梯段的宽度尺寸B =(3360-160)/2=1600mm楼梯段宽度1600mm满足公共建筑楼梯段最小宽度限制的要求。

(6)通行净高的验算

如前所述,楼梯间内通行净高的验算,应重点检验首层中间休息平台处是否满足要求。按半层高度计算,首层中间休息平台的标高为1.800m,考虑平台梁的结构高度(平台梁高取350mm,是按其跨度的1/10左右并依据模数要求确定)后,平台梁下部的净空高度只有1.450m。这显然不能满足基本的通行要求。首先考虑利用现有的部分室内外高差,在室外保留100mm高的一步台阶,其余350 mm设成两步台阶移入室内,这样,平台梁下部的净空高度达到1.450+0.350=1.800m。再考虑将首层高度内的两跑楼梯段做踏步数的调整,将原来的12+12步调整为14+10步,第一跑增加的两步踏步使平台梁底的标高又增加了150×2=300mm,平台梁下部的通行净高达到1.800+0.300=2.100m,大于2.000 m的通行净高标准。将以上设计结果列成计算式,则有150×14+175×2-350=2100 mm

式中等号前的第一项150×14为第一跑梯段的垂直高度;第二项175×2为台阶从室外移入室内后所增加的净空高度;第三项350为扣除的平台梁的结构高度。

为检验首层中间休息平台提高后,二层中间休息平台下部的通行净高是否满足要求,可采用上述同样的分析方法,列出如下计算式

150×12+150×10-350=2950mm 计算结果表明,其通行净高仍满足要求。

(7)进深方向的验算

在楼梯间平面的进深方向净尺寸的范围之内,应布置一个中间休息平台(宽度)、一个楼梯段(水平投影长度)和一个楼层休息平台(宽度)。前述设计结果已形成了三种楼梯段长度,即14步、12步、10步三种情况,如果取最长的14步楼梯段进行验算,其余两种情况将不成问题。

考虑中间休息平台处临空扶手由于构造关系会深入平台宽度方向一定的距离等因素,这里取中间休息平台宽度D =1800mm,略大于搂梯段的宽度B =1600 mm,则楼层休息平台的

宽度D1可以由下式计算得出:D1=6000-300×(14-1)-1800==300mm

式中两个等号之间的第一项6000为楼梯间平面进深净尺寸;第二项300×(14-1)为14步楼梯段的水平投影长度,之所以采用(n-1)的关系进行计算,是由平台与楼梯段的投影关系决定的;第三项1800为中间休息平台的宽度。

计算结果表明,楼层休息平台的宽度为300mm,可以起到与走廊通道之间一定的缓冲作用。

不难算出,当楼梯段的长度为12步和10步长时,其楼层休息平台处的缓冲宽度分别为

300+(300×2)=90O mm和300+(300×4)=1500mm。

至此,楼梯间开间、进深方向及通行净高的验算结果全部合格,楼梯设计完成。

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作者: ganglouti

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