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楼梯设计
说明:
本结构共两个楼梯间,布置完全相同。每个楼梯间除一、二层略有不同外,其余布置均相同。故本计算中选取典型楼梯进行计算,其余楼梯均按此典型楼梯布置即可。本方案以三层楼题为例进行计算。
4.1楼梯板设计
楼梯(三层)结构平面布置如下,层高3.6m,踏步尺寸为:150mm×300mm,采用混凝土强度为C40,钢筋为HPB235。楼板上均布活载标准值q=3.5kN/m2。
4.1.1楼梯板尺寸
板倾斜度,,
设板厚h=120mm,约为板长的1/30,取1m宽板带计算。
4.1.2 荷载计算
荷载分项系数为,,
荷载种类
荷载标准值(kN/m)
恒载
花岗石地面
(西南J312-3149/12)
三角形踏步
斜板
板底抹灰20mm
小计
7.66
活荷载
3.5
基本组合总荷载设计值:
4.1.3 截面设计
板水平计算跨度ln=3.3m,
弯矩设计值:
h0=120-20=100mm,
,
得到:,
,
选A10@100,As=785mm2,,
满足ρmin要求。
分布筋A8,每级踏步下一根,梯段配筋详见楼梯配筋图。
4.2 平台板设计
设平台板厚h=100mm,取1m宽板带计算。
4.2.1 荷载计算
荷载种类
荷载标准值(kN/m)
恒载
花岗石地面
(西南J312-3149/12)
100mm厚混凝土板
板底抹灰20mm
小计
4.2
活荷载
3.5
基本组合总荷载设计值:
;
4.2.2 截面设计
板的计算跨度:l0=2.0-0.2/2=1.9m,
弯矩设计值:,
h0=100-20=80mm,
,
得到:,
,
选A8@200,As=251mm2,,
满足ρmin要求。
4.3 平台梁设计
设平台梁截面尺寸:250mm×400mm;
4.3.1 荷载计算
荷载种类
荷载标准值(kN/m)
恒载
梁自重
梁侧粉刷
平台板传来
梯段板传来
小计
19.62
活荷载
3.5(3.3/2+2.0/2)=9.28
基本组合总荷载设计值:
;
4.3.2 截面设计
计算跨度:l0=1.05ln=1.05×(3.6-0.2)=3.57m,
内力设计值:
;
;
截面按倒L形计算,考虑翼缘高度的因素影响,
,
h0=400-35=365mm,
经计算属于第一类T形截面,
,
得到:
采用HRB400级钢筋,
,
选4C12,As=452mm2
斜截面受剪承载力计算,配置箍筋A6@200。
则:
满足要求!
平台梁配筋详见楼梯配筋图。
4.4 楼梯间短柱设计
楼梯间短柱截面取为300mm×300mm,计算长度为1.8m。(以三层楼梯间短柱为例)
荷载标准值:
FGK=39.37kN
FQK=16.7kN
计算假定:认为平台梁简支在两边短柱上,不考虑柱子对平台梁的固端约束,即柱子按轴心受压构件进行计算。
柱子轴力设计值FN=1.2 FGK +1.4 FQK =1.2×39.37+1.4×16.7=70.62kN;
混凝土等级C40,纵筋HRB400级钢筋,箍筋HPB235级钢筋。
利用结构计算小程序直接结算得到柱子一边所需钢筋面积As=180mm2,所以选用2C14每边,箍筋采用2肢箍,A8@200。
另外补充说明:楼梯间的框架柱,由于平台板两边的小梁搭到框架柱上,使框架柱受到约束,形成短柱。故按照《抗规》,楼梯间框架柱应沿柱全高箍筋加密,具体详见柱子配筋图。
4.5 PKPM中的荷载传导
楼梯间荷载向周围框架传递,在PKPM中输入的荷载标准值(按3层楼梯间为例)倒算如下:
楼梯间各构件尺寸:
1、梯段板板厚:120mm;
2、平台板板厚:100mm;
3、平台梁:;
4、层间梁:;
5、短柱:,短柱高1.8m;
6、楼梯间次梁:;
楼梯间荷载传递方式如下示意:(板式楼梯)
楼梯间次梁
楼梯间次梁
1/2
1/2
1/2
1/2
梯段板
平台板
短柱
框架柱
导入PKPM中的荷载标准值计算如下:
①楼梯间次梁:
注:楼梯间次梁在PKPM建模中按照次梁输入,不参与结构整体空间计算,目的是为了避免由于楼梯间次梁使周围主框架梁形成短梁,形成局部刚域,造成结构的刚度布置不符合实际情况。
荷载种类
荷载标准值(kN/m)
恒载
梯段板传来
7.66×3.3/2=12.64
活荷载
3.5×3.3/2=5.775
②楼梯间横向主框架:
荷载种类
荷载标准值(kN)
恒载
平台梁荷载
短柱自重传荷载
19.62×3.6/2=35.32
0.3×0.3×1.8×25=4.05
小计
39.37
活荷载
9.28×3.6/2=16.7
为计算由层间梁传至框架柱上的集中荷载大小,先计算层间梁上的荷载分布:
荷载种类
荷载标准值(kN/m)
恒载
层间梁自重
短柱自重传荷载
0.25×0.4×25+0.02×2×0.4×17=2.78
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