梁式楼梯配筋计算书一、设计示意图二、基本资料1．设计规范：《建筑结构荷载规范》（GB50009—2002）《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）2．几何参数：楼梯类型：梁式C型楼梯( /￣)约束条件：两端简支斜梯段水平投影长度：L1 = 3000 mm楼梯上部平台水平段长度：L2 = 500 mm梯段净跨：L n = L1 + L2 = 3000 + 500 = 3500 mm楼梯高度：H = 1650 mm 楼梯宽度：W = 1200 mm踏步高度：h = 150 mm 踏步宽度：b = 300 mm楼梯级数：n = 11（级）梯段板厚：C = 100 mm平台板厚：C1 = 80 mm面层厚度：C2 = 30 mm上部平台梯梁宽度：b1 = 200 mm下部平台梯梁宽度：b2 = 200 mm楼梯梁宽度：b3 = 200 mm楼梯梁高度：h3 = 300 mm3．荷载参数：楼梯混凝土容重：γb = 25.00 kN/m3楼梯面层容重：γc1 = 25.00 kN/m3楼梯顶棚抹灰容重：γ c2 = 25.00 kN/m3楼梯栏杆自重：q f = 0.50 kN/m楼梯设计可变荷载标准值：q = 2.50 kN/m2可变荷载组合值系数：ψc = 0.70可变荷载准永久值系数：ψq = 0.504．材料参数：混凝土强度等级：C25混凝土抗压强度设计值：f c = 11.90 N/mm2混凝土抗拉强度标准值：f tk = 1.78 N/mm2混凝土抗拉强度设计值：f t = 1.27 N/mm2混凝土弹性模量：E c = 2.80 ⨯ 104 N/mm2主筋强度等级：HPB235(Q235) f y = 210.00 N/mm2主筋弹性模量：E s = 210000 N/mm2其他钢筋强度等级：HPB235(Q235) f yv = 210.00 N/mm2其他钢筋弹性模量：E s = 210000 N/mm2受拉纵筋合力点到梯梁底边的距离：a s = 15 mm三、荷载计算过程1．楼梯几何参数：梯段板与水平方向夹角余弦值：cosα =bb2 + h2=3003002 + 1502= 0.89梯梁的计算跨度：L0 = Min{L n + (b1 + b2) / 2,1.05L n} = Min{3500 + (200 + 200) / 2,1.05 ⨯ 3500} = Min{3700,3675} = 3675 mm梯段板的净宽度：B = W - 2b3 = 1200 - 2 ⨯ 200 = 800 mm梯段板的计算跨度：B 0 = Min{B + b3,1.05B} = {800 + 200,1.05 ⨯ 800} = Min{1000,840} = 840 mm梯段板的平均厚度：T = (h + C / cosα⨯ 2) / 2 = (150 + 100 / 0.89 ⨯ 2) / 2 = 187 mm2．荷载设计值2.1 均布恒载标准值：2.1.1 L1段楼板自重gk1' = γb⨯T / 1000 = 25.00 ⨯ 187 / 1000 = 4.67 kN/m2gk1 = gk1'⨯L1 / L n = 4.67 ⨯ 3000 / 3500 = 4.00 kN/m22.1.2 L2段梯板自重：gk2' = γb⨯t1 / 1000 = 25.00 ⨯ 80 / 1000 = 2.00 kN/m2gk2 = gk2'⨯L2 / L n = 2.00 ⨯ 500 / 3500 = 0.29 kN/m22.1.3 L1段梯板面层自重：gk3' = γc1⨯C2⨯ (H + L1) / L1 / 1000 = 25.00 ⨯ 30 ⨯ (1650 + 3000) / 3000 / 1000 = 1.16 kN/m2gk3 = gk3'⨯L1 / L n = 1.16 ⨯ 3000 / 3500 = 1.00 kN/m22.1.4 L2段梯板面层自重：gk4' = γc1⨯C2 / 1000 = 25.00 ⨯ 30 / 1000 = 0.75 kN/m2gk4 = gk4'⨯L2 / L n = 0.75 ⨯ 500 / 3500 = 0.11 kN/m2梯段斜板恒荷载标准值：gk x = gk1' + gk3' = 4.67 + 1.16 = 5.83 kN/m2梯板折算永久荷载标准值：gk b = gk1 + gk2 + gk3 + gk4 = 4.00 + 0.29 + 1.00 + 0.11 = 5.39 kN/m2考虑到面层重量等对梯梁的作用，梯梁自重放大系数λb取1.1梯梁自重的标准值：gk L = λ b⨯γb⨯b3⨯h3⨯ [L n + L1⨯ (1 / cosα - 1)] / L n / 1000000 = 1.10 ⨯ 25.00 ⨯ 200 ⨯ 300 ⨯ [3500 + 3000 ⨯ (1 / 0.89 - 1)] / 3500 /1000000 = 1.82 kN/m梯梁上永久荷载标准值：gk = gk b⨯B / 2000 + gk L + q f = 5.39 ⨯ 800 / 2000 + 1.82 + 0.50 = 4.47 kN/m2.2 均布荷载设计值：由活荷载控制的梯段斜板荷载设计值：px L = 1.2gk x + 1.4q = 1.2 ⨯ 5.83 + 1.4 ⨯ 2.50 = 10.50 kN/m2由恒荷载控制的梯段斜板荷载设计值：px D = 1.35gk x + 1.4ψc q = 1.2 ⨯ 5.83 + 1.4 ⨯ 2.50 ⨯ 0.70 = 10.32 kN/m2最不利的梯段斜板荷载设计值：px = Max{px L,px D} = Max{10.50,10.32} = 10.50 kN/m2由活荷载控制的梯梁荷载设计值：p L = 1.2gk + 1.4 ⨯q⨯W / 2 / 1000 = 1.2 ⨯ 4.47 +1.4 ⨯ 0.70 ⨯ 1200 / 2 / 1000 = 7.47 kN/m由恒荷载控制的梯梁荷载设计值： p D = 1.35gk + 1.4 ⨯ ψc ⨯ q ⨯ W / 2 / 1000= 1.2 ⨯ 5.83 + 1.4 ⨯ 2.50 ⨯ 0.70 ⨯1200 / 2 / 1000 = 7.51 kN/m 最不利的梯梁荷载设计值： p = Max{p L ,p D } = Max{7.47,7.51} = 7.51 kN/m四、正截面承载能力计算1．梯段斜板计算：梯段斜板按简支计算，其最大弯矩在跨中： M max = 18 pxB 02 ⨯ 10-6 = 18 ⨯ 10.50 ⨯8402 ⨯ 1000 ⨯ 10-9 = 0.31 kN·m1) 相对界限受压区高度ξbεcu = 0.0033 - (f cu,k - 50)⨯10-5 = 0.0033 - (25 - 50)⨯10-5 = 0.0036 >0.0033取εcu = 0.0033按规范公式(ξb = β11 + f y E s εcu = 0.801 + 2102.10⨯105⨯0.00330 = 0.612) 受压区高度x按规范公式(，A 's = 0，A 'p = 0M = α1f c bx ⎝⎛⎭⎫h 0 - x 2x = h 0 - h 2 0- 2M α1f c b = 162- 1622 - 2⨯0.31⨯106 1.00⨯11.90⨯1000 = 0.16mm< ξb h 0 = 0.61⨯162 = 99.46mm, 按计算不需要配置受压钢筋3) 受拉钢筋截面积A s按规范公式(α1f c bx = f y A s得 A s = α1f c bx f y = 1.00⨯11.90⨯1000⨯0.16210.00 = 9.08mm 24) 验算配筋率μ = A s bh = 91000⨯187 ⨯100% = 0.00% < μmax = 2.50% 不超筋按最小配筋率要求配筋, A s = μmin ⨯b ⨯h = 509mm 2实配实际配置受拉钢筋为： A 10@150, A s = 523.60mm 22．梯梁配筋计算：跨中最大弯矩，M max = 18 pL 02 ⨯ 10-6 = 18 ⨯ 7.51 ⨯ 36752 ⨯ 10-6= 12.68 kN·m1) 相对界限受压区高度ξbεcu = 0.0033 - (f cu,k - 50)⨯10-5 = 0.0033 - (25 - 50)⨯10-5 = 0.0036 >0.0033取εcu = 0.0033 按规范公式(ξb = β11 + f y E s εcu = 0.801 + 2102.10⨯105⨯0.00330 = 0.612) 受压区高度x按规范公式(，A 's = 0，A 'p = 0M = α1f c bx ⎝⎛⎭⎫h 0 - x 2x = h 0 - h 2 0- 2M α1f c b = 285- 2852 - 2⨯12.68⨯106 1.00⨯11.90⨯200 = 19.35mm< ξb h 0 = 0.61⨯285 = 174.98mm, 按计算不需要配置受压钢筋3) 受拉钢筋截面积A s按规范公式(α1f c bx = f y A s得 A s = α1f c bx f y = 1.00⨯11.90⨯200⨯19.35210.00 = 219.27mm 24) 验算配筋率μ = A s bh = 219200⨯300 ⨯100% = 0.37% < μmax = 2.50% 不超筋满足最小配筋率要求 实配受拉钢筋(底部): 2A 12, A s = 226.19mm 2五、斜截面承载能力计算1．箍筋V max = 0.5pL n = 0.5 ⨯ 7.51 ⨯ 3500 / 1000 = 13.80 kN1) 复核截面条件按规范公式(0.25βc f c bh 0 = 0.25⨯1.00⨯11.90⨯200⨯(300 - 15.00) ⨯10-3 = 169.58 kNV = 13.80kN < 0.25βc f c bh 0 = 169.58kN, 截面尺寸满足要求2) 验算构造配筋条件按规范公式(0.7f t bh 0 = 0.7 ⨯ 1.27 ⨯ 200 ⨯ 285 / 1000 = 50.67 kN > V = 13.80kN按构造配置箍筋 实际配置双肢箍筋 A 6@200⎝⎛⎭⎫A sv s = 2⨯28.27200 = 0.2827六、跨中挠度验算1．荷载效应的标准值组合：p k = g k + 0.5qW / 1000 = 4.47 + 0.5 ⨯ 2.50 ⨯ 1200 / 1000 = 5.97 kN/mM k = 18 p k L 02 ⨯ 10-6 = 18 ⨯ 5.97 ⨯ 36752 ⨯ 10-6 = 10.09 kN·m2．荷载效应的准永久值组合：p q = g q + 0.5ψq qW / 1000 = 4.47 + 0.5 ⨯ 0.50 ⨯ 2.50 ⨯ 1200 / 1000 = 5.22 kN·mM q = 18 p q L 02 ⨯ 10-6 = 18 ⨯ 5.22 ⨯ 36752 ⨯ 10-6 = 8.82 kN·m3．挠度验算1) 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ：由规范公式（，纵向受拉钢筋的应力： σsk = M k 0.87h 0A s= .690.8 7 ⨯ 285 ⨯ 226.19 = 179.82 N/mm对矩形截面受弯构件，有效受拉混凝土截面面积： A te = 0.5bh= 0.5 ⨯ 200 ⨯ 300 = 30000 mm 2按规范公式（ ρte = A s A te = 226.1930000= 7.54 ⨯ 10-3混凝土抗拉强度标准值： f tk = 1.78 N/mm 2按规范公式（，ψ = 1.1 - 0.65f tk ρte σsk = 1.1 - 0.65 ⨯ 1.78 ⨯ 10007.5397 ⨯ 179.82= 0.252) 钢筋弹性模量和混凝土弹性模量的比值： αEαE = E s E c = 21000028000 = 7.503) 受压翼缘面积与腹板有效面积的比值： γf '对于矩形截面，γf ' = 04) 纵向受拉钢筋配筋率： ρρ = A s bh 0 = 226.19200 ⨯ 285 = 0.0039685) 受弯构件的短期刚度： B s由规范公式（，B s = E s A s h 021.15ψ + 0.2 + 6αE ρ1 + 3.5γf '= 210000 ⨯ 226.19 ⨯ 28521.15 ⨯ 0.46 + 0.2 + 6 ⨯ 7.50 ⨯ 0.0039681 + 3.5 ⨯ 0= 5826.43 kN·m 26) 考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大的影响系数： θ根据混凝土结构设计规范ρ' = 0，取θ = 2.007) 受弯构件的长期刚度： B根据规范公式（，可得B = M k M q (θ - 1) + M k B S= 10.098.82 ⨯ (2.00 - 1) + 10.09 ⨯ 5826.43 = 3108.34 kN·m 28) 跨中挠度： ff = 5384p k L 04B = 5384 ⨯ 5.97 ⨯ 367543108.34 ⨯ 10-9 = 4.56 mm9) 容许挠度： 因计算跨度L 0小于7000mm ，所以容许挠度[f ] =L 0200 = 3675200 = 18.00 mm跨中最大挠度小于容许挠度，满足要求。