1. 板式楼梯例8-1 某公共建筑现浇板式楼梯,楼梯结构平面布置见图(8-6)。
层高3.6m ,踏步尺寸150× 300mm 。
采用混凝土强度等级C25,钢筋为HPB235 和 HRB335。
楼梯上均布活荷载标准值=3.5kN /m 2,试设计此楼梯。
1. 楼梯板计算板倾斜度 ,5.000150==αtg 894.0cos =α 设板厚h=120mm ;约为板斜长的1/30。
取lm 宽板带计算 (1) 荷载计算图8-6 例8-1的楼梯结构平面荷载分项系数 2.1=G γ 4.1=Qγ基本组合的总荷载设计值 m kN p /82.124.15.32.16.6=⨯+⨯= 表8-1 梯段板的荷载(2) 截面设计板水平计算跨度m l n 3.3=弯矩设计值m kN pl M n ⋅=⨯⨯==96.133.382.1210110122mm h 100201200=-=117.010010009.111096.1326201=⨯⨯⨯==bh f Mc s αα614.0124.0117.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ201703210124.010010009.11mm f bh f A yc s =⨯⨯⨯==ξα%27.021027.145.045.0%59.01201000703min 1===>=⨯==y t s f f bh A ρρ选配ø10@110mm, A s =714mm 2分布筋ø8,每级踏步下一根,梯段板配筋见图(8-7)。
表8-2 平台板的荷载2. 平台板计算设平台板厚h=70mm, 取lm 宽板带计算。
(1) 荷载计算 总荷载设计值m kN p /19.85.34.174.22.1=⨯+⨯=(2) 截面设计 板的计算跨度m l 76.12/12.02/2.08.10=+-=弯矩设计值mm h 5020700=-=m kN pl M ⋅ = ⨯ ⨯ = =54 . 2 76 . 1 19 . 8 10 110 1 2 2 0085.05010009.111054.226201=⨯⨯⨯==bh f Mc s αα614.009.0085.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ20125521009.05010009.11mmf bh f A yc s =⨯⨯⨯==ξα%27.021027.145.045.0%364.0701000255min 1===>=⨯==y t s f f bh A ρρ选配ø6/8@140mm, A s =281mm 2 平台板配筋见图(8-7)。
图8-7 梯段板和平台板配筋3. 平台梁B1计算设平台梁截面 mm b 200= mm h 350= (1) 荷载计算总荷载设计值 m kN p /44.304.193.82.195.14=⨯+⨯= (2) 截面设计计算跨度 m l l n 53.3)24.06.3(05.105.10=-==弯矩设计值剪力设计值KN pl V n 1.5136.344.302121=⨯⨯==m kN pl M ⋅=⨯⨯==4.4753.344.30818122截面按倒L 形计算,mm h b b f f 550705200'5'=⨯+=+=mm h 315353500=-= 经计算属第一类T 形截面, 采用HRB335钢筋07.03155509.11104.472620'1=⨯⨯⨯==h b f Mf c s αα55.0074.007.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ20'1508300074.03155509.11mm f h b f A yf c s =⨯⨯⨯==ξα%2.045.0%73.0350200508min 1==>=⨯==yt s f f bh A ρρ选2ø14+1ø16,A s =509.1mm 2 斜截面受剪承载力计算 配置箍筋ø6@200mmkN V kN h S A f bh f V sv yvt u 1.5141.793152003.28221025.131520027.17.025.17.000=>=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=满足要求平台梁配筋见图(8-8)。
图8-8 平台梁配筋2.梁式楼梯例8-2 某数学楼楼梯活荷载标准值为2.5kN /m 2,踏步面层采用30mm 厚水磨石,底面为20mm 厚,混合砂浆抹灰,混凝土采用C25,梁中受力钢筋采用HRB335,其余钢筋采用HPB235,楼梯结构布置如图(8-12)所示。
试设计此楼梯。
(a)楼梯结构平面 (b)楼梯结构剖面图8-12 梁式楼梯结构布置图解: 1. 踏步板(TB 一1)的计算(1)荷载计算 (踏步尺寸mm mm b a 15030011⨯=⨯。
底板厚d=40mm) 恒荷载踏步板自重mkN /08.1253.02045.0195.02.1=⨯⨯+⨯踏步面层重 m kN /35.065.0)15.03.0(2.1=⨯+⨯(计算踏步板自重时,前述ABCDE 五角形踏步截面面积可按上底为mm d 45894.0/40cos /==ϕ,下底为mm d b 195894.0/40150cos /1=+=+ϕ,高为a 1=300mm 的梯形截面计算。
)踏步抹灰重m kN /14.01702.0894.03.02.1=⨯⨯⨯g=1.08+0.35+0.14=1.57kN/m 使用活荷载 m kN q /05.13.05.24.1=⨯⨯= 垂直于水平面的荷载及垂直于斜面的荷载分别为m kN q g /62.2=+m kN q g /34.2894.062.2''=⨯=+(2)内力计算斜梁截面尺寸选用150mmX350mm ,则踏步的计算跨度为m b l l n 68.115.053.10=+=+=踏步板的跨中弯矩kNml q g M 826.068.134.281)''(81220=⨯⨯=+=(3)截面承载力计算取一踏步()150300(11mm mm b a ⨯+⨯为计算单元, 已知,894.0'5626cos cos 0==ϕ等效矩形截面的高度h 和宽度b 为mm d b h 4.12940894.015032cos 321=+⨯⨯=+=ϕmm a b 7.251894.0/30075.0cos /75.01=⨯==ϕ则:mm a h h s 4.109204.1290=-=-=0248.04.1097.2519.111026.825201=⨯⨯⨯==bh f Mc s αα614.00252.00248.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ2014.362100252.04.1097.2519.11mm f bh f A yc s =⨯⨯⨯==ξα%27.021027.145.045.0%112.04.1297.2514.36min 1===<=⨯==y t s f f bh A ρρ则: 2min 9.874.1297.2510027.0mm bh A s =⨯⨯==ρ踏步板应按min ρ配筋,每米宽沿斜面配置的受力钢筋mmm A s /9.261894.030010009.872=⨯⨯=,为保证每个踏步至少有两根钢筋,故选用ø8@150(A s =335mm 2)2. 楼梯斜梁(TL 一1)计算 (1) 荷载踏步板传来 mkN /99.73.01)15.0253.1(62.221=⨯⨯+⨯⨯斜梁自重m kN /56.1894.012515.0)04.035.0(2.1=⨯⨯⨯-⨯斜梁抹灰m kN /28.0894.0121702.0)04.035.0(2.1=⨯⨯⨯⨯-⨯楼梯栏杆 m kN /12.01.02.1=⨯ 总计 m kN q g /95.9=+ (2) 内力计算取平台梁截面尺寸mm mm h b 450200⨯=⨯,则斜梁计算跨度:m b l l n 8.32.06.30=+=+=斜梁跨中弯矩和支座剪力为:mkN l q g M ⋅=⨯⨯=+=0.188.395.981)(8122kN l q g V n 9.176.395.921)(21=⨯⨯=+=(3) 截面承载能力计算取mm a h h 315353500=-=-= 翼缘有效宽度'f b按梁跨考虑mm l b f 6336/'0==按梁肋净距考虑 mm b s b f 915150215302'0=+=+=由于,1.0350/40/'>=h h f 'f b 可不按翼缘厚度考虑,最后应取mm b f 633'=.判别T 形截面类型:mkN M m kN h h h b f f f f c ⋅=>⋅=⨯-⨯⨯⨯=-1882)405.0315(406339.11)'5.0(''01α故按等一类T 型截面计算025.03156339.111018'26201=⨯⨯⨯==h b f Mf c s αα550.00264.0025.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ2011873000264.03156339.11'mm f h b f A yf c s =⨯⨯⨯==ξα%2.045.0%36.0350150187min 1==>=⨯==yt s f f bh A ρρ故选用212, 2226mm A s =由于无腹筋梁的抗剪能力:N V N bh f V t c 1790025.4200531515027.17.07.00=>=⨯⨯⨯==可按构造要求配置箍筋, 选用双肢箍ø6@300.3. 平台梁(TL 一2)计算 (1) 荷载斜梁传来的集中力 kN Q G 9.188.395.921=⨯⨯=+平台板传来的均布恒荷载mkN /99.2)2.026.1()1702.02506.065.0(2.1=+⨯⨯+⨯+⨯平台板传来的均布活荷载 mkN /5.35.2)2.026.1(4.1=⨯+⨯平台梁自重 m kN /34.225)06.045.0(2.02.1=⨯-⨯⨯ 平台梁抹灰 m kN /32.017)06.045.0(02.02.12=⨯-⨯⨯⨯ 总计 m kN q g /15.9=+ (2) 内力计算(计算简图见图8-13) 平台梁计算跨度m a l l n 00.424.076.30=+=+= m m l l n 00.495.376.305.105.10<=⨯==故取 m l 95.30= 跨中弯矩m kN b b a Q G l Q G l q g M ⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⨯-⨯⨯+⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++-+++=56225.0)225.068.1(9.18295.39.18295.315.9812)2()(2)(2)(81202支座剪力kN Q G l q g V n 0.559.18276.315.921)(2)(21=⨯+⨯⨯+++=考虑计算的斜截面应取在斜梁内侧,故kN V 1.369.1876.315.921=+⨯⨯=图8-13 平台梁计算简图(3) 正截面承载力计算 翼缘有效宽度b f ’, 按梁跨度考虑mm l b f 6586/39506/'0===按梁肋净距考虑 mm b s b f 1000200216002'0=+=+=最后应取mm b f 658'=判别T 型截面类型:mkN M m kN h h h b f f f f c ⋅=>⋅=⨯-⨯⨯⨯=-56167)605.0415(606589.11)'5.0(''01α按第一类T 形截面计算045.04156589.111056'26201=⨯⨯⨯==h b f Mf c s αα550.0046.0045.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ201498300046.04156589.11'mm f h b f A yf c s =⨯⨯⨯==ξα%2.045.0%55.0450200498min 1==>=⨯==yt s f f bh A ρρ选用218(A s =509m 2)(4) 斜截面承载力计算 由于无腹筋梁的承载力N V N bh f V t c 361007378741520027.17.07.00=>=⨯⨯⨯==可按构造要求配置箍筋, 选用双肢箍ø6@200。