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dop设计(ID:dopdesign)原创
作者丨dop设计
编辑丨丽子
在一些商业、办公、展览等公共空间,经常可以看到跨度比较大的楼梯,它不仅具有垂直交通的功能,更兼备空间亮点的担当,是大空间设计中比较常见的元素。
今天,我们就以10m长跨度的楼梯为例,从以下几个方面来聊一聊大跨度楼梯:
1、10m大跨度楼梯,建筑该怎么设计更合理?
2、10m大跨度楼梯,结构该怎么设计更合理?
01. 大跨度楼梯的建筑设计
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10m大跨度楼梯,在建筑设计方面,该如何考虑才能更合理呢?下面就从楼梯形态、休息平台、梯段宽度、踏步尺寸、栏杆(栏板)等方面一起来分析下吧!
1、楼梯形态
10m长的跨度设置楼梯,通常楼梯形态会选择一字型的直梯。即没有转角,只有一个方向通往上层空间的楼梯。

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2、休息平台
10m跨度的楼梯,公共建筑空间中,即便按照3m的极限层高,楼梯踏步的最大高度165mm考虑,也需要19级踏步数才能满足设计要求。
那么根据《民用建筑通用规范》GB 55031-2022的要求:
5.3.8 公共楼梯每个梯段的踏步级数不应少于2级,且不应超过18级。
5.3.5 ......直跑楼梯的中间平台宽度不应小于0.90m。
必须要设置休息平台,且平台宽度不应小于0.90m才能符合基本的规范要求。

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然而,这只是最低要求,实际设计中,应根据建筑类型合理确定中间休息平台的宽度。一般来说,大跨度楼梯常用的平台尺寸为1.50~2.00m。
3、梯段宽度
楼梯梯段最小净宽应根据使用要求、模数标准、防火标准等的规定等综合因素加以确定。
在防火标准中是以每股人流为0.55m计,并规定按两股人流最小宽度不应小于1.10m,这对疏散楼梯是适用的,但是人员密集的公共建筑(如商场、剧场、体育馆等)主要楼梯应考虑多股人流通行,使垂直交通不造成拥挤和阻塞现象。

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此外,人流宽度按0.55m计算是最小值,实际上人体在行进中有一定摆幅和相互间空隙,因此每股人流宽度为0.55m+(0~0.15)m。一般来说,大跨度楼梯梯段宽度通常在1.50~2.10m范围内。
4、踏步尺寸
常见的民用建筑楼梯踏步尺寸b、h的取值,可参考《民用建筑设计统一标准》GB 50352-2019中表6.8.10及《民用建筑通用规范》GB 55031-2022中表5.3.9进行选定。

source:表6.8.10

source:表5.3.9
注意每个梯段的踏步高度、宽度应一致,相邻梯段踏步高度差不应大于0.01m,且踏步面应采取防滑措施。

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5、栏杆(栏板)
栏杆(栏板)垂直高度不应小于1.10m。

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应按所在楼地面至扶手顶面的垂直高度计算,如底面有宽度大于或等于0.22m,且高度不大于0.45m的可踏部位,应按可踏部位顶面至扶手顶面的垂直高度计算。

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同时,为防止从栏杆镂空处掉物伤人,栏杆在离楼地面0.10m范围内不应留空。

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02. 大跨度楼梯的结构设计
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10m大跨度楼梯,在结构设计方面,该如何考虑才能更合理呢?其实钢筋混凝土楼梯的话,主要考虑的就是楼梯结构型式了,下面就从板式结构、梁式结构两种结构型式来分析下吧!
1、设计流程
楼梯的结构设计包括以下内容:
a、根据建筑要求和施工条件,确定楼梯的结构型式和结构布置;
b、根据建筑类别,按《荷载规范》确定楼梯的活荷载标准值。需要注意的是楼梯的活荷载往往比所在楼面的活荷载大。
c、进行楼梯各部件的内力计算和截面设计;
d、绘制施工图,特别应注意处理好连接部位的配筋构造。
2、结构型式
a、板式结构
板式楼梯是指由梯段板承受该梯段的全部荷载,并将荷载传递至两端的平台梁上,再由梁传递到结构柱的现浇式钢筋混凝土楼梯。

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板式楼梯由踏步板、平台板、平台梁组成;踏步板是个斜板,两端支撑在平台梁上,梯段的水平投影长度一般不大于3米。

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当竖向荷载作用的时候,荷载沿板的长跨方向传递到支座(楼梯上下端的水平梯梁)。

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b、梁式结构
梁式楼梯是指梯段踏步板直接搁置在斜梁上,斜梁搁置在梯段两端(有时候由于受力需要,斜梁设置三根)的楼梯梁上的楼梯类型。

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梁式楼梯是带有斜梁的钢筋混凝土楼梯。它由踏步板、斜梁、平台梁和平台板组成。
踏步板支承在斜梁上,斜梁和平台板支承在平台梁上,平台梁支承在承重墙或其它承重结构上。梁式楼梯一般适用于大中型楼梯。

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当竖向荷载作用的时候,荷载沿板的短跨方向传递到斜梯梁上,再由梯梁传递到主体结构。

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3、具体分析
单纯从设计上来说,大跨度楼梯用板式结构或者梁式结构都可以实现,但是哪一种在实际应用中更合理呢?
从板式结构和梁式楼梯的两种结构型式上,我们可以看出:
板式结构梯板的跨度为梯板水平投影的长度,梁式结构梯板可以理解为梯板宽度的单向板。

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通过均布荷载作用下简支构件跨中弯矩计算公式可知,在相同荷载作用下,构件的跨中弯矩会随着其跨度的增大而暴增。
显然,梁式楼梯的跨度要远小于板式楼梯的跨度,那么其受到的弯矩也会远小于板式结构的弯矩。

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梁式楼梯的梯板可以做到更薄,受力路径也更明确,从结构分析上是比板式楼梯更有优势的。

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因为在跨度比较大的情况下,使用板式楼梯就需要增大梯板厚度,那么楼梯自重也会随之加重,梯板所配的钢筋大部分都被用来承受楼梯的自重荷载了,这样既不经济,安全性也不及梁式结构楼梯。
因此,在大跨度且净高充裕的情况下,梁式结构楼梯是更经济且高效的选择。
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小结.
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