多層磚混住宅樓梯設(shè)計

王寶儒， 辛 元

青海省黃南州建筑設(shè)計院（811300）

磚混結(jié)構(gòu)因具有便于取材、造價小、耐久性較好等優(yōu)勢目前仍然是我國住宅應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。樓梯是住宅樓房上下層之間交通疏散和內(nèi)部聯(lián)系的設(shè)施,是任何多層房屋不可缺少的組成部分。樓梯間作為交通疏散應(yīng)急逃生和受力復(fù)雜的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件,我們在設(shè)計中必須引起足夠的重視。

1 多層磚混住宅樓梯設(shè)計基本要求

1）樓梯作為交通疏散的主要工具，應(yīng)設(shè)在明顯和易于看到的部位，具有很鮮明的指向性。2）樓梯間不宜放在建筑物的盡端和轉(zhuǎn)角處，以便于荷載的傳遞。樓梯間外墻不應(yīng)開設(shè)較大的出入洞口,同時外墻每個樓層和休息平臺處的圈梁應(yīng)連通設(shè)置。3）樓梯應(yīng)有直接的采光、自然通風(fēng)和排煙通道，以利于節(jié)約能源，符合使用及防火疏散的要求。4）上樓的方向宜靠右側(cè)，因為大多數(shù)人習(xí)慣上樓為逆時針方向。5）若樓梯選用圖集 《現(xiàn)澆砼板式樓梯》03G101-2或青海省地方圖集《鋼筋砼住宅樓梯》青02G06時，應(yīng)注明所有斜板負(fù)筋應(yīng)通長設(shè)置。6）加強樓梯間構(gòu)造措施，保證其有較高的可靠度。樓梯間設(shè)計施工時的重視程度應(yīng)比其它房間高。多層磚混住宅樓梯間設(shè)置的構(gòu)造柱（至少8個），箍筋宜沿房屋總高通長加密，與每層半高處設(shè)置的圈梁（規(guī)范為60mm厚鋼筋混凝土帶）構(gòu)成應(yīng)急疏散“安全島”。構(gòu)造柱主要作用在于約束墻體，截面不必太大，但必須與各層縱橫墻的圈梁或現(xiàn)澆板連接，才能發(fā)揮約束作用。住宅樓頂層樓梯間橫墻和外墻應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)2φ6通長鋼筋。7）盡量用板式樓梯，方便設(shè)計及施工，也較美觀。結(jié)構(gòu)平面圖采用X型斜線表示樓梯間。

2 住宅樓梯開間和梯段寬度

國家設(shè)計規(guī)范規(guī)定:六層及六層以下住宅，一邊設(shè)有欄桿的梯段墻面至扶手中心之間的水平距離不小于1.00 m。梯段最小凈寬是根據(jù)使用要求、模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、防火規(guī)范的規(guī)定等綜合因素加以確定的。現(xiàn)在許多住宅樓梯間開間為2.50～2.60m,建議多層磚混住宅樓梯間開間尺寸定為2.40m,主要有以下原因:1）2.40m開間符合模數(shù)0.30要求，在平面設(shè)計中不會出現(xiàn)半模數(shù)，布置也比較適用、靈活，能與其它參數(shù)協(xié)調(diào)可組成擴大模數(shù)系列，這樣有利于減少構(gòu)件，也有利于工業(yè)化制作。2）目前多層磚混住宅多趨向于一梯兩戶，這樣服務(wù)套數(shù)和使用對象相對要少，同時樓梯間公攤面積也可減少，節(jié)省了建設(shè)成本。3）在進行樓梯欄板（桿）和扶手設(shè)計時，將樓梯斜板互相重疊欄板厚的一半0.03m（我院通常做法為欄板厚度 0.06m，高 0.15～0.50m，上部為 0.75～0.40m 的欄桿和扶手），欄桿扶手頂部與上一跑斜板底部內(nèi)的預(yù)埋件互相固定。則樓梯斜板寬為1.20m（開間的一半）-0.12m（墻厚）+0.03m（重疊欄板厚的一半）=1.11m。通過對全州大量住宅實地走訪調(diào)查,樓梯開間采用2.40m是能滿足使用要求的。

3 樓梯間活荷載取值

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001(2006年版）中第4.1.1條（1）項規(guī)定:住宅設(shè)計時樓梯均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0 kN/m2；第 4.1.1條（3）項規(guī)定:當(dāng)人流可能密集時，其標(biāo)準(zhǔn)值為3.50 kN/m2。但人流可能密集時這個概念太模糊了。

一般情況下對于多層磚混結(jié)構(gòu)住宅而言，大多為一梯兩戶且層數(shù)不超過六層，每戶若按3～4人考慮，每一層6～8人，一個單元全部算上的話頂多50人。同時所有家庭成員擠在同一層樓梯逃生的可能性幾乎沒有。活荷載取3.50 kN/m2有浪費嫌疑，只不過從心理上增加了樓梯的安全度。而對于一梯多戶的高層住宅，因為上下人員較多，可能形成人流密集，所以樓梯活荷載一般應(yīng)按3.50 kN/m2考慮計算為妥。

4 樓梯參與整體建模

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001(2008年版）中第3.6.6.1條規(guī)定:計算模型的建立、必要的簡化計算與處理，應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實際工作狀況，計算中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。軟件使用前應(yīng)先對其功能要有切實的了解,判別計算結(jié)構(gòu)的合理有效性，再應(yīng)用于設(shè)計中。

我們知道,建模時考慮樓梯對結(jié)構(gòu)整體受力性能后，結(jié)構(gòu)的自振特性、抗側(cè)剛度分布、樓梯構(gòu)件的受力狀態(tài)發(fā)生較大的變化。汶川地震中,樓梯的震害照片似乎說明了這些問題。造成的原因就是樓梯板在水平力作用下具有的“斜撐”受力狀態(tài)。斜板與上部樓面平臺（或現(xiàn)澆）板和下部中間平臺板一般是整澆的，變形要協(xié)調(diào)，但其水平位移可能并不一致，造成樓梯構(gòu)件的受力十分不利（斜板為拉彎、壓彎構(gòu)件，樓梯處于雙向剪切和彎曲扭轉(zhuǎn)狀態(tài)）。如果沒有考慮樓梯構(gòu)件的影響，可能會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力不足而破壞，樓梯作為重要疏散通道的作用將難以保證。

1）樓層休息平臺板（梁）:樓層休息平臺板（梁）的信息在軟件QITI中進行布置和計算,平臺梁上要考慮斜板傳來的均布荷載。與將整個樓梯間開大洞建模方式相比，這種方法不但使結(jié)構(gòu)平面布置圖表達更確切直觀,而且其計算與配筋更準(zhǔn)確。

一般施工時，樓層平臺梁、平臺板與樓面梁（圈梁）、現(xiàn)澆板等構(gòu)件同時進行鋼筋的綁扎和混凝土的澆筑。樓層平臺梁、平臺板若在樓梯LTCAD里進行布置，生成的配筋圖會有一定的誤差,程序不會認(rèn)為樓層平臺板和房間內(nèi)的現(xiàn)澆板是連在一起整體澆筑的連續(xù)板,其交接處的支座負(fù)筋會在此斷開而獨立分開設(shè)置，對結(jié)構(gòu)的安全留下隱患。倘若樓層平臺板與房內(nèi)的現(xiàn)澆板頂標(biāo)高不同時,也可把樓層平臺梁（板）放到樓梯LTCAD里進行布置。

2）中間休息平臺板:樓梯中間休息平臺板在軟件LT-CAD里生成的配筋圖為四邊支承的簡支板。通過筆者經(jīng)常下工地檢查發(fā)現(xiàn),好多住宅樓樓梯間兩道橫墻與斜板側(cè)面相挨著的磚墻墻面存在凹凸不平現(xiàn)象,影響砌筑質(zhì)量和觀感質(zhì)量。主要原因是在上一層樓梯間橫墻磚砌體沒砌筑之前，就已經(jīng)把斜板下部1/3的混凝土和本層樓面現(xiàn)澆構(gòu)件的混凝土同時澆完，樓梯斜板支模有偏差或混凝土脹模所致。

另外,平臺板標(biāo)高處周邊的三面磚墻上要留120mm×120 mm的空間，以便平臺板的底筋和負(fù)筋伸進，好多工程存在留槽標(biāo)高不準(zhǔn)或開槽處混凝土澆筑不密實的情況。對此建議將平臺板的四邊支承體系改為只由梯梁和外縱墻兩邊支承,即平臺板在橫墻上得支承人工干預(yù)修改為自由邊。這樣樓梯間的橫墻可跟其它承重墻體同時砌筑,不用留槽，質(zhì)量得以保證。平臺板配筋時須加大短跨（進深）方向底部受力鋼筋和支座負(fù)筋，長跨（開間）方向的底部鋼筋按構(gòu)造要求配置，同時取消橫墻上平臺板的負(fù)筋。通過對大量住宅樓樓梯按上述方法進行設(shè)計、施工，各方都很滿意。

5 結(jié)語

本文僅僅是初步探討了磚混住宅樓樓梯設(shè)計中的幾個問題,實際上樓梯間構(gòu)件的計算和參與整體建模分析佷復(fù)雜，要考慮的因素還很多。我們只有準(zhǔn)確建模、認(rèn)真分析、合理判別、不斷積累設(shè)計經(jīng)驗，重視樓梯的設(shè)計與施工，加強其抗震構(gòu)造措施,才能讓樓梯成為一個滿足使用功能的綠色通道、救命的安全通道。對此，我們?nèi)沃囟肋h(yuǎn)。

[1]蘇啟旺,蔡宏儒,李力.從“汶川大地震”引發(fā)對板式樓梯設(shè)計的思考[J].四川建筑科學(xué)研究,2008,34(4):165-167