房屋建筑学 第8章 楼梯构造

房屋建筑学第8章楼梯构造第一节概述

一、楼梯的组成

一般楼梯主要由楼梯梯段和楼梯平台两部分组成（一）楼梯梯段设有踏步供层间上下行走的通道段落，称为梯段。楼梯的坡度就是由踏步形成的。踏步又分为踏面（供行走时踏脚的水平部分）和踢面（形成踏步高差的垂直部分）。为了在楼梯上行走的安全，梯段和平台的临空边缘应设置栏杆，栏杆的顶部供作依扶用的连续构件，称扶手。2（二）楼梯的形式一般建筑物中，最常见的楼梯形式是双梯段的并列式楼梯，称双跑楼梯或双折式楼梯/楼梯的形式除并列式外，其他尚有较为简单的单梯段楼梯，或双梯段直跑式和双梯段折角式楼梯；用于公共建筑的双向折角式、三梯段并列式、三折连续式、剪刀式和圆弧形楼梯等多种形式。此外，还有内径相当小的螺旋形楼梯、带扇步的楼梯以及各种坡度比较陡的爬梯等。3三、楼梯的坡度一般来讲，楼梯的坡度越小越平缓，行走也越舒适，但却扩大了楼梯间的进深，增加了建筑面积和造价。楼梯、爬梯及坡道的区别，在于其坡度的大小和踏级的高宽比等关系上。楼梯常见坡度范围为25°-45°，其中以30°左右较为通用。爬梯的范围在60°以上。坡道的坡度范围一般在15°以下，若其倾斜角在6°或坡度在1：12以下的属于平缓的坡道，而坡度在1：10以上的坡道应有防滑措施。4第二节钢筋混凝土楼梯构造构成楼梯的材料可以是木材、钢筋混凝土、型钢或是多种材料混合使用。防火形较差的木材现今比较少用于楼梯的结构部分，尤其是少用于公共部位的楼梯上。型钢作为楼梯构件，也必须经过特殊的防火处理。钢筋混凝土的耐火、耐久性能均较其他材料楼梯为高，故在一般建筑中的楼梯以采用钢筋混凝土最为广泛。5钢筋混凝土楼梯有现浇式（又称整体式）和预制装配式两类。现浇式钢筋混凝土楼梯的刚度大，但施工速度慢，模板耗费多；装配式因构件预制质量易保证，受季节性影响小，但构件生产一次投资大。因此，在大量性民用建筑中，有条件地区一般多采用装配式钢筋混凝土楼梯。6一、现浇式钢筋混凝土楼梯楼梯最主要的部分是梯段，因此，通常所谓楼梯的结构形式即楼梯段的结构形式。楼板的结构形式一般有二种：板式和梁板式。同时楼梯的构造也有板式和梁板式之分。7（一）板式梯段是指由梯段板承受该梯段全部荷载的楼梯。梯段与平台相连，通常的处理是在平台口处设置一平台梁以支承上下梯段板和平台板。（二）梁式梯段梁式梯段的踏步板支承在斜梁上，斜梁又支承在平台梁上。梁式梯段较之板式梯段可以缩小板跨，减薄板厚。而且踏步部分的混凝土，在板式梯段是一种负担，而这里也作为板的结构的一部分，这样板的计算厚度便可以扩大到踏步三角形中。8现浇的钢筋混凝土梁板式梯段在实践中有两种形式：一种为梁在踏步板下面露出一部分，上面踏步露明，通称明步，较为明快，但在板下露出的梁的阴角容易积灰；还有一种边梁向上翻，下面平整，踏步包在梁内，通称暗步，梁与踏板形成的凹角在上。一般变梁的宽度要做得窄一些，必要时可以和栏杆结合。对于这两类楼梯的选择，应按具体的工程，根据功能要求（如医院需要减少转折存灰的可能性）、造型处理及技术经济等比较而采用之。9此外，还有设计成圆弧或弧形的无梁弯板（亦称扭板）楼梯。这种弧形旋转楼梯的踏步两端薄缘向外侧挑出，内配钢筋。其他尚有现浇钢筋混凝土的直上式楼梯，采用单梁悬挑踏步板的结构型式，一般适用于四周临空、通行量少、荷载较小的楼梯。10二、装配式钢筋混凝土露底由于构件尺寸的不同，可分为小型构件装配式样和中、大型构件装配式两大类。（一）小型构件装配式楼梯其主要特点是构件小而轻，易制作。但施工繁而慢，有些还要用较多的人力和湿作业，适用于施工条件较差的地区。一般预制踏步和它们的支承结构是分开的。11钢筋混凝土预制踏步的构件断面形式，一般有一字形、L形和三角形三种。预制踏步的支承结构一般有梁支承、墙支承以及从砖墙悬挑的三种：1.梁承式楼梯梁承式楼梯的结构布置形式为：预制踏步搁置在斜梁上形成梯段，梯段斜梁搁置在平台梁上，平台梁搁置在两边墙上，也可用小型的平台板搁在平台梁和纵墙上。12梁承式梯段上述三种形式的预制踏步均可采用，其中三角形踏步，明步可用平面矩形斜梁；暗步可用L形辩量。三角形踏步最大的优点是拼装后，底面平整，但踏步尺寸较难调整。一字形踏步制作比较方便，踏步的高宽可调节，简支及悬挑均可。可加做立砖踢面，也可露空，因此，适用面较广。132.墙承式楼梯这种楼梯是把预制踏步搁置在两面墙上，而省去梯段上的斜梁。一般适用于单向楼梯，或中间有电梯间的三折楼梯。对于双折楼梯来说，梯段采用两面隔墙，则在楼梯间的中间，必须加一道中墙作为踏步板的支座。楼梯间有了中墙以后，使得视线、光线受到阻挡，感到空间狭窄，对搬运家具及较多人流上下均感不便。但因为预制及安装较方便简易和经济，所以还有不少地方采用。14这种楼梯上述三种预制踏步均可采用。楼梯宽度也不受限制，平台可以采用空心或槽形楼板。由于省去平台梁，下面的净高也有所增高。为了采光和扩大视野，可在中间的墙上适当部位留洞口，墙上最好装有扶手。153。悬臂踏步楼梯悬臂踏步楼梯是小型预制构件楼梯中最方便、简单的一种构造形式。只要预制一种悬挑的踏步构件，按楼梯尺寸需要，依次砌入砖墙内即可。踏步板用一字形板及正反L形均可。这种楼梯悬臂长度通常为1200mm，最长可达1500mm，也有做到1800mm者。楼梯平台可用空心板或槽形板，而省去平台梁，梯段也没有斜梁，因此，造型轻巧；平台下的净高有所增加。16（二）中型、大型构件装配式楼梯从小型构件改变为中型或大型构件装配式，主要可以减少预制件的品种和数量；可以利用吊装工具进行安装，对于简化施工过程，加快速度，减轻劳动强度等都有很大改进。中型构件装配式双折楼梯一般是以楼梯段和楼梯平台各作一个构件装配而成。171.平台板若为预制、吊装能力所限，楼梯平台采用平台梁和平台板分开做法，平台板可用一般楼板，平台的宽度的变化也比较灵活，但是增加了构件的类型和安装的吊次。预制生产和吊装能力较强的地方，平台可用平台梁和平台板结合成一个构件。平台板一般采用槽形板，为了底面平整，也可做成空心平台板，但厚度须较大，现较少采用。182.楼梯段有板式、梁式两种板式梯段，上面为明步，地面平整，结构形式有实心、空心之分；实心板自重较大。空心板有纵向和横向抽孔两种，纵向抽孔厚度较大，横向抽孔孔型可以是圆形或三角形的。梁式梯段的两侧有梁，梁板制成一个整件，一般在梁中间作三角形踏步形成槽板式梯段。这种结构形式，比板式梯段节约材料，但其中三角形踏步的用料还是比较多，在踏步断面上设法减少其用料及自重，通常有以下几种方法：19（1）去角以减薄踏步的厚度；（2）踏步内抽孔；（3）折板式踏步：节约材料最多，预制时要用双面模板震动冲压成型，唯梯段的底面不如以上各式平整，易积灰。203.梯段的搁置梯段在平台梁处的搁置：把底板提高去角式的平台梁可采用端面简单的矩形梁，但平台梁与平台板必须分开，而且降低了平台下的净空。底板提高去角，踏步抽圆孔式L形平台梁与梯段板结合方面有所改进，并增加了净高，但梯段节点处构造复杂。底板提高去角，踏步抽三角圆孔式L形平台梁做成与梯段斜度相适应的斜面作为搁置面，改进了梯段的搁置构造，虽然在平台梁搁置处可能产生局部水平力，但由于平台梁和平台板结合在一起则较易取得平衡。214.单梯段预制楼梯单梯段楼梯常作为住宅的半外廊的直跑梯。这种楼梯的两条平台梁位置，需要在外廊另立两立柱或砖墩方能搁置，构造上较为复杂。5.梯段连平台预制楼梯梯段可连一面平台，亦可连两面平台，断面形式可作成板式、双梁式或单梁式。这种形式主要用于建筑平面设计和结构布置有一定需要的场所，或运用于工业化程度高专用体系的大型装配式建筑中。22三、踏面、栏杆和扶手（一）踏步面层及防滑措施踏步的上表面要求耐磨，便于清洁。现浇楼梯拆模后表面粗糙，不仅影响美观，更不利于行走，所以要用水泥砂浆抹面。有些建筑标准较高的。则可做水磨石或缸砖贴面，甚至大理石等面层。一般预制楼梯梯段在加工厂时已制成光面，施工时不需再抹面，因此，楼梯平台抹面者要注意梯段踏步和平台板的标高差。23（二）踏步面层的防滑为防止滑跌，踏步表面应有防滑措施，讲究的建筑可铺地毯或防滑塑料或橡胶贴面，一般建筑常在近踏步口做防滑条或防滑包口。24（三）栏杆及扶手栏杆是在梯段与平台临空一边所设的安全设施，也是建筑中装饰性较强的构件。栏杆的上沿为扶手，作行走时依扶之用。较宽的楼梯，在靠墙一边还要安装靠墙扶手。栏杆与扶手组合后应有一定的强度，须能经受必要的冲击力。251.楼梯扶手及栏杆或拦板的常用尺寸楼梯的扶手高度一般为自踏面中心线以上0.90m，幼托及小学校或儿童医院等使用对象主要为儿童的建筑物中，需要在0.60m左右高度再设置一道扶手，以适应儿童的身高。这类建筑的楼梯栏杆应采用不宜攀登的垂直线饰，切垂直线饰间的净距不应小于110，以防发生意外。室外楼梯，特别是消防楼梯的扶手高度应不小于1.10m。262.楼梯栏杆或栏板安装及固定常用的楼梯栏杆多为钢构件，包括圆钢、钢管、方钢、扁钢等的组合。其中立杆与混凝土梯段及平台之间的固定方式有与埋件焊接、开脚预埋、与埋件栓接、直接用膨胀螺丝固定等几种。安装位置为踏步侧面或踏步面上的边沿部分。横杆则多采用焊接方式与立杆连接。273.楼梯扶手安装和制作室内楼梯的扶手多采用木制品，也有采用合金或不锈钢等技术黏糊材料以及工程塑料的。室外楼梯的扶手很少采用木料，以避免产生开乐及翘曲变形。金属和塑料是常用的室外楼梯扶手材料，此外，石料及混凝土预制件也并不少见。楼梯扶手一般是连续设置的，除金属扶手可以与金属立杆直接焊接外，木和塑料的扶手与钢立杆连接还要借助于其他构件来实现。28在双折楼梯的平台转弯处，常因扶手的高差须进行处理，当上行楼梯和下行楼梯的第一个踏步口设在一条线上，如果平台处栏杆紧靠踏步口设置，则栏杆扶手的顶部高度突然变化，扶手需做成一个较大的弯曲线，使上下相连。这种处理方法费工费料、使用不便，应尽量避免。常用的改进方法有以下两种：一是将平台处栏杆伸出踏步口线约半步的地方，扶手连接可较顺。但这样处理使平台在栏杆处的净宽缩小了半步宽度，可能造成搬运物件的困难；二是将下行楼梯的第一级踏步退缩一步，这样扶手的连接也可较顺，但却增加了楼梯的长度。29四、楼梯设计楼梯设计必须符合一系列的有关规范的规定，例如与建筑物性质、等级有关的建筑规范以及防火规范等等。1.楼梯平面的表示法楼梯在建筑平面上因其所处楼层的不同而有不同的表示法。但无论是底层楼梯、中间层楼梯还是顶层楼梯，都必须用箭头表明上下行的方向，注清上行或下行，而且必须从正平台开始标注。30所谓平面图其实是平剖面图，其剖切位置默认为站在该层平面上的人眼的高度位置，因此在楼梯的平面图上会出现剖切线。在底层楼梯平面中，一般只有上行段，剖切线将梯段在人眼的高度处截断。中间层楼梯的上行段表示法同底层，下行段的水平投影线的可见部分至上行段剖切线处为止。顶层楼梯因为只有向下行一个方向，所以不会出现剖切线。在平面上都应用箭头及文字标明上或下行的方向。312.楼梯踏步的尺寸楼梯踏步的尺寸决定了楼梯的坡度，反过来根据使用的要求选定了合适的楼梯坡度之后，踏步的踏面宽及踢面高之间也就被限制在一定的相关关系中，另外，行走的舒适性也是决定选取踏步的绝对尺寸的重要因素。由于楼梯踏步的尺寸直接影响到整个楼梯所占据空间的大小，因此，在进行设计的实际过程中，可以在一定的范围内取值及进行调整。常用适宜的踏步尺寸可参见教材217页的表8-1。323.梯段和平台的尺寸梯段的宽度取决于同时通过的人流的股数及有否经常通过例如家具或担架等特殊的需要。有关的规范一般限定其下限，对每一个具体的方案需作具体分析，舒适程度以及楼梯在整个空间中尺度上的合适比例等都是经常考虑的因素。教材第217页表8-2提供了楼梯梯段宽度的计算依据。33梯段的长度取决于该段的踏步数及其每一步的踏面宽。在平面上用线来反映高差，因此，一条线是一步。在一般情况下，特别是公共建筑的楼梯，一个梯段不应少于3步，也不应大于18步。少于3步易被忽视，有可能造成伤害。超过18步行走会感到疲劳。34平台的深度不应该小于梯段的宽度。当梯段较窄而楼梯作为主要楼梯的时候，平台的深度应该加大，以利于带物转弯及家具、担架的通过。另外，当楼梯平台通向多个出入口或有门向平台方向开启时，楼梯平台的深度也应适当加发以防止碰撞。354.楼梯净高控制楼梯下面净空高度的控制为：楼梯上净高＞2200，楼梯平台处梁底下面的净高＞2000。楼梯净高的控制不但关系到行走安全，而且在很多情况下还牵涉到楼梯下面空间的利用以及通行的可能性。36第三节台阶与坡道台阶与坡道一般不需要特别的基础，实铺的只要回填土至相应标高，用道渣或三和土排实，再浇上一层素混凝土就可以了。如有大体量平台或行车需要，也可以视情况配筋；架空的多为将预制板搁置在梁上，坡度由梁形成。台阶与坡道在构造上的要点是对变形的处理。由于房屋主体沉降、热胀冷缩、冰冻等因素，都有可能造成台阶与坡道的变形。常见的情况有平台向房屋主体方向倾斜，造成倒泛水；台阶与坡道的某些部位开裂等等。37解决方法主要是加强房屋主体与台阶及坡道之间的联系，以形成整体沉降；或索性将二者完全断开，加强节点处理两种。38台阶与坡道的坡度一般较为平缓，坡道在1/6-1/12左右；台阶，特别是公共建筑主要出入口处的台阶每级一般不超过150mm高，踏面宽度最好选择在350-400mm左右，可以更宽。台阶与坡道因为在雨天也一样使用，所以面层材料必须防滑，坡道表面常做成锯齿形或带防滑条。39第四节有高差处无障碍设计的构造问题在解决连通不同高差的问题时，虽然可以采用诸如楼梯、台阶、坡道等设施，但这些设施在给某些残疾人使用时仍然会造成不便，特别是下肢残疾的人和视觉残疾的人。下肢残疾的人往往会借助拐杖和轮椅代步，而视觉残疾的人则往往会借助导盲棍来帮助行走。无障碍设计中有一部分就是指能帮助上述两类残疾人顺利通过高差的设计。40一、坡道的坡度和宽度坡道是最适合残疾人轮椅通过的途径，它还适合于拄拐棍和借助导盲棍通过。唯其坡度必须较为平缓，还必须有一定的宽度。下面是有关的规定：1.坡道的坡度：我国对便于残疾人通行的坡道的坡度标准为不大于1/12，同时还规定与之相匹配的每段坡道的最大高度为750mm，最大坡段水平长度为9000mm。412.坡道的宽度及平台宽度为便于残疾人使用的轮椅顺利通过，室内坡道的最小宽度应不小于900mm，室外坡道的最小宽度应不小于1500mm。42二、楼梯形式及扶手栏杆（一）楼梯形式及相关尺度供拄拐者及视力残疾者使用的楼梯，应采用直行形式，如，直跑楼梯、对折的双跑楼梯或成直角折行的楼听等等，不宜采用弧形梯段或在半平台上设置扇步。楼梯的坡度应尽量平缓，其坡度宜在35°以下，踢面高不宜大于170mm，且每步踏步应保持等高。楼梯的梯段宽度不宜小于1200mm。43（二）踏步设计注意事项供拄拐者及视力残疾者使用的楼梯踏步应选用合理的构造形式及饰面材料，注意无直角突沿，以防发生勾绊行人或其助行工具的以外事故；注意表面不滑，不得积水，防滑条不得高出踏面5mm以上。44（三）楼梯、坡道扶手栏杆楼梯、坡道的扶手栏杆应坚固适用，且应在两侧都设有扶手。公共楼梯可设上下双层扶手。在楼梯的梯段（或坡道的坡段）的起始及终结处，扶手应自其前缘向前伸出300mm以上，两个相邻梯段的扶手应该连通；扶手末端应向下或伸向墙面，扶手的断面形式应便于抓握。45三、导盲块的设置导盲块又称地面提示块，一般设置在有障碍物、需要转折、存在高差等场所，利用其表面上的特殊构造形式，向视力残疾者提供触摸信息，提示该停步或需改变行走方向等等。46四、构件边缘处理鉴于安全方面的考虑，凡有凌空处的构件边缘，都应该向上翻起，包括楼梯梯段和坡道的凌空一面、室内外平台的凌空边缘等。这样可以防止拐杖或导盲棍等工具向外滑出，对轮椅也是一种制约。47第五节电梯与自动楼梯一、电梯电梯有乘客、载货两大类，除普通乘客电梯尚有医院专用的病床电梯、供游览的观光电梯等。不同厂家提供的设备尺寸、运行速度及对土建的要求都不同，在设计时应按厂家提供的产品尺度进行设计。48（一）电梯井道电梯井道是电梯运行的通道，内除电梯入口外尚安装有导轨，平衡重及缓冲器等。1.井道的防火井道是高层建筑穿通各层的垂直通道，火灾事故中火焰及烟气容易从中蔓延。因此井道围护构件应根据有关防火规定进行设计，较多采用钢筋混凝土墙。高层建筑的电梯井道内，超过两部电梯时应用墙隔开。492.井道的隔声为了减轻机器运行时对建筑物产生震动和噪声，应采取适当的隔震及隔声措施。一般情况下，只在机房机座下设置弹性垫层来达到隔震和隔声的目的。电梯井道外侧应避免作为居室，否则应注意设置隔声措施。最好楼板与井道壁脱开，另作隔声墙；简易者也只在井道外加砌加气混凝土块衬墙。503.井道的通风井道除设排烟通风口外，还要考虑电梯运行中井道内空气流动问题。一般运行速度在2m/s以上的乘客电梯，在井道的顶部和底坑应有不小于300m