3.2 双跑平行现浇钢筋混凝土板式楼梯设计(设滑动支座方法)
依据图3-9所示的框架结构钢筋混凝土楼梯建筑施工图,进行该楼梯的结构布置。楼梯结构平面布置图如图3-10所示,楼梯结构剖面布置图如图3-11所示。混凝土强度等级选用C25,采用HRB335级钢筋。下面设计该楼梯结构平面图中的楼梯构件。
图3-10 楼梯结构平面布置图
图3-11 楼梯结构剖面布置图
3.2.1 楼梯梯段斜板设计
由于采用ATb型带滑动支座的板式楼梯,梯段斜板一端与梯梁固结,另一端自由,斜板跨度近似可按梯段斜板净跨计算。对斜板取1m宽作为其计算单元。楼梯踏步面层厚度,通常水泥砂浆面层取15~25mm,水磨石面层取28~35mm。
3.2.1.1 ATb1设计
(1)确定斜板厚度
斜板的水平投影净长l1n=3600mm
斜板的斜向净长为
斜板厚度为
注意:斜板厚度的取值应该为斜长的,而不是水平投影净长的。
取t1=140mm。
(2)荷载计算
楼梯梯段斜板的荷载计算列于表3-1中。
表3-1 楼梯梯段斜板荷载计算表
注:1.γ1为水磨石的面荷载为0.65kN/m2,30厚水磨石面层包括10mm厚面层,20mm厚水泥砂浆打底;γ2为钢筋混凝土的容重;γ3为混合砂浆的容重。
2.e、d分别为三角形踏步的宽度和高度。
3.c1为板底粉刷的厚度。
4.α为楼梯斜板的倾角。楼梯的倾斜角:。
5.t1为斜板的厚度。
(3)荷载效应组合
由可变荷载效应控制的组合:
q=1.2×7.35+1.4×3.5=13.72(kN/m)
永久荷载效应控制的组合:
q=1.35×7.35+1.4×0.7×3.5=13.35(kN/m)
所以选可变荷载效应控制的组合来进行计算,取q=13.72kN/m。
(4)计算简图
斜板的计算简图可用一根假想的跨度为l1n的水平梁替代,如图3-12所示,其计算跨度取水平投影净长l1n=3600mm。
图3-12 梯段斜板ATb1计算简图
(5)内力计算
斜板的内力一般只需计算跨中最大弯矩即可,考虑到斜板一端与梯梁固结,另一端自由,偏于安全取跨中最大弯矩为
(6)配筋计算
h0=t1-20=140-20=120(mm)
(7)选配钢筋
板底受力钢筋选用12@120,As=942mm2,分布钢筋选用8@200,As=251mm2,大于单位宽度上受力钢筋的15%[即942×15%=141(mm2)],配筋率也大于0.15%[即140×1000×0.15%=210(mm2)]。若分布钢筋采用8@250,则As=201mm2,此时就不满足要求。板顶负弯矩钢筋没有经过计算,和板底受力钢筋相同,即选用12@120,分布钢筋选用8@200。注意对于分布钢筋,当按单向板设计时,应验算是否满足《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)第9.1.7条的要求。
ATb2和ATb1相同,配筋计算过程与ATb1的配筋计算过程也相同,不再赘述。
3.2.1.2 ATb3设计
(1)确定斜板厚度
斜板的水平投影净长
l2n=3300mm
斜板的斜向净长为
斜板厚度
取t2=140mm。
(2)荷载计算
楼梯梯段斜板的荷载与ATb1相同,计算列于表3-1中。
(3)荷载效应组合
荷载效应组合与ATb1相同,所以选可变荷载效应控制的组合来进行计算,取q=13.72kN/m。
(4)计算简图
斜板的计算简图可用一根假想的跨度为l2n的水平梁替代,如图3-13所示,其计算跨度取水平投影净长l2n=3300mm。
图3-13 梯段斜板ATb3计算简图
(5)内力计算
斜板的内力一般只需计算跨中最大弯矩即可,考虑到斜板一端与梯梁固结,另一端自由,偏于安全取跨中最大弯矩为
(6)配筋计算
h0=t2-20=140-20=120(mm)
(7)选配钢筋
板底受力钢筋选用12@150,As=754mm2,分布钢筋选用8@200。板顶负弯矩钢筋没有经过计算,和板底受力钢筋相同,即选用12@150,分布钢筋选用8@200。
3.2.2 平台板设计
3.2.2.1 PTB1设计
(1)平台板计算简图
平台板PTB1的计算简图如图3-14所示,楼梯间四周墙体厚度均为240mm。平台板PTB1为部分带悬挑板的四边支承板,长宽比为3900/(1480+250)=2.3>2(近似取板长宽轴线尺寸进行计算),因此按短跨方向的简支单向板计算,取1m宽作为计算单元。平台梁TL2的截面尺寸取b×h=250mm×400mm。平台板两端均与梁整浇,所以平台板计算跨度l01取平台板两端梁的中心线之间距离,即l01=1480+250=1730(mm),平台板为单向板,板厚度为跨度的1/30,即1730/30=58(mm),取平台板厚度t1=120mm。考虑到楼梯梯段板荷载以集中力形式传给平台板悬挑部分,因此,取平台板悬挑部分的板厚度为t'1=150mm。
图3-14 PTB1计算简图
(2)荷载计算
平台板的荷载计算列于表3-2。
表3-2 平台板PTB1四边支承部分荷载计算表
(3)荷载效应组合
由可变荷载效应控制的组合
q1=1.2×3.99+1.4×3.5=9.69(kN/m)
由永久荷载效应控制的组合
q1=1.35×3.99+1.4×0.7×3.5=8.82(kN/m)
所以选可变荷载效应控制的组合进行计算,取q1=9.69kN/m。
(4)内力计算
考虑平台板两端梁的嵌固作用,跨中最大弯矩近似取
(5)PTB1无悬挑板部分配筋计算
h0=120-20=100(mm)
应按ρmin配筋,每米宽应配置的受力钢筋:
Asmin=ρminbh=0.0019×1000×120=228(mm2)
因此,板底选用受力钢筋10@150,As=523mm2;分布钢筋采用10@200,As=393mm2,满足要求。板顶选用钢筋10@150;分布钢筋采用10@200。
(6)PTB1悬挑板部分配筋计算
PTB1悬挑板部分计算简图如图3-15所示。ATb2与ATb1板厚相同,均为140mm,所以可选ATb1可变荷载效应控制的组合来进行计算,即取q=13.72kN/m。ATb2跨度为3600mm,则传递到平台板悬挑部分的力为:
该力为整个梯板宽度(1.78m)承担,因此
图3-15 PTB1悬挑板部分计算简图
PTB1悬挑板部分的荷载计算列于表3-3。
表3-3 平台板PTB1悬挑板部分荷载计算表
PTB1悬挑板部分的荷载设计值q2=1.2×4.09=4.91(kN/m)
则平台板PTB1悬挑部分最大弯矩:
h0=150-20=130(mm)
应按ρmin配筋,每米宽应配置的受力钢筋:
Asmin=ρminbh=0.0019×1000×150=285(mm2)
因此,板顶选用受力钢筋10@150,As=523mm2;分布钢筋采用10@200,As=393mm2,满足要求。板底选用受力钢筋10@150;分布钢筋采用10@200。因PTB1悬挑板部分承担楼梯梯板的荷载,有时候有震动荷载,因此,悬挑板部分板厚和配筋均按概念设计思想适当加大。
3.2.2.2 PTB2设计
(1)平台板计算简图
平台板PTB2的计算简图如图3-16所示。平台板PTB2为部分带悬挑板的四边支承板,其实,左端按简支计算偏于保守,左端平台板与楼层平台板连续,对悬挑部分受力有利。计算中取1m宽作为计算单元。楼层KJL的截面尺寸取b×h=350mm×800mm。平台梁TL3的截面尺寸取b×h=250mm×400mm。平台梁截面尺寸的选取除了满足强度、刚度要求之外,还要满足构造要求。TL3的跨度为3900mm,截面高度取为400mm满足强度、刚度要求,除此还需要满足构造要求,图3-17解释了为什么TL3的截面高度取400mm满足构造要求。平台板PTB2四边支承部分两端均与梁整浇,所以平台板PTB2四边支承部分计算跨度l02取平台板两端梁的中心线之间距离,即,平台板PTB2四边支承部分板厚度取为t2=100mm。平台板PTB2悬挑部分计算跨度取为,悬挑板的最小板厚度为悬挑跨度的1/12,即725/12≈60(mm),考虑到楼梯梯段板荷载以集中力形式传给平台板悬挑部分,因此,取平台板悬挑部分的板厚度t'2=150mm。
图3-16 PTB2计算简图
图3-17 TL3截面尺寸确定方法
(2)荷载计算
平台板PTB2四边支承部分的荷载计算列于表3-4。
表3-4 平台板PTB2四边支承部分荷载计算表
(3)荷载效应组合
平台板PTB2四边支承部分:
由可变荷载效应控制的组合
q1=1.2×3.49+1.4×3.5=9.09(kN/m)
由永久荷载效应控制的组合
q1=1.35×3.49+1.4×0.7×3.5=8.14(kN/m)
平台板PTB2悬挑部分的荷载计算与表3-3相同。
所以选可变荷载效应控制的组合进行计算,取q1=9.09kN/m,q2=4.91kN/m。
楼梯梯段板ATb3的荷载以集中力形式传给平台板悬挑部分力F:
按ATb3可变荷载效应控制的组合来进行计算,即取q=13.72kN/m。ATb3跨度为3300mm,则传递到平台板悬挑部分的力为:
该力为整个梯板宽度(1.78m)承担,因此
(4)内力计算
平台板PTB2悬挑部分最大弯矩:
平台板PTB2四边支承部分跨中弯矩:
平台板PTB2四边支承部分跨中弯矩为负弯矩。可设计平台板PTB2没有悬挑板部分,按单向板计算。则
所以,板底受力钢筋可按M+=0.91kN·m进行配筋计算。板顶受力钢筋可按M-=8.59kN·m进行配筋计算。
(5)配筋计算
①平台板PTB2悬挑部分
h0=150-20=130(mm)
应按ρmin配筋,每米宽应配置的受力钢筋:
Asmin=ρminbh=0.0019×1000×150=285(mm2)
因此,板顶选用受力钢筋10@150,As=523mm2;分布钢筋采用10@200,As=393mm2,满足要求。板底选用受力钢筋10@150;分布钢筋采用10@200。
②平台板PTB2四边支承部分
h0=100-20=80(mm)
应按ρmin配筋,每米宽应配置的受力钢筋:
Asmin=ρminbh=0.0019×1000×100=190(mm2)
因此,板底选用受力钢筋10@150,As=523mm2;分布钢筋采用10@200,As=393mm2,满足要求。板顶选用钢筋10@150;分布钢筋采用10@200。
3.2.2.3 PTB3设计
(1)平台板计算简图
平台板PTB3的计算简图如图3-18所示。平台板PTB3为部分带悬挑板的四边支承板,平台板PTB3四边支承部分两端均与梁整浇,所以平台板PTB3四边支承部分计算跨度l03取平台板两端梁的中心线之间距离,即,平台板PTB3四边支承部分板厚度取为t3=100mm。平台板PTB3悬挑部分计算跨度取为,悬挑板的最小板厚度为悬挑跨度的1/12,即425/12=35(mm),考虑到楼梯梯段板荷载以集中力形式传给平台板悬挑部分,因此,取平台板悬挑部分的板厚度t'3=150mm。
图3-18 PTB3计算简图
(2)荷载计算
平台板PTB3四边支承部分的荷载与平台板PTB2的荷载相同,计算结果列于表3-4。
(3)荷载效应组合
平台板PTB3四边支承部分的荷载与平台板PTB2的荷载相同,即取q1=9.09kN/m;平台板PTB3悬挑部分的荷载计算与表3-3相同,即取q2=4.91kN/m。
楼梯梯段板ATb3的荷载以集中力形式传给平台板悬挑部分力F与平台板PTB2设计中的F相同。按ATb3可变荷载效应控制的组合来进行计算,即取F=12.7kN/m。
(4)内力计算
平台板PTB3悬挑部分最大弯矩:
平台板PTB3四边支承部分跨中弯矩:
平台板PTB3四边支承部分跨中弯矩过小,也可以设计平台板PTB3没有悬挑板部分,按单向板计算。则
,下面按M+=1.54kN·m进行配筋计算。
(5)配筋计算
平台板PTB3悬挑部分:
h0=150-20=130(mm)
应按ρmin配筋,每米宽应配置的受力钢筋:
Asmin=ρminbh=0.0019×1000×150=285(mm2)
因此,板顶选用受力钢筋10@150,As=523mm2;分布钢筋采用10@200,As=393mm2,满足要求。板底选用受力钢筋10@150;分布钢筋采用10@200。
平台板PTB3四边支承没有悬挑板部分:
h0=100-20=80(mm)
应按ρmin配筋,每米宽应配置的受力钢筋:
Asmin=ρminbh=0.0019×1000×100=190(mm2)
因此,板底选用受力钢筋10@150,As=523mm2;分布钢筋采用10@200,As=393mm2,满足要求。板顶选用钢筋10@150;分布钢筋采用10@200。
3.2.2.4 PTB4设计
(1)平台板计算简图
平台板PTB4的计算简图如图3-19所示。平台板PTB4为四边支承板,长宽比为3900/1300=3>2(近似取板长宽轴线尺寸进行计算),因此按短跨方向的简支单向板计算,平台板PTB4四边支承均与梁整浇,计算跨度l04取平台板两端梁的中心线之间距离,即,平台板PTB4板厚度取为t4=100mm。取1m宽作为计算单元。
图3-19 PTB4计算简图
(2)荷载计算
平台板PTB4的荷载与平台板PTB2的荷载相同,计算结果列于表3-4。
(3)荷载效应组合
平台板PTB4的荷载与平台板PTB2的荷载相同,即取q=q1=9.09kN/m。
(4)内力计算
考虑平台板两端梁的嵌固作用,跨中最大弯矩取
(5)配筋计算
h0=100-20=80(mm)
应按ρmin配筋,每米宽应配置的受力钢筋:
Asmin=ρminbh=0.0019×1000×100=190(mm2)
因此,板底选用受力钢筋@150,As=523mm2;分布钢筋采用@200,As=393mm2,满足要求。板顶选用钢筋10@150;分布钢筋采用10@200。
3.2.3 平台梁设计
3.2.3.1 TL1设计
(1)平台梁(TL1)计算简图
平台梁的两端与楼梯梯柱(TZ1)整体浇筑,本设计楼梯梯柱截面均采用250mm×400mm,平台梁(TL1)计算跨度取柱中心线之间距离,即轴线距离l0=3900mm,平台梁(TL1)的计算简图如图3-20所示。需要说明,平台梁与楼梯梯柱组成一个门式刚架,原则上应该按照超静定刚架结构进行计算(后面按门式刚架计算进行对比)。由于楼梯间空旷而又在建筑中起到重要作用,为方便计算,手算时可以采用偏于保守的处理方法:计算平台梁跨中弯矩时可按平台梁两端简支,即按图3-20(a)进行计算,计算平台梁支座弯矩时可按平台梁两端嵌固,即按图3-20(b)进行计算。平台梁(TL1)的截面尺寸取为b×h=300mm×400mm。截面宽度取300mm是因为要支承ATb1梯段板300mm宽的踏步,也可以取250mm宽,做挑耳50mm,如图3-21所示。
图3-20 平台梁(TL1)计算简图
图3-21 TL1有挑耳截面形式
(2)荷载计算
平台梁(TL1)荷载计算详见表3-5。
表3-5 平台梁(TL1)荷载计算
(3)荷载效应组合
q1单独考虑,为满跨荷载。q2是半跨荷载,与活荷载组合如下。
按可变荷载效应控制的组合:
q2=1.2×13.23+1.4×7.35=26.17(kN/m)
按永久荷载效应控制的组合:
q2=1.35×13.23+1.4×0.7×7.35=25.06(kN/m)
所以选按可变荷载效应控制的组合计算,取q1=1.2×3.37=4.04(kN/m);q2=26.17kN/m。
(4)内力计算
①按图3-20计算简图计算。计算跨中弯矩(两端铰接):
计算支座负弯矩(两端固接),查附表7-5,则
计算左侧支座剪力(最大):
②利用PKPM程序按门式刚架进行计算。门式刚架计算简图如图3-22所示,利用PKPM计算门式刚架的弯矩包络图如图3-23所示,跨中弯矩和支座弯矩均小于以上“①按图3-20计算简图计算”的计算结果。
图3-22 门式刚架计算简图
图3-23 门式刚架弯矩包络图
③利用表格按门式刚架进行计算。由“①中”换算支座弯矩的等效均布荷载:
查附表9,则
因此,按三种方法计算梁端弯矩的结果均不相同,下面按照“①按图3-20计算简图计算”的保守计算结果进行截面设计。
(5)截面设计
①正截面受弯承载力计算
a.跨中截面
h0=h-35=400-35=365(mm)
弯矩M乘以1.1系数是考虑跨中弯矩不是最大弯矩的放大系数。考虑到平台梁两边受力不均匀,会使平台梁受扭,所以在平台梁内宜适当增加纵向受力钢筋和箍筋的用量,故梁底纵向受力钢筋选用318,As=763mm2。
b.支座截面
故梁顶纵向受力钢筋选用318,As=763mm2。
②斜截面受剪承载力计算
Vc=αcvftbh0=0.7×1.27×300×365=97.35(kN)>V=45.49kN
所以可按构造配置箍筋,考虑到平台梁承受扭矩较大和获得良好的抗震性能,故箍筋沿梁全长加密,配8@100双肢箍筋,平台梁的配筋构造按框架梁要求采用。
3.2.3.2 TL2设计
(1)平台梁(TL2)计算简图
平台梁(TL2)计算跨度l0=3900mm,计算简图如图3-24所示。平台梁(TL2)的截面尺寸取为b×h=250mm×400mm。平台梁截面尺寸的选取除了满足刚度、强度要求之外,还要满足构造要求,尤其是上平台梁(TL2)的截面尺寸确定,如图3-25所示。
图3-24 平台梁(TL2)计算简图
图3-25 上平台梁截面尺寸确定方法
(2)荷载计算
平台梁(TL2)荷载计算详见表3-6。
表3-6 平台梁(TL2)荷载计算
注:带*中的数据4.09来自表3-3。
(3)荷载效应组合
q2和q3单独考虑,q1与活荷载组合如下。
按可变荷载效应控制的组合:
q1=1.2×6.23+1.4×10.20=21.76(kN/m)
按永久荷载效应控制的组合:
q1=1.35×6.23+1.4×0.7×10.20=18.41(kN/m)
所以选按可变荷载效应控制的组合计算,取q1=21.76kN/m;q2=1.2×13.23=15.88kN/m;q3=1.2×14.46=17.35kN/m。
(4)内力计算
①按图3-24计算简图计算。
a.计算跨中弯矩(两端铰接):
b.计算支座负弯矩(两端固接),查附表7-5,则
c.计算右侧支座剪力(最大):
②利用PKPM程序按门式刚架进行计算。门式刚架计算简图如图3-26所示,利用PKPM计算门式刚架的弯矩包络图如图3-27所示,剪力包络图如图3-28所示。跨中弯矩和支座弯矩均小于上面“①按图3-23计算简图计算”的计算结果,剪力与“①按图3-24计算简图计算”的计算结果相同。后面的楼梯梁计算不再利用PKPM程序按门式刚架进行计算,直接按照计算简图进行简化计算。
图3-26 门式刚架计算简图
图3-27 门式刚架弯矩包络图
图3-28 门式刚架剪力包络图
(5)截面设计
①正截面受弯承载力计算
a.跨中截面:
h0=h-35=400-35=365(mm)
考虑到平台梁两边受力不均匀,会使平台梁受扭,所以在平台梁内宜适当增加纵向受力钢筋和箍筋的用量,故梁底纵向受力钢筋选用320,As=942mm2。
b.支座截面:
所以,梁顶纵向受力钢筋选用320,As=942mm2。
②斜截面受剪承载力计算
Vc=αcvftbh0=0.7×1.27×250×365=81.12(kN)>V=74.72kN
虽可按构造配置箍筋,但按框架梁要求考虑,沿梁全长加密箍筋,配8@100双肢箍筋。
3.2.3.3 TL3设计
(1)平台梁(TL3)计算简图
平台梁(TL3)计算跨度l0=3900mm,计算简图如图3-29所示。平台梁(TL3)的截面尺寸取为b×h=250mm×400mm。
图3-29 平台梁(TL3)计算简图
(2)荷载计算
平台梁(TL3)荷载计算详见表3-7。
表3-7 平台梁(TL3)荷载计算
注:带*中的数据4.09来自表3-3。3.99部分是包括水磨石面层的。
(3)荷载效应组合
q2和q3单独考虑,q1与活荷载组合如下。
按可变荷载效应控制的组合:
q1=1.2×4.54+1.4×8.93=17.95(kN/m)
按永久荷载效应控制的组合:
q1=1.35×4.54+1.4×0.7×8.93=14.88(kN/m)
所以选按可变荷载效应控制的组合计算,取q1=17.95kN/m;q2=1.2×14.55=17.46(kN/m);q3=1.2×13.23=15.88(kN/m)。
(4)内力计算
计算跨中弯矩(两端铰接):
计算支座负弯矩(两端固接),查附表7-5,则
计算左侧支座剪力(最大):
(5)截面设计
①正截面受弯承载力计算
a.跨中截面:
h0=h-35=400-35=365(mm)
考虑到平台梁两边受力不均匀,会使平台梁受扭,所以在平台梁内宜适当增加纵向受力钢筋和箍筋的用量,故梁底纵向受力钢筋选用320,As=942mm2。
b.支座截面:
所以,梁顶纵向受力钢筋选用320,As=942mm2。
②斜截面受剪承载力计算
Vc=αcvftbh0=0.7×1.27×250×365=81.12(kN)>V=67.45kN
配8@100双肢箍筋,沿梁全长加密箍筋。
3.2.3.4 TL4设计
(1)平台梁(TL4)计算简图
平台梁(TL4)计算跨度l0=3900mm,计算简图与平台梁(TL2)相同,如图3-24所示,但图中荷载数据不同。平台梁(TL4)的截面尺寸取为b×h=250mm×400mm。
(2)荷载计算
平台梁(TL4)荷载计算详见表3-8。
表3-8 平台梁(TL4)荷载计算
注:带*中的数据4.09来自表3-3。
(3)荷载效应组合
q2和q3单独考虑,q1与活荷载组合如下。
按可变荷载效应控制的组合:
q1=1.2×6.23+1.4×9.68=21.03(kN/m)
按永久荷载效应控制的组合:
q1=1.35×6.23+1.4×0.7×9.68=17.90(kN/m)
所以选按可变荷载效应控制的组合计算,取q1=21.03kN/m;q2=1.2×12.13=14.56(kN/m);q3=1.2×13.36=16.03(kN/m)。
(4)内力计算
按图3-24计算简图计算。
①计算跨中弯矩(两端铰接):
②计算支座负弯矩(两端固接),查附表7-5,则
③计算右侧支座剪力(最大):
(5)截面设计
①正截面受弯承载力计算
a.跨中截面:
h0=h-35=400-35=365(mm)
考虑到平台梁两边受力不均匀,会使平台梁受扭,所以在平台梁内宜适当增加纵向受力钢筋和箍筋的用量,故梁底纵向受力钢筋选用320,As=942mm2。
b.支座截面:
所以,梁顶纵向受力钢筋选用320,As=942mm2。
②斜截面受剪承载力计算
Vc=αcvftbh0=0.7×1.27×250×365=81.12(kN)>V=70.79kN
虽可按构造配置箍筋,但按框架梁要求考虑,沿梁全长加密箍筋,配8@100双肢箍筋。
3.2.3.5 TL5设计
(1)平台梁(TL5)计算简图
平台梁(TL5)计算跨度l0=3900mm,计算简图与平台梁(TL3)相同,如图3-29所示,但图中荷载数据不同。平台梁(TL5)的截面尺寸取为b×h=250mm×400mm。
(2)荷载计算
平台梁(TL5)荷载计算详见表3-9。
表3-9 平台梁(TL5)荷载计算
注:带*中的数据4.09来自表3-3。
(3)荷载效应组合
q2和q3单独考虑,q1与活荷载组合如下。
按可变荷载效应控制的组合:
q1=1.2×5.06+1.4×8.93=18.57(kN/m)
按永久荷载效应控制的组合:
q1=1.35×5.06+1.4×0.7×8.93=15.58(kN/m)
所以选按可变荷载效应控制的组合计算,取q1=18.57kN/m;q2=1.2×13.36=16.03(kN/m);q3=1.2×12.13=14.56(kN/m)。
(4)内力计算
①计算跨中弯矩(两端铰接):
②计算支座负弯矩(两端固接),查附表7-5,则
③计算左侧支座剪力(最大):
(5)截面设计
①正截面受弯承载力计算
a.跨中截面:
h0=h-35=400-35=365(mm)
考虑到平台梁两边受力不均匀,会使平台梁受扭,所以在平台梁内宜适当增加纵向受力钢筋和箍筋的用量,故梁底纵向受力钢筋选用320,As=942mm2。
b.支座截面:
所以,梁顶纵向受力钢筋选用320,As=942mm2。
②斜截面受剪承载力计算
Vc=αcvftbh0=0.7×1.27×250×365=81.12(kN)>V=65.99kN
配8@100双肢箍筋,沿梁全长加密箍筋。
3.2.3.6 TL6设计
(1)平台梁(TL6)计算简图
平台梁(TL6)计算跨度l0=3900mm,计算简图如图3-30所示。平台梁(TL6)的截面尺寸取为b×h=250mm×400mm。
图3-30 平台梁(TL6)计算简图
(2)荷载计算
平台梁(TL6)荷载计算详见表3-10。
表3-10 平台梁(TL6)荷载计算
(3)荷载效应组合
①满跨荷载。q1与活荷载3.15kN/m组合如下。
按可变荷载效应控制的组合:
q1=1.2×5.06+1.4×3.15=10.48(kN/m)
按永久荷载效应控制的组合:
q1=1.35×5.06+1.4×0.7×3.15=9.92(kN/m)
②右半跨荷载。q2与活荷载8.93-3.15=5.78(kN/m)组合如下:
按可变荷载效应控制的组合:
q2=1.2×12.13+1.4×5.78=22.65(kN/m)
按永久荷载效应控制的组合:
q2=1.35×12.13+1.4×0.7×5.78=22.04(kN/m)
所以选按可变荷载效应控制的组合计算,取q1=10.48kN/m;q2=22.65kN/m。
(4)内力计算
①计算跨中弯矩(两端铰接):
②计算支座负弯矩(两端固接),查附表7-5,则
③计算右侧支座剪力(最大):
(5)截面设计
①正截面受弯承载力计算
a.跨中截面:
h0=h-35=400-35=365(mm)
弯矩M乘以1.1系数是考虑跨中弯矩不是最大弯矩的放大系数。考虑到平台梁两边受力不均匀,会使平台梁受扭,所以在平台梁内宜适当增加纵向受力钢筋和箍筋的用量,故梁底纵向受力钢筋选用318,As=763mm2。
b.支座截面:
故梁顶纵向受力钢筋选用318,As=763mm2。
②斜截面受剪承载力计算
Vc=αcvftbh0=0.7×1.27×250×365=81.12(kN)>V=52.99kN
配8@100双肢箍筋,沿梁全长加密箍筋。
3.2.4 单梁设计
3.2.4.1 L1设计
(1)L1计算简图
L1计算简图如图3-31所示,L1计算跨度取支承中心间距离,即l0=2100+120-400/2-550/2=1745(mm)。L1的截面尺寸取为b×h=250mm×350mm。以1.900m标高处L1进行计算。
图3-31 L1计算简图
(2)荷载计算
楼梯间填充墙为240mm厚实心砖砌体,按外墙考虑。楼梯间填充墙面荷载计算详见表3-11。
表3-11 楼梯间填充墙荷载
L1荷载计算详见表3-12。
表3-12 L1荷载计算
注:带*中的数据0.7是横向框架梁截面尺寸(0.35m×0.7m)中的截面高度。
(3)荷载效应组合
只有恒荷载,按设计值q=1.2×8.91=10.69(kN/m)进行计算。
(4)内力计算
①计算跨中弯矩:
②计算支座弯矩:
③计算支座剪力:
(5)截面设计
①正截面受弯承载力计算
a.跨中截面:
h0=h-35=350-35=315(mm)
应按ρmin配筋,应配置的受力钢筋:
Asmin=ρminbh=0.0019×250×350=166(mm2)
所以梁底纵向受力钢筋选用316,As=603mm2。
b.支座截面:
应按ρmin配筋,应配置的受力钢筋:
Asmin=ρminbh=0.0019×250×350=166(mm2)
所以梁顶纵向受力钢筋选用316,As=603mm2。
②斜截面受剪承载力计算
Vc=αcvftbh0=0.7×1.27×250×315=70.01(kN)>V=9.33kN
虽可按构造配置箍筋,但由于L1一端与梯柱整浇,一端与框架柱整浇,故构造按框架梁要求考虑,沿梁全长加密箍筋,配8@100双肢箍筋。
3.2.4.2 L2设计
(1)L2计算简图
L2计算简图如图3-32所示,L2计算跨度l0=3900+430+430-550=4210(mm)。L2的截面尺寸取为b×h=250mm×400mm。
图3-32 L2计算简图
(2)荷载计算
L2荷载计算详见表3-13。
表3-13 L2荷载计算
(3)荷载效应组合
按可变荷载效应控制的组合:
q=1.2×6.97+1.4×3.47=13.22(kN/m)
按永久荷载效应控制的组合:
q=1.35×6.97+1.4×0.7×3.47=12.81(kN/m)
所以选按可变荷载效应控制的组合计算,取q=13.22kN/m。
(4)内力计算
计算跨中弯矩:
计算支座弯矩:
计算支座剪力:
(梁端剪力也可以按净跨计算)
(5)截面设计
①正截面受弯承载力计算
a.跨中截面:
h0=h-35=400-35=365(mm)
考虑到梁两边受力不均匀,会使梁受扭,所以在梁内宜适当增加纵向受力钢筋和箍筋的用量,故梁底纵向受力钢筋选用318,As=763mm2。
b.支座截面:
应按ρmin配筋,应配置的受力钢筋:
Asmin=ρminbh=0.0019×250×400=190(mm2)
所以,梁顶纵向受力钢筋选用318,As=763mm2。
②斜截面受剪承载力计算
Vc=αcvftbh0=0.7×1.27×250×365=81.12(kN)>V=27.83kN
虽可按构造配置箍筋,但由于L2两端与梯柱整浇,故构造按框架梁要求考虑,沿梁全长加密箍筋,配8@100双肢箍筋。
3.2.5 楼梯结构施工图
根据本章3.2.1~3.2.4的计算结果,双跑平行现浇钢筋混凝土板式楼梯的结构施工图进行统一绘制。
3.2.5.1 楼梯结构平面图
标高-0.050~1.900m楼梯平面图如图3-33所示,标高1.900~3.850m楼梯平面图如图3-34所示,标高5.650~11.050m楼梯平面图如图3-35所示。
图3-33 标高-0.050~1.900m楼梯平面图
图3-34 标高1.900~3.850m楼梯平面图
图3-35 标高5.650~11.050m楼梯平面图
3.2.5.2 楼梯结构剖面图
楼梯结构剖面图如图3-36所示。
图3-36 楼梯结构剖面图
3.2.5.3 梯段配筋图
ATb1(ATb2)的配筋图如图3-37所示,ATb3的配筋图如图3-38所示,图中420=35×12,即暂取三级抗震等级受拉钢筋的锚固长度。
图3-37 ATb1(ATb2)配筋图
图3-38 ATb3配筋图
3.2.5.4 平台梁配筋图
TL1、TL6的配筋图如图3-39所示。TL2、TL3、TL4、TL5的配筋图如图3-40所示。
图3-39 TL1、TL6配筋图
图3-40 TL2、TL3、TL4、TL5配筋图
3.2.5.5 单梁配筋图
单梁L1、L2配筋图如图3-41所示。
图3-41 L1、L2配筋图
3.2.5.6 楼梯梯柱配筋图
楼梯梯柱(TZ1、TZ2、TZ3)与框架梁的连接构造在抗震设计时参考图2-22,在非抗震设计时参考图2-23。楼梯梯柱应按框架柱要求设计,应保证柱截面面积不小于300mm×300mm(面积为90000mm2),柱最小边长不应小于200mm,并相应增加另一方向的柱截面长度。若楼梯梯柱截面均采用250mm×350mm,则面积为87500mm2,略小于90000mm2,相差,可用。本设计实例楼梯梯柱截面采用250mm×400mm,面积为100000mm2,大于90000mm2,也是可以的。如果楼梯梯柱截面采用300mm×300mm,则楼梯梯柱生根的梁的截面宽度必须大于等于300mm,楼梯梯柱截面宽度采用300mm时会突出墙面,影响使用或美观。楼梯梯柱(TZ1、TZ2、TZ3)的配筋图如图3-42所示。
图3-42 楼梯梯柱(TZ1、TZ2、TZ3)配筋图