多層磚混住宅樓梯設(shè)計(jì)

王寶儒， 辛 元

青海省黃南州建筑設(shè)計(jì)院（811300）

磚混結(jié)構(gòu)因具有便于取材、造價(jià)小、耐久性較好等優(yōu)勢(shì)目前仍然是我國(guó)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?cè)谠O(shè)計(jì)中必須引起足夠的重視。

1 多層磚混住宅樓梯設(shè)計(jì)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(shí)外墻每個(gè)樓層和休息平臺(tái)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?yàn)榇蠖鄶?shù)人習(xí)慣上樓為逆時(shí)針?lè)较颉?）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(shí)，應(yīng)注明所有斜板負(fù)筋應(yīng)通長(zhǎng)設(shè)置。6）加強(qiáng)樓梯間構(gòu)造措施，保證其有較高的可靠度。樓梯間設(shè)計(jì)施工時(shí)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(gè)），箍筋宜沿房屋總高通長(zhǎng)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(zhǎng)鋼筋。7）盡量用板式樓梯，方便設(shè)計(jì)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(guó)家設(shè)計(jì)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(jì)中不會(huì)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(kuò)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(duì)象相對(duì)要少，同時(shí)樓梯間公攤面積也可減少，節(jié)省了建設(shè)成本。3）在進(jìn)行樓梯欄板（桿）和扶手設(shè)計(jì)時(shí)，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?jī)?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(guò)對(duì)全州大量住宅實(shí)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(xiàng)規(guī)定:住宅設(shè)計(jì)時(shí)樓梯均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0 kN/m2；第 4.1.1條（3）項(xiàng)規(guī)定:當(dāng)人流可能密集時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)值為3.50 kN/m2。但人流可能密集時(shí)這個(gè)概念太模糊了。

一般情況下對(duì)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(guò)六層，每戶若按3～4人考慮，每一層6～8人，一個(gè)單元全部算上的話頂多50人。同時(shí)所有家庭成員擠在同一層樓梯逃生的可能性幾乎沒(méi)有。活荷載取3.50 kN/m2有浪費(fèi)嫌疑，只不過(guò)從心理上增加了樓梯的安全度。而對(duì)于一梯多戶的高層住宅，因?yàn)樯舷氯藛T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(jì)算為妥。

4 樓梯參與整體建模

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

我們知道,建模時(shí)考慮樓梯對(duì)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(shuō)明了這些問(wèn)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(tái)（或現(xiàn)澆）板和下部中間平臺(tái)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(méi)有考慮樓梯構(gòu)件的影響，可能會(huì)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(tái)板（梁）:樓層休息平臺(tái)板（梁）的信息在軟件QITI中進(jìn)行布置和計(jì)算,平臺(tái)梁上要考慮斜板傳來(lái)的均布荷載。與將整個(gè)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(dá)更確切直觀,而且其計(jì)算與配筋更準(zhǔn)確。

一般施工時(shí)，樓層平臺(tái)梁、平臺(tái)板與樓面梁（圈梁）、現(xiàn)澆板等構(gòu)件同時(shí)進(jìn)行鋼筋的綁扎和混凝土的澆筑。樓層平臺(tái)梁、平臺(tái)板若在樓梯LTCAD里進(jìn)行布置，生成的配筋圖會(huì)有一定的誤差,程序不會(huì)認(rèn)為樓層平臺(tái)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(huì)在此斷開而獨(dú)立分開設(shè)置，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全留下隱患。倘若樓層平臺(tái)板與房?jī)?nèi)的現(xiàn)澆板頂標(biāo)高不同時(shí),也可把樓層平臺(tái)梁（板）放到樓梯LTCAD里進(jìn)行布置。

2）中間休息平臺(tái)板:樓梯中間休息平臺(tái)板在軟件LT-CAD里生成的配筋圖為四邊支承的簡(jiǎn)支板。通過(guò)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(méi)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(shí)澆完，樓梯斜板支模有偏差或混凝土脹模所致。

另外,平臺(tái)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(tái)板的底筋和負(fù)筋伸進(jìn)，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(shí)的情況。對(duì)此建議將平臺(tái)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(tái)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(shí)砌筑,不用留槽，質(zhì)量得以保證。平臺(tái)板配筋時(shí)須加大短跨（進(jìn)深）方向底部受力鋼筋和支座負(fù)筋，長(zhǎng)跨（開間）方向的底部鋼筋按構(gòu)造要求配置，同時(shí)取消橫墻上平臺(tái)板的負(fù)筋。通過(guò)對(duì)大量住宅樓樓梯按上述方法進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工，各方都很滿意。

5 結(jié)語(yǔ)

本文僅僅是初步探討了磚混住宅樓樓梯設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題,實(shí)際上樓梯間構(gòu)件的計(jì)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(jì)經(jīng)驗(yàn)，重視樓梯的設(shè)計(jì)與施工，加強(qiáng)其抗震構(gòu)造措施,才能讓樓梯成為一個(gè)滿足使用功能的綠色通道、救命的安全通道。對(duì)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(duì)板式樓梯設(shè)計(jì)的思考[J].四川建筑科學(xué)研究,2008,34(4):165-167