建筑物中樓梯設計問題的探討

【摘要】樓梯結構作為重要的豎向逃生通道，具有安全疏通的性質。在建筑物的正常使用過程中，樓梯也表現出較好的工作性能。但是，在很多地震發生時卻先于主體框架結構發生破壞，沒有發揮其應有的功能。甚至在很多已有的工程事例中，樓梯的損壞要比建筑物本身其他部位更嚴重。本文從對這些事例進行結構分析、總結、找到具體的原因，從樓梯的選材，施工措施、欄桿的設置等方面做出了探討。另外當欄桿在擁擠荷載作用下應做如何處理提出了一些建議和意見。

【關鍵詞】樓梯結構； 欄桿； 安全

1、前言

樓梯是重要的垂直交通工具，逃生工具。但在2008年的汶川大地震中，許許多多的樓梯間沒有起到挽救生命的作用，反而成了生命的終結地。樓梯的破壞會延誤人群的撤離及救援和搶救工作的開展，從而導致嚴重后果，另外，在很多情況下，特別是中小學教學樓，在突發情況下，極易出現擁擠荷載，從而導致樓梯欄桿破壞，帶來極其嚴重的后果。本文對這方面問題進行了探討和總結。

2、樓梯破壞形態及原因分析

2.1 樓梯破壞形態及因素分析

（1）施工縫的處理。在樓梯施工縫的設置中，規范并沒有特別的規定，一般都是留在踏步板的三分之一處，但在實際產生的破壞中可以看到，往往產生破壞的就是在三分之一處，而不是所說的梁柱節點處。另外，可能與施工縫設置中，夾渣沒有及時處理，而造成新舊混凝土結合面上強度極差，在豎向荷載作用下產生上下錯動。從而發生破壞。

（2）從所發地震的震害情況可以得出，當中混凝土的配置并不是非常合理，可能與施工現場材料的控制，質量的控制有關系。

（3）同時從破壞的樓梯結構中很明顯的可以看到，選用鋼筋多數為冷軋鋼筋，這種鋼筋受拉性能并不好，塑性能力不強。所以建議推廣使用延性較好的鋼筋，例如HRB335級鋼筋和HRB400級鋼筋。

（4）在樓梯結構中，樓梯欄桿并不屬于結構受力構件，只是從美觀要求上，由建筑師指定的。但在很多工程實例中，特別是在突發情況下，出現擁擠人群的時候，欄桿同樣是作為一個受力構件出現。很多結構破壞中，特別是在擁擠荷載作用下，樓梯欄桿先于樓梯本身產生破壞。

2.2 主要解決方法

（1）在結構設計師進行主體結構構件強度截面驗算時，應考慮樓梯間參與結構整體受力進行設計；

（2）結構設計時應充分考慮樓梯構件的復雜受力狀態，同時相應加強延性構造措施；

（3）建議采用可滑動支座將踏步斜板與主體結構脫開，以減少地震作用效應的影響。

（4）在特定的環境中，比如教學樓。在特定的荷載下，比如擁擠的人群荷載、地震作用下，將樓梯欄桿當做受力構件來設計。

2.3欄桿設計方面的問題探討

欄桿作為樓梯中裝飾性較強的構件，同時也是梯段與平臺臨空一邊所設的安全設施，在設計中，只是把它當做建筑設計，而并不是結構設計。因此，現有結構的樓梯欄桿一般不需要結構設計和計算。主要是按照規范中出發，僅僅從欄桿的高度、間距、材料強度等方面做了一些規定。

在規范的要求中，對于陽臺、外廊、室內樓梯、內天井部分以及上人屋面、室外樓梯等等臨空處設置的樓梯欄桿或護欄，都應該符合下列規定：

（1）在欄桿材料選擇中，應選擇堅固，耐久，的材料。同時要求，能承受荷載規范規定的水平荷載，例如：現有《建筑結構荷載規范》里欄桿所承受的水平荷載（學校）為1kN/m。

（2）對欄桿高度的要求：低層和多層建筑中，欄桿高度不應該低于1.05m；中高層、高層建筑中，欄桿高度不應該低于1.10m；超高層建筑中，欄桿高度不應低于1.2m。其中所測定的高度是指：從樓地面及屋面至欄桿扶手頂面的垂直高度。

（3）為保證安全，欄桿離樓面0.10m高度的范圍內，不應留有空隙。

（4）公共建筑中，特別是中小學及少年兒童活動的場所，欄桿必須有防止攀爬的構造。另外垂直桿件間之間的凈距不該超過0.11m。

3、樓梯欄桿問題的探討

3.1 欄桿結構模型的確定

在一些突發情況發生下，會產生很大的擁擠荷載，因此在教學樓設計中，除了滿足規范當中高度的限值外，還應考慮對欄桿進行結構設計。從欄桿的結構類型，考慮結構模型的相似性，可將它按照懸臂梁進行設計，從強度、剛度及穩定性上來考慮，進一步保證其安全。

3.2、欄桿荷載的估算

根據建筑規范，教學樓中將樓梯的寬度一般設計成約1.5m，但是擁擠荷載的在現行的建筑荷載規范中還沒有規定，所以只能根據實際建筑的用途，從使用人群的尺寸、重量以及踏步寬度來確定。

例：現有一小學，計算其擁擠荷載。樓梯寬度1.5m，突發狀況下，每一級上會有四至五人，每米梯段上按4級樓梯計算，平均每人按30kg計算。擁擠荷載大約在5KN左右。將擁擠荷載加載在模型中即可。

4、結語

本文根據現有結構的樓梯破壞情況進行總結，找出其破壞的原因。其次，特別對樓梯當中的構件欄桿設計提出了一些意見，用適當的模型進行模擬，使其破壞更接近于實際情況，避免在突發情況下，欄桿受到擁擠荷載作用下產生破壞，增加欄桿的強度和剛度。

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作者簡介：

李淑一（1985年12月-）女，碩士。漢族。現任職于湖北文理學院理工學院建筑工程系，講師。研究方向：結構工程。