半樓層處鋼懸挑樓梯設(shè)計(jì)探討

【摘要】鋼筋混凝土懸挑樓梯已大量應(yīng)用于民用建筑，其設(shè)計(jì)與計(jì)算已有不少介紹。但介紹鋼結(jié)構(gòu)懸梯樓梯設(shè)計(jì)的文章很少，介紹在半樓層處加設(shè)懸挑梁的鋼樓梯設(shè)計(jì)的文章更是幾乎沒(méi)有。本文根據(jù)青島財(cái)富中心售樓處鋼懸挑樓梯的設(shè)計(jì)，在樓層梁間加設(shè)鋼柱與樓層梁鉸接，在鋼柱的半樓層處加設(shè)懸挑梁，通過(guò)計(jì)算分析及實(shí)際應(yīng)用，對(duì)在半樓層處加設(shè)懸挑梁的鋼樓梯設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步的探討。實(shí)踐表明該結(jié)構(gòu)形式合理，計(jì)算理論正確。

【關(guān)鍵詞】懸挑樓梯；懸挑梁；半樓層；鋼結(jié)構(gòu)

隨著科學(xué)技術(shù)、人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)美觀的要求越來(lái)越高，隨之出現(xiàn)諸多的懸挑結(jié)構(gòu)，懸挑式樓梯也逐漸增多，但介紹鋼懸挑樓梯的文章很少，且在半樓層處加設(shè)鋼懸挑樓梯的介紹更少。本文根據(jù)青島財(cái)富中心鋼結(jié)構(gòu)售樓處懸挑樓梯的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，希望能對(duì)廣大工程設(shè)計(jì)人員及科學(xué)研究人員提供一定的參考價(jià)值。

通常的懸挑結(jié)構(gòu)通常是在樓層處從柱子上加懸挑梁，或在向結(jié)構(gòu)內(nèi)部能延伸一定長(zhǎng)度的梁的情況下從梁上加懸挑梁以平衡懸挑梁根部的彎矩，如圖一、圖二所示。

本文探討從半樓層處加設(shè)懸挑梁的結(jié)構(gòu)形式。半樓層處懸挑梁另一側(cè)沒(méi)有梁平衡彎矩，且不能保證都在框架柱處設(shè)懸挑梁，沒(méi)有框架柱，懸挑梁沒(méi)有支撐點(diǎn)，這就給設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的難處，經(jīng)探討，本文采用在樓層鋼梁間下掛鋼柱（柱與樓層梁鉸接），再在樓層間即鋼柱中間附近加設(shè)懸挑梁的結(jié)構(gòu)形式，如圖三、圖四所示：

為了增加層間柱的穩(wěn)定性，又在半層處增加了橫梁與原框架柱聯(lián)系作為層間柱的平面外支撐，如圖四所示。

青島財(cái)富中心售樓處是加建在車庫(kù)上的五層鋼框架結(jié)構(gòu)，美國(guó)貝氏建筑事務(wù)所的建筑大師對(duì)建筑造型的美觀要求很高，售樓處的一個(gè)室外樓梯要求不能有任何柱子，做成純懸挑式樓梯；而沿整個(gè)建筑做懸挑樓梯，需要在半樓層處加設(shè)懸挑梁，懸挑梁不能像樓層處一樣可以向室內(nèi)延伸鋼梁，這就給設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的困難，故該工程采用了上述的結(jié)構(gòu)形式。樓梯平面、立面如圖五、圖六所示：

梯柱與樓層梁連接節(jié)點(diǎn)如圖七所示，半樓層處懸挑梁與梯柱連接節(jié)點(diǎn)如圖八所示：

懸挑梁計(jì)算簡(jiǎn)化二維模型如圖九所示，用PKPM建模計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖十、圖十一所示。

因?qū)嶋H柱子兩端是有位移和變形的，不是完全的固定支座，應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用，故用sap2000空間三維建模計(jì)算，經(jīng)計(jì)算應(yīng)力比增大（如圖十二），位移也發(fā)生變化，但都在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

目前該工程已建成兩年，實(shí)踐表明該結(jié)構(gòu)形式合理，計(jì)算理論正確，對(duì)于工程實(shí)踐有一定的指導(dǎo)意義。

懸挑結(jié)構(gòu)形式多樣，但大都從樓層處懸挑，半樓層處懸挑的結(jié)構(gòu)介紹及研究尚不多見。隨著人類對(duì)美感的追求越來(lái)越高，對(duì)結(jié)構(gòu)形式的要求也越來(lái)越高。本文通過(guò)在樓層間加設(shè)與樓層梁鉸接連接的鋼柱，在鋼柱中間段加設(shè)與鋼柱剛接連接的懸挑鋼梁的理論探討及工程實(shí)踐應(yīng)用對(duì)于懸挑結(jié)構(gòu)的研究及實(shí)際應(yīng)用具有一定的參考意義。