摘要：樓梯是樓層間的垂直 交通 樞紐，是樓房的重要組成部分。不同的建築類型（ 工業 建築和民用建築），對樓梯性能的要求不同，樓梯的形式也不一樣。民用建築樓梯踏板的做法也有很大的差別。在此，我們給出了大量的算例，結果列表以供 參考 。
關鍵詞：鋼結構 樓梯 設計
1樓梯的類型與構造
1.1概述
樓梯是樓層間的垂直交通樞紐，是樓房的重要構件。在高層建築中雖然以電梯和自動扶梯作垂直交通的重要手段，但樓梯仍是必不可少的。
多層輕鋼結構樓梯主要用於兩大類建築：工業建築和民用建築，而民用建築又包括公共建築和住宅兩類。在不同的建築類型，對樓梯性能的要求不同，樓梯的形式也不一樣。
這兩類建築樓梯形式主要的區別列表如下：
表1
工業建築樓梯民用建築樓梯
美觀要求低要求高，一般裝飾的比較精美
剛度要求低要求高，必須適應人的舒適度的要求。
噪音要求低要求高，必須適應人的舒適度的要求。
建築材料鋼材鋼材＋混凝土
活載取值取值大，因為很有可能要過各種儀器設備。一般取值都≥3.5KN/m2取值相對要小，一般要求僅≥2.5KN/m2
恆載取值取值小，通常僅一層鋼板取值大，上面鋪約150mm的混凝土，自重大。
1.2工業建築樓梯
在工業建築中樓梯用途廣泛，其形式有斜梯，也有角度較陡的爬梯，一般在工業建築中用在以下地方：露天吊車鋼梯；屋面檢修鋼梯；作業台鋼梯；吊車鋼梯；夾層部分的樓梯。
樓梯的一般梯梁斜梯採用槽鋼，直梯可用角鋼。有時候，也可以採用一定厚度的鋼板來代替槽鋼作為樓梯梁，這樣所帶來的後果是剛度過小，因而在民用建築是不允許的。
除了踏步的差異外，工業建築和民用建築樓梯外觀上的另外一個區別在樓梯的欄杆上。工業建築的樓梯一般比較簡陋，用圓鋼管作為豎向的欄杆，鋼板作為橫向的欄杆，較粗的圓鋼管作為樓梯的扶手，鋼管直接搭焊在梯樑上。欄杆滿足功能要求即可，可以不作美觀上的特殊處理。
1.3民用建築樓梯
鋼結構民用建築的樓梯對美觀的要求高，使結構造型和裝修設計相互結合，創造出使用功能與周圍環境和諧的氣氛，使通過的人們能對周圍環境收到強烈的感染力，對於公共建築尤其如此。其形式也不像工業建築那樣只有直線型，還有圓弧線型和直圓弧線型。
因為有剛度要求，鋼板上混凝土的厚度至少是70mm才能滿足。樓梯梁多採用熱軋槽鋼，和樓面梁鉸接，按簡支梁 計算 。槽鋼經過接口後彎成所需要的「之」字型的樓梯梁的形式。
彎曲成「之」字型後，與樓層或者層間梁用螺栓進行鉸接連接，需要根據剪力來確定所需要的螺栓的大小和數目。
1.4節點構造
工業建築的樓梯，樓梯梁與平台的連接節點的一般做法如右圖：
民用建築的樓梯，樓梯梁與平台以及與基礎相連的節點
的做法如下圖所示：
1.5踏步板的構造
工業建築的樓梯，踏步的做法一般都直接採用鋼板，一般是花紋鋼板踏步，踏步的寬度取245mm左右，鋼板厚度取4mm。主要的踏步形式有z型和c型的兩種
民用建築的樓梯樓梯踏板的做法卻有很大的差別，主要是有如下的4種：
1)鋼板模板＋現澆混凝土：用鋼板做模板，採用現澆混凝土的 方法
2)支模＋現澆混凝土：在樓梯梁安裝完畢後，支上模板，再在上面打混凝土
3)壓型鋼板＋現澆混凝土：採用壓型鋼板組合樓蓋
4)預製板裝配＋現澆混凝土
四種方法的比較：
第一種方法用鋼板做模板，現澆混凝土，這樣的施工方法相對比較簡單，但是因為所採用的鋼板需要一定的厚度，使得用鋼量比較大，造價太高。
第二種方法沒有多餘的鋼板，所支的模板可以拆卸，重複利用，所以造價相對比較便宜。但是施工步驟多，工期長，比較麻煩。
第三種方法是 目前 比較常用的一種。採用壓型鋼板，形成組合樓蓋，一方面可以利用壓型鋼板的強度，減少配筋；另一方面在上面直接澆注混凝土，也少了支模的麻煩。相對上兩種而言，既 經濟 又有效，所以成為現在施工常用的方法。
第四種方法的初始意圖是覺得採用預製的構件和鋼結構建築本身相符，施工方便、速度快。但在施工的實踐中，卻發覺其很多不足。首先是施工上的 問題 ，採用的混凝土構件尺寸控制難度大，精度達不到鋼結構的要求，所以裝配上會有因尺寸問題裝不上的事故。其次是在運輸過程中容易掉角、掉邊，對構件的損傷很大。再有是裝配的結構整體性相對要差很多，抗震能力低。最後，這樣的建造方式的施工總成本也相對比較高。所以，目前這樣的施工方式已經用得很少了。
2樓梯梁的構造與計算
現按實際工程普遍適用的設計參數，進行試算，結果列表以供參考：
2.1算例：
算例中樓梯水平投影的總長度為6m，樓梯的寬度取為1.5m。
取活載的值分別為1.5KN/m2，2.0KN/m2和2.5KN/m2，分別對應工況1、2和3：
取上面混凝土的厚度為150mm，則由於混凝土引起的恆載值為24×0.15＝3.6KN/m2，則
表2
工況123
活載1.5KN/m22.0KN/m22.5KN/m2
混凝土恆載3.6KN/m23.6KN/m23.6KN/m2
1.2恆＋1.4活6.42 KN/m27.12 KN/m27.82 KN/m2
折算成線荷載4.815 KN/m5.34 KN/m5.865 KN/m
表3
工況123
Mmax24.1KNm26.73KNm29.36 KNm
與Mmax相應Nmax4.375KN4.852 KN5.329 KN
梁端Vmax14.318KN15.88 KN17.44 KN
初步算定槽鋼截面22a22a25a
1.2恆＋1.4活5.1155.646.194
Mmax22.9KNm25.23KNm28.53 KNm
與Mmax相應Nmax4.223KN4.653 KN5.237 KN
梁端V14.13KN15.576 KN17.43 KN
113.5 Mpa125.2 Mpa102.62Mpa
撓度1/4251/3941/509
由以上計算可知，當水平投影長度為6m，樓梯寬度為1.5m時，
活荷載為1.5KN/m2 LTL可選用C22a
活荷載為2.0KN/m2 LTL可選用C25a
活荷載為2.5KN/m2 LTL可選用C25a
關鍵詞：鋼結構 樓梯 設計
1樓梯的類型與構造
1.1概述
樓梯是樓層間的垂直交通樞紐，是樓房的重要構件。在高層建築中雖然以電梯和自動扶梯作垂直交通的重要手段，但樓梯仍是必不可少的。
多層輕鋼結構樓梯主要用於兩大類建築：工業建築和民用建築，而民用建築又包括公共建築和住宅兩類。在不同的建築類型，對樓梯性能的要求不同，樓梯的形式也不一樣。
這兩類建築樓梯形式主要的區別列表如下：
表1
工業建築樓梯民用建築樓梯
美觀要求低要求高，一般裝飾的比較精美
剛度要求低要求高，必須適應人的舒適度的要求。
噪音要求低要求高，必須適應人的舒適度的要求。
建築材料鋼材鋼材＋混凝土
活載取值取值大，因為很有可能要過各種儀器設備。一般取值都≥3.5KN/m2取值相對要小，一般要求僅≥2.5KN/m2
恆載取值取值小，通常僅一層鋼板取值大，上面鋪約150mm的混凝土，自重大。
1.2工業建築樓梯
在工業建築中樓梯用途廣泛，其形式有斜梯，也有角度較陡的爬梯，一般在工業建築中用在以下地方：露天吊車鋼梯；屋面檢修鋼梯；作業台鋼梯；吊車鋼梯；夾層部分的樓梯。
樓梯的一般梯梁斜梯採用槽鋼，直梯可用角鋼。有時候，也可以採用一定厚度的鋼板來代替槽鋼作為樓梯梁，這樣所帶來的後果是剛度過小，因而在民用建築是不允許的。
除了踏步的差異外，工業建築和民用建築樓梯外觀上的另外一個區別在樓梯的欄杆上。工業建築的樓梯一般比較簡陋，用圓鋼管作為豎向的欄杆，鋼板作為橫向的欄杆，較粗的圓鋼管作為樓梯的扶手，鋼管直接搭焊在梯樑上。欄杆滿足功能要求即可，可以不作美觀上的特殊處理。
1.3民用建築樓梯
鋼結構民用建築的樓梯對美觀的要求高，使結構造型和裝修設計相互結合，創造出使用功能與周圍環境和諧的氣氛，使通過的人們能對周圍環境收到強烈的感染力，對於公共建築尤其如此。其形式也不像工業建築那樣只有直線型，還有圓弧線型和直圓弧線型。
因為有剛度要求，鋼板上混凝土的厚度至少是70mm才能滿足。樓梯梁多採用熱軋槽鋼，和樓面梁鉸接，按簡支梁 計算 。槽鋼經過接口後彎成所需要的「之」字型的樓梯梁的形式。
彎曲成「之」字型後，與樓層或者層間梁用螺栓進行鉸接連接，需要根據剪力來確定所需要的螺栓的大小和數目。
1.4節點構造
工業建築的樓梯，樓梯梁與平台的連接節點的一般做法如右圖：
民用建築的樓梯，樓梯梁與平台以及與基礎相連的節點
的做法如下圖所示：
1.5踏步板的構造
工業建築的樓梯，踏步的做法一般都直接採用鋼板，一般是花紋鋼板踏步，踏步的寬度取245mm左右，鋼板厚度取4mm。主要的踏步形式有z型和c型的兩種
民用建築的樓梯樓梯踏板的做法卻有很大的差別，主要是有如下的4種：
1)鋼板模板＋現澆混凝土：用鋼板做模板，採用現澆混凝土的 方法
2)支模＋現澆混凝土：在樓梯梁安裝完畢後，支上模板，再在上面打混凝土
3)壓型鋼板＋現澆混凝土：採用壓型鋼板組合樓蓋
4)預製板裝配＋現澆混凝土
四種方法的比較：
第一種方法用鋼板做模板，現澆混凝土，這樣的施工方法相對比較簡單，但是因為所採用的鋼板需要一定的厚度，使得用鋼量比較大，造價太高。
第二種方法沒有多餘的鋼板，所支的模板可以拆卸，重複利用，所以造價相對比較便宜。但是施工步驟多，工期長，比較麻煩。
第三種方法是 目前 比較常用的一種。採用壓型鋼板，形成組合樓蓋，一方面可以利用壓型鋼板的強度，減少配筋；另一方面在上面直接澆注混凝土，也少了支模的麻煩。相對上兩種而言，既 經濟 又有效，所以成為現在施工常用的方法。
第四種方法的初始意圖是覺得採用預製的構件和鋼結構建築本身相符，施工方便、速度快。但在施工的實踐中，卻發覺其很多不足。首先是施工上的 問題 ，採用的混凝土構件尺寸控制難度大，精度達不到鋼結構的要求，所以裝配上會有因尺寸問題裝不上的事故。其次是在運輸過程中容易掉角、掉邊，對構件的損傷很大。再有是裝配的結構整體性相對要差很多，抗震能力低。最後，這樣的建造方式的施工總成本也相對比較高。所以，目前這樣的施工方式已經用得很少了。
2樓梯梁的構造與計算
現按實際工程普遍適用的設計參數，進行試算，結果列表以供參考：
2.1算例：
算例中樓梯水平投影的總長度為6m，樓梯的寬度取為1.5m。
取活載的值分別為1.5KN/m2，2.0KN/m2和2.5KN/m2，分別對應工況1、2和3：
取上面混凝土的厚度為150mm，則由於混凝土引起的恆載值為24×0.15＝3.6KN/m2，則
表2
工況123
活載1.5KN/m22.0KN/m22.5KN/m2
混凝土恆載3.6KN/m23.6KN/m23.6KN/m2
1.2恆＋1.4活6.42 KN/m27.12 KN/m27.82 KN/m2
折算成線荷載4.815 KN/m5.34 KN/m5.865 KN/m
表3
工況123
Mmax24.1KNm26.73KNm29.36 KNm
與Mmax相應Nmax4.375KN4.852 KN5.329 KN
梁端Vmax14.318KN15.88 KN17.44 KN
初步算定槽鋼截面22a22a25a
1.2恆＋1.4活5.1155.646.194
Mmax22.9KNm25.23KNm28.53 KNm
與Mmax相應Nmax4.223KN4.653 KN5.237 KN
梁端V14.13KN15.576 KN17.43 KN
113.5 Mpa125.2 Mpa102.62Mpa
撓度1/4251/3941/509
由以上計算可知，當水平投影長度為6m，樓梯寬度為1.5m時，
活荷載為1.5KN/m2 LTL可選用C22a
活荷載為2.0KN/m2 LTL可選用C25a
活荷載為2.5KN/m2 LTL可選用C25a
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