6.1.2 钢筋混凝土楼梯
由于钢筋混凝土的耐火、耐久性能均比其他材料好,并且具有较高的强度和刚度,因此在一般建筑中使用最为广泛,分为现浇式(又称整体式)和装配式两种。
1)现浇式钢筋混凝土楼梯
现浇式钢筋混凝土楼梯是指楼梯段、楼梯平台等整浇在一起的楼梯。它整体性好、刚度大,对抗震有利,但模板耗费多,施工速度慢,故多用于工程比较大、抗震设防要求高或形状复杂的楼梯。现浇式钢筋混凝土楼梯有板式楼梯和梁板式楼梯两种。
(1)板式楼梯
板式楼梯(图6.18、图6.19)是指楼梯段作为一块整板搁在楼梯梁上,是以板的受力方式承受荷载,两个平台梁的距离就是板式梯段的跨度;若平台梁影响其下部空间高度或认为视觉不美观,可取消平台梁,将梯段与楼梯平台形成一块整体折板,但这样会增加楼梯段板的计算跨度,从而增加板厚。板式楼梯底面平整,外形简洁,支模容易。
公共建筑和庭园建筑的外部楼梯也较多采用悬臂板式楼梯,其特点是梯段和平台均无支承,完全靠梯段与平台组成空间板式结构与上下层楼板结构共同受力,造型新颖、空间感好。板式楼梯梯段上踏步的三角形截面不能起结构作用,板厚和混凝土耗量较大,因此宜在梯段长度的水平投影不大于3.6 m 时使用。
图6.17 楼梯各部分尺寸
图6.18 现浇钢筋混凝土板式楼梯
(2)梁板式楼梯
当楼梯段较宽或负荷较大时,采用板式楼梯往往不经济,这时增加梯段斜梁,以承受板的荷载并将荷载传给平台梁,这种楼梯称为梁板式楼梯。这种形式能减小板的跨度,从而减小板的厚度,节省用料,且结构合理。其缺点是模板比较复杂,当楼梯斜梁截面尺寸较大时,造型显得比较笨重。梁板式楼梯在结构布置上有双梁布置和单梁布置两种。
双梁式梯段是将梯段斜梁布置在梯段踏步的两端,这时踏步板的跨度便是梯段的宽度。这样板跨小,对受力有利。梯梁在板下部的称为正梁式楼梯(图6.20),也称为明步楼梯。有时为了让梯段底表面平整或避免洗刷楼梯时污水沿踏步端头下淌,弄脏楼梯,常将楼梯斜梁上翻,梯段下表面平整,这种形式称为反梁式楼梯(图6.21),也称为暗步楼梯。
图6.19 现浇钢筋混凝土板式楼梯示例
在梁板式结构中,单梁式楼梯的每个梯段由一根梯梁支承踏步。梯梁布置有两种方式(图6.22):一种是将梯段斜梁布置在踏步的一端,而将踏步的另一端向外挑出成为单梁悬臂式楼梯[图6.23(a)];另一种是将梯段斜梁布置在梯段踏步的中间,让踏步从梁的两侧悬挑,称为单梁挑板式楼梯[图6.23(b)]。单梁楼梯受力复杂,梯梁不仅受弯,而且受扭,特别是单梁悬臂式楼梯,更为明显。但这种楼梯外形轻巧、美观,常为建筑空间造型所采用。
图6.20 正梁式楼梯
单梁挑板楼梯受力较单梁悬臂式楼梯合理,其梯梁的支承方式有两种:一是将双跑梯的两根梯梁组合成一刚架,支承在与楼层同高的平台或立柱上,而中间平台部分与梯梁刚接;另一种则在中间平台处设平台梁,由平台梁支承梯梁,并将荷载传到平台梁下的立柱上。也有靠墙的梯段,在踏步板的一端设斜梁,而踏步板的另一端则搁置在楼梯间的承重墙上;或将踏步板的一侧插入墙体,另一侧悬空形成悬臂式楼梯;有时将暗步楼梯的斜梁减薄加高,结合栏板设计,形成栏板梁式楼梯,将建筑要求与结构形式有机结合。
2)装配式钢筋混凝土楼梯
装配式钢筋混凝土楼梯是将楼梯段、平台等构件单独预制,再进行现场装配的楼梯。这种形式的楼梯,工业化程度高,施工速度快,现场湿作业少,不受季节性施工限制。根据生产、运输、吊装和建筑体系的不同,一般可分为中小型构件装配式楼梯和大型构件装配式楼梯两类。
图6.21 反梁式楼梯
图6.22 双梁楼梯(正梁布置和反梁布置)
(1)中小型构件装配式楼梯
中小型构件装配式楼梯的特点是构件小而轻,易制作,便于安装,但施工速度较慢,适用于施工条件较差的地区。一般预制踏步和支承结构是分开进行的。
①基本预制构件。
a.预制踏步。预制钢筋混凝土楼梯踏步(图6.24)的构件截面形式主要有一字形、L 形和三角形3 种。一字形踏步制作简单,在踏步板间砌斗砖作为踢板。L 形踏步有正、反两种形式,其受力相当于带肋板,结构合理。三角形踏步有实心和空心两种,安装后底面平整。
b.预制平台梁。预制平台梁可制作成矩形,为加大梁下净高也可制成L 形或预留缺口,斜梁搁置在平台梁挑出的翼缘上或插入缺口内。
c.预制平台板。一般常做成条形简支板,搭在楼梯间承重墙上或平台梁上。
d.预制斜梁。一般在三角形踏步下做等截面预制斜梁,而在一字形、L 形踏步下做锯齿形锯形梁。
②支承结构。中小型构件装配式楼梯按其支承方式可分为墙承式、梁承式和悬臂式3 种。
图6.23 单梁式楼梯
图6.24 预制钢筋混凝土楼梯踏步的形式
a.墙承式。这种楼梯最适宜直行单跑楼梯或中间有电梯的三折楼梯。采用平行双跑楼梯时,需在楼梯间中央加一道墙支撑两边的踏步板,这样就造成行人视线被遮挡,搬运大型家具也较困难。通常在中间墙上开设观察孔,以使上下行人流视线相通,避免碰撞。
墙承式楼梯踏步的安装与砌墙同步进行,比较方便,构件制作简单,造价较低;同时,由于省去了平台梁,也增加了平台下的净空高度,如图6.26(b)所示。
b.梁承式。梁承式是由预制斜梁支撑预制踏步板所构成的楼梯,楼梯斜梁的两端搁置在平台梁上,平台梁搁置在两侧墙上,平台板大多搁在横墙上,也有的一端搁在平台梁上,而另一端搁在纵墙上,如图6.25 所示。
c.悬臂式。悬臂式也称悬臂式墙承楼梯,是将预制单个踏步板的一端嵌固在楼梯间侧墙上,另一端悬挑。踏步板一般选用L 形,压入墙内部分可为矩形,嵌入墙内长度不小于一砖。踏步板有正放和倒放两种。正放踏步,受力合理,上下踏步板的接缝位于踢面板的上部,当用水冲洗时不致渗水。踏步板的长度可控制在1.2~1.5 m。当遇到楼板搁置处,踏步的矩形端部需做特殊处理,如图6.26(b)所示。
(2)大型预制构件装配式楼梯
大型预制构件装配式楼梯是由楼梯段和楼梯平台各为一个单独构件装配而成。这种楼梯构件数量少、工业化程度高,但施工需要大型运输和吊装设备。
①平台板。将平台板和平台梁分开单独预制,可以减小构件重量,平台板一般采用预制圆孔楼板、L 形平台梁,也有将平台和平台梁预制成一个构件。为了减轻自重,节约材料,平台板一般采用槽形板或空心板,如图6.27 所示。
图6.25 预制梁承式楼梯构造
②楼梯段。在跨度不太大的楼梯段中,使用板式楼梯底面平整,并且预制简单方便。可将梯段做成空心断面以降低构件重量。斜梁与踏步预制成一个构件的梁板式楼梯,可减轻踏步重量,节约材料,一般做成抽孔踏步或折板式踏步。
③连平台预制楼梯。在建筑平面设计和结构布置有一定需要的场所,或工业化程度高、专用体系的大型装配式建筑中,也可将平台板和楼梯段共同预制。
图6.26 预制墙承式楼梯构造
图6.27 预制楼梯梯段与平台连接构造