房屋建筑学_1118.docx

房屋建筑学房屋建筑学（第8章）楼梯和电梯8.1概述在建筑物中，为r解决垂直方向的交通问题，一般实行的设施有楼梯、电梯、自动扶梯、爬梯以及坡道等。电梯多用于层数较多或有特种须要的建筑物中，而且即使设有电梯或自动扶梯的建筑物，同时也必需设置楼梯，以便在紧急状况时运用。楼梯作为建筑空间竖向联系的主要部件，除了起到提示、引导人流的作用，还应充分考虑其造型美观，上下通行便利，结构坚实，防火平安的作用，同时还应满意施工和经济条件的要求。在建筑物入口处，因室内外地面的高差而设置的踏步段，称为台阶。为便利车辆、轮椅通行，也可增设坡道。8.1 .1楼梯的组成楼梯主要由楼梯梯段、楼梯平台及栏杆扶手三部分组成如图8.1所示。1 ）楼梯梯段楼梯梯段设有踏步，供建筑物楼层之间上下行走的通道段落称为梯段。踏步又分为踏面（供行走时踏脚的水平部分）和踢面（形成踏步高差的垂直部分）。楼梯的坡度大小就是由踏步尺寸确定的。2）楼梯平台楼梯平台按其所处位置，分为中间平台和楼层平台。与楼层地面标高平齐的平台称为楼层平台，用来安排从楼梯到达各楼层的人流。两楼层之间的平台称为中间平台，其作用是供人们行走时调整体力和变更行进方向。3）栏杆扶手栏杆扶手是设在梯段及平台边缘的平安爱护构件。扶手一般附设于栏杆顶部，供作依扶用。扶手也可附设于墙上，称为靠揣扶手。8.1.2楼梯的形式楼梯可以分为直跑式、双跑式、三跑式、多跑式及弧形和螺旋式等多种形式。一般建筑物中最常采纳的是双跑楼梯。楼梯的平面类型与建筑平面有关，当楼梯的平面为矩形时，可以做成双跑式；接近正方形的平面，适合做成三跑式；圆形的平面可以做成螺旋式楼梯。有时，综合考虑到建筑物内部的装饰效果，还经常做成双分和双合等形式的楼梯。楼梯的类型如图8.2所示。8.1.3楼梯的坡度一般来说，楼梯的坡度越小越平缓，行走也越舒适，但却加大了楼梯的进深，增加了建筑面积和造价。因此，在楼梯坡度的选择上，存在运用和经济之间的冲突。楼梯、爬梯及坡道的区分，在于其坡度的大小和踏级的比等关系上。楼梯坡度范围在20-45之间，舒适坡度一般为2634,即高宽比为1/2。爬梯的范围一般为4590,其中常用坡度为59（高宽比1:0.6）、73（高宽比1:0.3）和90。坡道的坡度范围一般在20以下，若其倾斜角在6或坡度在1：12以下的属于平缓的坡道，而坡度在1：1O以上的坡道应有防滑措施。8.2楼梯的构造构成楼梯的材料可以是木材、钢筋混凝土、型钢或是多种材料混合运用。因为楼梯在紧急疏散时起着重要的作用，所以防火性能较差的木材现今比较少用于楼梯的结构部分，尤其是少用于公共部位的楼梯上。型钢作为楼梯构件，也必需经过特殊的防火处理。由于钢筋混凝土楼梯具有坚实耐久、节约木材、防火性能好、可蝌性强等优点，得到广泛应用。钢筋混凝土楼梯按施工方法不同，主要有现浇式（又称整体式）楼梯和预制装配式楼梯两类。8.2.1现浇整体式钢筋混凝土楼梯构造现浇整体式钢筋混凝土楼梯能充分发挥钢筋混凝土的可塑性，结构整体性好，适用于各种形式的楼梯，但模板耗班较大，施工周期较长，H重较大，通常用于特殊异形的楼梯或要求防震性能高的楼梯。现浇整体式钢筋混凝土楼梯结构形式有板式、梁板式和扭板式，其构造特点如下。1 .板式楼梯现浇板式钢筋混凝土楼梯，梯段板承受该梯段的全部荷载，并将荷载传至两端的平台梁上。这种楼梯构造简洁，施工便利，造型简洁，通常在梯段小于3m时采纳，如图8.3所示。2 .梁板式楼梯梁板式楼梯由踏步板和梯段斜梁(简称梯梁)组成。梯段荷载由踏步板承受，并传给楼梯斜梁，再由斜梁传至两端的平台梁上。梁板式梯段可分为梁承式、梁悬臂式等。(1)梁承式：梯梁在踏步板之下，踏步外露，称为明步(如图8.4（八）所示)：梯梁在踏步板之上，形成反梁，踏步包在里面，称为暗步(如图8.4(b)所示)(2)梁悬臂式楼梯系指踏步板从梯斜梁两边或一边悬挑的楼梯形式。多用于框架结构建筑中或室外露天楼梯，如图8.5所示。此楼梯一般为单梁或双梁悬臂支承踏步板和平台板。单梁悬臂多用于中小型楼梯或小品景观楼梯，双梁悬臂则用于梯段宽度大、人流量大的大型楼梯。由于踏步板悬挑，造型轻快美观。踏步板断面形式有平板式、折板式和三角形板式。平板式断面踏步使梯段踢面空透，常用于室外楼梯，如图8.5（八）所示。折板式断面踏步板踢面未漏空，可加强板的刚度并避开尘埃下掉，但折板式断面踏步板底支模困难且不平整，如图8.5(b)所示O三角形断面踏步板式梯段，板底平整，支模简洁，如图8.5(C)所示，但混凝土用量和自重均有所增加。3.扭板式梯段这种楼梯底面平整，结构占空间少，造型美观。但由于板跨大，受力困难，结构设计和施工难度较大，钢筋和混凝土用量也较大。如图8.6所示为现浇扭板式钢筋混凝土弧形楼梯，一般宜用于标准高的建筑，特殊是公共大厅中。为了使梯段边沿线条轻快，常在靠近边沿处局部减薄出挑。8. 2.2预制装配式钢筋混凝土楼梯构造预制装配式钢筋混凝土楼梯按构造方式可以分为梁承式、墙承式和墙悬臂式。本节以常用的平行双跑楼梯为例，介绍预制装配式钢筋混凝土楼梯的构造原理和做法。1 .梁承式预制装配式梁承式钢筋混凝土楼梯，是指梯段由平台梁支承的楼梯构造方式，在一般性民用建筑中较为常用。预制构件分为梯段、平台梁和平台板三部分，如图8.7所示。2 )梯段(1)板式梯段：板式梯段为整块或数块带踏步条板，没有梯斜梁，梯段底面平整，结构厚度小，其上下端干脆支承在平台梁上，如图8.7(b)所示。使平台梁位置相应抬高，增大了平台下净空高度。为了减轻梯段板自重，也可做成空心构件，有横向抽孔和纵向抽孔两种方式。横向抽孔较纵向抽孔合理易行，较为常用。如图8.8所小。(2)梁板式梯段：梁板式梯段出梯斜梁和踏步板组成。踏步板支承在两侧梯斜梁上。梯斜梁两端支承在平台梁上，构件小型化，施工时不需大型起市设备即可安装。如图8.7（八）所示。(3)踏步板：钢筋混凝土预制踏步断面形式有一字形、1.形、三角形等，断面形式如图8.9所示。一字形断面踏步板制作简洁，踢面一般用砖填充，但其受力不太合理，仅用于简易梯、室外梯等。1.形断面踏步板自重轻、用料省，但拼装后底面形成折板，简洁积灰，可正置和倒置。三角形断面踏步板梯段底面平整、简洁，但H重大，因此常将三角形断面踏步板抽孔，形成空心构件，以减轻自重。（4）梯斜梁：梯斜梁有矩形断面，1.形断面和锯齿形断面三种。锯齿形断面梯斜梁主要用于搁置一字形、1.形断面踏步板。矩形断面和1.形断面梯斜梁主要用于搁置三角形断面踏步板，梯斜梁的形式如图8.1O所示。梯斜梁一般按1./12估算其断面有效高度（1.为梯斜梁水平投影跨度）。2）平台梁为了便于支承梯斜梁或梯段板，削减平台梁占用的结构空间，一般将平台梁做成1.形断面，结构高度按1./12估算（1.为平台梁跨度），平台梁断面尺寸如图8.11所示。3）平台板平台板宜采纳钢筋混凝土空心板或槽形板。平台板一般平行于平台梁布置，当垂直于平台梁布置时，常采纳小平板，如图8.12所示。4）平台梁与梯段节点构造依据两梯段的关系，分为齐步梯段和错步梯段。依据平台梁与梯段之间的关系，有埋步和不埋步两种节点构造方式，如图8.13所示。3 .墙承式预制装配墙承式钢筋混凝土楼梯是把预制踏步搁置在两面墙上，而省去梯段上的斜梁。一般适用于单向楼梯，或中间有电梯间的三折楼梯。对于双折楼梯来说，梯段采纳两面搁墙，则在楼梯间的中间,必需加一道中墙作为踏步板的支座（如图8.14所示）。这种楼梯由于在梯段之间有墙，使得视线、光线受到阻挡，感到空间狭窄，对搬运家具及较多人流上下均感不便。通常在中间堵上开设视察口，改善视线和采光。4 .墙悬臂式预制装配墙悬臂式钢筋混凝土楼梯系指预制钢筋混凝土踏步板一端嵌固于楼梯间侧堵上，另一端悬挑的楼梯形式，如图&15所示。这种楼梯构造简洁，只要预制一种悬挑的踏步构件，按楼梯的尺寸要求，依次砌入砖墙内即可，在住宅建筑中运用较多，但其楼梯间整体刚度差，不能用于有抗族设防要求的地区。墙悬臂式楼梯用于嵌固踏步板的墙体厚度不应小于240mm,踏步板悬挑长度一般不大于1500三o踏步板一般采纳1.形或倒1.形带肋断面形式。5 .3踏面、栏杆和扶手8.3.1踏步面层防滑构造1.踏面楼梯踏步面层（踏面）应便于行走、耐磨、美观、防滑和易清洁。做法与楼地面层装修做法基本相同。装修用材一般有水泥砂浆、水磨石、大理石、花岗石、缸砖等，其面层构造如图8.16所示。2.踏面的防滑为了避开行人滑倒、爱护踏步阳角，踏步表面应有防滑措施，特殊是人流量较大的公共建筑中的楼梯必需对踏面进行处理。防滑处理的方法通常设置防滑条，一般采纳水泥铁屑、金刚砂、金属条（铸铁、铝条、铜条）、马赛克及带防滑条缸6专等材料设置在靠近踏步阳角处，如图&17所示。防滑条凸出踏步面不能太高，一般在3mm以内。8.3.2栏杆与扶手的构造1.栏杆的构造栏杆形式可分为空花式栏杆、栏板式和组合式栏杆三种。1 ）空花栏杆空花栏杆一般采纳圆钢、方钢、扁钢和钢管等金属材料做成。断面分为实心和空心两种。实心竖杆圆形断面尺寸一般为1630,方形断面尺寸为20mm2011un30mm30mm在儿童活动场所，如幼儿园、住宅等建筑，为防止儿童穿过栏杆空挡发生危急事故，栏杆垂直杆件间的间距不应大于11Omm,且不应采纳易于攀登的花饰。如图8.18所示为空花栏杆示例。栏杆竖杆与梯段、平台的连接分为焊接和插接两种。即在梯段和平台上预埋钢板焊接或预留孔插接。为了爱护栏杆免受锈蚀和增加美观，常在竖杆下部装设套环,覆盖住栏杆与梯段或平台的接头处，栏杆与梯段、平台的连接如图&19所示。2）栏板式栏板式是以栏板取代空花栏杆。节约钢材，无锈蚀问题，比较平安。栏板通常采纳现浇或预制的钢筋混凝土板、钢丝网水泥板或砖砌栏板。钢丝网水泥栏板是在钢筋骨架的侧面先铺钢丝网，再抹水泥砂浆而成，如图8.20（八）所示。砖砌栏板通常采纳高标号水泥砂浆砌筑1/2或1/4标准砖，在砌体中应加拉结筋，两侧铺钢丝网，采纳高标号水泥砂浆抹面,并在栏板顶部现浇钢筋混凝土通长扶手，以加强其抗侧向冲击的实力(如图8.20(b)所示).3)组合式栏杆组合式栏杆是将空花栏杆和栏板组合而形成的一种栏杆形式。栏板为防护和美观装饰构件，通常采纳木板、塑料贴面板、铝板、有机玻璃板和钢化玻璃板等材料。栏杆竖杆为主要抗侧力构件，常采纳钢材或不锈钢等材料，如图8.21所示。2 .扶手的构造扶手位于栏杆或栏板的顶部，通常用木材、那料,、钢管等材料做成。扶手的断面应当考虑人的手掌尺寸，并留意断面的美观，扶手形式如图8.22所示。1)扶手与栏杆的连接扶手与栏杆的连接方法视扶手和栏杆的材料而定。硬木扶手与金属栏杆的连接，通常是在金属栏杆的顶端先焊接一根通长扁钢，然后再用木螺钉将扁钢与扶手连接在一起。塑料扶手与金屈栏杆的连接与硬木扶手相像。金属扶手与金属栏杆常用焊接连接，如图8.22所示。2）扶手与墙面的连接在楼梯间的顶层，应设置水平栏杆扶手，扶手端部与墙应固定在一起。其方法为：在墙上预留孔洞，将扶手和栏杆插入洞内，用水泥砂浆或细石碎填实。也可将扁钢用木螺丝固定于墙内预埋的防腐木砖上。若为钢筋碎墙或柱，则可采纳预埋铁件焊接，扶手端部与墙的连接如图8.23所示。竟墙扶手通过连接件固定于墙上。连接件通常干脆埋入墙上的预留孔内，也可以预埋螺栓连接,如图8.24所示。3）扶手的细部处理梯段转折处扶手细部的处理：当上下梯段齐步时，上下扶手在转折处同时向平台延伸半步，使两扶手高度相等，连按自然，但这样做缩小了平台的有效深度。如扶手在转折处不伸入平台，下跑梯段扶手在转折处需上弯形成鹤颈扶手，也可采纳宜线转折的硬接方式。当上下梯段错一步时，扶手在转折处不需向平台延长即可自然连接。当长短跑梯段错开几步时，将出现一段水平栏杆。如图8.25所示。8.4楼梯设计8.4.1楼梯的主要尺寸1.踏步尺寸踏步高宽比确定了楼梯的坡度。楼梯坡度是依据建筑的运用性质和人流行走的舒适度、平安感、楼梯间的尺度、面积等因素进行综合确定的。常用的坡度为1:2左右。对公共建筑人流量大，平安要求高的楼梯坡度应当平缓一些,反之则可陡一些，以节约楼梯间面积。常用楼梯的踏步高和踏步宽尺寸见表8T。一般状况下，踏步高度在MOmm175mm之间。较相宜的踏步宽度(水平投影宽度)300mm左右，不应窄于260mmO为了适应人们上下楼的活动状况，踏面宜适当宽一些。在不变更梯段长度的状况下，为加宽踏面，可将踏步的前缘挑出，形成突绿，增加行走舒适度，如图8.26所示。2.梯段尺度确定梯段尺度主要指梯宽和梯长。梯宽应按建筑设计防火规范(GB500162006)来确定，每股人流通常按550+(0150)宽度考虑，双人通行时为100omm1200mm,以此类推。同时，还需满意各类建筑设计规范中对梯段宽度的限定，如住宅大于等于I1.oomn1，公共建筑大于等于1300mm等。梯长即踏面宽度的总和，其值为1.=b(N-I),其中b为踏而水平投影步宽，N为梯段踏步数。3 .'F台宽度平台宽度有中间平台宽度D1.和楼层平台宽度D2,通常中间平台宽度应不小于梯宽，以保证同股数人流正常通行。楼层平台宽度，一般比中间平台更宽松一些，以利人流安排和停留。4 .梯井宽度梯井是指梯段之间形成的空档，此空档从顶层究竞层贯穿，如图8.27所示的Co宽度60Inm20OmIn为宜，供少年儿童运用的楼梯梯井不应大于120mm,以利平安。5 .楼梯尺寸计算以常用的平行双跑楼梯为例，楼梯尺寸的计算步骤如图8.27所示。(1)依据层高和初选步高h确定每层踏步数N,N=H/h设计时尽量采纳等跑梯段，N宜为偶数，以削减构件规格。若所求出N为奇数或非整数，可反过来调整步高ho(2)依据步数N和初选步宽b确定梯段水平投影长度1.,1.=(0.5N-1.)bo(3)确定是否设梯井。如楼梯间宽度较富余，可在两梯段之间设梯井。(4)依据楼梯间开间净宽A和梯井宽C确定梯宽a,a=(A-C)/2。同时检验其通行能力是否满意紧急疏散时人流股数的要求，如不能满意，则应对梯井宽C或楼梯间开间净宽A进行调整。（5）依据初选中间平台宽D1.（依a）和楼层平台宽D2（D2a）以及梯段水平投影长度1.检验楼梯间进深净长度B,D1.+1.÷D2=Bo如不能满意，可对1.值进行调整（即调整b值）。必要时，则需调整B值。在B值肯定的状况下，如尺寸有富有，一般可加宽b值以减缓坡度或加宽D2值以利于楼层平台安排人流。在装配式楼梯中，D1.和D2值的确定尚需留意使其符合预制板安放尺寸，并削减异形规格板数量。6 .栏杆扶手的尺寸楼梯栏杆扶手的高度是指从踏步前缘至扶手上表面的垂宜距离。一般室内楼梯栏杆扶手的高度不宜小于900mm（通常取900mm）室外楼梯栏杆扶手高度（特殊是消防楼梯）应不小于I1.OOmnie在幼儿园等建筑中，须要在50Omm600mm高度再增设一道扶手，以适应儿童的身高，如图8.28所示。7.楼梯下部净高的限制楼梯下部净高的限制不但关系到行走平安，而且在许多状况下涉及到楼梯下面空间的利用以及通行的可能性，它是楼梯设计中的重点也是难点。楼梯下的净高包括梯段部位和平台部位，其中梯段部位净高不应小于2200mm,若楼梯平台下做通道时，平台中部位下净高应不小于200Omm（如图8.29所示）。为使平台下净高满意要求，一般可以采纳以下方式解决。（1）在底层变作长短跑梯段。起步第一跑为长跑，以提中学间平台标高，如图8.30（八）所示。这种方式仅在楼梯间进深较大、底层平台宽D2富余时适用。(2)局部降低底层中间平台下地坪标高，使其低于室内地坪标高(0.000),但应高于室外地坪标高，以免雨水内溢，如图8.30(b)所示。(3)综合以上两种方式，在实行长短跑梯段的同时，乂降低底层中间平台下地坪标高，如图8.30(c)所示。这种处理方法可兼有前两种方式的优点，并削减其缺点。(4)底层用宜行楼梯干脆从室外上二层，如图8.30(d)所示。这种方式常用于住宅建筑，设计时需留意入口处雨篷底面标高的位置，保证净空高度要求。8. 4.2楼梯的表达方式楼梯主要是依靠楼梯平面和与其对应的剖面来表达的。1 .楼梯平面的表达楼梯'F面因其所处楼层的不同而有不同的表达。所谓平面图其实是水平的剖面图，剖切的位置在楼层以上Im左右，因此在楼梯的平面图中会出现折断线。无论是底层、中间层、顶层楼梯平面图，都必需用箭头标明上下行的方向，而且必需从正平台(楼层)起先标注。这里以双跑楼梯为例来说明其平面的表示方法。在底层楼梯平面中，只能看到部分楼梯段，折断线将梯段在Im左右切断。底层楼梯平面中一般只有上行梯段。顶层平面（不上屋顶的楼梯）由于其剖切位置在栏杆之上，因此图中没有折断线，所以会出现两段完整的梯段和平台。中间层平面既要画出被切断的上行梯段，还应画出该层下行的梯段，其中有部分下行梯段被上行梯段遮住（投影重合），以45折断线为分界。双跑楼梯的平面表达如图8.31所示。2 .楼梯剖面的表达楼梯剖面能完整、清楚地表达出房屋的层数、梯段数、步级数以及楼梯类型及其结构形式。楼梯剖面图中应标注楼梯垂直方向的各种尺寸，例如：楼梯平台下净空高度，栏杆扶手高度等，楼梯剖面的表示方法如图8.32所示。剖面图还必需符合结构、构造的要求，比如平台梁的位置、圈梁的设置及门窗洞口的合理选择等。3 .5电梯与I动扶梯8.5.1电梯电梯是建筑物内部解决垂直交通的另一种措施。电梯有载人、载货两大类，除一般乘客电梯外还有医院专用电梯、消防电梯、观光电梯等。如图8.33所示为不同类别电梯的平面示意图。电梯由井道、机房和地坑三大构造部分组成。1）电梯井道电梯井道是电梯轿厢运行的通道，其内除电梯及出入IJ外还安装有轨道，平衡重和缓冲器等，如图8.34所示。电梯井道是高层建筑穿通各层的垂直通道，火灾事故中火焰及烟雾简洁从中扩散。因此井道的围护构件较多采纳钢筋混凝土墙。为了减轻机器运行时对建筑物产生的振动和噪声，应实行适当的隔振及隔声措施。一般状况下，只在机房机座下设置弹性垫层来达到隔振和隔声的目的(如图8.35（八）所示)。电梯运行的速度超过1.5ms者，除弹性垫层外，还应在机房与井道间设隔声层，高度为1.5m1.8m,如图8.35所示。2)电梯机房电梯机房一般设置在电梯井道的顶部，少数也设在地层井道旁边，如图8.36所示。机房的平面尺寸须依据机械设备的尺寸的支配及管理、修理等须要来确定，高度一般为2.5m3.5m。3)井道地坑井道地坑在最底层平面标高下(H1.1.4m),作为轿厢下降时所需的缓冲器的安装空间。8. 5.2自动扶梯自动扶梯是建筑物层间连续运输效率最高的载客设备。一般自动扶梯均可正、逆方向运行，停机时可当作临时楼梯行走。平面布置可单台设置或双台并列，如图8.37所示。双台并列时一般实行一上一下的方式，求得垂宜交通的连续性，但必需在二者之间留有足够的结构间距（目前有关规定为不小于380mm）,以保证装修的便利及运用者的平安。自动扶梯的机械装置悬在楼板下面，楼层下做装饰处理，底层则做地坑，H动扶梯基本尺寸图8.38所示。在其机房上部自动扶梯口处应做活动地板，以利检修。地坑也应作防水处理。在建筑物中设置自动扶梯时，上下两层面积总和如超过防火分区面积要求时，应按防火要求设防火隔断或复合式防火卷帘封闭自动扶梯井。8.6思索题1.试述建筑中各种类型楼梯的特点。2.楼梯主要由哪儿部分组成？3.楼梯段的最小净宽有何规定？平台宽度和梯段宽度的关系如何？4.楼梯踏步尺寸如何确定？5.楼梯的净空高度有哪些规定？如何调整首层通行平台下的净高？6.电梯主要由哪几部分组成？7.H动扶梯的布置形式有几种？各自有何特点？8.试述预制楼梯的构造特点。