某异形折板楼梯简化设计要点及可靠性研究

徐冠华

摘 要：本文主要目的是分析在楼梯设计工程中的异形折板楼梯实际设计情况，将设计完成的异形折板楼梯与具有相同荷载和相同跨度的斜板和平板实施对比，探究在当前阶段中异形折板楼梯简化的算法所存在的不足。同时梳理在设计异形折板楼梯中常见的工具软件以及图纸，寻找出其内部存在的问题。最后提出设计异形折板楼梯的相关建议。

关键词：异形折板楼梯;设计要点;建议

楼梯梯板在设计施工中， 需格外注重控制挠度，梯梁要注重梁下位置的净高达到建筑工程的要求，梯梁的位置要尽可能的保持上楼层和下楼层位置相同。此时在局部位置使用折板楼梯，断开处理内折角位置的折板楼梯钢筋，同时彩用锚固的方式对局部应力进行控制。此外，就梁下净空问题而言，需保证梯板的宽度值与楼梯整体载荷要求相符合。在施工中，要关注楼梯板的基础沉降现象，施工者可选择增加梯梁的方式应对这类问题。本文重点探究异形折板楼梯。

1 异形折板楼梯的计算模型分析

当前在设计折板楼梯的时候，普遍是以简化为平板实施计算，其跨度的取值为投影的长度。在实施计算与设计的时候所采用的图集和计算软件，都没有对楼梯板弯折现象所引起的内力变化情况作出较为详细的考虑[1]。结构是几何对象的空间组成关系，其特征基本上与具体使用的材料之间没有任何关系，是结构之中最具有本质性的东西，影响着结构传力形态。

1.1异形折板楼梯计算模型的基本参数

通过使用钢筋砼材料完成构件制作，砼的硬度等级为C30，跨度水平投影设计为4m，即L=4m，其高度为1.5m，折板的厚度为100mm，用字母t表示。恒荷载按照DL=8.0kN/m2表示，活荷载按照LL=3.5kN/m2予以表示。在分析的过程中，选取单位宽度展开。

1.2异形折板楼梯的边界条件

为了便于分析，在按照简支的方式对构件的两端位置实施考虑。在真实的設计环节之中，要充分注意对梯板边界的真实情况展开详细的分析[2]。

1.3异形折板楼梯计算模型简图

注：在图1.1到图1.10十个图片中，PB所代表的含义为没有出现弯折的水平板。XB所代表的含义为没有出现弯折的斜板。BT（*/4）所代表的含义为弯折点在板跨的*/4位置处出现了下折板。CT（*/4）所代表的含义为弯折点在板跨的*/4位置处出现了上折板。

2 计算分析以及主要结果

2.1模型计算的主要软件

在进行计算的时候，所选择使用的软件为mindas/gen。

2.2主要分析结果

2.2.1弯矩

3 某异形折板楼梯简化设计分析的结论

3.1计算斜板跨中弯矩

在对斜板跨距实施计算的时候，可以以等投影跨度的PB模型展开计算。MPBmax=29.2kN.m;MXBmax=31.1kN.m。PB弯矩理论解：Mmax=29kN.m。求得的结果与理论上的结果相差无几，这就表明在计算有限元的时候，具有合理的剖分尺度，可见分析的结果是十分可信的[3]。

3.2不合适简化折板

在计算折板的时候，在出现弯折的位置均有负弯矩现象的存在，倘若是将其简化成为PB，那么便不能充分的体现，进而导致异形折板楼梯局部位置存在着安全隐患。就板底的正弯矩而言，当将其简化成为PB的时候，在某些情况之下经过计算得到的弯矩结果是其实际弯矩结果的五倍之多。例如MCT24=5.4kN.m;MPB=29.2kN.m，那么将MPB/MCT24=29.2/5.4=5.4kN.m。

对于板的厚度而言，其取值不宜根据投影跨度的三十分之一进行取值，要以实际的形态作为依据而展开，否则将会导致出现很大的浪费现象，同时还将会导致结构出现毫无意义的增加。根据出现弯折的位置差异和弯折的角度差异，有的时候还可以将板的厚度维系在投影跨度的五十分之一。在计算变形的时候，可以将其简化成为PB，在某些情况之下，实际获得的结果是折板变形的16倍。计算公式表示为δCT24=0.95mm，δPB=15.35mm，那么δPB/δCT24=15.35/0.95=15mm。

3.3板内力对弯折心形态的影响

弯矩受到弯折形态的影响较少，相同的弯折点，其上折和下折的板弯矩是保持一致的。虽然板内具有相同的轴力，但是所表现出来的方向是呈现出完全相反的状态。下折型的折板受到拉力影响，下折型的折板受到压力影响，所以下折型的折板本质上是属于拉弯构件，而上折型的折板在本质上属于压弯构件。弯折点的位置越是趋向于跨中位置，则表明折板具有更好的受力性能，其所表现出来的变形、轴力以及弯矩等更是逐渐变小。

比较折板、索和拱，得到的结果为上折板的受力特性更加趋向于圆拱，在板内普遍存在着面内轴向压力值，跨中普遍存在着负弯矩，相对于这几种形式而言，工内力更小，且分布更为均匀。

4 当前处理折板楼梯时的计算工具和图集情况

4.1常用的计算楼梯软件情况

当前在计算折板楼梯的时候，最为常用的工具有理正、Morgain和探索者。这三款软件在计算楼梯的时候，所使用的算法全部都是按照投影水平的长度展开，但是这三款软件在使用中却没能够充分体现出弯折引起的跨中弯矩变号效应以及调节板底弯矩的作用。

4.2常使用的图集情况

在简化设计异形折板楼梯的时候，最为常见的图集有两种，分别为省标《02YG303》和楼梯平法。这两本图集的构造做法和配筋情况基本上是保持一致性的，并且是简化为平板的思路。由于在实际情况中，折板的弯折位置出现的负弯矩可能会超出板底的正弯矩，并非相反。在构造的细节之上，两本不同的图集之间都已经对弯矩位置可能会出现的应力集中展开全面考虑，要求弯折位置的板负筋需要伸出弯折位置一定长度才可以，省标的要求是需要伸出300mm的距离。平法所提出的要求是倾斜段长度五分之一，其实这个要求也相对而言比较粗略，难以保证最终达到折板受力的相关要求。通过上述分析可以清楚的得知，在处理异形折板楼梯时所使用的计算工具以及图集，都存在着简化的问题，所以在选择使用的时候，要提升判断能力，保持慎重。

5异形折板楼梯设计的相关建议

通过上述分析的结构可以清楚的得知，折板在本质上是属于一种空间构件，具有相对更好的受力性能。弯矩将会因为受到弯矩位置的负弯矩调节而更加趋向于均匀，而刚度更大。在布置板的配筋时，需要以分析结果作为依据而展开。在分析变形和弯矩的时候，最好是按照其边界的条件以及真实空间的形态，保证分析的结果更加具有真实性和可靠性。

设计异形折板楼梯时，梯板的配筋形式大体上可将其划分成为两种形式，第一种是按照宽扁梁配筋，第二种是按照折板楼梯配筋。在实际作业中，这两种方法的使用均可以在恰当构造的前提下保证安全。例如在施工中选择使用折板楼梯配筋，支座配筋需要取25%跨中计算结果，跨中的最终配筋结果为1478mm2.因为在空间环境下的异性折板楼梯具有比较复杂的受力，将会受到扭转力、剪切力、弯压力以及轴向力等力的共同影响，表现出现显著的扭转效果。在楼梯阳角的侧方位置，其移动距离比阴角的侧方位置移动距离大，比较合适在梯板的侧面位置增加配筋构造，与此同时，还需要完成箍筋封闭设置，从而可以有效保证梯板的抗扭能力提高。所以，在设计异性折板楼梯时，可以先使用宽扁梁配筋法，将最大直径的钢筋分配并安排在楼梯的四个角位置，同时完成复合箍筋设置。

结束语

在设计异形折板楼梯时，可基于项目工程实际情况展开计算，并适当性的简化异形楼梯构建设计。异形折板楼梯的设计工作相比较于普通的平板设计具有一定的复杂性，为了保证设计结果的质量和真实性，在进行计算的时候，要秉承的仔细认真的态度。本文通过分析和介绍其异形折板楼梯设计的相关形式、软件和图集，考虑设计是的相关内力变化情况。通过分析并得到最终的建议，旨在为相关研究人员在探究和分析异形折板楼梯的时候，提供必要的帮助。

参考文献：

[1]侯秀， 李勇佳. 多层和高层建筑折板式楼梯施工技术研究[J]. 施工技术， 2018（04）：324-326.

[2]王庆杨. 新型装配式混凝土建筑梁柱节点吊装工艺研究[J]. 建筑建材装饰， 2018（08）：158，191.

[3]顾小峰. 某大跨度异形板式楼梯的结构设计与分析[J]. 山西建筑， 2019（28）：76-77.