楼梯荷载转换为梁间线荷载和柱集中荷载

ModifiedbyJACKontheafternoonofDecember26,2020楼梯荷载转换为梁间线荷载和柱集中荷载已知：一板式楼梯剖面图如下，请计算楼梯荷载并画出荷载输入示意图。在进行楼梯时通常需要将楼梯荷载转化为梁间线荷载以及将梯柱的荷载施加在梁上—集中荷载。计算较为繁琐下面是实例；楼梯间的梁柱荷载计算钢筋混凝土重力密度：25KN/m3，楼梯活荷载：KN/m2。一、计算①梁的荷载作用在①梁上的荷载有上、下楼梯的各一半荷载，相当于一整条楼梯的作用力。楼梯长度：板厚＝1/25板跨＝2250/25＝90(mm)楼梯板产生的恒荷载：1）底板：×××25＝(KN)2）三角形梯级：9××/2××25=(KN)楼梯板总恒荷载=+×(抹灰系数)=×=(KN)作用在①梁上的恒荷载沿长度分布＝=(KN/m)楼梯板产生的活荷载:楼梯板活荷载(长度取沿投影方向=××2=5(KN)作用在①梁上的活荷载沿长度分布＝5/＝(KN/m)二、计算梯间两小柱处的集中荷载上、下楼梯的各一半荷载，相当于一整条楼梯的作用力，还有梯间平台的自重和②梁的自重，通过②梁传递到两条小柱处，分别为集中恒荷载和集中活荷载。集中恒荷载计算：1）梯间平台的恒荷载＝×××25×(抹灰系数)＝(KN)2）②梁的自重＝×××25×(抹灰系数)=(KN)3）小柱的自重＝××（）×25×(抹灰系数)=(KN)作用在小柱顶面的总恒荷载＝梯间平台的恒荷载/2+一整条楼梯的恒荷载＋②梁的自重＝2++=(KN)每条小柱分得的恒荷载＝作用在小柱顶面的总恒荷载/2＋一条小柱的自重=2+＝(KN)集中活荷载计算：楼梯间平台的活荷载＝××2＝(KN)作用在小柱顶面的总活荷载＝梯间平台的活荷载/2＋一整条楼梯活荷载＝2＋5＝(KN)每条小柱分得的活荷载＝2＝(KN)三、计算梯间异型柱轴心处的集中荷载异型柱轴心处的集中总恒荷载＝梯间平台的恒荷载/2＋③梁的自重＝2+=(KN)（③梁的自重同②梁的自重）每条异型柱分得的恒荷载＝2=(KN)异型柱轴心处的集中总活荷载＝梯间平台的活荷载/2＝2=(KN)每条异型柱分得的活荷载＝2=(KN)在工程实例中，楼梯荷载一直困扰很多初学设计者，我认为：低层、多层、中高层、高层，的公用楼梯活荷载均应取，对于复式住宅内的住户楼梯活荷载可取。《建筑荷载》GB50009-2001条11项中“（3）当人流可能密集时”楼梯活荷载取。在火灾发生时公共楼梯是主要的逃生通道，所以是可能出现人流密集的。故我认为低层、多层、中高层、高层，公共建筑的公用楼梯活荷载均应取。PKPM模型中楼梯的输入输出及要点在以往PKPM整体建模时，虽输入楼梯但输出的整体结果却没有改变，这不是PKPM软件的问，而是操作时其有特殊的步骤要求。现将楼梯的输入及要点与大家分享，涂黄色的部分要重点注意。楼梯进行整体计算的建模步骤：在PMCAD中的“楼层定义”选项中选择“楼梯布置”中的“楼梯布置”选项，鼠标选择需要布置楼梯的房间。点击房间后会弹出楼梯智能设计对话框，点击“选择楼梯类型”选择楼梯形式，可按实际情况更改楼梯参数。各层设置楼梯后，在整体模型中就可看到楼梯，但此时并未显示梯段板的平直段。注意：楼梯间的板厚为0，荷载按10、输入，导荷方式为梯跑方向两对边传力。注意：如楼梯不通向顶层，则最高的一个层不应设置楼梯。在存盘退出时，选择“楼梯自动转换为梁（数据在LT目录下）”。退出PMCAD建模。改变工作目录，选择当前文件夹下的LT文件夹作为新的工作目录，以下所有操作均在此目录下进行。重新进入PMCAD，在整体模型中就可以看到楼梯已经转化为斜板，检查模型是否符合实际情况。（对于有坡屋顶的结构，楼梯可能会生成悬臂构件，导致模型失真，普通楼层不会出现此情况；另外，在每层楼梯的第一跑的平直段处生成一个粉色的斜杆，截面99mmx99mm，此构件不影响计算结果，是系统自动生成的。）检查无误后退出，此时不必再勾选“楼梯自动转换为梁（数据在LT目录下）”。之后进入SATWE进行后续操作即可。当T>Tg时，结构刚度增大是否也会使地震力增大？楼梯斜板刚度较大，会吃掉部分力，使得周边构件配筋相对减小。经与PKPM软件人员沟通并进行实际算例验证后可见，楼梯参与整体建模后，结构的刚度增大，周期减小，楼梯周边约2跨范围内的构件配筋普遍增大，与楼梯方向平行的梁配筋增大较明显。但由于楼梯参与整体计算增大了结构的刚度，减小了层间位移，其余构件的配筋有可能相对减小而偏不安全，目前PKPM给出建议在配筋设计时最好取有楼梯和无楼梯2种结果的包络。另，楼梯输入形成的警告文件不用理会，计算结果文件“砼构件配筋及钢构件验算简图”中的斜板板超筋也对整体计算结果没有影响。如果想用PKPM计算楼梯需到LTCAD进行。目前对楼梯没有进行深入的研究，大家有时间可进一步讨论和交流。