Лестница – это важный компонент здания, который планируется и проектируется в зависимости от типа и ориентации здания. Поэтому невозможно рекомендовать определенный размер лестницы, не имея четкого представления об общем дизайне здания. Спроектированная лестница должна правильно вписываться в заданный план здания.
Лестница может быть спроектирована в зависимости от направления, в котором проходит лестничное перекрытие. Они классифицируются следующим образом:
Эта статья объясняет общие этапы проектирования продольных лестниц R.C.C. с помощью примера. Для проектирования используются индийские стандартные нормы IS 456-2000 и SP 16-1980.
Проектирование лестниц с продольным пролетом
Продольные лестницы поддерживаются снизу и сверху. Эти типы лестниц не поддерживаются по бокам с помощью балок. Здесь, для целей проектирования, изгибающий момент рассчитывается на единицу ширины как wl2/10, где “w” – нагрузка на единицу горизонтальной площади, а “l” – эффективный горизонтальный пролет.
Продольный пролет лестницы
Иногда лестницы отливаются вместе с площадками, которые опираются на стены (рис. 1). В таких случаях эффективный пролет принимается как горизонтальное расстояние между центрами опор. Здесь максимальный изгибающий момент рассчитывается как wl2/8.
Пример-1
Главная лестница офисного здания должна быть расположена на площадке размером 3,5 м х 5,5 м. Расстояние между этажами по вертикали составляет 3,75 м. Спроектируйте лестницу. Примите живую нагрузку (L.L) 2000 Н/м2, бетон марки M20 и сталь Fe 415.
Решение
1. Предварительное определение размеров лестницы
Высота, которую необходимо преодолеть, составляет 3,75 м. Следовательно, предлагается сделать два марша для лестницы.
Высота каждого марша = Общая высота, которую необходимо преодолеть / Количество маршей = 3,75 /2
Высота каждого пролета = 1,875 м.
Предположим, что высота стояков = 150 мм
Количество стояков = Высота пролета / высота стояка = 1875/150
Количество стояков = 12 шт.
Следовательно, фактическая высота стояка ‘R’ = 1875 /12
Высота стояка, r = 156 мм
Количество ниток = Количество стояков – 1= 12 – 1= 11 шт;
Пусть,
Схема расположения лестницы
2. Конструкция пролета АВ
Как показано на рис. 2 выше, пролеты имеют продольные пролеты с помощью посадочных плит в верхней и нижней частях пролета. Пусть опора пролета составляет 150 мм.
2.1. Эффективный горизонтальный пролет (Leff)
Leff = 2,97 + 1,60 + (0,150 /2) = 4,645 м.
2.2. Толщина плиты перекрытия
Толщина поясной плиты может быть принята равной 40 мм – 50 мм на метр горизонтального пролета. Здесь толщина поясной плиты принимается равной 220 мм.
2.3. Расчет нагрузки
Нагрузка на талевую плиту
a. Собственный вес поясной плиты = вес бетона х толщина поясной плиты
= 25 x 0,22 = 5,5 кН/м2
= 5500 Н/м2
b. Отделка потолка толщиной 12,5 мм = вес P.C.C. x толщина отделки
= 24 x 0,125 = 0,3 кН/м2
= 300 Н/м2
Таким образом, общая нагрузка на поясную плиту ‘ws’= 5500 + 300 = 5800 Н/м2
Полученная выше нагрузка является наклонной. Ее необходимо преобразовать в горизонтальную нагрузку (w) путем умножения на коэффициент. Если длина стояка и резьбы равна ‘R’ и ‘T’, то,
Преобразование наклонной нагрузки на поясную плиту в горизонтальную нагрузку
c. Мертвая нагрузка на ступени = (½) x Длина стояка x Вес бетонного блока
= 0,5 x (156,2) x 25 = 1952 Н/м2
d. Верхнее покрытие 12,5 мм = 12,5 x 24 = 300 Н/м2
e. Живая нагрузка на поясную плиту = 2000 Н/м2
Общая нагрузка на поясную плиту = 6700 + 1952 + 300 + 2000 = 10 952 Н/м2
2.4. Момент на поясной плите
Максимальный изгибающий момент на метр ширины лестницы,
M = wl2/8;
= (10,952 x 4.6452)/8
М = 29538 Нм
Предельный момент, Му = 1,5 х М = 1,5 х 29538 = 44307 Нм
2.5. Проверка глубины плиты перекрытия
Из СП 16-1980, из таблицы С, пункт 2.3;
Mu,limit = 0,138fckbd2;
Следовательно, dreq = sqrt [Mu,limit / (0.138 x fckb)
= sqrt [44307 x 1000 / (0,138 x 25 x 1000)].
dreq = 127 мм
Если предусмотрены прутки диаметром 10 мм, то эффективное покрытие = чистое покрытие + половина диаметра прутка = 15 мм + 5 мм = 20 мм.
Тогда требуемая общая глубина D = 127 + 20 = 147;
Обеспечьте общую глубину 220 мм.
Эффективная глубина = общая глубина – эффективная крышка = 220 – 20 = 200 мм;
2.6. Расчет армирования
Основное армирование для лестниц
Из СП 16-1980, Таблица-3
Mu/bd2 = [44307 x 1000] / [1000 x 2002] = 1,11
По интерполяции, процентное содержание стали pt = 0,33%
Ast,req = (pt x bd)/100 = (0,33 x 1000 x 200)/100 = 660 мм2
Предположим, что диаметр прутков 10 мм;
Площадь одного стержня = (3,14 x r x r) = 3,14 x 5 x 5 = 78,5 мм2
Расстояние между стержнями основной арматуры = 1000/ [Ast,req / Площадь одного стержня]
= 1000/[660 / 78.5]
= 120 мм c/c
Обеспечьте основное армирование стержнями диаметром 10 мм на расстоянии 120 мм с/c
Распределительное армирование для лестниц
Обеспечьте 0,12% от площади поперечного сечения распределительной арматуры согласно IS:456-2000,
= 0,12% x (1000 x 220) = 264 мм2
Предположим, что диаметр стержней 8 мм
= 1000/ [264 / 50.24]
= 190 мм c/c
Следовательно,
Обеспечьте распределительные стержни диаметром 8 мм @ 180 мм c/c
3. Детали армирования лестницы
Детали армирования лестницы, проходящей в продольном направлении
Вопросы и ответы
Что такое продольно-пролетные лестницы?
Лестница с продольными пролетами имеет горизонтальный пролет и опирается снизу и сверху на балки, стены или площадки.
Как рассчитать количество ступеней в лестнице?
Учитывая высоту пролета и глубину стояка ступеней, количество ступеней = высота пролета / стояк
Как спроектировать винтовую лестницу?
Косоур лестницы – типы, порядок резки и требования норм
Требования к лестницам – общие рекомендации по высоте, высоте пролета, проступям и стоякам
Читайте далее:- Типы лестниц, используемых в строительстве.
- Как спроектировать одностороннее перекрытие в соответствии с ACI 318-19? | Прилагается пример.
- Требования к лестницам – общие рекомендации по высоте, высоте пролета, проступям и подступенкам.
- Различные компоненты лестницы и их детали.
- Что такое винтовая лестница?.
- Как спроектировать винтовую лестницу?.
- Как построить бетонную лестницу?.