石材楼梯这样设计，隐患大！

楼梯是我们生活中最常见到的建筑物中的一部分，可以用“无处不在”来形容。有建筑必有楼梯，有山坡之路必有楼梯，有亭阁楼榭必有楼梯，楼梯是我们通向各个地方的重要的媒介体。为了使楼梯美观，我们用石材装饰楼梯；为了保护楼梯建筑体，我们用石材把楼梯建筑体包裹起来。然而，我们常常看到原本装饰楼梯的石材面板破烂不堪的场景严重影响了楼梯的装饰效果，如图1～如图4所示可见一斑。之所以出现如图1～如图5所示这种惨景，这是有原因的：设计上存在严重的瑕疵，缺陷。以下笔者阐述个中原因和道理。

图1

图2

图3

图4

1、悬臂梁的应力及挠度

悬臂梁的应力及挠度公式：σmax（应力）=6FL/（bh²）；fmax（挠度）=FL³/3EI，其中σmax为梁受到的最大应力；fmax为梁的最大挠度；F为梁受到的外力；L梁的长度；E为梁的弹性系数，常值；I为梁的惯性矩，与梁的截面有关，I=bh³/12，b为梁横截面的宽度，h为梁横截面的高度。

图5与图6是两种长度情况下的悬臂梁。按以上公式，当图6的长度是图5长度的2倍时，受到同等外力情况下，无论是最大应力，还是最大挠度都将是图5的2倍。

图5 图6

2、石材楼梯踏步板设计中考虑的因素

在上面悬臂梁公式的基础上，石材楼梯踏步面板设计时考虑的因素有楼梯踏步面板伸出长踏步立板的长度、踏步面板的厚度，踏步面板开槽深度，加工踏步面板的石材品种。

（1）踏步面板伸出踏步立板的长度。由上面的公式不难明白当踏步面板伸出长度越长时，踏步面板伸出端受到的最大应力越大，最大挠度也越大。当这两个值大于石材本身所能承受的最大应力和挠度时，踏步面板的伸出端必定断裂、破损。

（2）踏步面板的厚度。从上面公式知道，当踏步面板的厚度越厚时，踏步面板所承受的最大应力、最大挠度越小，越利于保护楼梯踏步面板。因此，当楼梯踏步面板伸出端越长时，就要相应增加楼梯踏步面板的厚度。

（3）踏步面板的开槽深度。踏步面板开槽的深度越深时，踏步面板伸出端就要越少，或增加踏步面板的厚度。

（4）踏步面板的石材品种。在上面公式中E（弹性系数）与材料有关。在踏步楼梯面板设计时，当踏步面板伸出端越长时，选用弹性系数大的石材更好，踏步面板的前端不易破损。在踏步面板设计上花岗石胜于大理石，就是这个道理。

3、石材楼梯踏步面板应用技术标准

上海市地标《建筑装饰工程石材应用技术标准》中对楼梯踏步面板的设计作出了明确的规范要求如图7所示。在4.4.6条款中明确规定了“踏步面板突出踢面立板的距离不宜大于10mm，踢面立板位置应与踏步面板防滑槽位置错开，见4.4.6。”《建筑装饰工程石材应用技术标准》中既然对踏步面板突出踢面板的距离不宜大于10mm，自然有其原理，其原理就在上面二个公式中。

图7

图8与图9是笔者上海朋友承接的一个项目中楼梯踏步产品，这些产品安装后没多久时间突出踢面板部分破损了，如图9所示。朋友问笔者国家有没有关于楼梯踏步面板突出踢面立板的相关标准？笔者将上海市地标《建筑装饰工程石材应用技术标准》图7发给了朋友。朋友看后恍然大悟，难怪我承接的项目楼梯踏步面板突出部分出现破损。

从笔者朋友发的图8不难看出，踏步面板突出踢面立板近50mm，使用的是人造石和爱马士灰石材，这两种石材的弹性系数均较低，尤其是爱马士灰石材，在踏步面板突出踢面立板50mm的情况下不破损才怪呢？

看图10与图11是深圳各条地铁线站点楼梯踏步面板与踢面立板，使用了十多年了，人流量不知其数，可这些楼梯踏步面板几乎没有破损。之所以没有破损笔者归结于2点：一是楼梯踏步面板与踢面立板设计合理，踏步面板与踢面立板以斜面齐平的方式安装，踏步面板没有突出踢面立板，如图11及如图12所示；二是踏步面板与踢面立板使用的是花岗石材料，花岗石材的弹性系数更高，强度更好。