预制混凝土楼梯（精选3篇）
预制混凝土楼梯 篇1
前言
随着建筑业的不断转型升级,住宅产业化已是建筑行业的大势所趋,这不容置疑。住宅产业化是以科技进步为核心,用现代化科学技术改造传统的住宅产业,通过生产工厂化、施工装配化、部品通用化、管理信息化改善工人的劳动条件、减轻劳动强度、提高劳动生产率,既有利于科学管理和文明施工,又可加快建设速度。建筑行业中的部分龙头企业率先有所动作,尝试用建筑产业现代化的思维,应用先进的工业化技术,投入到建筑施工中来。济宁九巨龙建筑工程有限公司作为济宁市龙头建筑工程公司,时刻学习推行先进的建筑施工技术。
预制混凝土楼梯作为现代建筑产业化中的标准部品之一,具有以下特点:工厂制作质量容易保证,外观优良 ; 安装施工工艺简便,现场无垃圾产生 ; 施工过程支撑少,易通行,可以作为施工期间的施工通道 ; 混凝土强度已达标,有利于楼梯的成品保护 ;预制混凝土楼梯可以减少现场的湿作业,便于冬季施工,减少材料浪费。由于预制混凝土楼梯板具有以上诸多优势,我们首先进行了预制楼梯的制作与现场施工的研究。
我们第一个住宅产业化试点项目为一栋18层的高层住宅,第二个试点项目为11层的小高层住宅楼,主体结构均为现浇剪力墙结构,楼梯部分均采用预制混凝土楼梯。由于仅有楼梯梯段部分采用了预制混凝土构件,那么就出现了预制混凝土楼梯与现浇楼梯平台之间的连接的处理问题,那么采用何种连接方式成本更有优势、制作方式更简便,安装施工更快捷,对整体施工影响最小,经过以上两个项目的实践及对其他住宅产业化项目的参观学习,将我们的经验分享如下:
预制混凝土楼梯与现浇楼梯平台的连接固定方式有两种:一种为预制混凝土楼梯上下两端均为固定铰支座,固定铰可以是二者现浇在一起,也可以是采用栓接连接在一起;另一种为预制混凝土楼梯上端为固定铰支座,下端为滑动铰支座。
预制混凝土楼梯样式一:两端现浇固定铰
该形式的预制混凝土楼梯被应用于公司承建的玖玺项目4#住宅楼,按照施工图设计,预制混凝土楼梯受力筋各伸出楼梯上下端面300mm,预制楼梯吊装入位后,梯板预留受力筋和楼梯平台现浇在一起。具体设计如图1。
由于该形式的预制混凝土楼梯受力筋需要伸出梯板上下端头,这就要求楼梯模具两端端头模板需留出受力筋穿出的孔。模具端头模板留有预留孔,为了防止该预留孔处漏浆,预留孔孔径不宜过大,这就造成钢筋笼入模以及成品养护完毕出模时,楼梯模具端头模板不好安装及拆卸。为了改善这种状况,我们将厂家加工好的模具孔径加大,在模具端板外侧使用柔性橡胶板再次封堵,较好的解决了漏浆及端板装拆困难的问题。为了保证预制混凝土楼梯板端面混凝土与现浇部分的结合,楼梯板端面需做成毛面。
该形式预制混凝土楼梯的吊装安装需待该梯段上下端平台模板支设完毕且钢筋绑扎完毕后才能吊装入位。难点是该梯段上下端平台梁上部受力筋需待预制混凝土楼梯安装到位后再行穿入,而且平台梁上部受力筋需从楼梯上下排受力筋之间穿过,施工时较为不便。预制混凝土楼梯安装以后,该梯段即可作为施工楼梯使用,减少了临时楼梯的使用,安全性较高。由于该种形式预制混凝土楼梯预留胡子筋,在工厂制作完毕后的成品存放期间,须做好预留胡子筋的保护工作,防止胡子筋锈蚀。我们采取的方式是预制混凝土楼梯出模后立即使用水泥浆涂抹胡子筋进行保护。
预制混凝土楼梯样式二:两端栓接固定铰
该形式的预制混凝土楼梯被普遍的应用于万科房地产公司的住宅产业化项目中。该形式预制混凝土楼梯的连接是在现浇平台梁上预埋两个M20螺杆,在预制混凝土楼梯上端对应位置设置两个支座孔,用于安装M20螺杆,通过后期孔内二次灌浆将螺杆与预制混凝土楼梯连成一体。支座孔距楼梯最近边缘至少为50mm,防止在制作及施工期间支座孔被损坏。支座孔的尺寸应考虑安装空间及施工误差。上下端梯板边缘与平台板间预留25mm安装间隙,楼梯安装调整完成后将预留空隙采用灌浆料封堵。连接节点如图2。
该形式预制混凝土楼梯上下两端均不需预留胡子筋,但须在梯板两端预留支座孔。支座孔的预留可以在模具上直接考虑埋件预留。钢筋笼就位后,楼梯模具的组装非常简便。出模后的预制混凝土楼梯无露出表面的钢构件、钢筋等,成品保护较为简单。
该形式预制混凝土楼梯板的安装需待楼梯上下两侧休息平台达到一定强度以后才能进行,安装时不得拆除平台模板及支撑。在预制混凝土楼梯板吊装入位之前,施工该梯段上层主体结构模板和钢筋绑扎时需要搭设临时楼梯。
预制混凝土楼梯样式三:一端固定铰,一端滑动铰
该样式的预制混凝土楼梯被应用于公司承建的泗水龙城御园10# 住宅楼,按照施工图设计,预制混凝土楼梯需在梯板上端埋入角钢预埋件,相应平台位置也埋入角钢预埋件,用钢板将预制楼梯和平台的预埋角钢件焊接连接,预制楼梯板和平台之间留20mm缝隙,安装完毕后采用比主体结构高一等级细石混凝土填缝。预制混凝土楼梯板下端与搁置平台之间铺设5厚聚四氟乙烯板,预制混凝土楼梯与建筑面层之间留50mm宽缝,用柔性建筑材料(如沥青麻丝)填缝,保证楼梯板与主体结构的相对滑动。连接节点设计如图3。
该样式在构件制作时,构件上下两端均不需预留胡子筋,但须预埋角钢件。钢筋笼就位后,楼梯模具的组装非常简便。由于预制混凝土梯板预埋了角钢件,出模后同样需要在角钢表面涂抹水泥浆防止角钢锈蚀。
该样式预制混凝土楼梯的安装需待楼梯板上下两侧休息平台达到强度以后才能进行。安装施工时需待该预制混凝土楼梯上下两端平台达到一定强度以后才能安装,楼梯板下端找平后,铺设聚四氟乙烯板,然后再吊装预制楼梯板。安装时不得拆除平台模板及支撑。在预制混凝土楼梯板吊装入位之前,施工该梯段上层主体结构模板和钢筋绑扎时需要搭设临时楼梯。
该样式预制混凝土楼梯的连接做法是属于《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2004)推荐做法,在底部滑动支座处,预制混凝土楼梯在平台梁上的最小搁置长度应大于100mm以防止预制楼梯板滑落。该形式整体结构受力较好,但是该做法预制混凝土楼梯上端与平台梁连接处两侧均需预埋角钢,且用钢板将二者可靠连接,楼梯板下端与平台梁之间需铺设5mm厚聚四氟乙烯板以保证楼梯板与主体结构的相对滑动。该做法使用的角钢预埋件、连接钢板及聚四氟乙烯板增加成本较大。经济性不如以上两种形式的预制混凝土楼梯板好。
结语
经过对比,综合考虑经济优势、工程预制、成品保护、现场安装等各种因素,样式二的预制混凝土楼梯均具有较大优势,适宜在工程项目中大规模推广使用。
预制混凝土楼梯 篇2
现浇钢筋混凝土楼梯是在施工现场支模, 绑扎钢筋和浇注混凝土而形成的。这种楼梯的整体性强, 刚度大, 对抗震较有利, 但施工工序多, 工期较长。现浇钢筋混凝土楼梯根据梯段的传力特点的不同, 分为两种类型, 一种是板式楼梯, 另一种是梁板式楼梯。如图1所示。
1.1 现浇钢筋混凝土楼梯的特点。
现浇钢筋混凝土楼梯是指楼梯段、楼梯平台等整浇在一起的楼梯。它整体性好, 刚度大, 坚固耐久, 抗震较为有利。但是在施工过程中, 要经过支模板、绑扎钢筋、浇灌混凝土、振捣、养护、拆模等作业, 受外界环境因素影响较大, 工人劳动强度大。在拆模之前, 不能利用它进行垂直运输。因而较适合于比较小且抗震设防要求较高的建筑中, 对于螺旋形楼梯、弧形楼梯等形状复杂的楼梯, 也宜采用现浇楼梯。
1.2 现浇钢筋混凝土楼梯的分类及其构造。
1.2.1钢筋混凝土板式楼梯。板式的楼梯段作为一块整浇板, 斜向搁置在平台梁上, 楼梯段相当于一块斜放的板, 平台梁之间的距离即为板的跨度。楼梯段应沿跨度方向布置受力钢筋。也有带平台板的板式楼梯, 即把两个或一个平台板和一个梯段组合成一块折形板。这样处理平台下净空扩大了, 但斜板跨度增加了。当楼梯荷载较大, 楼梯段斜板跨度较大时, 斜板的截面高度也将很大, 钢筋和混凝土用量增加, 经济性下降。所以板式楼梯常用于楼梯荷载较小, 楼梯段的跨度也较小的住宅等房屋。板式楼梯段的底面平齐, 便于装修。1.2.2梁板式楼梯。梁板式楼梯是由踏步板、楼梯斜梁、平台梁和平台板组成。荷载由踏步板传给斜梁, 再由斜梁传给平台梁, 而后传到墙或柱上。梁板式梯段在结构布置上有双梁布置和单梁布置之分。双梁式梯段系将梯段斜梁布置在踏步的两端, 这时踏步板的跨度便是梯段的宽度, 也就是楼梯段斜梁间的距离。梁板式楼梯与板式楼梯相比, 板的跨度小, 故在板厚相同的情况下, 梁板式楼梯可以承受较大的荷载。反之, 荷载相同的情况下, 梁板式楼梯的板厚可以比板式楼梯的板厚减薄。而且踏步部分的混凝土, 在板式梯段是一种负担, 梁板式楼梯中则作为板结构的一部分, 这样板的计算便可以扩大到踏步三角形中。当斜梁在板下部称为正梁式梯段, 上面踏步露明, 常称明步。有时为了让楼梯段底表面平整或避免洗刷楼梯时污水沿踏步端头下淌, 弄脏楼梯, 常将楼梯斜梁反向上面称反梁式梯段, 下面平整, 踏步包在梁内, 常称暗步。边梁的宽度要做得窄一些, 必要时可以和栏杆结合。双梁式楼梯在有楼梯间的情况下, 有时为了节约用料, 通常在楼梯段靠墙一边也可不设斜梁, 用承重的砖墙代替斜梁, 则踏步板一端搁在墙上, 另一端搁在斜梁上。斜梁位置根据需要, 可以设置在踏步板的下面、上面或侧面。斜梁布置在侧面时, 有正式梁、反梁式和高粱式三种做法。明步做法是指衡梁在踏步板的下面露出一部分, 而踏步在侧面外露, 这种形式应用较多。暗步做法是指斜梁上翻包住踏步板, 梯段底面平整, 并且可以防止污水污染梯段底部, 但是凸出的斜梁占据梯段的宽度尺寸。高梁式做法是将斜梁上翻改成截面宽度较小而高度较大的栏板形式, 使承重构件与防护构件联合设置, 如图2所示。图3为梁板式楼梯受力时的挠度方向示意图。除了常见的板式楼梯和梁板式楼梯以外, 在建筑设计中, 为了满足观瞻的需要, 可能采用悬挑楼梯。悬挑楼梯一般为空间受力构件, 梯段板与平台板一块向外悬挑。
2 预制装配式钢筋混凝土楼梯
预制装配式钢筋混凝土楼梯根据构件尺度的差异, 通常分为小型构件装配式和大、中型构件装配式两大类。
2.1 小型构件预制装配式楼梯。
小型构件预制装配式楼梯的特点是构件较小, 重量轻, 制作容易, 但是施工速度慢, 湿作业多, 适用于施工条件较差的地区。小型构件预制装配式楼梯的预制构件主要是钢筋混凝土预制踏步板、平台板、斜梁和平台梁等。预制踏步板根据断面形式不同可以分为一字形、L形和三角形三种。斜梁有矩形、L形和锯齿形等几种形式, 锯齿形斜梁与一字形和L-形斜梁相配套使二角形踏步与矩形、L形斜梁配套使用。平台梁可以采用L形断面, 以便与斜梁、平台梁的连接;平台板可以采用顶制的楼如预应力空心板、实心平板等。平台板可以放置在平台梁上。预制踏步的支撑方式主要是梁承式, 此外还有墙承式、悬臂式和悬挂式等几种形式。梁承式是将预制的踏步板的端搁置在斜梁上形成梯段, 梯段斜梁放置在平台梁上, 而平台梁支撑在柱上或者墙上而形成。墙承式是把预制踏步搁置在墙上, 对于一般的双步楼梯, 为了支撑踏步, 通常在两个梯段之间设置承重墙, 而中间承重墙的设置, 割断了上下行人员的视线交流, 在使用过程中不方便, 因此, 墙承式一般适用于单跑式楼梯或者中间设置电梯间的三跑式楼梯。悬臂式是将预制的踏步一端砌筑在承重墙中.踏步板另一侧悬挑, 悬臂式楼梯踏步悬挑尺寸不宜过大, 一般在1500mm为宜, 这种形式一般适用于没有冲击荷载的建筑物中, 在7度以上的地震区一般不宜采用, 悬挂式是将预制的钢筋混凝土、金属材质板一端支撑在墙上, 另一端悬挂在上部承重构件上, 如梁上或者板上, 这种形式的楼梯观瞻效果较理想, 一般适用于小型建筑或者非公共建筑的楼标。
2.2 大、中型构件预制装配式楼梯。
大、中型构件预制装配式楼梯可以减少预制构件的数量, 利用大型吊装工具进行安装, 提高施工速度, 降低劳动强度。大型构件预制装配式楼梯是指将平台与梯段板加工成一个构件, 可以采用必要的实心大型构件也可以采用空心构件, 这种形式主要适用于专用体系的大型装配式建筑中, 如工业厂房等。
中型构件预制装配式楼梯通常将梯段板与休息平台板分开制作, 然后通过安装而形成。平台板对以采用一般的预应力空心板, 单独设置平台梁, 或者平台板与平台梁合为一个构件, 这时通常采用槽形板。
摘要：钢筋混凝土楼梯根据施工方法不同, 可以分为现浇式或预制装配式两种类型。在此主要对这两种类型进行了分析。
关键词：现浇式,预制装配式,钢筋混凝土楼梯,构造分析
参考文献
[1]李正锋.折线型现浇板式钢筋混凝土楼梯配筋构造不合理[J].铁道标准设计, 1994, 8.
预制混凝土楼梯 篇3
与传统现浇施工方式相比, 预制楼梯可以实现定型化设计生产, 有利于提高构部件的质量与性能, 又能够有效缩短建造工期、减少劳动力资源和能源消耗[5]。已有相关研究表明预制分离式楼梯具有良好的受力性能, 具有广泛的工程应用前景[1,6]。为研究预制混凝土楼梯对现浇混凝土框架结构抗震性能的影响, 本文设计了无楼梯、现浇整体式楼梯及预制分离式楼梯三种混凝土框架结构模型, 利用SATWE软件分别对三种结构进行了振型分解法计算, 对比分析各模型结构的周期、水平地震作用、楼层位移及相邻框架柱的内力。
1 结构模型与参数
选用6层现浇钢筋混凝土框架结构, 结构平面布置及楼梯间位置见图1, 梯板沿结构横向设置。层高均为3.0 m, 横向框架梁截面尺寸300 mm×700 mm, 纵向框架梁250 mm×500 mm, 框架柱截面尺寸均为500 mm×500 mm, 楼板厚度120 mm, 混凝土强度等级C30。采用板式楼梯, 梯段板及平台板厚度为120 mm, 楼梯详细尺寸见图2。
根据GB 50009—2010建筑结构荷载规范, 荷载标准值取值为:楼面和屋面恒荷载5 k N/m2, 楼面和屋面活荷载2.5 k N/m2, 框架梁上线荷载5 k N/m。楼梯间荷载标准值为:恒荷载7.5 k N/m2, 活荷载2.5 k N/m2。
在PKPM软件中建立有预制分离式楼梯的框架结构模型3, 并建立无楼梯模型1和现浇整体式楼梯模型2作为对比模型。现浇整体式楼梯与预制分离式楼梯的端节点的连接方式不同, 采用梯段两端固接于平台和楼板的方式模拟现浇整体式楼梯端节点连接, 采用上端节点铰接于楼面梁或平台梁的方式模拟预制分离式楼梯节点, 其下端与楼面梁或平台梁通过滑动支座连接[7]。
2 计算结果对比分析
利用SATWE软件分别对三种不同楼梯影响的框架结构模型进行水平地震作用计算, 场地类别为Ⅱ类, 设计地震分组为第一组, 抗震设防烈度8度, 设计基本地震加速度0.2g, 框架抗震等级为二级, 水平地震作用按双向计算, 地震作用采用振型分解法计算。
2.1 楼梯对结构自振周期的影响
三个模型的前三阶振型均分别为X方向平动、Y方向平动和绕Z轴的扭转, 楼梯的参与并没有改变结构的振型。由表1可知, 考虑现浇整体式楼梯模型前三阶振型周期比不考虑楼梯影响的模型减小5.89%~7.18%, 而考虑预制分离式楼梯模型前三阶振型周期比不考虑楼梯影响的模型减小1.86%~4.50%。
对比发现, 现浇整体式楼梯会使框架结构的自振周期明显缩短, 水平抗侧刚度明显增大, 而预制分离式楼梯相对于现浇整体式楼梯自振周期缩短较小, 预制分离式楼梯对框架主体水平抗侧刚度贡献较小。
2.2 楼梯对结构整体地震反应的影响
表2给出了无楼梯、现浇整体式楼梯和预制分离式楼梯三种情况下基底剪力和倾覆力矩, 可以看出, 现浇整体式楼梯框架模型X向和Y向的基底剪力相对于不考虑楼梯的模型明显增大7.96%和7.40%, 而预制分离式楼梯框架模型X向和Y向的基底剪力相对于不考虑楼梯的模型增大5.20%和3.24%, 倾覆力矩与基底剪力具有相同的分布规律。
从图3可以看出, 在Y向地震作用下, 现浇整体式楼梯模型的框架层间剪力相对于无楼梯模型增大明显, 而预制分离式楼梯模型相对于无楼梯模型增加较小;在X向地震作用下, 规律与Y向地震作用相同。
说明现浇整体式楼梯使结构的整体地震反应增大, 使结构水平抗侧刚度明显增大, 而预制分离式楼梯相对于现浇整体式楼梯能明显减弱楼梯对于框架结构主体刚度的贡献。
2.3 楼梯对结构水平位移的影响
三个模型的楼层位移沿结构竖向分布曲线见图4, 现浇整体楼梯模型楼层侧移明显小于无楼梯模型, 而预制分离式楼梯模型侧移相对减小不明显, 说明现浇整体式楼梯的存在可以使结构抗侧刚度增加显著, 水平位移减小明显, 而预制分离式楼梯对主体结构刚度贡献相对较小, 可以认为预制分离式楼梯对结构楼层侧向刚度的增强幅度比现浇整体式楼梯对结构楼层侧向刚度的增强幅度明显降低。
2.4 楼梯对相邻框架柱的影响
考虑楼梯作用时, 柱A因平台板分割, 形成剪跨比较小的短柱, 在地震作用下容易发生破坏 (见图1) 。由图5, 图6可见, X方向和Y方向地震作用下, 模型2相对于模型1柱A的轴力和剪力增大明显, 而模型3相对于模型1增大略小, 同时, 模型3中柱A比模型2的轴力和剪力小得多。故结构设计时应考虑楼梯对相邻框架柱的影响, 预制分离式楼梯模型相比现浇整体式模型, 相邻框架柱轴力和剪力明显下降, 减小了柱子在地震作用下破坏的可能性。
3 结语
1) 现浇整体式楼梯对框架结构的自振周期、基底剪力、倾覆力矩和相邻框架柱受力的影响不可忽略, 故结构设计时应考虑楼梯作用。2) 预制分离式楼梯比现浇整体式楼梯对框架结构的影响小, 且相邻框架柱轴力和剪力明显下降, 因此预制分离式楼梯具有更合理的受力性能, 可广泛应用于工程实际。3) 考虑到预制分离式楼梯在施工过程中的受力情况, 建议采用双层双向配筋。
摘要：利用SATWE软件对无楼梯、现浇整体式楼梯及预制分离式楼梯三种方案的框架结构分别进行了振型分解法计算, 对比分析了三种方案下结构的周期、水平地震作用、楼层位移及相邻框架柱的内力。分析结果表明, 结构设计时应考虑楼梯作用;预制分离式楼梯具有比现浇整体式楼梯更合理的受力性能, 对框架结构的影响相对较小。
关键词：预制楼梯,框架结构,抗震分析,设计方法
参考文献
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