淺談裝配式住宅樓梯建模設(shè)計與構(gòu)造

王晶晶

安徽金江建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司 安徽 合肥 230601

前言

國外早在20世紀(jì)70年代就開始預(yù)制裝配住宅的加工和建設(shè)，其中包括有砌塊建筑，大板建筑，盒子結(jié)構(gòu)等等，而且美國的裝配式產(chǎn)業(yè)化住宅已經(jīng)達到了一個相當(dāng)高的程度和水平。而目前我國的裝配式住宅雖已經(jīng)有了長足的進步，但是裝配式住宅所涉及的前期策劃、施工建設(shè)以及后期物業(yè)等均不為所各相關(guān)配套行業(yè)所熟悉。配套技術(shù)的整合正式裝配式住宅推廣的關(guān)鍵，從我國目前的情況來看，這一過程仍需經(jīng)歷很長的一段時間。而裝配式住宅中預(yù)制樓梯是其尤為關(guān)鍵的組成部分之一[1]。

1 裝配式樓梯相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆樓梯存在的優(yōu)勢

常規(guī)的建筑構(gòu)件有資格成為裝配式構(gòu)件，需要具備一些前提，其中決定性的前提是結(jié)構(gòu)安全性。在使用裝配式樓梯的建筑中，常見處理方式是樓梯將不參與結(jié)構(gòu)計算，由周圍的墻體承擔(dān)荷載和地震力等，樓梯僅作為功能部件存在，通過這種優(yōu)化方式，既確保結(jié)構(gòu)安全性，又能降低裝配安裝節(jié)點的處理難度。另一個重要前提是構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度。由此延伸，辦公建筑的樓梯如果能按照某個標(biāo)準(zhǔn)層高設(shè)計，例如4.0米層高，也同樣可以固定一個標(biāo)準(zhǔn)模塊，批量應(yīng)用于每個項目。實際上，北京萬科已經(jīng)開始這項工作的研發(fā)實驗。

而現(xiàn)澆樓梯在傳統(tǒng)工程中的缺陷，包括樓梯現(xiàn)澆施工速度緩慢、模板搭建復(fù)雜、耗費模板量大、現(xiàn)澆后不能立即使用、還需另搭建施工垂直通道、現(xiàn)澆樓梯必須做表面裝飾處理、而樓梯精度誤差給后續(xù)裝修施工又帶來一重麻煩……而現(xiàn)澆樓梯的缺點就是裝配式樓梯的優(yōu)勢[2]。

2 裝配式樓梯在YJK中的設(shè)計思路

圖1

預(yù)制樓梯是把梯跑部分進行預(yù)制，吊裝到樓梯間安裝，安裝在現(xiàn)澆的平臺梁板或者疊合的平臺梁板上。軟件可按國家建筑標(biāo)準(zhǔn)圖集《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點構(gòu)造（樓蓋和樓梯）》15G310-1[3]的41頁、43頁的兩種預(yù)制樓梯形式。第一種是預(yù)留孔螺栓連接的形式，第二種是鋼筋錨入梯梁的形式。

預(yù)制樓梯的布置在建模的構(gòu)件布置菜單下進行，在建模中的樓梯布置不區(qū)分普通現(xiàn)澆樓梯和預(yù)制樓梯，預(yù)制樓梯的設(shè)計在樓梯施工圖菜單進行。

由于預(yù)制樓梯梯板的上端和下端都有不長的一段水平加強段，見圖1，因此在樓梯模型輸入的梯板形式選擇時，不應(yīng)選擇A型，而應(yīng)采用D型樓梯布置。樓梯計算同普通樓梯。

3 裝配式樓梯在YJK中的建模和計算

（1）在建模的構(gòu)件布置菜單下的樓梯菜單下輸入樓梯，按房間輸入，輸入樓梯前必須生成該房間的樓板。某剪力墻結(jié)構(gòu)輸入的雙跑樓梯數(shù)據(jù)，注意在樓梯輸入對話框中選擇DT梯跑類型，并輸入低端和高端的平臺長度（本例中輸入400mm）。

（2）預(yù)制樓梯的設(shè)計和出施工圖在樓梯施工圖菜單下進行。軟件對于現(xiàn)澆樓梯和預(yù)制樓梯使用相同的流程菜單，但在各菜單下設(shè)置了預(yù)制樓梯的選項，點選預(yù)制樓梯的相關(guān)菜單即可按照預(yù)制樓梯進行設(shè)計。

①預(yù)制樓梯參數(shù)的輸入。參數(shù)菜單下設(shè)置了預(yù)制樓梯相關(guān)的參數(shù)。主要有梯梁挑耳的尺寸、梯梁銷鍵參數(shù)、吊點加強筋、梯板支座類型選型等。支座類型參數(shù)下有兩個選項：預(yù)留孔螺栓連接、現(xiàn)澆或疊合梯梁連接。對應(yīng)國家建筑標(biāo)準(zhǔn)圖集《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點構(gòu)造（樓蓋和樓梯）》15G310-1的41頁-43頁的兩種預(yù)制樓梯形式，第一種是預(yù)留孔螺栓連接的形式，第二種是鋼筋錨入梯梁的形式。

②預(yù)制樓梯的平面圖。平面圖菜單下設(shè)置了預(yù)制樓梯菜單，使用該菜單可對該層樓梯按照預(yù)制樓梯的模式畫樓梯平面圖。鼠標(biāo)點選本層平面上需要畫圖的樓梯間部位，移動鼠標(biāo)到圖面上的適當(dāng)位置，確認(rèn)回車后即畫出本層預(yù)制樓梯的平面圖。

③預(yù)制樓梯剖面圖。剖面圖菜單下設(shè)置了預(yù)制樓梯菜單，使用該菜單可對該層樓梯按照預(yù)制樓梯的模式畫樓梯剖面圖。鼠標(biāo)點選本層平面上需要畫圖的樓梯間部位，移動鼠標(biāo)到圖面上的適當(dāng)位置，確認(rèn)回車后即畫出本層預(yù)制樓梯的剖面圖。

④預(yù)制樓梯板配筋圖。配筋圖菜單下設(shè)置了預(yù)制樓梯菜單，使用該菜單可對該層樓梯按照預(yù)制樓梯的模式畫樓梯板的配筋圖。鼠標(biāo)點選本層平面上需要畫圖的樓梯間部位，移動鼠標(biāo)到圖面上的適當(dāng)位置，確認(rèn)回車后即畫出本層預(yù)制樓梯板的配筋圖，如圖2。

⑤圖面編輯。使用圖面編輯的移動標(biāo)注、移動尺寸菜單可對預(yù)制樓梯各部分施工圖進行編輯操作。預(yù)制樓梯的計算書的內(nèi)容與格式和普通樓梯相同。鼠標(biāo)點取需要生成樓梯計算書的樓梯間位置，即可自動生成該層樓梯的計算書，包括荷載分析、內(nèi)力計算和配筋計算等。

⑥預(yù)制樓梯和現(xiàn)澆梯梁連接。參數(shù)中選擇支座類型為“現(xiàn)澆或疊合梯梁連接”時，軟件將預(yù)制樓梯上下連接處的鋼筋伸出，伸出的鋼筋將直接錨入現(xiàn)澆的梯梁中。

圖2

4 裝配式住宅樓梯的構(gòu)造要求

預(yù)制板式樓梯的梯段板底應(yīng)配置通長的縱向鋼筋。板面宜配置配置通長的縱向鋼筋；當(dāng)樓梯兩端均不能滑動時，板面應(yīng)配置通長的縱向鋼筋。用于固定連接件的預(yù)埋件與預(yù)埋吊件、臨時支撐用預(yù)埋件不宜兼用，當(dāng)兼用時，應(yīng)同時滿足各種設(shè)計工況要求。預(yù)制構(gòu)件中預(yù)埋件的驗算應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017和《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB50666等有關(guān)規(guī)定。

預(yù)制樓梯與支承構(gòu)件之間宜采用簡支連接。采用簡支連接時，應(yīng)符合下列規(guī)定：①預(yù)制樓梯宜一端設(shè)置固定鉸，另一端設(shè)置滑動鉸，其轉(zhuǎn)動及滑動變形能力應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)層間位移的要求，且預(yù)制樓梯的端部的支承構(gòu)件上的最小擱置長度應(yīng)符合《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014中表6.5.8的規(guī)定；②預(yù)制樓梯設(shè)置滑動鉸的端部應(yīng)采取防止滑落的構(gòu)造措施[4]。

5 結(jié)束語

（1）裝配式樓梯更適合產(chǎn)業(yè)化，而產(chǎn)業(yè)化帶來的是效率和質(zhì)量的進一步提升。

（2）裝配式樓梯模型輸入的梯板形式選擇時，不應(yīng)選擇A型，而應(yīng)采用D型樓梯布置，預(yù)制樓梯計算同普通樓梯。

（3）裝配式樓梯全程可在YJK建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件建模計算與設(shè)計，后期可根據(jù)項目實際情況進行必要的修正。

（4）裝配式樓梯應(yīng)滿足《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014以及《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點與構(gòu)造》（樓蓋和樓梯）15G310-1中的基本構(gòu)造要求。

參考文獻

[1] JGJ1-2014.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2014.

[2] DB331092-2016.綠色建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2016.

[3] 15G310-1.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點與構(gòu)造(樓蓋和樓梯)[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2015.

[4] 15J04.裝配式混凝土住宅樓梯圖集[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2014.