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天津淺談一端為滑動橡膠支座的現澆板式樓梯施工技術

　　淺談一端為滑動支座的現澆板式樓梯施工技術

　　在遭受破壞的建筑物中，樓梯間的結構破壞現象較為普遍，現將現澆樓梯的二個固定端，改成上端為固定支座，下端為滑動支座，當地震發(fā)生時樓梯段可以在一定的區(qū)間內自由伸縮滑動，從而便能延緩或減輕樓梯段發(fā)生破壞的可能性。本文首先介紹了混凝土板式樓梯滑動支座設計和工藝原理，然后分析了材料與設備和施工工藝流程及操作要點，最后探討了質量控制措施。

　　樓梯是多層及高層建筑結構的重要組成部分，在地震作用下受力較為復雜。傳統構造方式的混凝土樓梯，梯段板與主體結構整澆，相當于斜撐構件參與抗側力，致使結構受力復雜，而其自身在強震作用下也往往先行破壞。以往震害，特別是 2008 年汶川地震震害調查表明，樓梯及其相關結構的抗震設計存在不足，影響逃生及救援，是造成強震下人員傷亡增多的原因之一。鑒于此，新修訂的建筑抗震設計規(guī)范對涉及樓梯抗震設計的條文增加了具體規(guī)定。國家建筑標準圖集也對此進行了相應的修改，例如，對于現澆混凝土框架的板式樓梯，在構造上增設滑動支座，梯段板采用上下雙層配筋、設置邊緣約束構件等。強烈地震發(fā)生時，樓梯作為重要的緊急逃生的豎向通道，擔任著重要的角色，應適當提高樓梯和梯板的抗震能力。樓梯的堵塞和破壞會延誤人員撤離及救援工作，從而造成嚴重傷亡。現澆板式樓梯在鋼筋混凝土框架結構中應用非常廣泛，而實際震害卻表明，現澆板式樓梯通常是鋼筋混凝土框架結構抗震中的最薄弱環(huán)節(jié)，并未在強震面前發(fā)揮其所應有的功能，其破壞反而相對更為嚴重和集中。在遭受破壞的建筑物中，樓梯間的結構破壞現象較為普遍，現將現澆樓梯的二個固定端，改成上端為固定支座，下端為滑動支座，當地震發(fā)生時樓梯段可以在一定的區(qū)間內自由伸縮滑動，從而便能延緩或減輕樓梯段發(fā)生破壞的可能性。

　　在建筑物中，樓梯是重要的豎向交通線路，在地震時，是人群進行疏散的惟一途徑。從近來發(fā)生的四川汶川地震和青海玉樹地震的調查來看，樓梯間內部極易出現破壞，包括梯板的折斷，梯柱破壞等。在目前的設計中，普遍采用上部沒有拉通的配置方式，而在實際地震作用下，可能實際的受力是斜向支撐的方式，削弱了其在拉彎和壓彎的周期循環(huán)下的能力。在2010版的抗震規(guī)范中，明確要求考慮樓梯構件的影響。而當前在我國工程設計界中，普遍采用的PKPM軟件中，不考慮樓梯的斜向支撐作用，而僅考慮樓梯間的荷載傳導。在新版板式樓梯圖集中，首次引入帶滑動支座樓梯的新形式。在以前的設計方案中沒有采用過這種新型的樓梯形式。

　　1、混凝土板式樓梯滑動支座設計

　　2011年9月1日，原圖集《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖(現澆混凝土板式樓梯)》(03G101-2)廢止，由(11G101-2)替代。比較這2本圖集的區(qū)別，新圖集增加了有抗震構造措施的3種樓梯類型：ATa，ATb，ATc。前2種樓梯ATa，ATb在起步處設計成滑動支座，梯段板與梯梁脫開。但圖集中梯段ATa，ATb僅能滿足梯段為AT型(梯板全由踏步段構成)梯板的要求。由于建筑樓梯布局的多樣化，BT型(梯板由低端平板和踏步段構成)、CT型(梯板由踏步段和高端平板構成)、DT型(梯板由低端平板，踏步段和高端平板構成)在實際工程中使用頻繁。但圖集中沒有標準做法。

　　為了更好地配合建筑設計，根據實際工程經驗以及圖集(11G101-2)中ATa，ATb滑動支座的構造做法及AT、BT、CT、DT梯板配筋構造補充了CTa、CTb、BTb、DTb的構造做法，如圖1~圖4所示。

　　(其余未注明均同國標圖集 11G1011-2《現澆混凝土板或樓梯》P40)

　　圖1中，CTa下部低端梯梁做法完全同圖集中ATa的做法，但高端做法可參照CT型樓梯高端的做法。由于抗震要求，需要把鋼筋的錨固長度由原圖集中的 La改為 LaE，且板面鋼筋按ATa中做法全長貫通。

　　圖 2 CTb樓梯板配筋構造

　　(其余未注明均同國標圖集 11G101-2《現澆混凝土板或樓梯》P42)

　　圖2中，CTb下部低端梯梁做法完全同圖集中ATb的做法，但高端做法可參照CT型樓梯高端的做法，由于抗震要求，需要把鋼筋的錨固長度由原圖集中的La改為LaE，且板面鋼筋按ATb中做法全長貫通。

　　圖 3 BTb樓梯板配筋構造

　　(其余未注明均同國標圖集 11G101-2《現澆混凝土板或樓梯》P42)

　　圖 4 DTb樓梯板配筋構造

　　(其余未注明均同國標圖集 11G101-2《現澆混凝土板或樓梯》P42)

　　圖3、圖4中，采用梁上挑牛腿的方法擱置下端平臺板，下部低端平臺板做法同圖集中BT、DT的做法，但需要把鋼筋的錨固長度由原圖集中的La改為LaE，且板面鋼筋也要全長貫通。BTb高端節(jié)點構造做法同ATb。DTb高端節(jié)點的做法可參照DT型樓梯高端的做法，但需要把鋼筋的錨固長度由原圖集中的La改為LaE。

　　以上幾種樓梯類型基本可以滿足建筑功能的需求，如遇到本文未涉及到的樓梯類型，比如鋼樓梯也可在起步處設計成滑動支座。

　　2、工藝原理

　　滑動支座的設置方法是：在樓梯段板下端的下表面預埋一塊鋼板，在下端支承構件上表面預埋一塊鋼板，鋼板的寬度和長度等同于二者的接觸面，上下鋼板接觸支承荷載，支承面鋼板上滿鋪石墨粉層，形成滑動面，其余空隙處用聚苯乙烯泡沫板填充。廣泛適用于各類地區(qū)、尤其適用于地震多發(fā)地區(qū)的民用公共建筑結構體系，特別適用于框架結構。

　　3、材料與設備

　　3.1 材料：Q235鋼板，符合GB/T709-2006指標要求。石墨粉，無雜質的普通石墨粉。

　　3.2 機械設備：電弧焊機。

　　4、施工工藝流程及操作要點

　　4.1施工工藝流程

　　支承構件鋼筋綁扎完畢→預埋支承構件上表面的鋼板→復測其標高與水平位置→澆筑支承構件混凝土→搭設梯段模板→清理支承構件上預埋鋼板的表面→滿鋪石墨粉→預埋樓段下端鋼板→復測其標高與水平位置并固定→綁扎梯段鋼筋→澆筑梯段混凝土→養(yǎng)護。

　　4.2操作要點(附梯段構造示意)

　　圖 5 預埋鋼板圖

　　圖 6M-1 圖

　　4.2.1施工條件

　　設計施工圖紙和有關技術資料文件齊全;編制施工方案、經監(jiān)理認可，并已完成技術交底;鋼板、石墨粉有出廠合格證書，鋼板已按圖紙要求尺寸加工成型，并有存放的臨時庫房;施工環(huán)境的溫度不宜低于0℃，現場應采取防風措施。

　　4.2.2支承構件上預埋鋼板

　　支承構件(樓面)鋼筋綁扎完畢，經驗收合格后按圖紙尺寸要求預埋鋼板，檢查其水平位置與標高，復核無誤后將預埋鋼板的錨腳(錨腳采用Φ6鋼筋制作，間距<200mm)與樓層結構鋼筋進行點焊接，確保其位置準確，不松動。

　　4.2.3鋪設石墨粉

　　首先清理干凈支承構件(樓面)鋼板的上表面，去除混凝土等泥漿雜物，并用清水沖洗干凈、晾干;在支承構件(樓面)鋼板的上表面的四周用白色泡沫條做成邊框;用鐵抹將石墨粉均勻地鋪設在鋼板上，鋪設厚度約3mm。

　　4.2.4預埋梯段下端鋼板

　　將樓梯段下端的鋼板按圖示尺寸要求放置在石墨粉上，檢測其水平位置及標高，并壓實鋼板。

　　4.2.5澆筑梯段下端混凝土

　　鋼板埋設完畢后，綁扎樓梯段鋼筋，在混凝土澆筑前再次檢查鋼板的位置與標高，確保無誤后澆筑混凝土。

　　5、質量控制措施

　　所用鋼板需有出廠質量合格證明，并經外觀查看合格后方可使用。外觀指標，表面平整，尺寸準確，錨腳的規(guī)格、尺寸、間距準確，焊接牢固。石墨鋪設均勻，無雜質。

　　6、結語

　　采用滑動支座替代固定支座，一是采用滑動支座將整體現澆樓梯分為兩段施工，避免了在樓梯段中間1/3 部位因留設施工縫而帶來的施工不便;二是在地震發(fā)生時可以有效延緩樓梯發(fā)生破壞的時間，或減輕樓梯破壞的程度，從而為人員的逃生創(chuàng)造條件或贏得寶貴時間。