钢筋砼板式楼梯滑动支座技术浅析

钢筋砼板式楼梯滑动支座技术浅析

江苏江中集团有限公司226500

摘要:本文结合澄星花苑工程项目1#~6#楼楼梯施工,一端采用为滑动支座的钢筋砼板式楼梯施工技术。通过对该施工技术的工艺原理、工艺流程、施工方法以及质量保证措施等进行论述,认为通过滑动支座,可以避免地震时楼梯提前破坏及对主体结构的不利影响,以减轻震害,简易、经济、耐久,可用于多高层建筑结构、特别是混凝土结构,同时有利于提高综合效益,具有良好的发展前景和较大的推广力。

关键词:钢筋混凝土;板式楼梯;滑动支座;施工技术

澄星综合体工程由江阴市澄星房地产开发有限公司投资新建,同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司设计,江苏江中集团有限公司总承包施工,项目位于江阴市花山路东侧,塘前路南侧,工程总建筑面积约为436000㎡。其中六栋高层住宅,1#-5#楼为地下2层,地上33~34层,建筑高度99.10~96.20m;6#楼地下2层,地上15层,建筑高度44.00m。澄星广场为一幢地下共3层,地上共7层商业建筑,总建筑面积为84120.2㎡,建筑高度41.60m。澄星大厦工程地下3层,地上50层超高层建筑,总建筑面积149725.25㎡,建筑高度238m,包括五星级酒店、办公用房、会议厅、多功能厅等。裙房采用钢筋混凝土框架结构,塔楼采用钢骨混凝土混合组合结构。

钢筋混凝土板式楼梯是建筑物中使用最为广泛的楼梯构造形式之一。而按传统方式建造的这类现浇钢筋混凝土楼梯与上下支承构件浇筑在一起,梯段板作为斜向构件参加抗侧力工作,使主体结构刚度加大、导致楼层平面内的刚度分布不均匀,对结构整体分析结果产生很大影响;且这种做法往往导致楼梯成为结构的第一道抗震防线,在强震下先破坏,难以保证地震时楼梯间作为紧急逃生通道发挥人员疏散和救援作用的功能。针对上述实际需要,通过改变楼梯与主体结构的连接方式,以滑动支座设置来改变楼梯自身的受力条件,推迟破坏,使其在地震时发挥救援、疏散的功能,并减少对结构的不利影响。

钢筋混凝土板式楼梯采用现浇楼梯,梯段板全部由踏步段组成,其上端与主体结构楼层或休息平台处的支承梁板整浇,而在下端,改变梯段板与该处支承构件梯梁或梯梁挑板整浇的做法,形成滑动支座。

梯段板和下端支承构件分开配筋、分开浇筑,梯段板下端搁置在支承于下端的支承构件之上;下端支承构件的混凝土上表面浇筑制作成光滑平整的水平平面,并在其支承梯段板下端的全部范围满铺聚四氟乙烯板隔离层,将梯段板下端的下表面与下端支承构件的上表面隔开,形成能发生相对水平滑动的支座。

梯段板下端最下面一个踏步的各竖直表面与下端支承构件及平台板的建筑面层相邻部位之间均由填充聚苯乙烯泡沫的柔性隔离带隔开,以确保滑动。梯段板下端的下端支承构件采用由梯梁延伸出来的梯梁挑板。由于钢筋混凝土板式楼梯仅在每个梯段板的上端与主体结构整浇连接成一体,而下端可与连接于主体结构的下端支承构件之间发生水平滑动,这样避免了结构在发生层间位移时,楼梯因作为斜支撑受力而发生的自身提前破坏及对主体结构刚度的影响。

地震产生的剪力是按刚度和变形分配的。楼梯相对框架结构来说,刚度比较大,分配的剪力大,地震宜发生破坏。变形大了,会消耗地震的能量。

地震作用是一种能量:根据功能原理,能量可近似的认为是力与位移的矢量的乘积。故得出防止的方法:增加本身结构的抗力和让结构发生一定的位移。滑动支座就是消能的一种利用,有些东西抵抗并不一定好,所以我们优先采取构造措施,把楼梯和整体结构脱开。如果地震是一种“负能量”,那么滑动支座产生的就是“正能量”。

先浇筑位于梯段板下面的下端支承构件,并将下端支承构件上表面抹成光滑平整的水平平面。

将聚四氟乙烯板隔离层铺于光滑平整的水平现浇混凝土面,采用M4平头螺钉将其钉于混凝土表面。

上端梯段板制作时,以满铺聚四氟乙烯板隔离层的下端支承构件的上表面作为梯段板下端的底部模板,按常规方法完成该梯段板的钢筋混凝土浇筑施工以及其上端支承构件的制作。进行下端支承构件及平台板的建筑面层制作等后续施工时,将梯段板下端最下面一个踏步的各竖直表面与下端支承构件及平台板的建筑面层相邻部位之间填充聚苯乙烯泡沫板。

为设置滑动支座的钢筋混凝土板式楼梯当梯段板下端支承于梯梁挑板时的应用。施工时先浇筑下部的平台板4、梯梁1和梯梁挑板2,梯梁挑板2的挑出长度取梯段板5最下面一个踏步宽度,其厚度不小于梯段板5的厚度;梯梁挑板2的上表面混凝土抹成光滑平整的水平平面,且不低于梯梁1与之相邻处的混凝土上表面,并在其对应于支承梯段板5下端的全部范围满铺聚四氟乙烯板隔离层6,使以后浇筑的梯段板5下端的下表面与梯梁挑板2的上表面隔开;浇筑梯段板5的混凝土时,将满铺聚四氟乙烯板隔离层6的梯梁挑板2上表面作为梯段板5下端下表面的底部模板;然后完成梯段板5以及与之整浇的上端梁板支承构件3的制作,从而构成设置简易滑动支座的钢筋混凝土板式楼梯;段板5下端最后一个踏步处各竖直表面与平台板4和梯梁1的建筑面层8与之相邻部位之间均填充聚苯乙烯泡沫板7作为隔离带,以确保滑动。

厚聚四氟乙烯板市场上都是成卷装的,质地较硬,施工过程中需切割成需要的尺寸,在混凝土表面用平头螺钉打入。但在实际施工过程中,由于混凝土表面处理不够光滑平整,加上铺设垫板时难免出现铺设尺寸偏差、铺设不平整、不牢固等问题,一旦梯段板与之浇筑成型后会导致滑动摩擦系数的增大,达不到真正滑动作用,减少了滑动位移,反而减小了抗震作用。

当位于梯段板下面的下端支承构件浇筑完成,并将混凝土上表面抹平,待混凝土达到一定强度后,用打磨机将混凝土挑板上表面打磨成光滑平整的水平平面。将聚四氟乙烯板切割成图纸所需尺寸,按照图集做法在其上面弹线,找出平头螺钉位置并用电钻钻出;然后在混凝土挑板表面按照同样的方法钻出螺钉位置。将膨胀螺丝用冲击钻打入混凝土螺钉位置,将准备好的聚四氟乙烯垫板平整的铺在混凝土表面,螺钉位置一定要对准;再将平头螺钉锚进膨胀螺丝中。这样既能保证聚四氟乙烯垫板位置准确无误,又能保证其平整牢固的与混凝土连接在一起。

聚四氟乙烯板搬运时应有保护措施,以免损坏。将聚四氟乙烯板与混凝土接触面使用打磨机打磨,保证表面平整。确保连接件固定牢固,并在固定时放通线定位,使连接件安装平直,不产生偏移。面板的品种、质量、颜色、应符合设计要求,并应有产品合格证。聚四氟乙烯板安装完毕,在易受污染部位用胶纸贴盖保护;易被划碰的部位,应设安全护栏保护。防止水泥砂浆等污染表面。

抗震能力强,与无滑动支座的普通构造现浇钢筋混凝土板式楼梯相比,大大增强了楼梯及主体结构的抗震能力。具有摩擦系数极低、免维护、适应性强、耐摩擦高寿命、高承载力等特点。将下端支承构件混凝土表面铺上聚四氟乙烯板隔离层后,直接作为梯段板浇筑的底部模板,构造简单,便于施工。

从长远看,这种滑动支座本质上是在梯段板与下端支承构件混凝土表面之间形成摩擦滑动,具有良好的材料耐久性。

采取有效措施,减少楼梯构件对主体结构刚度的影响,避免其较早破坏,对于楼梯本身乃至整体结构的抗震安全都是非常重要的。力求以简易的设置,对于建筑物中的楼梯以至于整体结构,提供一种提高抗震性能、减轻震害的技术措施,便于施工,对地震区的各类多高层建筑结构体系、特别是量大面广的混凝土结构中,有良好的推广应用前景。

参考文献:

[1]赵志缙,赵帆.高层建筑施工(2版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[2]建筑施工手册(5版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.

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