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平?jīng)鰷\談一端為滑動橡膠支座的現(xiàn)澆板式樓梯施工技術(shù)
淺談一端為滑動支座的現(xiàn)澆板式樓梯施工技術(shù)
在遭受破壞的建筑物中，樓梯間的結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象較為普遍，現(xiàn)將現(xiàn)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(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時樓梯段可以在一定的區(qū)間內(nèi)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(shè)計和工藝原理，然后分析了材料與設(shè)備和施工工藝流程及操作要點，最后探討了質(zhì)量控制措施。
樓梯是多層及高層建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，在地震作用下受力較為復(fù)雜。傳統(tǒng)構(gòu)造方式的混凝土樓梯，梯段板與主體結(jié)構(gòu)整澆，相當(dāng)于斜撐構(gòu)件參與抗側(cè)力，致使結(jié)構(gòu)受力復(fù)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(diào)查表明，樓梯及其相關(guān)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)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(shè)計規(guī)范對涉及樓梯抗震設(shè)計的條文增加了具體規(guī)定。國家建筑標(biāo)準(zhǔn)圖集也對此進(jìn)行了相應(yīng)的修改，例如，對于現(xiàn)澆混凝土框架的板式樓梯，在構(gòu)造上增設(shè)滑動支座，梯段板采用上下雙層配筋、設(shè)置邊緣約束構(gòu)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(dān)任著重要的角色，應(yīng)適當(dāng)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(yán)重傷亡。現(xiàn)澆板式樓梯在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中應(yīng)用非常廣泛，而實際震害卻表明，現(xiàn)澆板式樓梯通常是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震中的最薄弱環(huán)節(jié)，并未在強震面前發(fā)揮其所應(yīng)有的功能，其破壞反而相對更為嚴(yán)重和集中。在遭受破壞的建筑物中，樓梯間的結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象較為普遍，現(xiàn)將現(xiàn)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(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時樓梯段可以在一定的區(qū)間內(nèi)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(jìn)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(diào)查來看，樓梯間內(nèi)部極易出現(xiàn)破壞，包括梯板的折斷，梯柱破壞等。在目前的設(shè)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(gòu)件的影響。而當(dāng)前在我國工程設(shè)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(dǎo)。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(shè)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(shè)計
2011年9月1日，原圖集《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖(現(xiàn)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(gòu)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(shè)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(gòu)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(gòu)成)、CT型(梯板由踏步段和高端平板構(gòu)成)、DT型(梯板由低端平板，踏步段和高端平板構(gòu)成)在實際工程中使用頻繁。但圖集中沒有標(biāo)準(zhǔn)做法。
為了更好地配合建筑設(shè)計，根據(jù)實際工程經(jīng)驗以及圖集(11G101-2)中ATa，ATb滑動支座的構(gòu)造做法及AT、BT、CT、DT梯板配筋構(gòu)造補充了CTa、CTb、BTb、DTb的構(gòu)造做法，如圖1~圖4所示。
(其余未注明均同國標(biāo)圖集 11G1011-2《現(xiàn)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(gòu)造
(其余未注明均同國標(biāo)圖集 11G101-2《現(xiàn)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(gòu)造
(其余未注明均同國標(biāo)圖集 11G101-2《現(xiàn)澆混凝土板或樓梯》P42)
圖 4 DTb樓梯板配筋構(gòu)造
(其余未注明均同國標(biāo)圖集 11G101-2《現(xiàn)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(gòu)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(shè)計成滑動支座。
2、工藝原理
滑動支座的設(shè)置方法是：在樓梯段板下端的下表面預(yù)埋一塊鋼板，在下端支承構(gòu)件上表面預(yù)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(jié)構(gòu)體系，特別適用于框架結(jié)構(gòu)。
3、材料與設(shè)備
3.1 材料：Q235鋼板，符合GB/T709-2006指標(biāo)要求。石墨粉，無雜質(zhì)的普通石墨粉。
3.2 機械設(shè)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(gòu)件鋼筋綁扎完畢→預(yù)埋支承構(gòu)件上表面的鋼板→復(fù)測其標(biāo)高與水平位置→澆筑支承構(gòu)件混凝土→搭設(shè)梯段模板→清理支承構(gòu)件上預(yù)埋鋼板的表面→滿鋪石墨粉→預(yù)埋樓段下端鋼板→復(fù)測其標(biāo)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(gòu)造示意)
圖 5 預(yù)埋鋼板圖
圖 6M-1 圖
4.2.1施工條件
設(shè)計施工圖紙和有關(guān)技術(shù)資料文件齊全;編制施工方案、經(jīng)監(jiān)理認(rèn)可，并已完成技術(shù)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(xiàn)場應(yīng)采取防風(fēng)措施。
4.2.2支承構(gòu)件上預(yù)埋鋼板
支承構(gòu)件(樓面)鋼筋綁扎完畢，經(jīng)驗收合格后按圖紙尺寸要求預(yù)埋鋼板，檢查其水平位置與標(biāo)高，復(fù)核無誤后將預(yù)埋鋼板的錨腳(錨腳采用Φ6鋼筋制作，間距<200mm)與樓層結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行點焊接，確保其位置準(zhǔn)確，不松動。
4.2.3鋪設(shè)石墨粉
首先清理干凈支承構(gòu)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(gòu)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(shè)在鋼板上，鋪設(shè)厚度約3mm。
4.2.4預(yù)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(biāo)高，并壓實鋼板。
4.2.5澆筑梯段下端混凝土
鋼板埋設(shè)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(biāo)高，確保無誤后澆筑混凝土。
5、質(zhì)量控制措施
所用鋼板需有出廠質(zhì)量合格證明，并經(jīng)外觀查看合格后方可使用。外觀指標(biāo)，表面平整，尺寸準(zhǔn)確，錨腳的規(guī)格、尺寸、間距準(zhǔn)確，焊接牢固。石墨鋪設(shè)均勻，無雜質(zhì)。
6、結(jié)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(xiàn)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(shè)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。
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