1.引言

現(xiàn)有裝配式建筑高層住宅層數(shù)多樓梯標(biāo)準(zhǔn)化程度極高，采用預(yù)制樓梯可顯著減少現(xiàn)場(chǎng)支模拆模工作量、提高現(xiàn)場(chǎng)工程質(zhì)量、提升現(xiàn)場(chǎng)文明施工水平、加快施工進(jìn)度。預(yù)制樓梯專(zhuān)業(yè)化圖集已發(fā)布多年，樓梯的幾何尺寸、配筋、連接節(jié)點(diǎn)已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和施工，該圖集預(yù)制樓梯上部一般采用鉸接固定連接，下部采用滑動(dòng)連接，上下兩端各預(yù)留2個(gè)孔，安裝時(shí)插入梯梁預(yù)埋的預(yù)埋螺栓或鋼筋。下圖1是某項(xiàng)目參照標(biāo)準(zhǔn)圖集將板式樓梯改為梁式預(yù)制樓梯的標(biāo)準(zhǔn)做法，左邊是上端連接大樣，右邊是下端連接大樣。當(dāng)前采用裝配式建筑技術(shù)建造的高層剪力墻住宅越來(lái)越多，樓梯節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)如果比較復(fù)雜將會(huì)影響安裝和生產(chǎn)效率，對(duì)于側(cè)向剛度較大的高層剪力墻住宅來(lái)說(shuō)該圖集提供的節(jié)點(diǎn)連接存在一步優(yōu)化的可能。

圖1

2.優(yōu)化分析

2.1高層住宅多采用剪力墻結(jié)構(gòu)住宅整體抗側(cè)剛度大，一般說(shuō)來(lái)現(xiàn)澆整體樓梯對(duì)整體剛度影響甚微，樓梯吸收的地震作用十分有限，在地震作用下樓梯根本不會(huì)破壞，這已經(jīng)被絕大多數(shù)樓梯整體澆筑的現(xiàn)澆整體剪力墻結(jié)構(gòu)所證明,這說(shuō)明即使整體澆筑不釋放樓梯剛度對(duì)整個(gè)主體結(jié)構(gòu)毫無(wú)不利影響，所以任何一種釋放剛度的樓梯連接方式都是可以接受的，所以前述上端固定下端滑動(dòng)釋放剛度的做法并不是唯/一的。

2.2該圖集節(jié)點(diǎn)做法增加了吊裝時(shí)預(yù)留孔與預(yù)埋鋼筋精/確定位插入工序，由于一般樓梯較重?cái)[動(dòng)慣性大導(dǎo)致吊裝就位調(diào)節(jié)會(huì)消耗較多安裝時(shí)間，也間接增加施工工人高墜的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.現(xiàn)有樓梯工廠預(yù)制時(shí)預(yù)留孔較多，工廠預(yù)制時(shí)需要采取額外的孔洞預(yù)埋件加固定位和防堵塞措施，特別是預(yù)制樓梯一般采用立式模板生產(chǎn)更需要特別措施保證預(yù)留孔的定位精度，這樣就間接增加了預(yù)制生產(chǎn)成本。

2.4.僅在樓梯的一段采取水平固定限位會(huì)讓該部位吸收全部地震反力，從而導(dǎo)致此部位需要額外采取構(gòu)造加固措施，同時(shí)需要對(duì)支座牛腿采取更加詳細(xì)的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析和構(gòu)造措施。

3.優(yōu)化措施

根據(jù)上述分析，在釋放樓梯剛度的情況下當(dāng)支座牛腿挑出的寬度大于大震下樓梯的水平最/大位移則樓梯不會(huì)掉下來(lái)，此時(shí)預(yù)制樓梯就是安全的，同時(shí)釋放樓梯吸收的地震作用可起到保護(hù)樓梯和相鄰牛腿支座的效果，因此采用下述圖2連接做法，左右圖分別表示上下端連接大樣，此優(yōu)化做法與標(biāo)準(zhǔn)圖集顯著不同之處就是取消預(yù)制樓梯端部的預(yù)留孔，該做法取消了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)位和灌漿作業(yè)，極大地方便了預(yù)制工廠生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)安裝。在大震工況下，對(duì)于一般住宅層高約為2.85-2.9m,按最/大層間位移按1/100考慮，左右端均留設(shè)30mm>2.9m x(1/100)空腔完全可以讓樓梯水平變形，樓梯與牛腿接觸采用剛性接觸連接并鋪一層找平砂漿，由于砂漿強(qiáng)度遠(yuǎn)低于相鄰構(gòu)件混凝土強(qiáng)度且無(wú)配筋在地震工況下砂漿早已破壞，大震工況作用下放樓梯可以自由移動(dòng)，小震和中震工況下由靜摩擦力提供水平滑動(dòng)彈性約束，一般砂漿與混凝土的靜摩擦系數(shù)約為0.3~0.5，遠(yuǎn)大于大于地震影響系數(shù)，所以正常使用情況下樓梯完全不會(huì)滑動(dòng)。在地震工況下由上下兩端支座的靜摩擦力共同承擔(dān)，取消了集中一端的做法，使上下兩個(gè)支座可以共同承擔(dān)水平地震反力，消除了一端梯梁地震作用過(guò)大的不利影響，減小了現(xiàn)澆梯梁處的外伸牛腿要考慮的地震反力所致的水平靜摩擦力，進(jìn)而減少了牛腿頂面處水平剪力和彎矩。

圖2

4.結(jié)論

上述優(yōu)化設(shè)計(jì)消除了現(xiàn)有連接節(jié)點(diǎn)連接的不利影響，構(gòu)造非常簡(jiǎn)單，方便了預(yù)制構(gòu)件工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)安裝，節(jié)省了材料，減少了施工工序，可以大大提高吊裝效率，豐富了當(dāng)前預(yù)制樓梯的連接形式，尤其適用于剪力墻結(jié)構(gòu)的高層住宅使用。