CN111155727A - 一种装配式抗震楼梯及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装配式抗震楼梯及其施工方法，包括楼梯主体，楼梯主体的两端分别搭接在不同层的两个平台梁上，所述的楼梯主体由预制楼梯板、上楼梯平台和下楼梯平台组成，上楼梯平台和下楼梯平台的底部均固定有垂直于对应平台面的钢板且钢板末端向预制楼梯板方向弯折形成L形支撑板，所述两个平台梁上均挖设有一个U形凹槽，L形支撑板远离楼梯主体的一端支撑在U形凹槽内与L形预埋钢板配合形成滑动减震腔，本发明在地震发生时，保证预制楼梯主体通过端部的L形支撑板在滑动减震腔内滑动，消耗地震能量；同时，预制楼梯主体在滑动减震腔内滑动时与平台梁相互碰撞，可以消耗一部分地震带来的震动能量，从而减缓震动强度。

Description

一种装配式抗震楼梯及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种楼梯装置，尤其是涉及一种装配式抗震楼梯及其施工方法。
背景技术
由于传统的建筑工艺存在工期长、效率低，环境污染严重的情况，建筑工程施工时，对周边地区带来的粉尘、噪音、不良气体等各种环境危害。鉴于我国城市化进程的快速推进，亟需解决传统建筑产业效率低下和环境危害的问题，以预制构件拼装作为定义的装配式建筑得到大力发展。
楼梯是建筑物楼层间的主要通行构件，地震时，人们一般选择楼梯作为逃生通道，但是，楼梯会遭受水平地震作用及竖向地震作用，又因为楼梯本身与房屋整体连结，楼梯在遭受较大地震作用时，容易导致楼梯断裂，切断逃生通道，造成严重人员伤亡，因此，抗震楼梯应运而生。但是现有预制抗震楼梯构件安装结构繁琐，要求精度高，导致安装时间长，安装效率低下，同时安装完毕后的预制抗震楼梯没有足够的侧向限位力，导致大震条件下容易滑出。所以本文提出一种装配式抗震楼梯及其施工方法，用以解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：上述预制抗震楼梯构件安装结构繁琐，安装时间长，安装效率低，同时没有足够侧向限位保护的问题，提供一种装配式抗震楼梯及其施工方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种装配式抗震楼梯，包括楼梯主体，楼梯主体的两端分别搭接在不同层的两个平台梁上，所述的楼梯主体由预制楼梯板、上楼梯平台和下楼梯平台组成，上楼梯平台和下楼梯平台分别固定在预制楼梯板的两端，上楼梯平台和下楼梯平台的底部均固定有垂直于对应平台面的钢板且钢板末端向预制楼梯板方向弯折形成L形支撑板，所述两个平台梁上均挖设有一个U形凹槽，U形凹槽靠近楼梯主体一侧的侧壁低于U形凹槽另一侧的侧壁，L形支撑板远离楼梯主体的一端支撑在U形凹槽内，通过L形支撑板使得预制楼梯主体仅端部L形支撑板与两个平台梁接触受力，平台梁内预埋有平台梁端部预埋钢板，U形凹槽中较低一侧的侧壁内预埋有侧壁预埋钢板,侧壁预埋钢板的其中一端与平台梁端部预埋钢板焊接在一起，侧壁预埋钢板的另一端向U形凹槽较高一侧弯折形成L形预埋钢板，L形预埋钢板与L形支撑板配合形成滑动减震腔，在地震发生时，保证预制楼梯主体通过端部的L形支撑板在滑动减震腔内滑动，消耗地震能量；同时，预制楼梯主体在滑动减震腔内滑动时与平台梁相互碰撞，可以消耗一部分地震带来的震动能量，从而减缓震动强度。
所述的预制楼梯板内预埋有楼梯钢板，楼梯钢板两侧焊接有楼梯板加强筋，上楼梯平台和下楼梯平台内均预埋有楼梯平台钢板，两个楼梯平台钢板通过楼梯钢板焊接在一起，楼梯平台钢板与L形支撑板焊接在一起，楼梯钢板、楼梯板加强筋、楼梯平台钢板和L形支撑板配合构成楼梯主体的钢骨架，当大震来临时，强烈的碰撞使得上楼梯平台和下楼梯平台内的楼梯平台钢板以及预制楼梯板内的楼梯钢板变形较大，此时楼梯平台钢板和楼梯钢板均与混凝土的粘结性变差，持续的碰撞使得混凝土开始剥落，此时楼梯主体从钢筋混凝土结构逐渐向“半钢结构”转化，在此过程中其质量变轻，相应的地震响应下降，同时预埋的楼梯钢板和楼梯平台钢板以及楼梯板加强筋配合形成楼梯钢板骨架，且楼梯钢板骨架暂时承担着钢结构楼梯的作用，保证震时人们的逃生需要。
所述的楼梯钢板采用呈阶梯状设置的钢板。
所述的U形凹槽底部内铺设有缓冲层。
所述缓冲层采用铺设的沙子层，地震时使得预制楼梯端部的L形支撑板可以在沙垫层上滑动，增加摩擦力，进一步消耗地震能量。
所述的楼梯钢板和楼梯平台钢板均采用波纹钢板。
所述的上楼梯平台和下楼梯平台内的楼梯平台钢板中的波纹钢板的波纹钢板肋相互平行，楼梯平台钢板中的波纹钢板的波纹钢板肋均与楼梯钢板中波纹钢板的波纹钢板肋垂直，采用波纹钢板后，可以提高楼梯主体的刚度，同时保证了混凝土的顺利剥落，而且可以进一步增加楼梯钢板骨架的整体刚度，提高楼梯主体的安全性。
所述的一种装配式抗震楼梯的施工方法，包括如下步骤：
步骤一：平台梁的准备
取平台梁端部预埋钢板和L形预埋钢板焊接在一起后置于平台梁浇筑模具内，平台梁浇筑模具采用常规建筑浇筑模具即可，浇筑混凝土后制备挖设有U形凹槽的平台梁，待混凝土养护完成后，拆除平台梁模板形成平台梁，并将两个平台梁分别固定在两个不同层建筑物上；
步骤二：楼梯主体的准备
取楼梯钢板、两块楼梯板加强筋以及两块楼梯平台钢板，将两块楼梯板加强筋分别焊接在楼梯钢板两侧，将两块楼梯平台钢板分别焊接在楼梯钢板两端，取两个L形支撑板并分别焊接在楼梯平台钢板远离楼梯钢板的一端上，楼梯钢板、楼梯板加强筋、楼梯平台钢板和L形支撑板配合构成楼梯主体的钢骨架，将焊接形成的楼梯主体的钢骨架置于楼梯主体浇筑模具中，楼梯主体浇筑模具采用常规建筑浇筑模具即可，并调整浇筑模具使得L形支撑板裸露于模具外部不参与浇筑，在模具内浇筑混凝土，待混凝土养护完成后拆除模具获得楼梯主体；
步骤三：楼梯主体的搭接
取步骤二中制备获得的楼梯主体，通过吊移装置吊起后将其两端的L形支撑板悬挂于步骤一中对应的两个平台梁的U形凹槽正上方后放下楼梯主体，使得楼梯主体通过L形支撑板支撑在U形凹槽内实现搭接施工，吊移装置采用常规建筑用起重机。
所述的步骤二中混凝土浇筑层的厚度为8-15mm，通常采用10mm用以避免钢板锈蚀和减少可能存在的火灾对它的影响。
所述的步骤三中的U形凹槽内底部铺设有一层沙子。
本发明的有益效果是：本发明具有现代工业化生产制造的诸多优势，预制构件集中化生产，工期短；不采用螺栓连接，也不采用现场焊接，直接采用搭接方式并在搭接处配合形成滑动减震腔，不仅整体构件安装速度快，而且还进一步提高了抗震性能，本发明中的抗震楼梯施工工艺简单，建筑造价不高，符合现代化的环保建造建筑的方向，同时在地震中转换为“半钢结构”状楼梯可以方便逃生。
附图说明
图1图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明中楼梯主体的钢骨架的结构示意图。
图3为本发明中图1内A处的局部放大示意图。
图4为本发明中波纹钢板的结构示意图。
图5为本发明中波纹钢板肋在安装平面上的投影示意图。
图中：1、预制楼梯板；11、楼梯板加强筋；12、楼梯钢板；2、上楼梯平台；21、楼梯平台钢板；211、L形支撑板；3、下楼梯平台；4、平台梁；41、平台梁端部预埋钢板；42、缓冲层；411、L形预埋钢板；5、U形凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1；
一种装配式抗震楼梯，包括楼梯主体，楼梯主体的两端分别搭接在不同层的两个平台梁4上，所述的楼梯主体由预制楼梯板1、上楼梯平台2和下楼梯平台3组成，上楼梯平台2和下楼梯平台3分别固定在预制楼梯板1的两端，上楼梯平台2和下楼梯平台3的底部均固定有垂直于对应平台面的钢板且钢板末端向预制楼梯板方向弯折形成L形支撑板211，所述两个平台梁上均挖设有一个U形凹槽5，U形凹槽5靠近楼梯主体一侧的侧壁低于U形凹槽5另一侧的侧壁，L形支撑板211远离楼梯主体的一端支撑在U形凹槽5内，平台梁4内预埋有平台梁端部预埋钢板41，U形凹槽中较低一侧的侧壁内预埋有侧壁预埋钢板,侧壁预埋钢板的其中一端与平台梁端部预埋钢板焊接在一起，侧壁预埋钢板的另一端向U形凹槽较高一侧弯折形成L形预埋钢板411，L形预埋钢板411与L形支撑板211配合形成滑动减震腔。
所述的预制楼梯板内预埋有楼梯钢板12，楼梯钢板12采用呈阶梯状设置的平面钢板，楼梯钢板12两侧焊接有楼梯板加强筋11，上楼梯平台和下楼梯平台内均预埋有楼梯平台钢板21，两个楼梯平台钢板21通过楼梯钢板12焊接在一起，楼梯平台钢板21与L形支撑板211焊接在一起，楼梯钢板12、楼梯板加强筋11、楼梯平台钢板21和L形支撑板211配合构成楼梯主体的钢骨架。本方案，使地震发生时，预制楼梯主体可以在滑动减震腔内滑动，消耗地震能量；同时，地震时，强烈的碰撞使得楼梯平台钢板21及楼梯钢板12发生变形，上层混凝土剥落，楼梯主体质量下降，相应的地震响应下降，抗震性能提高。
所述的一种装配式抗震楼梯的施工方法，包括如下步骤：
步骤一：平台梁的准备
取平台梁端部预埋钢板41和L形预埋钢板411焊接在一起后置于平台梁浇筑模具内，平台梁浇筑模具采用常规建筑浇筑模具即可，浇筑混凝土后制备挖设有U形凹槽的平台梁，待混凝土养护完成后，拆除平台梁模板形成平台梁，并将两个平台梁分别固定在两个不同层建筑物上；
步骤二：楼梯主体的准备
取楼梯钢板12、两块楼梯板加强筋11以及两块楼梯平台钢板21，将两块楼梯板加强筋11分别焊接在楼梯钢板12两侧，将两块楼梯平台钢板21分别焊接在楼梯钢板12两端，取两个L形支撑板211并分别焊接在楼梯平台钢板21远离楼梯钢板12的一端上，楼梯钢板12、楼梯板加强筋11、楼梯平台钢板21和L形支撑板211配合构成楼梯主体的钢骨架，将焊接形成的楼梯主体的钢骨架置于楼梯主体浇筑模具中，楼梯主体浇筑模具采用常规建筑浇筑模具即可，并调整浇筑模具使得L形支撑板裸露于模具外部不参与浇筑，在模具内浇筑混凝土，凝土浇筑层的厚度为10mm用以避免钢板锈蚀和减少可能存在的火灾对它的影响，待混凝土养护完成后拆除模具获得楼梯主体；
步骤三：楼梯主体的搭接
取步骤二中制备获得的楼梯主体，通过吊移装置吊起后将其两端的L形支撑板悬挂于步骤一中对应的两个平台梁的U形凹槽正上方后放下楼梯主体，使得楼梯主体通过L形支撑板支撑在U形凹槽内实现搭接施工，吊移装置采用常规建筑用起重机。
实施例2
在实施例1的基础之上将楼梯钢板12、楼梯板加强筋11、楼梯平台钢板21中的平面钢板全部更换为波纹钢板6，而且控制上楼梯平台和下楼梯平台内的楼梯平台钢板中的波纹钢板的波纹钢板肋601相互平行，楼梯平台钢板中的波纹钢板的波纹钢板肋601均与楼梯钢板中波纹钢板的波纹钢板肋601垂直，该布置方案可以提高楼梯钢板骨架的整体强度及刚度，地震发生时，上层的混凝土脱落的更厉害，预制楼梯主体更加轻盈，相应的地震响应更加小，使得作为震时临时逃生通道的楼梯钢板骨架的安全储备更高。
施工方法与实施例1施工方法相同。
实施例3
在实施例2的基础上，在平台梁上的U形凹槽内铺设一侧沙子形成缓冲层，地震时，楼梯主体通过楼梯端部L形支撑板在平台梁的U形凹槽内滑动，并通过楼梯端部L形钢板进行限位，消耗地震能量，提高抗震性能。
施工方法需要在实施例1中施工方法的步骤三中起重机控制楼梯主体放下之前，在在平台梁上的U形凹槽内铺设一侧沙子形成缓冲层，随后放下楼梯主体。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种装配式抗震楼梯，包括楼梯主体，楼梯主体的两端分别搭接在不同层的两个平台梁上，其特征在于：所述的楼梯主体由预制楼梯板、上楼梯平台和下楼梯平台组成，上楼梯平台和下楼梯平台分别固定在预制楼梯板的两端，上楼梯平台和下楼梯平台的底部均固定有垂直于对应平台面的钢板且钢板末端向预制楼梯板方向弯折形成L形支撑板，所述两个平台梁上均挖设有一个U形凹槽，U形凹槽靠近楼梯主体一侧的侧壁低于U形凹槽另一侧的侧壁，L形支撑板远离楼梯主体的一端支撑在U形凹槽内，平台梁内预埋有平台梁端部预埋钢板，U形凹槽中较低一侧的侧壁内预埋有侧壁预埋钢板,侧壁预埋钢板的其中一端与平台梁端部预埋钢板焊接在一起，侧壁预埋钢板的另一端向U形凹槽较高一侧弯折形成L形预埋钢板，L形预埋钢板与L形支撑板配合形成滑动减震腔。
2.根据权利要求1所述的一种装配式抗震楼梯，其特征在于：所述的预制楼梯板内预埋有楼梯钢板，楼梯钢板两侧焊接有楼梯板加强筋，上楼梯平台和下楼梯平台内均预埋有楼梯平台钢板，两个楼梯平台钢板通过楼梯钢板焊接在一起，楼梯平台钢板与L形支撑板焊接在一起，楼梯钢板、楼梯板加强筋、楼梯平台钢板和L形支撑板配合构成楼梯主体的钢骨架。
3.根据权利要求2所述的一种装配式抗震楼梯，其特征在于：所述的楼梯钢板采用呈阶梯状设置的钢板。
4.根据权利要求1所述的一种装配式抗震楼梯，其特征在于：所述的U形凹槽底部内铺设有缓冲层。
5.根据权利要求4所述的一种装配式抗震楼梯，其特征在于：所述缓冲层采用铺设的沙子层。
6.根据权利要求2或3所述的一种装配式抗震楼梯，其特征在于：所述的楼梯钢板和楼梯平台钢板均采用波纹钢板。
7.根据权利要求6所述的一种装配式抗震楼梯，其特征在于：所述的上楼梯平台和下楼梯平台内的楼梯平台钢板中的波纹钢板的波纹钢板肋相互平行，楼梯平台钢板中的波纹钢板的波纹钢板肋均与楼梯钢板中波纹钢板的波纹钢板肋垂直。
8.权利要求1-7任意一项所述的一种装配式抗震楼梯的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：平台梁的准备
取平台梁端部预埋钢板和L形预埋钢板焊接在一起后置于平台梁浇筑模具内，浇筑混凝土后制备挖设有U形凹槽的平台梁，待混凝土养护完成后，拆除平台梁模板形成平台梁，并将两个平台梁分别固定在两个不同层建筑物上；
步骤二：楼梯主体的准备
取楼梯钢板、两块楼梯板加强筋以及两块楼梯平台钢板，将两块楼梯板加强筋分别焊接在楼梯钢板两侧，将两块楼梯平台钢板分别焊接在楼梯钢板两端，取两个L形支撑板并分别焊接在楼梯平台钢板远离楼梯钢板的一端上，楼梯钢板、楼梯板加强筋、楼梯平台钢板和L形支撑板配合构成楼梯主体的钢骨架，将焊接形成的楼梯主体的钢骨架置于楼梯主体浇筑模具中，并调整浇筑模具使得L形支撑板裸露于模具外部不参与浇筑，在模具内浇筑混凝土，待混凝土养护完成后拆除模具获得楼梯主体；
步骤三：楼梯主体的搭接
取步骤二中制备获得的楼梯主体，通过吊移装置吊起后将其两端的L形支撑板悬挂于步骤一中对应的两个平台梁的U形凹槽正上方后放下楼梯主体，使得楼梯主体通过L形支撑板支撑在U形凹槽内实现搭接施工。
9.根据权利要求8所述的一种装配式抗震楼梯的施工方法，其特征在于：所述的步骤二中混凝土浇筑层的厚度为8-15mm。
10.根据权利要求8所述的一种装配式抗震楼梯的施工方法，其特征在于：所述的步骤三中的U形凹槽内底部铺设有一层沙子。
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