CN117386085A - 全预制楼梯结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装配式建筑技术领域，尤其涉及一种全预制楼梯结构及其施工方法，结构包括两个相对设置的支撑单元以及若干预制梯段板，每个支撑单元包括至少两层沿竖向设置的支撑平台以及若干预制梯柱，两个支撑单元之间的支撑平台具有高度差，预制梯段板搭设在两个支撑单元的相邻两个支撑平台之间；支撑平台搁置在预制梯柱上，支撑平台包括一体预制成型的平台板和梯梁，梯梁设置在平台板的周侧，梯梁与沿竖向相邻设置的两个预制梯柱共同形成第一现浇区，预制梯段板的端部搭设在梯梁上并与梯梁共同形成第二现浇区，第一现浇区与第二现浇区均用于现浇混凝土。通过将梯段板、梯柱、梯梁和平台板构件全部采用预制，大大减少了脚手架搭设和模板支设工作。

Description

全预制楼梯结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，尤其涉及一种全预制楼梯结构及其施工方法。

背景技术

传统市政领域用混凝土现浇楼梯结构施工依赖于外围脚手架搭设，现场人工、模板、支撑构件等消耗量大，混凝土浇筑和振捣困难，施工周期较长。

伴随着国内建筑业的不断转型升级，国家大力推进装配式建筑发展，明确将创新装配式建筑设计、优化部品部件生产、提升装配式施工水平等作为未来建筑业的推广方向。预制楼梯成为装配式建筑常用的预制构件之一，但常规预制楼梯仅预制梯段板这一类构件，由于梯柱、梯梁和平台板构件小、数量多，且有时还需要与既有结构进行拉结，导致与预制构件之间的可靠连接不易实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全预制楼梯结构及其施工方法，至少解决了现有预制楼梯结构存在的技术问题之一。

为达到上述目的，本发明提供一种全预制楼梯结构，包括两个相对设置的支撑单元以及若干预制梯段板，每个所述支撑单元包括至少两层沿竖向设置的支撑平台以及位于相邻支撑平台之间的若干预制梯柱，两个所述支撑单元之间的支撑平台具有高度差，所述预制梯段板搭设在两个所述支撑单元的相邻两个支撑平台之间；

所述支撑平台搁置在所述预制梯柱上，所述支撑平台包括一体预制成型的平台板和梯梁，所述梯梁设置在所述平台板的四周外侧，且所述梯梁与沿竖向相邻设置的两个预制梯柱共同形成第一现浇区，所述预制梯段板的端部搭设在所述梯梁上并与所述梯梁共同形成第二现浇区，所述第一现浇区与所述第二现浇区均用于现浇混凝土。

可选的，所述预制梯柱包括常规段以及位于所述常规段顶部的支承段，所述支承段的横截面面积大于所述常规段的横截面面积，所述支撑平台搁置在所述支承段上。

可选的，所述平台板为方形，所述梯梁为四段且分别平行于所述平台板的四条侧边，相邻两段所述梯梁形成一个L型缺口，所述L型缺口与沿竖向相邻设置的两个预制梯柱的顶面和底面共同围合出所述第一现浇区。

可选的，所述梯梁的外侧壁开设有安装孔，所述安装孔用于安装定型化L型模板以用于浇筑所述第一现浇区。

可选的，所述预制梯柱的底端设置有连接底座，所述预制梯柱内预埋有若干第一受力钢筋，位于下层的所述预制梯柱的第一受力钢筋穿过所述第一现浇区后与位于上层的所述预制梯柱的连接底座螺纹连接；所述梯梁内预埋有若干第二受力钢筋，所述第二受力钢筋延伸至所述第一现浇区。

可选的，所述梯梁背离所述平台板的一侧设有悬挑牛腿，所述悬挑牛腿的上表面低于所述梯梁的上表面，所述预制梯段板搁置在悬挑牛腿上且所述预制梯段板的上表面与所述梯梁的上表面齐平，所述预制梯段板的端部表面、所述悬挑牛腿的上表面以及所述梯梁的侧壁共同围合出所述第二现浇区。

可选的，所述梯梁内预埋有若干第一U型连接钢筋，所述第一U型连接钢筋平行设置并延伸至所述第二现浇区，所述预制梯段板的端部设置有若干第二U型连接钢筋并延伸至所述第二现浇区，若干所述第一U型连接钢筋与若干所述第二U型连接钢筋交替设置并通过连接钢筋连接为一个整体。

可选的，所述梯梁与既有结构之间通过第一现浇拉结梁连接；和/或，所述预制梯段板与所述既有结构之间通过第二现浇拉结梁连接。

可选的，所述支撑平台的四周设置有第一防护栏板；和/或，所述预制梯段板的至少一侧设置有第二防护栏板。

基于此，本发明还提供了一种如上所述的全预制楼梯结构的施工方法，包括：

对预制梯段板、支撑平台以及预制梯柱进行预制；

由下往上分层安装，先安装最底层的所述预制梯柱，再搭建所述支撑平台，然后将所述预制梯段板搭设在相邻的两个支撑平台之间；

基于已安装好的结构，依次安装每一层的所述预制梯柱、所述支撑平台及所述预制梯段板，直至安装至全预制楼梯结构的顶端；

对第一现浇区和第二现浇区现浇混凝土。

在本发明提供的一种全预制楼梯结构及其施工方法中，具有至少以下有益效果之一：

1)通过将楼梯结构中的梯段板、梯柱、梯梁和平台板构件全部采用预制，仅连接节点处进行混凝土现浇，大大减少了现场脚手架搭设和模板支设工作，利用装配式施工优势提升了构件质量，改进了现场施工条件，并缩减了施工周期；

2)通过对预制梯柱的顶端尺寸进行增大设计对支撑平台进行搁置，以及在梯梁处设置悬挑牛腿对预制梯段板进行搁置，使得整个结构体系在施工过程中无需设置临时支撑，免除了大量施工措施和人工成本。

3)平台板和梯梁一体预制成型，进一步优化了施工工序，提升了施工效率；

4)通过在梯梁的侧壁开设有安装孔，在当需要对第一现浇区进行混凝土浇筑时，可利用安装孔进将定型化L型模板的两端分别与对应的梯梁进行安装固定，如通过螺栓进行锁紧，避免了额外的模板支设，进而简化了施工步骤，提高了施工效率；

5)通过在第二现浇区交替布置第一U型连接钢筋和第二U型连接钢筋，并利用连接钢筋将两者连接为一个整体，从而增大了悬挑牛腿、梯梁与预制梯段板三者之间的连接强度，保证了结构整体的稳定性；

6)可根据设计需求，在梯梁与既有结构和/或在预制梯段板与所述既有结构之间现浇拉结梁，来进一步提升全预制楼梯结构的整体稳定性、抗震性等力学性能；

7)通过在支撑平台的四周设置第一防护栏板以及在预制梯段板的至少一侧设置第二防护栏板能够提升全预制楼梯结构的安全性，防止人员坠落。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1为本发明一实施例提供的全预制楼梯结构的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的预制梯柱的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的平台板的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的定型化L型模板的安装示意图；

图5为本发明一实施例提供的预制梯段板的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的防护栏板的布置示意图。

附图中：

1-预制梯段板；2-预制梯柱；3-平台板；4-梯梁；5-第一现浇区；6-第二现浇区；7-第一防护栏板；8-第二防护栏板；9-定型化L型模板；10-悬挑牛腿；

1-1-第二U型连接钢筋；2-1-常规段；2-2-支承段；2-3-第一受力钢筋；2-4-连接底座；4-1-第二受力钢筋；4-2-第一U型连接钢筋。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在与本发明所能产生的功效及所能达成的目的相同或近似的情况下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1，本实施例提供了一种全预制楼梯结构，包括两个相对设置的支撑单元以及若干预制梯段板1，每个支撑单元包括至少两层沿竖向设置的支撑平台以及位于相邻支撑平台之间的若干预制梯柱2，两个支撑单元之间的支撑平台具有高度差，预制梯段板1搭设在两个支撑单元的相邻两个支撑平台之间；

支撑平台搁置在预制梯柱2上，支撑平台包括一体预制成型的平台板3和梯梁4，梯梁4设置在平台板3的四周外侧，且梯梁4与沿竖向相邻设置的两个预制梯柱2共同形成第一现浇区5，预制梯段板1的端部搭设在梯梁4上并与梯梁4共同形成第二现浇区6，第一现浇区5与第二现浇区6均用于现浇混凝土。

通过将楼梯结构中的梯段板、梯柱、梯梁4和平台板3构件全部采用预制，仅连接节点处进行混凝土现浇，大大减少了现场脚手架搭设和模板支设工作，利用装配式施工优势提升了构件质量，改进了现场施工条件，并缩减了施工周期。此外，平台板3和梯梁4一体预制成型，进一步优化了施工工序，提升了施工效率。

请参照图2，本实施例中，预制梯柱2包括常规段2-1以及位于常规段2-1顶部的支承段2-2，支承段2-2的横截面面积大于常规段2-1的横截面面积，支撑平台搁置在支承段2-2上。通过对预制梯柱2的顶端尺寸进行增大设计对支撑平台进行搁置，使得整个结构体系在施工过程中无需设置临时支撑，免除了大量施工措施和人工成本。

本实施例中，预制梯柱2为方形钢筋混凝土柱，但本发明并不以此为限。

请参照图3，平台板3为方形，梯梁4为四段且分别平行于平台板3的四条侧边，相邻两段梯梁4形成一个L型缺口，该L型缺口与沿竖向相邻设置的两个预制梯柱2的顶面和底面共同围合出第一现浇区5。

优选的，请参照图4，梯梁4的侧壁开设有安装孔，安装孔用于安装定型化L型模板9以用于浇筑第一现浇区5。通过在梯梁4的侧壁开设有安装孔，在当需要对第一现浇区5进行混凝土浇筑时，可利用安装孔进将定型化L型模板9的两端分别与对应的梯梁4进行安装固定，如通过螺栓进行锁紧，避免了额外的模板支设，进而简化了施工步骤，提高了施工效率。

优选的，预制梯柱2的底端设置有连接底座2-4，预制梯柱2内预埋有若干第一受力钢筋2-3，位于下层的预制梯柱2的第一受力钢筋2-3穿过第一现浇区5后与位于上层的预制梯柱2的连接底座2-4螺纹连接。通过设置连接底座2-4与第一受力钢筋2-3进行螺纹连接，以及使第一受力钢筋2-3延伸至第一现浇区5，能够增大预制梯柱2之间以及预制梯柱2与平台板3之间的连接强度。本实施例中，第一受力钢筋2-3的底端车有螺纹，连接底座2-4上设置有可靠锚固的螺栓孔，位于下层的预制梯柱2的第一受力钢筋2-3穿过第一现浇区5后可与连接底座2-4上的螺栓孔通过螺栓拧紧固定。

梯梁4内预埋有若干第二受力钢筋4-1，第二受力钢筋4-1延伸至第一现浇区5。通过设置第二受力钢筋4-1，能够增大梯梁4与预制梯柱2之间的连接强度。

需要理解的是，本发明对于第一受力钢筋2-3和第二受力钢筋4-1的数量以及分布方式不作任何限制，可根据实际需求进行合理的配筋设计，同时保证第一受力钢筋2-3、与第二受力钢筋4-1不会发生干涉。

本实施例中，梯梁4背离平台板3的一侧设有悬挑牛腿10，悬挑牛腿10的上表面低于梯梁4的上表面，预制梯段板1搁置在悬挑牛腿10上且预制梯段板1的上表面与梯梁4的上表面齐平，预制梯段板1的端部表面、悬挑牛腿10的上表面以及梯梁4的侧壁共同围合出第二现浇区6。通过在梯梁4处设置悬挑牛腿10对预制梯段板1进行搁置，使得整个结构体系在施工过程中无需设置临时支撑，免除了大量施工措施和人工成本。

优选的，请继续参照图3，并结合图5-图6，梯梁4内预埋有若干第一U型连接钢筋4-2，第一U型连接钢筋4-2平行设置并延伸至第二现浇区6，预制梯段板1的端部设置有若干第二U型连接钢筋1-1并延伸至第二现浇区6，若干第一U型连接钢筋4-2与若干第二U型连接钢筋1-1交替设置并通过连接钢筋连接为一个整体。通过在第二现浇区6交替布置第一U型连接钢筋4-2和第二U型连接钢筋1-1，并利用连接钢筋顺次贯穿所有的第一U型连接钢筋4-2和第二U型连接钢筋1-1以将两者连接为一个整体，从而增大了悬挑牛腿10、梯梁4与预制梯段板1三者之间的连接强度，保证了结构整体的稳定性。

本实施例中，第一现浇区5和第二现浇区6可用高强混凝土进行现浇，还可以采用高强灌浆料二次填充，本发明对此不作具体限制。

优选的，梯梁4与既有结构之间通过第一现浇拉结梁连接；和/或，预制梯段板1与既有结构之间通过第二现浇拉结梁连接。需要理解的是，可根据设计需求，在梯梁4与既有结构和/或在预制梯段板1与既有结构之间现浇拉结梁，来进一步提升全预制楼梯结构的整体稳定性、抗震性等力学性能。实际施工时，可在梯梁4以及预制梯段板1内预埋好拉结钢筋，然后与既有结构如井壁结构之间通过吊模现浇。

优选的，请参照图6，支撑平台的四周设置有第一防护栏板7；和/或，预制梯段板1的至少一侧设置有第二防护栏板8。通过设置第一防护栏板7和第二防护栏板8能够提升全预制楼梯结构的安全性，防止人员坠落。本发明对于第一防护栏板7和第二防护栏板8的材质以不作任何限制，如可以是混凝土结构、木栏板、钢栏板等，同时对于防护栏板的外观构造亦不作任何限制。

本实施例提供的全预制楼梯结构的施工方法如下：

S1、对预制梯段板、支撑平台以及预制梯柱进行预制；

S2、由下往上分层安装，先安装最底层的预制梯柱，再搭建支撑平台，然后将预制梯段板搭设在相邻的两个支撑平台之间；

S3、基于已安装好的结构，依次安装每一层的所述预制梯柱、所述支撑平台及所述预制梯段板，直至安装至全预制楼梯结构的顶端；

S4、对第一现浇区和第二现浇区现浇混凝土。

具体的，传统楼梯设计优先考虑将梯段板进行预制不能达到本发明免除脚手架搭设的要求，为提高预制构件的通用性，减少模具加工成本，可将预制梯段板、支撑平台以及预制梯柱均进行标准化的“可复制构件单元”设计，提高施工易建性。

需要理解的是，考虑到柱纵筋需植筋可靠锚固入底板层中，且底层支模现浇相对便捷，最底层楼梯(即第一层)的梯柱可采用现浇完成。底层柱纵筋植筋、支模、混凝土浇筑均采用常规施工方式完成，注意在最底层楼梯的梯柱顶需要预留第一受力钢筋，钢筋定位需通过定位钢板进行限位，以避免与梯梁纵筋碰撞，同时可以插入第二层柱底连接底座中。

预制构件吊装安装时，首先安装第一层的支撑平台预制构件。支撑平台角部钢筋设计中已经考虑与预制梯柱纵筋的安装避让，安装时将支撑平台小心穿越梯柱预留纵筋，搁置在梯柱牛腿上，并调节构件标高和平整度。柱安装需要良好的操作平台，在支撑平台安装完成后，可在支撑平台上设置工字钢悬挑工作平台，平台设置走道板和安全护栏，确保高空作业安全。

待一个梯段板上下的梯梁和平台板均安装完成后，可以吊装预制梯段板。预制梯段板吊装时应采用平衡钢架，注意调节钢索使得梯段板高段先行离地，同时加强对构件低端和栏板的保护，避免磕碰损坏。构件吊装并垂直就位前，在梯梁悬挑牛腿上预先坐浆，并放置标高调节垫块，将梯板端部预留孔缓慢套入悬挑牛腿预留锚固螺栓，并调节构件标高至设计标高。

预制梯柱底部固定后，从柱顶预留的吊钩起吊，并垂直就位。安装时，操作工人从操作平台上操作。柱脚安装时，通过调节柱脚连接底座底部承托螺栓调节垂直度，采用经纬仪矫正垂直度，确保柱子铅锤。每个支撑平台上4个柱子需联合定位，并校正顶部预留连接钢筋的定位，以确保不与顶部支撑平台的钢筋发生安装碰撞。

上述预制构件安装就位后，需对每层梁柱连接节点、梯段板与梯梁预留U型钢筋区域、柱间拉结梁现浇段内浇筑UHPC混凝土，使相关连接节点形成固结。UHPC混凝土和易性较好，浇筑时注意模板封闭密实，振捣充分以排出其中空气，每层每次浇筑方量约为0.77立方米。

楼梯结构与井壁侧墙的距离在1.0m-2.7m之间。梁柱节点UHPC浇筑时，已在节点内预留拉结梁纵筋，井壁侧墙内的拉结梁纵筋采用植筋方式预留。现浇拉结梁及平台施工借助井壁既有主梁，使用吊模进行施工。拉结梁以及栏板的设置可根据实际需求进行，本发明对此不作限制。

需要理解的是，所有的第一现浇区和第二现浇区可以采用分层现浇的方式，也可以采用一次性全部现浇的方式，本发明对此不做限制。

综上，本发明实施例提供了一种全预制楼梯结构及其施工方法，通过将楼梯结构中的梯段板、梯柱、梯梁和平台板构件全部采用预制，仅连接节点处进行混凝土现浇，大大减少了现场脚手架搭设和模板支设工作，利用装配式施工优势提升了构件质量，改进了现场施工条件，并缩减了施工周期。此外，通过对预制梯柱的顶端尺寸进行增大设计对支撑平台进行搁置，以及在梯梁处设置悬挑牛腿对预制梯段板进行搁置，使得整个结构体系在施工过程中无需设置临时支撑，免除了大量施工措施和人工成本。

上述描述仅是对本发明较佳实施方式的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明的保护范围。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若这些修改和变型属于本发明及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种全预制楼梯结构，其特征在于，包括两个相对设置的支撑单元以及若干预制梯段板，每个所述支撑单元包括至少两层沿竖向设置的支撑平台以及位于相邻支撑平台之间的若干预制梯柱，两个所述支撑单元之间的支撑平台具有高度差，所述预制梯段板搭设在两个所述支撑单元的相邻两个支撑平台之间；

所述支撑平台搁置在所述预制梯柱上，所述支撑平台包括一体预制成型的平台板和梯梁，所述梯梁设置在所述平台板的四周外侧，且所述梯梁与沿竖向相邻设置的两个预制梯柱共同形成第一现浇区，所述预制梯段板的端部搭设在所述梯梁上并与所述梯梁共同形成第二现浇区，所述第一现浇区与所述第二现浇区均用于现浇混凝土。

2.根据权利要求1所述的全预制楼梯结构，其特征在于，所述预制梯柱包括常规段以及位于所述常规段顶部的支承段，所述支承段的横截面面积大于所述常规段的横截面面积，所述支撑平台搁置在所述支承段上。

3.根据权利要求2所述的全预制楼梯结构，其特征在于，所述平台板为方形，所述梯梁为四段且分别平行于所述平台板的四条侧边，相邻两段所述梯梁形成一个L型缺口，所述L型缺口与沿竖向相邻设置的两个预制梯柱的顶面和底面共同围合出所述第一现浇区。

4.根据权利要求3所述的全预制楼梯结构，其特征在于，所述梯梁的外侧壁开设有安装孔，所述安装孔用于安装定型化L型模板以用于浇筑所述第一现浇区。

5.根据权利要求3所述的全预制楼梯结构，其特征在于，所述预制梯柱的底端设置有连接底座，所述预制梯柱内预埋有若干第一受力钢筋，位于下层的所述预制梯柱的第一受力钢筋穿过所述第一现浇区后与位于上层的所述预制梯柱的连接底座螺纹连接；所述梯梁内预埋有若干第二受力钢筋，所述第二受力钢筋延伸至所述第一现浇区。

6.根据权利要求1所述的全预制楼梯结构，其特征在于，所述梯梁背离所述平台板的一侧设有悬挑牛腿，所述悬挑牛腿的上表面低于所述梯梁的上表面，所述预制梯段板搁置在悬挑牛腿上且所述预制梯段板的上表面与所述梯梁的上表面齐平，所述预制梯段板的端部表面、所述悬挑牛腿的上表面以及所述梯梁的侧壁共同围合出所述第二现浇区。

7.根据权利要求6所述的全预制楼梯结构，其特征在于，所述梯梁内预埋有若干第一U型连接钢筋，所述第一U型连接钢筋平行设置并延伸至所述第二现浇区，所述预制梯段板的端部设置有若干第二U型连接钢筋并延伸至所述第二现浇区，若干所述第一U型连接钢筋与若干所述第二U型连接钢筋交替设置并通过连接钢筋连接为一个整体。

8.根据权利要求1所述的全预制楼梯结构，其特征在于，所述梯梁与既有结构之间通过第一现浇拉结梁连接；和/或，所述预制梯段板与所述既有结构之间通过第二现浇拉结梁连接。

9.根据权利要求1所述的全预制楼梯结构，其特征在于，所述支撑平台的四周设置有第一防护栏板；和/或，所述预制梯段板的至少一侧设置有第二防护栏板。

10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的全预制楼梯结构的施工方法，其特征在于，包括：

对预制梯段板、支撑平台以及预制梯柱进行预制；

由下往上分层安装，先安装最底层的所述预制梯柱，再搭建所述支撑平台，然后将所述预制梯段板搭设在相邻的两个支撑平台之间；

基于已安装好的结构，依次安装每一层的所述预制梯柱、所述支撑平台及所述预制梯段板，直至安装至全预制楼梯结构的顶端；

对第一现浇区和第二现浇区现浇混凝土。