對裝配式建筑項目應用較為廣泛的預制樓梯進行研究，從預制樓梯的拆分布置方法、設計 規(guī)范等方面研究了標準預制樓梯的拆分設計方法，同時對工程項目案例中的預制樓梯進行歸納總結(jié)，得出預制樓梯標準庫。

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預制樓梯拆分布置

預制樓梯是以樓梯間為單元進行拆分，結(jié)合建筑層高、樓梯間開間和進深的凈尺寸、踏步條 件、結(jié)構(gòu)計算等參數(shù)完成設計。傳統(tǒng)建筑施工圖已明確樓梯定位，包括踏步高度、寬度和級數(shù)，樓梯梯段板厚度和配筋由結(jié)構(gòu)計算得來，將2者信息綜合即可完成預制樓梯的設計。根據(jù)預制樓梯平面圖，將樓梯間開間凈尺寸減去梯井寬度，再一分為二，即為樓梯寬度。根據(jù)項目經(jīng)驗，1種便捷做法是采用樓梯寬度方向不預留安裝縫，通過中間的梯井調(diào)整尺寸，中間未完成部分現(xiàn)場現(xiàn)澆，這里不設置挑耳而采用局部現(xiàn)澆是為了方便構(gòu)件生產(chǎn)。樓梯上下部擱置長度根據(jù)樓梯角度調(diào)整，因梯板厚度變化而有所變化。

樓梯的平臺梁、平臺板可以采用現(xiàn)澆，一般樓梯平臺板處建筑面層厚度30mm，所以預制樓梯在對齊樓板頂標高的基礎上抬高30mm。預制樓梯與支承構(gòu)件之間采用簡支連接，預制樓梯上部設置固定鉸，下部設置滑動鉸，固定螺桿也可以采用鋼筋替換。樓梯接觸面應預留座漿高度20mm，梯插銷孔定位要與梯梁上的插筋定位相對應。在無裝飾面層的情況下，預制樓梯應設置防滑槽。裝配式預制樓梯與現(xiàn)澆樓梯的不同之處是要設置通長面筋，吊點和上下部銷鍵應設置加強筋。

02

預制樓梯標準化

預制混凝土樓梯規(guī)范中要求，預制樓梯踏步寬度不小于250mm，宜采用260mm、280mm、300mm，預制樓梯寬度宜為100mm的整數(shù)倍， 低、高端平臺段長度應滿足擱置長度要求，且宜不小于400mm。住宅設計規(guī)范中要求，樓梯踏步寬度不應小于260mm，踏步高度不應大于175mm，樓梯梯段凈寬不應小于1100mm。綜合得出住宅建筑預制樓梯的踏步寬度最經(jīng)濟的數(shù)值為 260mm。

實際設計的踏步高度由樓層高度和踏步數(shù)決定。一般住宅建筑常用層高為2.8m、2.9m、 3.0m，樓層高度除以踏步數(shù)就得到了踏步高度。由于設計在限制踏步高度不大于175mm的條件下，踏步數(shù)越少越經(jīng)濟。雙跑樓梯因為有2個梯段組合成1個層高，所以必須選用偶數(shù)作為踏步數(shù)，剪刀樓梯可以選用奇數(shù)作為踏步數(shù)。例如層高2900，雙跑樓梯踏步數(shù)2×8=16，那么踏步高度為 2900÷16=161.1mm。同時踏步高度和踏步寬度的比值應不大于0.7813，即最、大坡度要求≤38°， 得到數(shù)據(jù)后再來驗算合理性。

樓梯間開間和進深尺寸應符合模數(shù)系列，宜為100的整數(shù)倍。預制樓梯寬度也應采用100的整數(shù)倍，取常用寬度1200mm作為標準樓梯寬度。樓梯梯井的寬度一般為60～200mm，可以用來調(diào)節(jié)安裝縫之外的剩余尺寸。

樓梯梯段板的厚度應不小于120mm。雙跑樓 梯中常用的梯板厚度為120mm、130mm，剪刀樓梯中常用的梯板厚度為200mm、210mm，具體數(shù)值由結(jié)構(gòu)根據(jù)梯板的跨度、樓梯的結(jié)構(gòu)形式、步高、步寬和所受的荷載來確定。通常粗略估算，板式樓梯的厚度按梯板凈跨的1/30～1/20取值。預制樓梯高、低端平臺段的長度應滿足擱置長度，雙跑樓梯兩端的擱置長度不宜小于400mm，剪刀樓梯兩端的擱置長度不宜小于500mm。

另外，設計中要考慮預制樓梯的最、大重量不要超過設備的吊裝能力。如常用塔機TC6517在2倍率下，在2.5～32.5m范圍內(nèi)起重量為5t，尖端45m處起重量為3.6t，雙跑樓梯重量在1.5～2.5t之間，可以順利實現(xiàn)吊裝，對塔機位置和起重量基本無要求；而剪刀樓梯由于重量較重，基本都在4t以上，所以對設計的塔機位置和起重量要求較高，必要時會因僅僅1個樓梯吊不起而選擇更大的塔機，增加施工成本。

預制樓梯一般采用鋼模生產(chǎn)，成品外觀質(zhì)量良好，踏步側(cè)面和底面光滑平整。故預制樓梯踏步面層在無二次裝修的情況下可直接采用清水混凝土面，上部設置防滑條，不需額外的建筑面層，從而減少施工造價。

03

預制樓梯標準庫

預制樓梯在目前裝配項目上成熟而應用廣泛，因其克服了傳統(tǒng)混凝土現(xiàn)澆樓梯施工方法陳 舊、施工精度低、成品觀感質(zhì)量差、澆筑時難于振搗等問題，這種快速安裝、施工便捷的預制樓梯是行業(yè)的必然選擇。同時為了達到裝配率要求，項目都會選擇預制樓梯。但實際上樓梯的模具成本非常高，按異形模具8000元/t計算，鋼制樓梯模具每套2.4～4萬元不等。匯總已建裝配式建筑項目的樓梯參數(shù)，可以看出大多數(shù)項目的樓梯重復率都低于50次，而各個項目之間樓梯更是幾乎沒有通用的，也就是說每個項目都要重新設計樓梯、設計樓梯模具和開模，造成不必要的成本增加。這個典型的裝配 式建筑問題可以通過樓梯部品的標準化來提高效率、降低成本攤銷。

將已有工程實踐的27個裝配式住宅項目資料 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，根據(jù)不同樓梯樣式和不同層高， 回溯與歸納，并進行標準化處理，得到標準樓梯6個，將此樓梯納入預制樓梯標準庫如表1所示，作為標準部品在后續(xù)設計中選用。

目前樓梯模具平均重復利用率低于50次，模 具成本占比10%，如模具重復使用達到100次，模具費用可以降低30%。如在標準樓梯前提下設計，原來27個項目的27個樓梯可以減少為6個。這其中2.9m層高占18個，占比67%，以2.9m層高作為標準 預制樓梯中的優(yōu)選設計加以考慮，可以在裝配式住宅設計中推廣。大量的項目如果采用統(tǒng)一的設計方法，預制工廠就可以提前生產(chǎn)，甚至備貨，已彌補產(chǎn)能不足或者項目工期緊的情況。

考慮到高層住宅的疏散性，建筑設計中優(yōu)選剪刀樓梯，但剪刀樓梯重量一般在4.5～5.5t以上， 這對施工中塔機的布置和塔機能力提出了較高的要求。塔機位置一定要距離樓梯近一些，并且起重量要大一些；考慮到對吊裝影響要小，優(yōu)選重量輕一半的雙跑樓梯。為了解決這一問題，本文研究了2種減小剪刀樓梯重量的設計方法，供設計人員參考和研討。

1.通過將剪刀樓梯的梯段在水平布置圖中一分 為二，即樓梯寬度為1200mm的剪刀樓梯從寬度方向平均分成2個600mm的剪刀樓梯，因跨度不變，預制樓梯的其他參數(shù)均不變，重量方面減小一半，這樣既達到原來的設計要求，也盡可能減弱了對塔機和位置的要求。該辦法的缺點是平面布置拼接的地方會有一道縫，影響美觀，可以通過后期施工處理補救和改善。

2.在剪刀樓梯立面中間設計1道梯梁，將樓梯一分為二。如圖1剪刀樓梯拆分示意圖，中間增設的Z字形梯梁可以作為樓梯搭接，也可以代替樓梯的1個踏步高。值得注意的是，這個 拆分后的預制樓梯高端平臺和低端平臺的高度會不一致，中間的Z字形梁是1個左右不同且分層的異形構(gòu)件，需要現(xiàn)場支?，F(xiàn)澆。

04

總結(jié)

預制樓梯是應用最成熟的預制構(gòu)件，設計理論簡單，一端鉸接一端滑動，無水電預埋，在層高一致的情況下，理論上通用性強。但現(xiàn)有裝配式建筑項目中的預制樓梯由于建筑設計差異，造成樓梯踏步寬度、踏步高度、梯段寬度等尺寸不同，各項目之間模具無法通用，增加了設計成本和模具成本。

本文通過對已有工程實踐的數(shù)據(jù)歸納與標準 化，得出6個標準預制樓梯，這些樓梯具有經(jīng)濟性和普適性，可以在后續(xù)裝配式項目中直接選用。另外，預制樓梯進行標準化設計之后，作為標準構(gòu)件可在構(gòu)件廠的閑時對其進行生產(chǎn)，當接到新項目訂單時，可以直接供貨，大大提高了生產(chǎn)效率，縮短了整個工程的建設周期。在實際工程案例中，剪刀樓梯因重量較重，對吊裝提出較高要求，本文提供了2種減輕剪刀樓梯重量的拆分方法，供設計人員參考和研討。