裝配式建筑中的滑動(dòng)樓梯,體現(xiàn)了"以柔克剛"的思想,設(shè)計(jì)中我們把樓梯設(shè)計(jì)成滑動(dòng)支座,保證地震時(shí),樓梯與主體結(jié)構(gòu)之間有足夠的變形空間,以減少地震作用對(duì)樓梯的破壞,確保地震時(shí)逃生通道的暢通。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
與傳統(tǒng)現(xiàn)澆整體樓梯相比,滑動(dòng)樓梯不是靠樓梯自身的結(jié)構(gòu)剛度來抵抗地震的破壞,是一種既經(jīng)濟(jì)又先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。特別是08年汶川地震之后,滑動(dòng)樓梯更是國家規(guī)范、圖集推廣的一種標(biāo)準(zhǔn)做法,而裝配式預(yù)制樓梯恰恰能完美的實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)理念。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
裝配式預(yù)制樓梯能充分發(fā)揮工廠制造的優(yōu)勢(shì),解決現(xiàn)場(chǎng)樓梯支模困難和混凝土澆搗質(zhì)量難以控制的弊端。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
且樓梯現(xiàn)場(chǎng)安裝速度快,減輕現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效益。特別是住宅建筑中,標(biāo)準(zhǔn)層較多,樓梯的模具可以通用,預(yù)制樓梯是最能體現(xiàn)建筑工業(yè)化特點(diǎn)的一個(gè)構(gòu)件產(chǎn)品。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
好的設(shè)計(jì)理念,要在項(xiàng)目實(shí)例中得以呈現(xiàn),必須落實(shí)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)細(xì)節(jié)當(dāng)中,特別是節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求上。下面我們將基于國標(biāo)圖集《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造》15G310-1,針對(duì)預(yù)制樓梯的節(jié)點(diǎn)做法,進(jìn)行如下探討:
國標(biāo)圖集《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造》15G310-1中第41頁高端支承固定鉸支座,如下圖所示:
"固定鉸支座"節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:
1、 平臺(tái)梁與預(yù)制梯段之間寬度應(yīng)≥30mm,主要是對(duì)于兩跑樓梯,一個(gè)梯段高端支承與另一梯段低端支承位于同一個(gè)水平標(biāo)高,此時(shí)作為低端平臺(tái)地震位移量約為30mm,這樣能確保兩個(gè)構(gòu)件支承在平臺(tái)梁挑耳同一水平位置,確保構(gòu)件模具的通用。圖集要求最小30mm,間隙寬度應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)體系、設(shè)防烈度、建筑層高等具體情況而定。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
2、 圖中挑耳厚度h,不應(yīng)小于樓板厚度,屬于構(gòu)造要求,且應(yīng)保證樓梯荷載作用下,挑耳的抗剪與抗彎承載力滿足設(shè)計(jì)的要求。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
3、 預(yù)埋螺桿(鋼筋)到預(yù)制樓梯端部的距離不小于5d(d為螺桿(鋼筋)直徑),是滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010(2016版)9.7.4條 "抗剪鋼筋離端部不應(yīng)小于3d以及45mm"的要求。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
4、 螺桿(鋼筋)錨入下端梯梁挑耳≥9d,且螺桿末端設(shè)置鋼筋錨固板,是滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010(2016版)第9.7.4條 "受剪力和受壓直錨筋的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于15d,d為鋼筋直徑"的要求,考慮到樓梯梯梁下建筑凈高的要求,一般采用彎錨或機(jī)械錨固的方式。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010(2016版)第8.3.3條內(nèi)容,采用彎錨或機(jī)械錨固措施,錨固長(zhǎng)度可取基本錨固長(zhǎng)度lab的60%,故抗剪螺桿直錨長(zhǎng)度為0.6x15d=9d
5、 螺桿(鋼筋)直徑設(shè)計(jì):地震時(shí),樓梯受到的水平地震力由接觸面摩擦以及螺桿(鋼筋)銷栓抗剪作用共同承擔(dān),若設(shè)計(jì)把接觸面的摩擦力作為安全儲(chǔ)備,地震水平剪力全部由螺桿(鋼筋)承擔(dān),對(duì)樓梯進(jìn)行抗震性能分析(一般8度性能目標(biāo)為D,7度性能目標(biāo)為C,樓梯為地震時(shí)候逃生通道,定義為"關(guān)鍵構(gòu)件")。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
假設(shè)8度抗震設(shè)防,預(yù)制樓梯的重量4.8噸,取樓梯重力荷載代表值5.0噸,根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50011-2010(2016版)第5.1.4條中"表5.1.4-1"和第5.2.1條,罕遇地震下樓梯受到地震力標(biāo)準(zhǔn)值為:
根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ3-2010第3.11.1條表3.11.1,性能目標(biāo)為C級(jí)和D級(jí)時(shí),預(yù)估的罕遇地震下性能水準(zhǔn)分別為4和5。
根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ3-2010第3.11.3條4款 和5款:性能水準(zhǔn)4和性能水準(zhǔn)5,在預(yù)估罕遇地震作用下,對(duì)于"關(guān)鍵構(gòu)件"的抗震承載力均宜符合式(3.11.3-2)的規(guī)定:
截面承載力標(biāo)準(zhǔn)值,按材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算
根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003第7.2.1條C級(jí)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值,
根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003第3.4.1條"表3.4.1-4",C級(jí)螺桿的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值
,兩個(gè)螺桿抗剪強(qiáng)度承載力標(biāo)準(zhǔn)值為:
(抗剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值大于設(shè)計(jì)值,此處螺栓的抗剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值直接取設(shè)計(jì)值28kN,設(shè)計(jì)更安全)
若不采用C級(jí)螺桿,選用HRB400鋼筋,其鋼筋的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值建議取值為
,取值
,可參見《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003第3.4.1條文解釋 表三"強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的換算關(guān)系"第176頁。
國標(biāo)圖集《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造》15G310-1中第41頁"低端支承滑動(dòng)鉸支座",如下圖所示:
"滑動(dòng)鉸支座"節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:
1、圖中δ為預(yù)制樓板與梯梁之間留縫寬度,保證大震情況,樓梯的位移變形量可以釋放。例如層高為3000mm的框架結(jié)構(gòu)建筑,滑動(dòng)樓梯的留縫寬度為:
其中
為樓梯梯段高度(層高3000mm,兩跑樓梯梯段高度為1500mm);
為結(jié)構(gòu)彈塑性層間位移角,詳見《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50011-2010(2016版)第5.5.5條"表5.5.5彈塑性位移角限值"(框架結(jié)構(gòu)的
為
)。
2、樓梯挑耳的長(zhǎng)度:
且≥200mm,保證大震情況時(shí)樓梯不滑落。
3、圖中空腔的高度大于10d,保證地震時(shí)樓梯能釋放位移。節(jié)點(diǎn)中且空腔的直徑
,若
取值50mm,那容許樓梯自由滑動(dòng)的變形量應(yīng)該只有
,如前面所述,若大震作用下樓梯位移變形量
,可能由于螺桿的阻礙不能完全釋放大震情況下樓梯位移量,形成不了滑動(dòng)支座。是否空腔直徑
,取值
,會(huì)更加科學(xué)合理些,還有待商榷和實(shí)驗(yàn)的論證。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
4、滑動(dòng)鉸支座在接觸面必須設(shè)置"隔離層"如油氈,以便地震時(shí)候樓梯能產(chǎn)生滑移,若未設(shè)置"隔離層",一般平臺(tái)梁挑耳與水泥砂漿之間水平摩擦系數(shù)約為0.4,甚至更大(相關(guān)系數(shù)可參考《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011第6.7.5條中標(biāo)"表6.7.5.5-2"),因構(gòu)件之間摩擦導(dǎo)致不能滑動(dòng)變形,將違背設(shè)計(jì)的初衷,關(guān)于這一點(diǎn)工程師在設(shè)計(jì)交底一定要重點(diǎn)說明,嚴(yán)格按照?qǐng)D紙節(jié)點(diǎn)要求設(shè)置隔離層,避免現(xiàn)場(chǎng)出錯(cuò)。從以往的工程案例中,往往出現(xiàn)這種錯(cuò)誤,有點(diǎn)甚至連預(yù)留變形空間位置全部用水泥砂漿填滿,導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)施工與設(shè)計(jì)理念完全違背。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
5、高端支承"固定"鉸支座,梯板預(yù)留孔洞要用強(qiáng)度不小于40MPa灌漿料填實(shí),而低端支承"滑動(dòng)"鉸支座,必須保留空腔,詳見下圖一。對(duì)于不同的梯段,同一個(gè)標(biāo)高位置既有高端平臺(tái)與又有低端平臺(tái)(如下圖二,對(duì)于DT2(梯段二)5.890標(biāo)高是低端平臺(tái),對(duì)于DT1(梯段一)5.890標(biāo)高是高端平臺(tái))。樓梯吊裝完成,進(jìn)行灌漿的時(shí)候,同一水平標(biāo)高位置有4個(gè)孔(如下圖一),現(xiàn)場(chǎng)工人往往分不清楚,四個(gè)孔均用灌漿料灌滿。導(dǎo)致低端滑動(dòng)變形的目的實(shí)現(xiàn)不了,與設(shè)計(jì)圖紙相違背,給結(jié)構(gòu)帶來安全隱患。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
6、 為了減少樓梯施工現(xiàn)場(chǎng)的難度和錯(cuò)誤,建議把固定鉸支座均設(shè)在樓梯的同一個(gè)標(biāo)高(如圖一、圖二中的7.390標(biāo)高);把滑動(dòng)支座設(shè)置樓梯的另一端(如圖一、圖二中的5.890標(biāo)高),且"滑動(dòng)"支座端不再設(shè)置螺桿,如下圖三所示。一般建筑樓梯的四周均有結(jié)構(gòu)和圍護(hù)構(gòu)件,樓梯在地震時(shí)不可能墜落。對(duì)于人流密集的重要性建筑,可以考慮大震時(shí),樓梯對(duì)周邊結(jié)構(gòu)構(gòu)件的碰撞的影響,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可參考《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010(2016版)第3.6.2條1款以及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ3-2010第3.12.6條進(jìn)行防倒塌設(shè)計(jì)。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
采用如下圖三節(jié)點(diǎn)大樣,此節(jié)點(diǎn)制作簡(jiǎn)單,現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)單,不容易出差,最容滿足設(shè)計(jì)滑動(dòng)支座的要求。為了保證工廠預(yù)制樓梯共用同一套模具,避免工廠預(yù)留洞口錯(cuò)誤,工廠制造的時(shí)候仍可在每邊預(yù)留兩個(gè)孔洞,現(xiàn)場(chǎng)樓梯吊裝前,把滑動(dòng)端預(yù)留孔洞提前用砂漿封堵即可。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
綜上所述,好的設(shè)計(jì)理念要由精細(xì)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和構(gòu)造來保障,設(shè)計(jì)師要做好圖紙交底,對(duì)一些重點(diǎn),容易出錯(cuò)的地方應(yīng)說明清楚,讓工廠工人和現(xiàn)場(chǎng)施工人員明白圖紙的設(shè)計(jì)意圖,清楚滑動(dòng)樓梯受力原理。海天機(jī)電預(yù)制樓梯模具,海天裝配式樓梯模具,建筑樓梯模具,海天機(jī)電樓梯模具。
只有設(shè)計(jì)、工廠制造、現(xiàn)場(chǎng)施工緊密配合,按圖施工,把控重點(diǎn)和難點(diǎn),才能把好的設(shè)計(jì)理念貫徹和執(zhí)行于實(shí)際項(xiàng)目當(dāng)中。
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