既有钢筋混凝土板式楼梯抗震改造结构与施工工艺

摘要

本发明公开了既有钢筋混凝土板式楼梯抗震改造结构与施工工艺，改造结构包括楼梯梁、梯段板端部、连接钢筋、混凝土悬挑板和润滑垫；梯段板端部为梯段板一侧经去除部分混凝土后与楼梯梁分离的梯段板端部，连接钢筋植于楼梯梁处，连接钢筋的一端露出楼梯梁端面并与梯段板端部相邻；梯段板内浇有梯段板钢筋，梯段板钢筋露出梯段板端部表面，梯段板钢筋的露出端与连接钢筋的露出端交错相邻，梯段板端部以若干紧固件连接润滑垫，润滑垫与所述混凝土悬挑板的一端柔接，混凝土悬挑板的另一端固接于楼梯梁处；混凝土悬挑板内以连接钢筋以及梯段板钢筋为钢筋骨架。本发明能把楼梯改造为具备滑动支座抗震构造的结构，改造过程对楼梯使用影响较小。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，尤其是既有钢筋混凝土板式楼梯抗震改造结构与施工工艺。

背景技术

楼梯除了具有正常使用过程中垂直交通功能外，在地震、火灾等自然灾害来临时，还是重要的、也可能是唯一的逃生通道。然而，2008年汶川地震中现浇钢筋混凝土板式楼梯出现多种类型的破坏，且在框架建筑结构中比主体结构的破坏更为严重，无法发挥其应有的功能。主要原因是，以往钢筋混凝土框架结构设计时，仅把楼梯荷载施加至框架主体结构，忽略楼梯和主体结构的相互作用和相互影响；楼梯单独进行设计，仅计算承载力、验算挠度与裂缝，不考虑楼梯抗震与对框架主体结构的不利影响。然而，地震中楼梯在框架中会起到类似“K”形斜撑作用，增加框架结构的整体侧向刚度，缩短结构自振周期，增大结构所受地震作用。楼梯这种“K”形斜撑作用，也会增加局部刚度，导致临近框架柱的内力增加，楼梯的非对称布置也可能会使结构产生非预期的扭转。往复水平地震作用下，框架结构中的楼梯承受轴向往复拉压，在跨中和距板端上下各1/3处梯段板会发生弯曲下挠、断裂或者裂缝处混凝土被挤碎等破坏。

目前，针对楼梯地震中提前破坏及对框架主体结构的不利影响，新建框架结构已普遍采用滑动支座抗震构造形式避免地震中楼梯非预期破坏，消除楼梯对框架主体结构的不利影响。

然而既有框架结构楼梯仍采用粘贴钢板或者纤维增强塑料(FRP)片材的方法来提高其抗震能力，防止梯段板在地震中提前发生破坏。但这种方法增大楼梯抗震能力的同时，也会增大它的刚度，其“K”形斜撑效应比未加固前更明显，使得原结构设计的计算模型与实际结构差别更大，实际结构（尤其是与楼梯临近的框架柱）具有潜在危险。

如何把没有滑动支座结构的旧有框架结构楼梯改造为具备滑动支座抗震构造的结构，是一个研究方向。

发明内容

本发明提出既有钢筋混凝土板式楼梯抗震改造结构与施工工艺，能简单便利地把没有滑动支座结构的旧有框架结构楼梯改造为具备滑动支座抗震构造的结构，而且改造过程对楼梯使用影响较小。

本发明采用以下技术方案。

既有钢筋混凝土板式楼梯抗震改造结构与施工工艺，所述改造结构包括楼梯梁、梯段板端部、连接钢筋、混凝土悬挑板和润滑垫；所述梯段板端部为梯段板一侧经去除部分混凝土后与楼梯梁分离的梯段板端部；所述连接钢筋植于楼梯梁处，连接钢筋的一端露出楼梯梁端面并与梯段板端部相邻；所述梯段板内浇有梯段板钢筋，梯段板钢筋露出梯段板端部表面，梯段板钢筋的露出端与连接钢筋的露出端交错相邻；所述梯段板端部以若干紧固件连接润滑垫，润滑垫与所述混凝土悬挑板的一端柔接，混凝土悬挑板的另一端固接于楼梯梁处；混凝土悬挑板内以连接钢筋以及梯段板钢筋为现浇混凝土的钢筋骨架。

所述润滑垫为聚四氟乙烯板。

所述梯段板端部连接润滑垫的紧固件为平头螺钉，平头螺钉的间距在200mm以内。

所述交错相邻的梯段板钢筋与连接钢筋形成混凝土悬挑板的钢筋骨架。

所述改造结构的施工工艺依次分为以下步骤。

A1、划定梯段板端部的施工区域。

A2、去除梯段板端部处的多余混凝土，使梯段板与楼梯梁分离，梯段板钢筋露出并紧邻于楼梯梁端部表面。

A3、在梯段板端部下端面固定润滑垫；

A4、在楼梯梁内植入连接钢筋，使连接钢筋的一端露出楼梯梁端面并与梯段板端部相邻，梯段板钢筋的露出端与连接钢筋的露出端交错相邻。

A5、在梯段板钢筋与连接钢筋交错相邻区域的周侧搭设模板，浇筑混凝土，交错相邻的梯段板钢筋与连接钢筋作为钢筋骨架，成型混凝土悬挑板，完成施工。

在步骤A1中，把梯段板端部划分为左侧与右侧，其中一侧作为施工区域先进行改造，另一侧正常通行。

在步骤A5中，在浇筑混凝土时，以塑料薄膜覆盖润滑垫使之与浇筑施工隔离。

所述梯段板端部位于梯段板的下端。

本发明中，仅针对梯段板与楼梯梁相连处的梯段板端部进行施工，不改变楼梯总体结构，楼梯经改造后，地震中楼梯与整体结构实际受力情况与原设计模型相一致，无需对整体结构重新进行抗震验算，节约了成本。

本发明中，所述梯段板端部以若干紧固件连接润滑垫，润滑垫与所述混凝土悬挑板的一端柔接，混凝土悬挑板的另一端固接于楼梯梁处；该设计使得改造后的梯段板下端面与主体结构分离，在地震中不承受往复拉压作用，可免受地震损坏，为地震逃生或救援提供通畅的通道。

本发明中，由于改造后的梯段板下端面与主体结构分离，在地震中不承受往复拉压作用，因此可以消除楼梯对整体结构不利影响，消除楼梯不对称分布带来的结构非预期扭转，不会增大地震作用下与其相邻框架柱的内力，可保护梯段板、临近框架柱、平台板和梯梁等免受地震损伤，降低结构潜在危险。

本发明中，在划定施工区域时，把梯段板端部划分为左侧与右侧，其中一侧作为施工区域先进行改造，另一侧正常通行；该设计可以让梯段板在施工时仍以原有承力结构的一半来承担受力，从而保证了梯段板抗震改造过程中的稳定，还能在不中断楼梯使用的前提下完成改造，不易因改造工程而对业主生活造成不便。

本发明中，在去除梯段板端部的混凝土时保留内部钢筋，混凝土悬挑板的钢筋骨架内存在原梯段板钢筋，使得本改造结构的承力结构能沿用原有梯段板的承力结构，降低了工程设计量，而且有利于降低工程材料成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明的示意图；

附图2是本发明内梯段板端部的局部放大示意图；

附图3是本发明内梯段板端部另一方向上的剖切示意图；

附图4是本发明内润滑垫处的示意图；

图中：1-梯段板端部的左侧；2-梯段板端部的右侧；3-梯段板端部；4-楼梯梁；5-梯段板端部需清除的混凝土；6-梯段板钢筋；7-梯段板端部下端面；8-紧固件；9-润滑垫；10-连接钢筋；11-混凝土悬挑板；12-梯段板钢筋。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，既有钢筋混凝土板式楼梯抗震改造结构与施工工艺，所述改造结构包括楼梯梁4、梯段板端部3、连接钢筋10、混凝土悬挑板11和润滑垫9；所述梯段板端部3为梯段板一侧经去除部分混凝土后与楼梯梁4分离的梯段板端部；所述连接钢筋10植于楼梯梁4处，连接钢筋10的一端露出楼梯梁端面并与梯段板端部3相邻；所述梯段板内浇有梯段板钢筋6，梯段板钢筋6、12露出梯段板端部3表面，梯段板钢筋6、12的露出端与连接钢筋10的露出端交错相邻，所述梯段板端部3以若干紧固件8连接润滑垫9，润滑垫9与所述混凝土悬挑板11的一端柔接，混凝土悬挑板11的另一端固接于楼梯梁4处；混凝土悬挑板11中浇入连接钢筋10以及梯段板钢筋6、12，混凝土悬挑板11内以连接钢筋10以及梯段板钢筋6、12为现浇混凝土的钢筋骨架。

所述润滑垫9为聚四氟乙烯板。

所述梯段板端部3连接润滑垫9的紧固件8为平头螺钉，平头螺钉的间距在200mm以内。

所述交错相邻的梯段板钢筋6、12与连接钢筋10形成混凝土悬挑板的钢筋骨架。

所述改造结构的施工工艺依次分为以下步骤。

A1、划定梯段板端部的施工区域。

A2、去除梯段板端部3处的多余混凝土5，使梯段板与楼梯梁分离，梯段板钢筋6、12露出并紧邻于楼梯梁4表面。

A3、在梯段板端部3下端面7固定润滑垫9；

A4、在楼梯梁4内植入连接钢筋10，使连接钢筋10的一端露出楼梯梁4端面并与梯段板端部3相邻，梯段板钢筋6、12的露出端与连接钢筋10的露出端交错相邻。

A5、在梯段板钢筋6、12与连接钢筋10交错相邻区域的周侧搭设模板，浇筑混凝土，交错相邻的梯段板钢筋6、12与连接钢筋10作为钢筋骨架，成型混凝土悬挑板11，完成施工。

在步骤A1中，把梯段板端部3划分为左侧1与右侧2，其中一侧作为施工区域先进行改造，另一侧正常通行。

在步骤A5中，在浇筑混凝土时，以塑料薄膜覆盖润滑垫使之与浇筑施工隔离。

所述梯段板端部位于梯段板的下端。

实施例：

将梯段板以中轴线为界，划分为左侧1与右侧2，选择其中一侧先进行改造，保证另一侧正常通行。将梯段板端部3和楼梯梁4在所述梯段板端部3底部沿水平方向分离，并部分清除原梯段板端部3的混凝土5，保留原梯段板端部3底部钢筋6、12。水泥砂浆找平梯段板端部3下端面7，使其高于所述楼梯梁4上表面5mm。采用间距不大于200mm的平头螺钉8固定5mm厚的聚四氟乙烯板9于所述梯段板端部下表面7形成润滑垫9。将连接钢筋10钻孔植入所述楼梯梁4中，与所述原梯段板端部钢筋6、12共同形成钢筋骨架，并搭设模板浇筑混凝土悬挑板11。浇筑时所述悬挑板11与所述润滑垫9采用塑料薄膜进行隔离，待所述悬挑板11达到规定混凝土强度后，采用相同方法对另一侧抗震改造。