CN113789926A - 一种装配式全预制楼梯及装配式楼梯建筑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配式全预制楼梯及装配式楼梯建筑，包括梯段板、踏步板、踏步板连接件和梯段板连接件，踏步板位于梯段板上方并通过所述踏步板连接件与梯段板连接；所述梯段板的端部连接所述梯段板连接件；所述梯段板为夹心平板，梯段板的面板和底板采用UHPC。该装配式全预制楼梯在工厂加工整体成型，具有重量轻、强度高、延性好、耐久性能好、抗裂性能好、裂缝自修复、施工安装便捷、节约材料、安全冗余度高等特点，可广泛应用于工业和民用等各类装配式建筑中。该装配式楼梯建筑的梯段板与主体结构之间有足够的变形空间，可减少外力对楼梯和主体结构的破坏，体现了“以柔克刚”的思想。

Description

一种装配式全预制楼梯及装配式楼梯建筑

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种装配式全预制楼梯及装配式楼梯建筑。

背景技术

预制装配式钢筋混凝土楼梯是将楼梯分成平台板、平台梁、楼梯段三个部分，将构件在加工厂或施工现场进行预制，施工时将预制构件进行装配；预制装配式钢筋混凝土楼梯，自重大、模板复杂、造价高，对于产量小的异形楼梯，其价格为现浇楼梯价格的数倍。装配式钢结构楼梯，造价高，防火性能差，后期维护费用高，需要定期维护。如何构建经济美观、生产、施工简便的装配式楼梯，一直是装配式建筑发展的理想目标。

目前预制装配式楼梯主要有预制混凝土楼梯和钢结构楼梯。

一、预制混凝土楼梯

优点：1，可加快施工进度：现浇楼梯模板支拆，绑筋，打混凝土很费工，影响进度；预制楼梯不占用工位，可提前预制，预制好的楼梯安装很快；2，节约原材料：节省模板材料，一套模板可以打多个楼梯段；3，预制楼梯质量好，外形规整，尺寸统一；4，可快速形成人行上下通道，既省去临时通道，又方便施工人员上下。

缺点：1，受建筑层高及进深尺寸影响，目前装配式钢筋混凝土楼梯大部分应用于住宅项目，对于其他类型建筑层高变化较大，楼梯段种类较多，模具利用率低，生产效率低，生产成本较高；2，现有的装配式钢筋混凝土楼梯自重大，施工高空吊装不便，施工速度慢、质量不易控制；3，装配率低，不能充分发挥装配式建筑绿色、快捷、标准化生产、节能环保和机械化程度高的优点。

二、钢结构楼梯

优点：1，加工简单，工厂或现场焊接速度快，无需复杂的模板支撑；2，重量轻，有利于结构整体抗震。

缺点：1，使用舒适度差，振动大，只适用于工业建筑；2，防腐防火性能差，耐久性差，后续维护费用高；3，造价高。

发明内容

本申请提供一种装配式全预制楼梯及装配式楼梯建筑，其首要解决现有预制混凝土楼梯的模板利用率低的问题，其次再解决现有预制混凝土楼梯重量重的问题。

本申请通过下述技术方案实现：

本申请提供的装配式全预制楼梯，包括梯段板、踏步板、踏步板连接件和梯段板连接件，踏步板位于梯段板上方并通过所述踏步板连接件与梯段板连接；所述梯段板的端部连接所述梯段板连接件。

特别的。所述梯段板为夹心平板，所述梯段板包括面板、底板、钢筋桁架、填充材料和封头钢板，所述填充材料位于面板、底板和封头钢板之间，钢筋桁架与面板、底板锚固；所述梯段板连接件与封头钢板连接。

特别的，所述面板和底板均采用UHPC制作。

可选的，所述钢筋桁架采用三角形桁架。

可选的，所述填充材料为泡沫混凝土。

特别的，所述梯段板连接件为一字型钢板。

特别的，所述踏步板包括横板和立板，立板的上端与横板的一端连接；

所述踏步板连接件包括第一踏步板连接件和第二踏步板连接件，所述第一踏步板连接件顶部与立板连接，底端与梯段板连接；所述第二踏步板连接件一端与立板连接，另一端与第一踏步板连接件连接。

可选的，所述梯段板厚度为100mm-500mm，踏步板厚度为10mm-30mm。

本申请提供的装配式楼梯建筑，包括平台板和平台梁和上述装配式全预制楼梯，所述梯段板连接件分为半刚接连接件和滑动铰连接件两种，所述梯段板上端连接半刚接连接件，下端连接滑动铰连接件；

所述梯段板上端通过半刚接连接件与平台板、平台梁半刚性连接，所述梯段板下端通过滑动铰连接件与平台板、平台梁滑动连接。

特别的，所述半刚接连接件与平台板焊接连接，空隙填充水泥砂浆；

所述滑动铰连接件通过聚四氟乙烯板与平台梁连接，所述平台板预留有槽，所述滑动铰连接件装于槽中，滑动铰连接件与槽之间的空隙中放置有发泡聚乙烯棒。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

1，本申请的装配式全预制楼梯采用梯段板和踏步板组成，组成元素规则，对生产模板要求低，适用于各种异形楼梯；

2，本申请的楼梯全预制，结构装饰一体化，工业化程度高，预制率高，现场湿作业少，更能体现装配式建筑的优点；

3，全预制设计，踏步板表面装饰可进行工厂化加工，下表面免抹灰，进一步提高装配率，施工速度进一步加快；

4，本申请的装配式楼梯重量轻，做到了轻质高强，对结构抗震及经济性有较大帮助，且运输和吊装便捷；

5，梯段板的面板和底板采用UHPC，板材具有超高耐久性及自愈合能力；而且一般不会开裂，小裂缝具有自修复能力，使用舒适度高；

6，生产工艺简单，不需要特殊设备，梯段板一次成型；梯段板接头采用钢连接件，方便工业化生产及现场安装；

7，梯段板采用夹心平板，受力高效合理，梯段板跨度对重量几乎无影响，应用于4m以上跨度优势更明显；

8，本申请的装配式全预制楼梯，充分发挥UHPC的综合性能，材料性能优异，并避免了传统预制楼梯缺陷：生产工艺简单，无需特殊的设备；除具有良好的力学性能外，还具有抗腐蚀、抗渗性能好、节能低耗、绿色环保等优点，可广泛应用于工业和民用等各类装配式建筑中；

9，本申请装配式楼梯建筑的梯段板与主体结构之间有足够的变形空间，可减少外力对楼梯和主体结构的破坏，体现了“以柔克刚”的思想。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请实施方式的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施方式的限定。

图1是本申请实施例中装配式全预制楼梯的结构示意图；

图2是本申请实施例中梯段板的俯视图；

图3是图2中A-A处的剖视图；

图4是本申请实施例中踏步板与梯段板的连接示意图；

图5是装配式全预制楼梯上端与建筑主体结构的连接示意图；

图6是图5中B-B处的剖视图；

图7是装配式全预制楼梯下端与建筑主体结构的连接示意图；

图8是图7中C-C处的剖视图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

实施例一

如图1所示，本实施例公开的装配式全预制楼梯，包括梯段板1、踏步板2、踏步板连接件3和梯段板连接件。踏步板2位于梯段板1上方并通过踏步板连接件3与梯段板1连接。梯段板1的两端设有梯段板连接件，梯段板连接件用于连接梯段板1、平台板5及平台梁6，协调三者的变形。

如图1-图3所示，梯段板1为夹心平板，具体包括面板11、底板12、钢筋桁架13、填充材料14和封头钢板15。填充材料14位于面板11、底板12和封头钢板15之间。钢筋桁架13与面板11、底板12锚固，用于承担梯段剪力及协调面板11、底板12变形。

梯段板1的面板11和底板12作为梯段承受弯矩的构件，面板11和底板12均采用超高性能混凝土UHPC制作，UHPC具有超高强度抗压强度120MPa-200MPa和超高耐久性的特点。

可选的，为减轻面板11和底板12厚度，UHPC可配置钢纤维，面板11、底板12内无需设除钢筋桁架13以外的钢筋，利于简化生产工艺。

为进一步减少面板11、底板12的厚度，钢筋桁架13可采用高强钢筋，包括但不限于HRB500、HRB600。特别的，钢筋桁架13采用三角形桁架，保证面板11和底板12受力时的面外稳定性。

填充材料14可选择泡沫混凝土，填充材料14可采用现浇形式，也可采用预制形式。填充材料14内部可设置管线，确保管线与主结构分离。泡沫混凝土抗压强度为1-4MPa，还可作为钢筋桁架13腹杆的面外约束，防止腹杆面外失稳；并且，填充材料14还可作为面板浇筑时模板，避免抽芯工艺，简化生产工序。

封头钢板15与钢筋桁架13的弦杆筋穿孔塞焊连接，并作为梯段板1的变模板。特别的，封头钢板15采用一字型钢板，可作为梯段板1生产边模板及连接件与梯段板1焊接的钢板使用。

面板11和底板12采用UHPC制作，UHPC具有超高耐久性、密实度、强度及自愈合能力，可降低钢筋桁架13的保护层厚度及锚固厚度要求，而且一般不会开裂，小裂缝具有自修复能力；填充材料14采用泡沫混凝土，可约束钢筋桁架13腹杆屈曲，利于防止腹杆面外失稳。

如图4所示，踏步板2作为楼梯踏步，包括横板21和立板22，立板22的上端与横板21的一端连接。踏步板连接件3包括第一踏步板连接件31和第二踏步板连接件32。第一踏步板连接件31顶部与立板22连接，底端与梯段板1连接；第二踏步板连接件32一端与立板22连接，另一端与第一踏步板连接件31连接。

可选的，第一踏步板连接件31为钢管，第二踏步板连接件32为钢筋，第二踏步板连接件32与第一踏步板连接件31焊接。

特别的，梯段板连接件采用一字型钢板。梯段板连接件的一端采用焊接或螺纹联接等方式与封头钢板15固接，梯段板连接件另一端用于与平台板5、平台梁6连接。

本申请的装配式全预制楼梯采用梯段板和踏步板组成，组成元素规则，对生产模板要求低，适用于各种异形楼梯；且相比于普通混凝土板，本申请的面板11厚度、底板12厚度以及钢筋保护层厚度均可很大程度的减小，在确保钢筋保护性能以及受力性能的同时，利于减小梯段板1的整体重量。

基于上述装配式楼梯，本实施例还公开一种装配式楼梯建筑，包括平台板5、平台梁6和上述装配式楼梯。

梯段板连接件分为半刚接连接件41和滑动铰连接件42两种，半刚接连接件41和滑动铰连接件42分别设于梯段板1两端。具体的，如图1所示，梯段板1上端连接半刚接连接件41，下端连接滑动铰连接件42。

梯段板1上端通过半刚接连接件41与平台板5连接，梯段板1下端通过滑动铰连接件42与平台板5连接。具体如图5、图6所示，半刚接连接件41与平台板5焊接连接，空隙填充水泥砂浆7。如图7、图8所示，滑动铰连接件42通过聚四氟乙烯板421与平台梁6连接，平台板5需提前开有槽51，预留连接板安装空间及滑动空间。

滑动铰连接件42装于槽51中，滑动铰连接件42与槽51之间的空隙中放置有发泡聚乙烯棒9。可选的，泡聚乙烯棒91有横向放置的，也有纵向放置的。

半刚接连接件41和滑动铰连接件42的数量根据需要合理设置，通常应当不少于2两个。

梯段板连接件连接梯段板1、平台板5及平台梁6，协调三者的变形。正常使用状态下，梯段板连接件传递梯段板1竖向力，保证楼梯的正常使用功能；地震时，楼梯一端与主体结构半刚接，一端与主体结构滑动连接，保证梯段板1与主体结构之间有足够的变形空间，以减少地震作用对楼梯和主体结构的破坏，确保地震时逃生通道的畅通，体现了“以柔克刚”的思想。

实施例二

本实施例中梯段板1厚度为100-500mm，其中，面板11、底板12的钢筋保护层厚度取5-10mm，而普通混凝土板的钢筋保护层厚度为15mm；面板11和底板12厚度可为20mm-30mm，而普通混凝土板材的厚度最小为50mm。

梯段板1的生产工艺与楼板相同，均采用一次成型，此处不再赘述。梯段板1的尺寸变化对模板要求低，采用简单模板即可生产。

值得一提的是，踏步板2可采用普通UHPC，作为清水混凝土饰面，不配置钢筋，板材厚度可取10-30mm，可大幅降低踏步板重量。当然，踏步板2也可采用装饰性UHPC、仿石材等，免除二次装修。踏步板2根据楼梯不同需求切割成型，无需特殊模板。

本申请的装配式楼梯可于工厂生产，表面平整度高，无需二次抹灰等工序；楼梯重量为普通混凝土楼梯的1/2，做到轻质高强，对结构抗震及经济性有较大帮助；该装配式楼梯仅需普通模板即可生产，产品用规则的梯段板1和踏步板2组成，可生产各种异形楼梯，模板对成本无影响。梯段板1与平台板5、平台梁2通过钢结构连接件连接，施工简单。

使用时，装配式楼梯于工厂全预制，现场仅需局部浇筑砂浆和粘胶，工业化程度高，预制率高，现场湿作业少，更能体现装配式建筑的优点；装配式楼梯全预制设计，踏步板2表面装饰可进行工厂化加工，进一步提高装配率；梯段板1和踏步板2规则性高，降低对模板要求，方便工业化生产。填充材料14轻质，梯段板1高度增加对重量无影响，可加大梯段板1高度，对于4m以上跨度梯段板1优势更明显。

本申请的全预制楼梯，全工厂预制，对模板要求低，耐久性能好，抗震整体性能好，重量轻，以较低的工程造价实现了装配式楼板的结构受力性能和抗震性能。资源能源消耗低，模板需求低，施工速度快，连接简单，施工便捷；构件重量轻，运输、吊装和安装方便，可广泛应用于各种农房、住宅、办公、酒店、商业等低多层、高层和超高层建筑中，是一种优质的装配式楼梯。

以上的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式全预制楼梯，其特征在于：包括梯段板（1）、踏步板（2）、踏步板连接件（3）和梯段板连接件，踏步板（2）位于梯段板（1）上方并通过所述踏步板连接件（3）与梯段板（1）连接；所述梯段板（1）的端部连接所述梯段板连接件。

2.根据权利要求1所述的一种装配式全预制楼梯，其特征在于：所述梯段板（1）为夹心平板，所述梯段板（1）包括面板（11）、底板（12）、钢筋桁架（13）、填充材料（14）和封头钢板（15），所述填充材料（14）位于面板（11）、底板（12）和封头钢板（15）之间，钢筋桁架（13）与面板（11）、底板（12）锚固；所述梯段板连接件与封头钢板（15）连接。

3.根据权利要求2所述的一种装配式全预制楼梯，其特征在于：所述面板（11）和底板（12）均采用UHPC制作。

4.根据权利要求2所述的一种装配式全预制楼梯，其特征在于：所述钢筋桁架（13）采用三角形桁架。

5.根据权利要求2、3或4所述的一种装配式全预制楼梯，其特征在于：所述填充材料（14）为泡沫混凝土。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种装配式全预制楼梯，其特征在于：所述梯段板连接件为一字型钢板。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的一种装配式全预制楼梯，其特征在于：所述踏步板（2）包括横板（21）和立板（22），立板（22）的上端与横板（21）的一端连接；

所述踏步板连接件（3）包括第一踏步板连接件（31）和第二踏步板连接件（32），所述第一踏步板连接件（31）顶部与立板（22）连接，底端与梯段板（1）连接；所述第二踏步板连接件（32）一端与立板（22）连接，另一端与第一踏步板连接件（31）连接。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的一种装配式全预制楼梯，其特征在于：所述梯段板（1）厚度为100mm-500mm，踏步板（2）厚度为10mm-30mm。

9.一种装配式楼梯建筑，包括平台板（5）和平台梁（6），其特征在于：还包括如权利要求1-8中任一项所述的一种装配式全预制楼梯，所述梯段板连接件分为半刚接连接件（41）和滑动铰连接件（42）两种，所述梯段板（1）上端连接半刚接连接件（41），下端连接滑动铰连接件（42）；

所述梯段板（1）上端通过半刚接连接件（41）与平台板（5）、平台梁（6）半刚性连接，所述梯段板（1）下端通过滑动铰连接件（42）与平台板（5）、平台梁（6）滑动连接。

10.根据权利要求9所述的一种装配式楼梯建筑，其特征在于：所述半刚接连接件（41）与平台板（5）焊接连接，空隙填充水泥砂浆（7）；

所述滑动铰连接件（42）通过聚四氟乙烯板（421）与平台梁（6）连接，所述平台板（5）预留有槽（51），所述滑动铰连接件（42）装于槽（51）中，滑动铰连接件（42）与槽（51）之间的空隙中放置有发泡聚乙烯棒（9）。

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