一种吊拉式装配楼梯间结构的制作方法

本发明涉及楼梯间结构技术领域，具体涉及一种吊拉式装配楼梯间结构。

背景技术：

楼梯在多层及高层建筑中具有竖向交通通道及地震时逃生要道与紧急避震“孤岛”的功能，但历次地震尤其是汶川地震中楼梯间部位震害严重，震害调查分析表明，由于楼梯部件与主体结构采用整浇的连接方式，梯板形成了斜撑效应并参与结构抗侧力，致使结构在楼梯间位置受力复杂，地震中楼梯间往往因为吸收较多能量而先行破坏，形成了第一道抗震防线，没有实现前述预期抗震救灾功能。已有研究表明，楼梯与主体结构整体连接时会导致结构出现局部扭转，如果楼梯间布置不当还会加剧整体结构的扭转效应，汶川地震后，为解决框架结构中楼梯间的抗震问题，现行抗震设计规范及相关图集提出梯段板分离式连接技术，即采用滑动连接构造释放楼梯与主体结构的连接约束可有效降低斜撑效应。由于装配式建筑具有先预制再连接的属性，而该技术的核心宗旨是变抗为放，因而装配式建筑中框架楼梯间可优先考虑该技术的应用。但有研究表明，当前的梯段板分离式连接技术主要是单纯将楼梯与主体结构脱开，地震作用下梯段板会产生剧烈跳脱现象，严重削弱装配式建筑的抗震性能。因此，亟需设计一种新的技术方案，以综合解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种吊拉式装配楼梯间结构，能有效解决现有梯段板分离式连接方式在地震作用下梯段板会产生跳脱、削弱装配式建筑抗震性能的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种吊拉式装配楼梯间结构，包括沿竖直方向间隔布置的各楼梯间子单元，所述楼梯间子单元包括预制梯板，以及水平且上下错开布置的楼层平台和预制槽形板，位于上层的预制梯板倾斜设置在所述楼层平台和预制槽形板之间，且预制梯板的上端与楼层平台固定连接，下端沿预制梯板水平长度方向与预制槽形板形成滑动连接；位于下层的预制梯板倾斜设置在所述预制槽形板和下一层楼梯间子单元的楼层平台之间，且预制梯板的上端与预制槽形板固定连接，下端沿预制梯板水平长度方向与楼层平台形成滑动连接；所述预制槽形板通过吊拉件与上一层框架梁相连。

进一步地方案为，与吊拉件上端相接的框架梁处设置有倒圆台状灌浆孔，所述吊拉件贯穿倒圆台状灌浆孔、且吊拉件顶端固设有顶部端板；与吊拉件下端相接的预制槽形板处设置有圆柱状灌浆孔，所述吊拉件贯穿圆柱状灌浆孔、且吊拉件底端通过螺纹连接有底部端板；所述倒圆台状灌浆孔以及圆柱状灌浆孔内均设置有灌浆层。

进一步地方案为，所述倒圆台状灌浆孔以及圆柱状灌浆孔的外周均设置有螺旋加强筋。

进一步地方案为，所述圆柱状灌浆孔的孔径比吊拉件杆径大3～20mm、且不小于灌浆层灌浆料最大粒径的1.5倍。

进一步地方案为，与预制梯板上端相接的楼层平台处设置有固定连接支承面，所述固定连接支承面为与预制梯板上端相适配的直角槽，所述直角槽内设置有预埋套筒，与所述预埋套筒相对应的预制梯板上设置有梯板预留孔，所述梯板预留孔和预埋套筒通过竖向插筋丝扣连接；与所述预制梯板下端相接的预制槽形板处设置有滑动连接支承面，所述滑动连接支承面为与预制槽形板上端面平齐的滑动层；所述楼层平台与预制槽形板的形状一致。

进一步地方案为，所述楼层平台包括预制平台和后浇叠合层，所述预制平台与预制梯板的相接端为直角槽，所述后浇叠合层浇叠在预制梯板旁侧的直角槽内，且构成滑动层。

这里滑动层分为两种情况：当滑动层采用聚四氟乙烯板时，与其相接的预制梯板底面为成型光面；当滑动层采用中细级陶粒混凝土时，与其相接的预制梯板底面为成型粗糙面。另外，滑动层厚度为15-30mm，且当滑动层为中细级陶粒混凝土制成时，中细级陶粒的最大粒径不超过12.5mm。

进一步地方案为，所述预制槽形板与侧边框架柱的相接面处设置有抗震缝。

更进一步地方案为，预制槽形板和楼层平台的下端面上沿其长度方向均设置有条形凹槽。

上述技术方案中提供的吊拉式装配楼梯间结构，将楼梯间由传统的梯柱支承改变为吊拉件吊拉，并结合装配式技术，将现场制作为主的梯梁和中间休息平台改变为一体化的预制槽形板，另外，预制梯板的上端与预制槽形板/楼层平台之间固定连接，下端与预制槽形板/楼层平台滑动连接，将楼梯间与主体结构之间采用吊拉件柔性连接和梯板的固定与滑动连接，完全释放了连接节点的转动约束，进而形成独立的楼梯间子结构；在地震环境下，楼梯间子结构的振动特性与主体结构完全解耦，能明显改善结构的抗震性能。

本发明在楼层平台/预制槽形板与预制梯板固定相接的位置设置与预制梯板上端相适配的直角槽，利用直角槽的卡接作用能够提高预制梯板与楼层平台/预制槽形板的扣合度，同时利用竖向插筋连接直角槽内的预埋套筒以及预制梯板上的梯板预留孔，以提高预制梯板与楼层平台/预制槽形板结合稳定性。

本发明的楼层平台采用预制加现浇两种工序的结合，先制作带有直角槽的预制平台，可减小制作难度，同时根据现场施工情况进行后浇叠合层的浇叠，通过预制加现浇工序可有效降低施工难度和充分发挥预制部件的高精度特性。

本发明框架梁与预制槽形板之间变梯柱受压支承为吊拉件受拉悬吊，并采用灌浆孔和浇筑灌浆层的方式，保证吊拉件与框架梁和预制槽形板之间的稳固连接；并在灌浆孔外周设置螺旋加强筋，以提高灌浆孔的牢固性；另外还对灌浆层的灌浆量进行限定，以提高灌浆孔、吊拉件以及灌浆层间的连接强度。

本发明在预制槽形板与框架柱之间设置防止建筑物破坏的抗震缝，其能够使建筑分成若干刚度均匀的单元独立变形，以保证在地震作用下两侧结构不发生碰撞。

本发明的预制槽形板和楼层平台的下端面沿其长度方向均设置条形凹槽，其能够在保证结构稳定的前提下，减轻预制件的重量，便于施工和制作。

本发明的吊拉式装配楼梯间结构，具有构造简单、机理明确、施工简便、精度可控的优点，其实现了楼梯间各部件的现场全装配施工，适用于框架结构及框-剪结构中框架部分的楼梯间单元；通过改变梯柱受压支承为吊拉件受拉悬吊方式，对楼梯间子结构的所有部件采用全预制和全装配，有效解决了现有分离式技术应用于装配式建筑在地震作用下梯段板会产生梯板跳振、削弱装配式建筑抗震性能及现场施工复杂的问题。

附图说明

图1为本发明所述吊拉式装配楼梯间结构的平面结构示意图；

图2为本发明所述吊拉式装配楼梯间结构的剖面结构示意图；

图3为本发明所述楼层平台的结构示意图；

图4为本发明所述预制槽形板的结构示意图；

图5为本发明所述预制梯板的结构示意图；

图6为图2中局部ⅰ即吊杆上端连接的放大图；

图7为图2中局部ⅱ即吊杆下端连接的放大图；

图8为图2中局部ⅲ即预制梯段板上端连接的放大图；

图9为图2中局部ⅳ即预制梯段板下端连接的放大图。

图中：1.框架柱；2.吊杆；21.顶部端板；22.灌浆层；23.底部端板；24.螺母；3.框架梁；31.倒圆台状灌浆孔；4.预制梯板；41.梯板预留孔；5.楼层平台；6.预制槽形板；61.圆柱状灌浆孔；7.抗震缝；8.直角槽；81.预埋套筒；82.竖向插筋；83.梯板灌浆；84.竖向塞缝；85.水平塞缝；9.滑动层。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

本发明采取的技术方案如图1所示，一种吊拉式装配楼梯间结构，包括沿竖直方向间隔布置的各楼梯间子单元，本实施例以上楼层平台下预制槽形板以及其中的预制梯板为一个单元，该单元包括预制梯板4，以及水平且上下错开布置的楼层平台5和预制槽形板6，另外框架主体为竖直布置的框架柱1以及连接各框架柱1且水平布置的框架梁3；位于上层的预制梯板4倾斜设置在楼层平台5和预制槽形板6之间，且预制梯板4的上端与楼层平台5固定连接，下端沿预制梯板4水平长度方向与预制槽形板6形成滑动连接；位于下层的预制梯板4倾斜设置在预制槽形板6和下一层楼梯间子单元的楼层平台5之间，且预制梯板4的上端与预制槽形板6固定连接，下端沿预制梯板4水平长度方向与楼层平台5形成滑动连接；预制槽形板6通过吊杆2与上一层框架梁3相连。

参考图2、6和7，框架梁3采用预制与现浇结合的方式，框架梁3预制部分与吊杆2的相接处设置有倒圆台状灌浆孔31，吊杆2贯穿倒圆台状灌浆孔31、且吊杆2顶端焊接有顶部端板21，开设圆柱状灌浆孔61时其孔径需比吊杆2杆径大3～20mm、且不小于灌浆层22灌浆料最大粒径的1.5倍，顶部端板21位于叠合框架梁3的预制部分顶面，且顶部端板21的最大尺寸不小于倒圆台状灌浆孔31大口直径的1.05倍，其内灌浆层22采用比梁体混凝土强度高一个等级的普通灌浆料，或采用c60以上的高强型灌浆料，框架梁3预制部分的倒圆台状灌浆孔31外周埋设喇叭形螺旋加强筋。

具体地，预制槽形板6与吊杆2的相接处设置有圆柱状灌浆孔61，吊杆2贯穿圆柱状灌浆孔61、且吊杆2底端通过螺纹连接有底部端板23，底部端板23与吊杆2采用如图7所示的螺母24拧接(也可采用墩头或焊接连接)；该圆柱状灌浆孔61内设置的灌浆层22采用比预制槽形板6混凝土强度高一个等级的普通灌浆料，或采用c60以上的高强型灌浆料，圆柱状灌浆孔61外周埋设螺旋加强筋。

参考图3～5和8，楼层平台5与预制槽形板6的形状一致，且楼层平台5/预制槽形板6与预制梯板4的连接端设置有固定连接支承面和滑动连接支承面，固定连接支承面为与预制梯板4上端相适配的直角槽8，直角槽8内设置有与预制梯板4相连的预埋套筒81，预埋套筒81内设置有内螺纹，与预埋套筒81相对应的预制梯板4上设置有梯板预留孔41，梯板预留孔41以及预埋套筒81通过竖向插筋82丝扣连接，且竖向插筋82与梯板预留孔41之间采用梯板灌浆83包裹粘结，另外预制梯板4与楼层平台5/预制槽形板6的水平塞缝85采用与预制梯板4混凝土同强度的水泥砂浆座浆料，其厚度为10-30mm(本实施例中采用20mm)；预制梯板4与楼层平台5/预制槽形板6的竖向塞缝84采用柔性材料(本实施例采用聚苯)填充，其宽度为20-50mm(本实施例中采用30mm)。

参考图9，滑动连接支承面为与楼层平台5/预制槽形板6上端面平齐的滑动层9。其中，楼层平台5包括预制平台和后浇叠合层，预制平台与预制梯板4的相接端为直角槽8，后浇叠合层浇叠在预制梯板4旁侧的直角槽8内，且采用聚四氟乙烯板或中细级陶粒混凝土制作的滑动层9；本实施例中采用聚四氟乙烯板制作的滑动层9，那么与滑动层9相接的预制梯板4底面为成型光面。

另外，本发明的预制槽形板6与框架柱1的相接面设置有抗震缝7，其能够使建筑分成若干刚度均匀的单元独立变形，以保证在地震作用下两侧结构不发生碰撞。预制槽形板6和楼层平台5的下端面上沿其长度方向均设置有条形凹槽，其能提高预制槽形板6和楼层平台5的强度，同时也可有效减轻预制件的重量。

总之，本发明的吊拉式装配楼梯间结构，将楼梯间由传统的梯柱支承改变为吊杆吊拉式，并结合装配式技术，将现场制作为主的梯梁和中间休息平台改变为一体化的预制槽形板，此外，由于预制槽形板和楼层平台设置了固定铰支座支承面(即固定连接支承面)和滑动支座支承面(即滑动连接支承面)，可充分发挥预制部件的高精度特性，实现了楼梯间各部件的现场全装配施工，且楼梯间与主体结构之间采用吊杆柔性连接和梯板的铰接与滑动连接，完全释放了连接节点的转动约束，进而形成独立的楼梯间子结构，地震下楼梯间子结构的振动特性与主体结构完全解耦，明显改善了结构的抗震性能。

本发明有效适用于框架结构及框-剪结构中框架部分的楼梯间单元，通过改变梯柱受压支承为吊杆受拉悬吊方式，对楼梯间子结构的所有部件采用全预制和全装配，有效解决了现有分离式技术应用于装配式建筑时梯板跳振及现场施工复杂等问题。

上面结合实施例对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。