多层建筑楼梯结构特征及防倒塌措施研究

[摘 要]楼梯是建筑物竖向联系的主要通道，其重要性不言而喻。在以往结构设计中一般是将楼梯部分的荷载转化为等效荷载加到周边构件，梯板、平台板、梯柱等构件单独计算，没有考虑楼梯参与结构整体的计算分析。本文从多层民用建筑楼梯形式的定义和理解入手，结合多层民用建筑物对楼梯的要求和工程项目的实际，对多层民用建筑楼梯结构的防倒塌措施、施工和日常维护等实务问题进行探讨。

[关键词]多层民用建筑；防坍塌措施；施工维护；

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0219-01

引言

多层民用建筑的快速发展迫切要求提高住宅产业技术层次，从而推进住宅产业现代化。然而多层民用建筑的楼梯设计和施工往往被很多人不重视甚至是忽视，当今不少多层民用建筑工程中曾出现过楼梯净空不足等问题，特别是楼梯梁碰头这样的大事也屡见不鲜。这类问题，有的工程在施工前发现了，幸运地得到了改正；有的工程在施工中发现了，马上修改，减少了损失，避免了以后的麻烦；还有的工程在施工后发现，将楼梯打掉重来，造成人返工大浪费；也有的工程在施工后发现了，却舍不得打掉重来，将就使用，造成终身遗憾，人见人骂。因此，根据多年多层民用建筑工程中的楼梯设计和施工中发现的较为突出的一些问题，结合实际工程经验，从设计、施工和日常维护等角度，对多层民用建筑楼梯的设置和结构防倒塌措施进行研究和探讨。

1.多层民用建筑楼梯形式的定义和理解

根据多层民用楼梯的使用部位以及结构形式，可以将楼梯分为室内楼梯（包括敞开楼梯、敞开楼梯间、封闭楼梯间、防烟楼梯间）和室外楼梯。

1.1 敞开楼梯

敞开楼梯一般指少于或等于2面围护结构的楼梯：（1）四周无墙；（2）一边靠墙；（3）二边靠墙。

1.2 敞开楼梯间

敞开楼梯间是指用规定耐火极限的墙体等分隔成的不封闭空间，且与其他使用空间相通，无防烟功能的楼梯间（三面围合，一面无墙、门）。

1.3 封闭楼梯间

封闭楼梯间是指用建筑构配件分隔，能防止烟和热气进入的楼梯间，即三面围合，一面设可自行关闭的门。

1.4 防烟楼梯间

防烟楼梯问是指在楼梯间人口处设有防烟前室，或设有专供排烟用的阳台、凹廊等，且通向前室和楼梯间的门均为乙级防火门的楼梯间，即三面围合，一面设防火门并带有前室。

1.5 室外楼梯。

室外楼梯是指用规定耐火极限的不燃烧材料制作且与建筑物分隔并设于外墙上的楼梯，即三面无围护结构，一面靠外墙。

2.多层民用建筑物对楼梯的要求

钢结构多层民用建筑的楼梯对美观的要求高，使结构造型和装修设计相互结合，创造出使用功能与周围环境和谐的气氛，使通过的人们能对周围环境收到强烈的感染力，对于公共建筑尤其如此。其形式也不像工业建筑那样只有直线型，还有圆弧线型和直圆弧线型。因为有刚度要求，钢板上混凝土的厚度至少是70mm才能满足[3]。楼梯梁多采用热轧槽钢，和楼面梁铰接，按简支梁计算。槽钢经过接口后弯成所需要的“之”字型的楼梯梁的形式。弯曲成“之”字型后，与楼层或者层间梁用螺栓进行铰接连接，需要根据剪力来确定所需要的螺栓的大小和数目。

3.楼梯间墙体的防倒塌措施

震害调查资料表明，我国近20年来历次较大的地震灾害中，都有相当数量的建筑物，尤其是框架填充墙结构的房屋，其楼梯间周围墙体的倒塌先于楼梯结构本身，倒落的墙体砸断梯段板（梁），从而导致楼梯的断裂性倒塌破坏。因此，加强楼梯间围护墙体与主体结构的可靠连接或锚固，是防止楼梯结构倒塌破坏的重要措施。

3.1 楼梯间的承重墙体

对于承重墙体，如砖混结构中的实心砖墙体，应在楼梯间四角设置钢筋混凝土构造柱，且宜根据建筑物所在地的抗震设防烈度不同，适当增加构造柱的设置数量，并应严格按照抗震规范的相关要求设置墙内拉结钢筋，以保证墙体本身的整体性和墙体与构造柱的可靠拉接；应在楼梯间周围墙体内设置钢筋混凝土圈梁，以加强承重墙体与楼、屋盖的空间整体性，提高其抗震性能。

3.2 楼梯间的非承重墙体

对于非承重墙体，如框架结构中的砌块填充墙体，就材料方面而言，在保证隔音降噪、保温隔热等功能的前提下，应尽可能地选用自重较轻的砌块；墙体与柱、剪力墙等主体结构构件之间，应尽量采用柔性连接方式，连接件应具有足够的强度、延性和转动能力，以保证在抗震设防烈度下两者之间既能连接可靠又能变形协调。一般来说，砌块墙体长度以不大于5m为宜，当墙体长度过大时，可以在墙内设置部分钢筋混凝土构造柱，也可以在梁底预埋一定数量的拉接钢筋，使墙顶与梁底实现可靠拉接；墙体高度以不大于4m为宜，当墙体高度过大时，应在墙体高度范围内增设一道或多道与柱连接的钢筋混凝土水平系梁或板带，使单块墙体不致过高，防止其在地震作用下整体失稳及倒塌。

4.楼梯结构的施工要点及日常维护

4.1 梯段与支座的可靠连接

斜向布置的梯段板（梁）与其两端支座的可靠连接，是楼梯结构防倒塌的重要措施。比如，对于装配式钢制楼梯，作为梯段板（梁）支座的平台梁（或楼层梁）内应预埋数量和埋深足够且有较好强度和延性的预埋件，并应保证预埋件与钢制楼梯的牢固连接；对于现浇钢筋混凝土楼梯，梯段板（梁）锚入平台梁（或楼层梁）内的钢筋应有足够的抗震锚固长度。

4.2 梯段板（梁）的整体浇筑

分段浇筑法是混凝土结构施工的常用方法。然而，分段浇筑的新、老混凝土界面，可能会受材料因素和施工条件的影响而结合不牢固，以致使构件内部应力分布异常，大幅度降低了构件自身的整体性能。在较大的地震作用下，构件应力集中的部位会首先发生破坏，进而导致整个结构构件承载力和稳定性丧失。因此，在进行现浇钢筋混凝土楼梯施工时，梯段板或梯段梁应整体一次性浇筑完毕，而不应采用分段浇筑的施工方法。

4.3 楼梯结构的日常维护

已投入使用的楼梯，其日常维护也不容忽视。笔者认为，对一些多层民用建筑物，如高层住宅楼等人员密集场所的楼梯，应建立定期检查制度，安排专业人员对楼梯结构进行定期安全检查，并对检查中发现的裂缝过大、钢筋锈蚀、梯梁预埋螺栓松动、楼梯间周围墙体歪闪等可能影响楼梯结构安全的问题，及时进行整改，力争将安全隐患消除在萌芽状态。

参考文献

[1] 陈伟.板式楼梯对框架结构抗倒塌能力影响的研究[D].扬州大学，2012.

[2] 孙自明.框架剪力墙楼梯整体体系的抗震性能及抗震防线的研究[D].山东建筑大学，2013.

[3] 燕鸣全.建筑楼梯对结构抗震设计影响的研究[D].沈阳建筑大学，2012.

[4] 范存娟.地震区L形平面RC框架结构拐角柱网与楼梯布置的优化研究[D].西南石油大学，2014.

[5] .楼梯对结构动力特性的影响及对策研究[D].兰州交通大学，2014.