[發明專利]既有鋼筋混凝土板式樓梯抗震改造結構

有效

• 申請號: 201610224451.2
• 申請日: 2016-04-12
• 公開（公告）號: CN105672591B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 吳兆旗;李晨亮;羅亮
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E04F11/02
• 分類號: E04F11/02;E04B1/98;E04G21/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及建筑施工領域，尤其是既有鋼筋混凝土板式樓梯抗震改造結構。

背景技術

樓梯除了具有正常使用過程中垂直交通功能外，在地震、火災等自然災害來臨時，還是重要的、也可能是唯一的逃生通道。然而，2008年汶川地震中現澆鋼筋混凝土板式樓梯出現多種類型的破壞，且在框架建筑結構中比主體結構的破壞更為嚴重，無法發揮其應有的功能。主要原因是，以往鋼筋混凝土框架結構設計時，僅把樓梯荷載施加至框架主體結構，忽略樓梯和主體結構的相互作用和相互影響；樓梯單獨進行設計，僅計算承載力、驗算撓度與裂縫，不考慮樓梯抗震與對框架主體結構的不利影響。然而，地震中樓梯在框架中會起到類似“K”形斜撐作用，增加框架結構的整體側向剛度，縮短結構自振周期，增大結構所受地震作用。樓梯這種“K”形斜撐作用，也會增加局部剛度，導致臨近框架柱的內力增加，樓梯的非對稱布置也可能會使結構產生非預期的扭轉。往復水平地震作用下，框架結構中的樓梯承受軸向往復拉壓，在跨中和距板端上下各1/3處梯段板會發生彎曲下撓、斷裂或者裂縫處混凝土被擠碎等破壞。

目前，針對樓梯地震中提前破壞及對框架主體結構的不利影響，新建框架結構已普遍采用滑動支座抗震構造形式避免地震中樓梯非預期破壞，消除樓梯對框架主體結構的不利影響。

然而既有框架結構樓梯仍采用粘貼鋼板或者纖維增強塑料(FRP)片材的方法來提高其抗震能力，防止梯段板在地震中提前發生破壞。但這種方法增大樓梯抗震能力的同時，也會增大它的剛度，其“K”形斜撐效應比未加固前更明顯，使得原結構設計的計算模型與實際結構差別更大，實際結構（尤其是與樓梯臨近的框架柱）具有潛在危險。

如何把沒有滑動支座結構的舊有框架結構樓梯改造為具備滑動支座抗震構造的結構，是一個研究方向。

發明內容

本發明提出既有鋼筋混凝土板式樓梯抗震改造結構，能簡單便利地把沒有滑動支座結構的舊有框架結構樓梯改造為具備滑動支座抗震構造的結構，而且改造過程對樓梯使用影響較小。

本發明采用以下技術方案。

既有鋼筋混凝土板式樓梯抗震改造結構，所述改造結構包括樓梯梁、梯段板端部、連接鋼筋、混凝土懸挑板和潤滑墊；所述梯段板端部為梯段板一側經去除部分混凝土后與樓梯梁分離的梯段板端部；所述連接鋼筋植于樓梯梁處，連接鋼筋的一端露出樓梯梁端面并與梯段板端部相鄰；所述梯段板內澆有梯段板鋼筋，梯段板鋼筋露出梯段板端部表面，梯段板鋼筋的露出端與連接鋼筋的露出端交錯相鄰；所述梯段板端部以若干緊固件連接潤滑墊，潤滑墊與所述混凝土懸挑板的一端柔接，混凝土懸挑板的另一端固接于樓梯梁處；混凝土懸挑板內以連接鋼筋以及梯段板鋼筋為現澆混凝土的鋼筋骨架。

所述潤滑墊為聚四氟乙烯板。

所述梯段板端部連接潤滑墊的緊固件為平頭螺釘，平頭螺釘的間距在200mm以內。

所述交錯相鄰的梯段板鋼筋與連接鋼筋形成混凝土懸挑板的鋼筋骨架。

所述改造結構的施工工藝依次分為以下步驟。

A1、劃定梯段板端部的施工區域。

A2、去除梯段板端部處的多余混凝土，使梯段板與樓梯梁分離，梯段板鋼筋露出并緊鄰于樓梯梁端部表面。

A3、在梯段板端部下端面固定潤滑墊；

A4、在樓梯梁內植入連接鋼筋，使連接鋼筋的一端露出樓梯梁端面并與梯段板端部相鄰，梯段板鋼筋的露出端與連接鋼筋的露出端交錯相鄰。

A5、在梯段板鋼筋與連接鋼筋交錯相鄰區域的周側搭設模板，澆筑混凝土，交錯相鄰的梯段板鋼筋與連接鋼筋作為鋼筋骨架，成型混凝土懸挑板，完成施工。

在步驟A1中，把梯段板端部劃分為左側與右側，其中一側作為施工區域先進行改造，另一側正常通行。

在步驟A5中，在澆筑混凝土時，以塑料薄膜覆蓋潤滑墊使之與澆筑施工隔離。

所述梯段板端部位于梯段板的下端。

本發明中，僅針對梯段板與樓梯梁相連處的梯段板端部進行施工，不改變樓梯總體結構，樓梯經改造后，地震中樓梯與整體結構實際受力情況與原設計模型相一致，無需對整體結構重新進行抗震驗算，節約了成本。

本發明中，所述梯段板端部以若干緊固件連接潤滑墊，潤滑墊與所述混凝土懸挑板的一端柔接，混凝土懸挑板的另一端固接于樓梯梁處；該設計使得改造后的梯段板下端面與主體結構分離，在地震中不承受往復拉壓作用，可免受地震損壞，為地震逃生或救援提供通暢的通道。