预制装配式剪刀楼梯设计探索

吴杭文

中国建筑第二工程局有限公司(沪)上海200135

摘要：改革开放以来，我国经济突飞猛进，社会更是不断进步，这一现象推动了我国建筑事业的发展，建筑工程越来越多。而传统的建筑结构已无法满足社会的需求，因此人们积极探索出了新的建筑结构-预制装配式建筑结构。这一结构由于施工方式比较便捷，所以就提高了建筑工程的施工速度，同时也有利于提高建筑质量。本文主要对预制装配式剪刀楼梯设计进行了简要的分析。

关键词：预制装配式；剪刀楼梯；设计

1预制装配式建筑的概念

预制装配式建筑一种新型的建筑形式，其所需要的主要构件基本上都在工厂内完成，之后在施工现场采用一些比较可靠的连接方式将这些构件拼装起来。一般常见的预制装配式建筑主要有三种:一，预制装配式混凝土结构。这类的建筑结构也可以被称为装配整体式钢筋混凝土结构，主要是由预制的混凝土构件组成的。其工作方式主要有三步，首先在工厂预制生产，然后在施工现场拼装，最后浇筑混凝土;二，预制装配式钢结构。这一结构主要由钢柱和钢梁组成的;三，预制集装箱式房屋。这一结构的基本单元是集装箱，它的工作方式和其他的预制装配式建筑结构的工作方式有所不同。这一结构的预制构件是在工厂的流水线上生产的，之后再施工现场拼接，但是拼接的时候样式较为多变，然后进行内部装修，装修风格也是各有特色。

（1）在同一楼梯间内设置两部楼梯，具有两条垂直方向疏散通道的功能。有利于提高空间的利用率，便于平面布置，还满足了最低安全出口数量的需求。

（2）能够有效地节约土地资源，降低建筑的公摊面积。与独立设置的两个安全疏散楼梯相比，有效地减少了疏散楼梯外墙或分隔墙的重复设置，在一定程度上减少了建筑工程的投资。

（3）剪刀楼梯是一种备用选择，而不是首选方案。根据GB50016-2014《建筑设计防火规范》（以下简称“建规”）第5.5.10和第5.5.28条的规定，在高层公共建筑和住宅建筑单元中，当设置两个独立的疏散楼梯有一定的困难的时候，才会考虑到采用剪刀楼梯疏散，但需设置必要的安全分隔措施。

2预制装配式建筑结构体系发展

2.1该建筑结构的主要来源

由于我国预制装配式建筑结构推行的时间较晚，所以对于这一结构的重视也就较少。2013年，我国正式颁发了《绿色建筑行动方案》。在这一方案中，我国提出了有效管理工业化生产的要求，并鼓励各个建筑施工单位积极推行预制装配式建筑结构，而且在推行的同时，还应该积极创新，不断更新建筑施工技术。预制装配式建筑结构与传统的建筑结构有所不同，这一结构需要先生产出建筑施工过程中所需要的构件，然后再施工现场组装。这一结构避免了传统的建筑施工过程中繁琐的步骤，减短了施工时间，同时也为建筑质量提供了一定的保证。

2.2预制装配式建筑结构的实际使用

实际上在上世纪80年代，我国就已经开始运用预制装配式建筑结构，只不过主要是用于大板建造。而且由于经济限制，预制装配式建筑结构并没得到推广和发展。随着21世纪的到来，经济的快速发展、社会的不断进步推动预制装配式建筑结构得到了新生。这一结构开始逐渐运用到建筑行业中，并得到了推广，其发展十分迅速。在我国，预制装配式建筑结构发展最好的地区是北京和上海，而且在上海有着有着我国首次以混凝土结构结构为主体的构件，即浦江大型居住社区。

2.3预制装配式建筑结构体系的实际应用效果

预制装配式建筑结构相对于传统的建筑结构具有许多的优势，因此它的应用效果也就相对较好:(1)预制装配式建筑结构所选用的墙板基本上都比较轻，既可节省人力，又可节省物力，从而降低了企业成本。另外，采用轻质墙板使得空间具备了自由性和灵活性;(2)预制装配式建筑结构在缩短建筑施工时间的同时还可以保证建筑质量，有利于提高企业的经济效益;(3)预制装配式建筑结构预制装配式建筑结构的施工现场不需要太多的工作人员，保证了现场的施工安全。除此之外，施工过程中所需要的原材料种类较少，数量也较少，这就节省了资源，体现了环保性和绿色性。

3推广预制装配式建筑的迫切性

为了符合“四节一环保”和产业转型升级的要求，应对劳动力成本上升，成本大幅提高的压力；实现外装修、内装修与混凝土受力构件一次制作，提高建筑使用功能和工程质量；缩短总工期、加快资金周转、提高资金使用效率、大幅度减少现场施工中的模板、钢筋、混凝土工程量及浪费、降低使用管理成本、维修成本；大幅度减少建筑垃圾，降低噪声污染，节约用水，降低劳动强度，改善作业条件。

2017年3月23日，住房城乡建设部以（建科[2017]77号）文印发《“十三五”装配式建筑行动方案》（以下简称“方案”），吹响了装配式建筑的冲锋号。《方案》旨在深入贯彻《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》（国办发[2016]71号）和《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》（国办发[2017]19号），进一步明确阶段性工作目标。《方案》确定，到2020年，全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上，其中重点推进地区达到20%以上，积极推进地区达到15%以上，鼓励推进地区达到10%以上。到2020年，培育50个以上装配式建筑示范城市，200个以上装配式建筑产业基地，500个以上装配式建筑示范工程，建设30个以上装配式建筑科技创新基地，充分发挥示范引领和带动作用。

4预制装配式剪刀楼梯设计

4.1设计方案一：纵向分段，剪刀楼梯单跑单块预制构件平行于梯段走向拆分为两块，中间留设2厘米安装拼缝，再用无收缩浆料灌实。此方案的优点在于减轻单块构件的重量，原本4吨左右的单跑梯段板分为两块之后每块重约2吨。需注意的是：

（1）结构计算宽度取值有变化，并非单纯一分二。

（2）由于构件呈细长状，在预制构件生产与堆放过程中易产生挠度变形。

（3）安装时并列两块预制构件的标高难以控制至完全一致，踏面拼接处不平整容易有错台，若考究的话后期还需另做建筑装饰面层。

4.2设计方案二：横向分段，剪刀楼梯单跑单块预制构件垂直于梯段走向拆分为两块，增设中间梯梁，用于分别搁置两端预制梯板。此方案目的在于减小梯段板结构计算跨长，仅为原跨长的1/2，板厚可以更为轻薄。且施工安装精度要求不高，安装后楼梯踏面无明显拼缝。需注意的是：

（1）中间增设的一道梯梁需考虑兼顾剪刀梯两侧两跑的共用性。梁端搁置点需主体结构设计时提前考虑。

（2）中间梯梁造型较为特殊，建议采用预制，约1吨。安装时必须先行安装中间梯梁。

（3）楼梯下部中央横向会有下凸，需判断对净高的影响。其中难点在于中间梯梁的标高设定应满足两侧楼梯均可在此分段，且该台阶的踏步高度不变，又同时满足两端搁置的牛腿作用。中间梯梁的截面设计应满足结构性能要求，两端的连接节点还需考虑施工安装的便利性与灌浆操作的可实施性。中间梯梁需先行安装，外伸钢筋锚固于两侧现浇支座，待达到强度后安装分段梯段板。与下段梯段板的连接采用斜面非接触形式，预设通长抗剪键槽，通过横向拉结螺杆穿孔拧入锁紧，再通过踏面预留的孔道灌注高强灌浆料，使孔道、键槽、缝隙内全部填满。

5结语

预制楼梯在装配整体式建筑工程中已成为最常用的预制混凝土构件之一。因其安装便捷，造价低廉，装后即用，成品效果好等优点被工程建设单位广泛采用，在非装配整体式建筑如混凝土现浇建筑工程中也常有仅楼梯采用预制成品构件的情况。当楼梯设计为双向剪刀梯时，因单跑楼梯跨度较大而使得预制楼梯构件重量达约4吨左右，大幅增加了垂直运输机械的使用成本。本文对预制装配式剪刀楼梯设计进行了一些探索，并提出了二种方案供参考使用，希望能够提供一定的借鉴意义。

参考文献

[1]黄白蓉.高层住宅剪刀楼梯核心式平面设计安全性分析[J].消防科学与技术,2014,33(02):152-155.

[2]郭秀艳.不同建筑中剪刀楼梯的设计应用[J].消防技术与产品信息,2016,(10):24-27.

[3]白晶,武士杰,张雪梅.浅析剪刀楼梯的设计[J].科技创新导报,2012,(11):47.