對裝配式建筑項目應用較為廣泛的預制樓梯進(jìn)行研究，從預制樓梯的拆分布置方法、設計 規范等方面研究了標準預制樓梯的拆分設計方法，同時(shí)對工程項目案例中的預制樓梯進(jìn)行歸納總結，得出預制樓梯標準庫。

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預制樓梯拆分布置

預制樓梯是以樓梯間為單元進(jìn)行拆分，結合建筑層高、樓梯間開(kāi)間和進(jìn)深的凈尺寸、踏步條 件、結構計算等參數完成設計。傳統建筑施工圖已明確樓梯定位，包括踏步高度、寬度和級數，樓梯梯段板厚度和配筋由結構計算得來(lái)，將2者信息綜合即可完成預制樓梯的設計。根據預制樓梯平面圖，將樓梯間開(kāi)間凈尺寸減去梯井寬度，再一分為二，即為樓梯寬度。根據項目經(jīng)驗，1種便捷做法是采用樓梯寬度方向不預留安裝縫，通過(guò)中間的梯井調整尺寸，中間未完成部分現場(chǎng)現澆，這里不設置挑耳而采用局部現澆是為了方便構件生產(chǎn)。樓梯上下部擱置長(cháng)度根據樓梯角度調整，因梯板厚度變化而有所變化。

樓梯的平臺梁、平臺板可以采用現澆，一般樓梯平臺板處建筑面層厚度30mm，所以預制樓梯在對齊樓板頂標高的基礎上抬高30mm。預制樓梯與支承構件之間采用簡(jiǎn)支連接，預制樓梯上部設置固定鉸，下部設置滑動(dòng)鉸，固定螺桿也可以采用鋼筋替換。樓梯接觸面應預留座漿高度20mm，梯插銷(xiāo)孔定位要與梯梁上的插筋定位相對應。在無(wú)裝飾面層的情況下，預制樓梯應設置防滑槽。裝配式預制樓梯與現澆樓梯的不同之處是要設置通長(cháng)面筋，吊點(diǎn)和上下部銷(xiāo)鍵應設置加強筋。

02

預制樓梯標準化

預制混凝土樓梯規范中要求，預制樓梯踏步寬度不小于250mm，宜采用260mm、280mm、300mm，預制樓梯寬度宜為100mm的整數倍， 低、高端平臺段長(cháng)度應滿(mǎn)足擱置長(cháng)度要求，且宜不小于400mm。住宅設計規范中要求，樓梯踏步寬度不應小于260mm，踏步高度不應大于175mm，樓梯梯段凈寬不應小于1100mm。綜合得出住宅建筑預制樓梯的踏步寬度最經(jīng)濟的數值為 260mm。

實(shí)際設計的踏步高度由樓層高度和踏步數決定。一般住宅建筑常用層高為2.8m、2.9m、 3.0m，樓層高度除以踏步數就得到了踏步高度。由于設計在限制踏步高度不大于175mm的條件下，踏步數越少越經(jīng)濟。雙跑樓梯因為有2個(gè)梯段組合成1個(gè)層高，所以必須選用偶數作為踏步數，剪刀樓梯可以選用奇數作為踏步數。例如層高2900，雙跑樓梯踏步數2×8=16，那么踏步高度為 2900÷16=161.1mm。同時(shí)踏步高度和踏步寬度的比值應不大于0.7813，即最、大坡度要求≤38°， 得到數據后再來(lái)驗算合理性。

樓梯間開(kāi)間和進(jìn)深尺寸應符合模數系列，宜為100的整數倍。預制樓梯寬度也應采用100的整數倍，取常用寬度1200mm作為標準樓梯寬度。樓梯梯井的寬度一般為60～200mm，可以用來(lái)調節安裝縫之外的剩余尺寸。

樓梯梯段板的厚度應不小于120mm。雙跑樓 梯中常用的梯板厚度為120mm、130mm，剪刀樓梯中常用的梯板厚度為200mm、210mm，具體數值由結構根據梯板的跨度、樓梯的結構形式、步高、步寬和所受的荷載來(lái)確定。通常粗略估算，板式樓梯的厚度按梯板凈跨的1/30～1/20取值。預制樓梯高、低端平臺段的長(cháng)度應滿(mǎn)足擱置長(cháng)度，雙跑樓梯兩端的擱置長(cháng)度不宜小于400mm，剪刀樓梯兩端的擱置長(cháng)度不宜小于500mm。

另外，設計中要考慮預制樓梯的最、大重量不要超過(guò)設備的吊裝能力。如常用塔機TC6517在2倍率下，在2.5～32.5m范圍內起重量為5t，尖端45m處起重量為3.6t，雙跑樓梯重量在1.5～2.5t之間，可以順利實(shí)現吊裝，對塔機位置和起重量基本無(wú)要求；而剪刀樓梯由于重量較重，基本都在4t以上，所以對設計的塔機位置和起重量要求較高，必要時(shí)會(huì )因僅僅1個(gè)樓梯吊不起而選擇更大的塔機，增加施工成本。

預制樓梯一般采用鋼模生產(chǎn)，成品外觀(guān)質(zhì)量良好，踏步側面和底面光滑平整。故預制樓梯踏步面層在無(wú)二次裝修的情況下可直接采用清水混凝土面，上部設置防滑條，不需額外的建筑面層，從而減少施工造價(jià)。

03

預制樓梯標準庫

預制樓梯在目前裝配項目上成熟而應用廣泛，因其克服了傳統混凝土現澆樓梯施工方法陳 舊、施工精度低、成品觀(guān)感質(zhì)量差、澆筑時(shí)難于振搗等問(wèn)題，這種快速安裝、施工便捷的預制樓梯是行業(yè)的必然選擇。同時(shí)為了達到裝配率要求，項目都會(huì )選擇預制樓梯。但實(shí)際上樓梯的模具成本非常高，按異形模具8000元/t計算，鋼制樓梯模具每套2.4～4萬(wàn)元不等。匯總已建裝配式建筑項目的樓梯參數，可以看出大多數項目的樓梯重復率都低于50次，而各個(gè)項目之間樓梯更是幾乎沒(méi)有通用的，也就是說(shuō)每個(gè)項目都要重新設計樓梯、設計樓梯模具和開(kāi)模，造成不必要的成本增加。這個(gè)典型的裝配 式建筑問(wèn)題可以通過(guò)樓梯部品的標準化來(lái)提高效率、降低成本攤銷(xiāo)。

將已有工程實(shí)踐的27個(gè)裝配式住宅項目資料 進(jìn)行數據統計，根據不同樓梯樣式和不同層高， 回溯與歸納，并進(jìn)行標準化處理，得到標準樓梯6個(gè)，將此樓梯納入預制樓梯標準庫如表1所示，作為標準部品在后續設計中選用。

目前樓梯模具平均重復利用率低于50次，模 具成本占比10%，如模具重復使用達到100次，模具費用可以降低30%。如在標準樓梯前提下設計，原來(lái)27個(gè)項目的27個(gè)樓梯可以減少為6個(gè)。這其中2.9m層高占18個(gè)，占比67%，以2.9m層高作為標準 預制樓梯中的優(yōu)選設計加以考慮，可以在裝配式住宅設計中推廣。大量的項目如果采用統一的設計方法，預制工廠(chǎng)就可以提前生產(chǎn)，甚至備貨，已彌補產(chǎn)能不足或者項目工期緊的情況。

考慮到高層住宅的疏散性，建筑設計中優(yōu)選剪刀樓梯，但剪刀樓梯重量一般在4.5～5.5t以上， 這對施工中塔機的布置和塔機能力提出了較高的要求。塔機位置一定要距離樓梯近一些，并且起重量要大一些；考慮到對吊裝影響要小，優(yōu)選重量輕一半的雙跑樓梯。為了解決這一問(wèn)題，本文研究了2種減小剪刀樓梯重量的設計方法，供設計人員參考和研討。

1.通過(guò)將剪刀樓梯的梯段在水平布置圖中一分 為二，即樓梯寬度為1200mm的剪刀樓梯從寬度方向平均分成2個(gè)600mm的剪刀樓梯，因跨度不變，預制樓梯的其他參數均不變，重量方面減小一半，這樣既達到原來(lái)的設計要求，也盡可能減弱了對塔機和位置的要求。該辦法的缺點(diǎn)是平面布置拼接的地方會(huì )有一道縫，影響美觀(guān)，可以通過(guò)后期施工處理補救和改善。

2.在剪刀樓梯立面中間設計1道梯梁，將樓梯一分為二。如圖1剪刀樓梯拆分示意圖，中間增設的Z字形梯梁可以作為樓梯搭接，也可以代替樓梯的1個(gè)踏步高。值得注意的是，這個(gè) 拆分后的預制樓梯高端平臺和低端平臺的高度會(huì )不一致，中間的Z字形梁是1個(gè)左右不同且分層的異形構件，需要現場(chǎng)支?，F澆。

04

總結

預制樓梯是應用最成熟的預制構件，設計理論簡(jiǎn)單，一端鉸接一端滑動(dòng)，無(wú)水電預埋，在層高一致的情況下，理論上通用性強。但現有裝配式建筑項目中的預制樓梯由于建筑設計差異，造成樓梯踏步寬度、踏步高度、梯段寬度等尺寸不同，各項目之間模具無(wú)法通用，增加了設計成本和模具成本。

本文通過(guò)對已有工程實(shí)踐的數據歸納與標準 化，得出6個(gè)標準預制樓梯，這些樓梯具有經(jīng)濟性和普適性，可以在后續裝配式項目中直接選用。另外，預制樓梯進(jìn)行標準化設計之后，作為標準構件可在構件廠(chǎng)的閑時(shí)對其進(jìn)行生產(chǎn)，當接到新項目訂單時(shí)，可以直接供貨，大大提高了生產(chǎn)效率，縮短了整個(gè)工程的建設周期。在實(shí)際工程案例中，剪刀樓梯因重量較重，對吊裝提出較高要求，本文提供了2種減輕剪刀樓梯重量的拆分方法，供設計人員參考和研討。