一种先装式免支顶楼梯的施工方法与流程

本发明涉及高层或超高层建筑物工程中楼梯施工的技术领域，尤其涉及一先装式免支顶楼梯的施工方法。

背景技术：

随着超高层建筑的越来越多，这些高层建筑建筑一般都集中在商业、休闲、餐饮、办公于一体的综合性写字楼，这些高层建筑以塔楼为框架，其中央为核心筒结构，框架内部核心筒采用外爬内支的施工方法:核心筒外剪力墙用爬模施工，内剪力墙和水平楼板(含消防楼梯施工)用常规混凝土支模的方式，两者同步施工，而核心筒结构施工与外钢结构就存在一定的流水节拍，俗称施工步距，由于存在施工步距，如果核心筒施工至30层时，那么外钢结构的施工电梯仅安装至20层，因为施工电梯的附墙必须附着在外框主体结构上，核心筒内剪力墙和水平楼板(含消防楼梯)的施工方法会出现无施工电梯，钢构人员在15-20层施工，建筑施工人员就只能每天从15层一直步行至30层，增加了施工人员的劳动强度、浪费施工人员的精力，增加施工人员劳动力的投入；而且核心筒内每层4.2m高，4.2m层高的楼层有三跑楼梯，若采用普通混凝土楼梯，混凝土浇筑时第三跑楼梯的支模会支设在第一-二跑楼梯的上面，普通混凝土楼梯由于混凝土初、终凝时间的问题，支模不能拆除，更加造成施工人员上下穿行的不方便，要降低施工人员的劳动强度和解决施工人员上下畅通行走。

因此，解决消防通道的畅行是一件亟待需要解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的楼梯支模不能拆除、施工人员上下穿行不方便、施工人员的劳动强度大、施工工期长、成本高、等不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种能降低施工人员的劳动强度、便于消防通道上下畅通、先装式施工速度快、节约成本和节约施工工期，施工安全系数高的先装式免支顶楼梯施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种先装式免支顶楼梯的施工方法，该免支顶楼包括钢结构楼梯和混凝土结构，混凝土结构设于钢结构楼梯的外周，每一层混凝土结构围在钢结构楼梯的两层楼梯外周上则为一结构单元，该免支顶楼梯包括以下施工步骤：

步骤1)转换设计：将传统的混凝土楼梯转换成钢结构楼梯；

步骤2)深化设计：对钢结构楼梯进行深化设计及工厂制作，包括对钢结构楼梯设计图纸的深度化、免支顶楼梯的现场施工措施要求、特制预埋件的构件生产及安装信息的确定；

步骤3)预埋：所述免支顶楼梯设有特制预埋件，所述特制预埋件包括短钢柱和钢梁，施工n层混凝土结构，在n层混凝土结构上预埋短钢柱和钢梁；

步骤4)吊装：将钢结构楼梯一次性吊起，再将钢结构楼梯安装到n层混凝土结构上；

步骤5)施工:所述钢结构楼梯的底部有靠近n层混凝土结构的两层楼梯，在这两层楼梯的外围施工n+1层混凝土结构形成一层结构单元，在这两层楼梯的上方设有另外两层楼梯，在这另外两层楼梯的外围上施工n+2层混凝土结构再形成一层结构单元；

步骤6)安装：将钢结构楼梯一次性吊起，最后将钢结构楼梯安装到在步骤5施工形成的那一层结构单元的上方。

优选地，步骤1中所述的转换设计，即在保证钢结构楼梯的建筑功能结构安全的前提下，对钢结构楼梯的结构形式、材料、规格和连接节点进行转换设计，以达到工厂预制、现场装配和分件吊装，并在整个施工过程保证钢结构楼梯的结构自稳定的设计过程。

优选地，步骤3中所述短钢柱插入n层混凝土结构的锚固深度为400mm，所述n层混凝土结构为起步层混凝土结构，所述n为0<n<160(n∈n+)。

优选地，所述钢结构楼梯的安装包括先安装第一平台部和第二平台部，再安装斜梯段以及第一平台部和第二平台部之间的斜梯钢梁，所述钢结构楼梯采用钢结构框架安装。

优选地，所述第一平台部和第二平台部均设有第一钢柱和连系钢梁，所述连系钢梁和第一钢柱相连，所述第一钢柱选用方钢管或hw150×150工字钢，所述连系钢梁的型号为hn200×100工字钢，所述第一平台部和第二平台部的重量均为3吨。

优选地，所述混凝土结构包括两堵间隔分布的剪力墙、第二钢柱和梁板，所述第二钢柱安装于两堵剪力墙之间，所述梁板固定在剪力墙和第二钢柱的上方，步骤5中所述施工n+1层混凝土结构包括将第二钢柱安装在两堵n+1层剪力墙之间，将梁板固定在n+1层剪力墙和第二钢柱的上方，所述施工n+2层混凝土结构包括将第二钢柱安装在两堵n+2层剪力墙之间，将梁板固定在n+2层剪力墙和第二钢柱的上方。

优选地，所述剪力墙的厚度≥200mm，所述短钢柱部分埋在混凝土结构的剪力墙的尺寸<150mm，埋在所述剪力墙中的钢梁的宽度为100mm。

优选地，所述钢结构楼梯包括楼梯平台板，所述楼梯平台板的两边设有主钢梁，所述楼梯平台板的另外两边设有井道次钢梁，所述主钢梁的型号为hn300×150mm工字钢，所述井道次钢梁的型号为hn200×100mm工字钢，所述井道次钢梁的一端与楼梯钢梁相连接。

优选地，步骤4中所述的吊装，为确保吊装过程中的稳定性，以及吊装后结构自稳定的需要，第一钢柱与主钢梁、连系钢梁、井道次钢梁和斜梯钢梁等相关梁采用固定连接。根据设计规范的要求，所述钢结构楼梯的第一钢柱中每隔若干层之后需要释放应力，在应力释放的位置设置专用节点让第一钢柱与主钢梁通过连接板和m16高强螺栓进行固定，所述连接板的厚度为10mm，所述钢结构楼梯与主体连接稳固后拆除专用节点中的连接板和m16高强螺栓释放应力无须现场动火切割，而且拆下来的钢板和m16高强螺栓均可周转使用。

优选地，所述楼梯平台板与剪力墙之间设有间隙，所述间隙内设有钢挡板，所述钢挡板的厚度为5mm，所述钢挡板和楼梯平台板一起浇筑混凝土。

相比于现有技术，本发明的方案至少包含如下有益效果：

(1)本发明的先装式免支顶楼梯的施工方法，包括对钢结构楼梯进行转换设计、深化设计及工厂制作、预埋短钢柱和钢梁、将钢结构楼梯安装到n层混凝土结构上、施工n+1层混凝土结构形成一层结构单元，施工n+2层混凝土结构再形成一层结构单元、将钢结构楼梯安装到在步骤5施工形成的一层结构单元上方，与传统建筑施工工艺相比，本发明的施工步骤简单、施工工期更短，施工人力投入更少，极大的降低了现场施工难度，本发明的施工方法还可以作为建筑施工时的临时上下通道，又可作为消防通道，若发生火情，逃生的通道就有了，避免了传统楼梯有支顶不能拆，阻碍上下通道。

(2)本发明的免支顶楼梯是装配式安装的，可以有效减少施工现场的工作量，降低了劳动强度。

(2)本发明的结构单元在装饰阶段，只需要做好防火防腐和在结构单元踏步铺设饰面层，即可以作为建筑物的永久楼梯。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本发明的先装式免支顶楼梯的施工步骤示意图；

图2是本发明的钢结构楼梯的结构示意图；

图3是本发明的在n层混凝土结构上预埋短钢柱和钢梁图；

图4是本发明施工n+1层混凝土结构的示意图；

图5是本发明施工n+2层混凝土结构的示意图；

图6是本发明的再次安装钢结构楼梯的示意图；

图7是本发明的楼梯平台板与剪力墙边砼浇筑大样图；

图8是本发明的斜梯踏步与斜梯钢梁连接的面层大样图；

图9是本发明的钢结构楼梯中，第一钢柱与主梁的解除连接(释放应力)大样图。

图中，钢结构楼梯1、第一平台部11、第一钢柱111、连系钢梁112、主钢梁113、第二平台部12、斜梯段13、斜梯踏步131、楼梯平台板132、斜梯钢梁133、主钢梁134、井道次钢梁135、混凝土结构3、剪力墙31、第二钢柱32、梁板33、短钢柱4、钢梁5、m16高强螺栓6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，是关于一种先装式免支顶楼梯的施工方法，该免支顶楼梯包括以下施工步骤：

步骤1)转换设计：将传统的混凝土楼梯转换成钢结构楼梯；

步骤2)深化设计：对钢结构楼梯进行深化设计及工厂制作，包括对钢结构楼梯设计图纸的深度化、免支顶楼梯的现场施工措施要求、特制预埋件的构件生产及安装信息的确定；

步骤3)预埋：所述免支顶楼梯设有特制预埋件，所述特制预埋件包括短钢柱和钢梁，施工n层混凝土结构，在n层混凝土结构上预埋短钢柱和钢梁；

步骤4)吊装：将钢结构楼梯一次性吊起，再将钢结构楼梯安装到n层混凝土结构上；

步骤5)施工:所述钢结构楼梯的底部有靠近n层混凝土结构的两层楼梯，在这两层楼梯的外围施工n+1层混凝土结构形成一层结构单元，在这两层楼梯的上方设有另外两层楼梯，在这另外两层楼梯的外围上施工n+2层混凝土结构再形成一层结构单元；

步骤6)安装：将钢结构楼梯一次性吊起，最后将钢结构楼梯安装到在步骤5施工形成的那一层结构单元的上方。

如图2-6所示，关于本发明的先装式免支顶楼梯的施工示意图如下：

如图2所示，是本发明标准的钢结构楼梯1的结构示意图；

如图3所示，是本发明在起步层混凝土结构3预埋短钢柱4和钢梁的示意图；

如图4所示，是本发明将钢结构楼梯1吊装到n层混凝土结构3的上方的示意图，及施工n+1层混凝土结构3的示意图；

如图5所示，是本发明施工n+1层混凝土结构3的示意图；

如图6所示，是本发明再施工完的n+2混凝土结构3的上方再次安装钢结构楼梯1。

具体地，关于步骤1中所述的转换设计，即在保证楼梯建筑功能结构安全的前提下，对钢结构楼梯1的结构形式、材料、规格和连接节点进行转换设计，以达到工厂预制、现场装配和分件吊装，并在整个施工过程保证钢结构楼梯1结构自稳定的设计过程。

该免支顶楼梯包括钢结构楼梯1和混凝土结构3，混凝土结构3设于钢结构楼梯1的外周，每一层混凝土结构3围在钢结构楼梯1的两层楼梯外周上则为一结构单元，

具体地，关于步骤3中的短钢柱4插入n层混凝土结构3的锚固深度为400mm，其中，n层混凝土结构3为起步层混凝土结构3，所述n为0<n<160(n∈n+)。

如图2-8所示，关于钢结构楼梯1的安装包括先安装第一平台部11和第二平台部12，再安装斜梯段13以及第一平台部11和第二平台部12之间的斜梯钢梁133，所述钢结构楼梯1采用钢结构框架安装，本发明将混凝土楼梯转化为结构单元，结构单元属于装配式，其它部件均可在工厂预制，然后在现场吊装，两个平台部仅需要30分钟，每个斜梯段13需要20分钟，共有六个楼梯段，共150分钟可以全部吊装完成，可以很快地完成施工，节省了施工工期。

本发明实施例具体实现时，第一平台部11和第二平台部12均设有第一钢柱111、连系钢梁112，所述连系钢梁112和第一钢柱111相连，第一钢柱111选用方钢管或hw150×150工字钢，关于连系钢梁112的型号为hn200×100工字钢，所述第一平台部11和第二平台部12的重量均为3吨。

本发明实施例具体实现时，该混凝土结构3包括两堵间隔分布的剪力墙31、第二钢柱32和梁板33，所述第二钢柱32安装于两堵剪力墙31之间，所述梁板33固定在剪力墙31和第二钢柱32的上方，步骤5中所述施工n+1层混凝土结构3包括将第二钢柱32安装在两堵n+1层剪力墙31之间，将梁板33固定在n+1层剪力墙31和第二钢柱32的上方，所述施工n+2层混凝土结构3包括将第二钢柱32安装在两堵n+2层剪力墙31之间，将梁板33固定在n+2层剪力墙31和第二钢柱32的上方。

具体地，因为剪力墙31的厚度最薄为200mm，所以短钢柱4部分埋在混凝土结构3的剪力墙31的尺寸不大于150mm，埋在混凝土结构3里的短钢柱4那一部分采用h型钢便于混凝土的结合，外露在所述混凝土结构3外的那一部分短钢柱4采用方钢管，埋在所述剪力墙31中的钢梁的宽度为100mm，外露的短钢柱4采用方钢管，因为方钢管圆润，没有锐边，使用时不易伤人；另外，方钢管为以后的装饰做准备，铺贴饰面就成为永久的建筑物柱。

本发明实施例具体实现时，该钢结构楼梯1包括斜梯踏步131和楼梯平台板132，所述斜梯踏步131沿着楼梯平台板132下方往下倾斜，所述倾斜钢梁133沿着斜梯踏步131两边分布，所述倾斜钢梁133采用型号为hn200×100的工字钢，所述斜梯踏步131设有t型件，所述踏步增设t型件作为日后栏杆的支座，该t型件宽度100mm的高度与倾斜踏步131一致，厚度t＝5mm，本发明的斜梯踏步131选用5mm厚的┣形钢板制成，关于楼梯平台板132采用5mm厚的钢板，通过斜梯踏步131和楼梯平台板132安装后作为消防楼梯，以后可以作为永久楼梯，只要在斜梯踏步131和楼梯平台板132上覆直径ф4mm@200mm钢筋网，其表面浇筑50mm厚混凝土，在混凝土面再铺设饰面层即可，斜梯踏步131和倾斜钢梁133也可以用混凝土构件代替。

具体地，在楼梯平台板132的两边设有主钢梁134，所述楼梯平台板132的另外两边设有井道次钢梁135，所述主钢梁134的型号为hn300×150mm工字钢，所述井道次钢梁135的型号为hn200×100mm工字钢，所述井道次钢梁135的一端与钢结构楼梯1的钢梁相连接。

具体地，本发明钢结构楼梯1包括连接板，所述连接板厚为14mm与m20高强螺栓连接。

所述楼梯平台板132与剪力墙31之间设有间隙，所述间隙内设有钢挡板，所述钢挡板的厚度为5mm，对钢挡板和倾斜踏步131及楼梯平台板132一起浇筑混凝土。

本发明实施例具体实现时，如图9所示，为确保吊装过程中的稳定性，以及吊装后结构自稳定的需要，第一钢柱111与相关梁即主钢梁134、连系钢梁112、井道次钢梁135和斜梯钢梁133进行固定连接，但由于钢结构楼梯1的第一钢柱111在每隔若干层之后需要释放应力，所以在应力释放点的位置，设置有专用节点，第一钢柱111与主钢梁134通过连接板和m16高强螺栓6临时固定，该连接板的厚度为10mm，钢结构楼梯的结构与主体连接稳固后，拆除节点中的连接板和m16高强螺栓6，以达到释放应力的目的，本节点无须现场动火切割，而且拆除的钢板和m16高强螺栓均可在继续周转使用。

以上所揭露仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。