后设钢楼梯常用做法.doc

后设钢楼梯常用做法
田宝其 章震
（常州市房屋安全管理鉴定中心）
【摘要】某综合楼拟改造为酒店，由于功能发生改变，需增设消防楼梯，对原房屋结构进行改造及相关构件进行加固。根据房屋现场状况采用不同的加固方法，加快工程进度，取得良好效益。
【关键字】加固；改造；施工；楼梯；拆除
Usual Methods for Strengthening and Reconstructing Steel Stairs
Tian bao qi Zhang zhen
(Changzhou housing security management evaluation Center )
Abstract：Proposed modification of a building as the hotel, because the functionality changes that need additional fire stairs, on the original housing structure transformation and related components for reinforcement. According to the housing scene conditions using different reinforcement methods to accelerate the progress of the project, making good benefits.
Key words：strengthen; reconstruct; construction; stair; demolition
常州某综合楼位于武青北路南侧临街，南北朝向，地下1层，地上7～11层，一层计11间，开间（东西向柱距）为6.25～7.60m不等，进深（南北向柱距）为7.00＋6.00m，二层结构部分向北外挑1.40、1.80m，三层及三层以上结构向南外挑1.80m、向北外挑1.40或1.80m，现浇混凝土框架承重，现浇混凝土梁、板楼（屋）盖。该楼原设计混凝土强度等级为C35；圆钢型号HPB235，螺纹钢型号为HPB335，第１层层高为4.45m，第2～3层层高均为4.20m，第4～7层层高均为3.40m，建造于1997年。
现委托人使用上述房屋一至七层范围开设酒店（宾馆），为满足消防要求和保障公共场所房屋的使用安全，故需增设一至七层消防楼梯及对房屋原结构相关部位构件进行加固处理。
1 工程特点和难点
该楼四层及四层以上混凝土柱截面减小、层高亦降低，结合房屋现场状况，拟将图1、2、3、4中阴影部分的钢筋混凝土楼板拆除，并在其相应部位增设一至七层钢结构消防楼梯。欲按图5、6、7、8设计钢楼梯，则需将标高为4.45m、8.65m、12.85m、16.25m、19.65m、23.05m，板厚为120mm的第2、3、4、5、6、7层楼板切割拆除。由于原结构没有预埋金属钢板，新建钢楼梯钢梁、柱无法与原钢筋混凝土楼板切割边连接。委托人要求工期较紧（施工期室外气温0℃～10℃）30个施工日内必须完成后设钢楼梯的任务并交付使用。如采取普通混凝土施工，有6层楼梯需要现场浇注，同时浇注难度较大，分段施工，时间紧迫，混凝土的抗压强度是达不到设计的轴心抗压强度等级，即用通常混凝土结构在30d时间内建造消防楼梯的方案是行不通，必须寻求新的设计思路。

2 框架结构受力分析计算
根据该综合楼原设计图施工要求与技术参数，采用PKPM结构计算软件对原结构建模，分别对房屋结构改造前后（切除局部楼面现浇板，增设楼梯前后）的混凝土柱、梁、板的内力进行分析计算与复核。得出结论：利用原混凝土结构增设钢结构楼梯仅需要对开孔部位原现浇混凝土板采取加固措施。
3 加固改造设计方案
根据结构内力分析计算与房屋实际状况（楼层层高），决定采用增加钢柱、钢梁制作钢结构楼梯和对开孔部位原现浇混凝土板底采用钢梁予以加固。
具体加固改造技术措施如下：
3.1拟拆除原现浇混凝土楼板
拟机械拆除图1.2.3.4.中阴影部分现浇混凝土板，形成新的孔洞，并在其相应位置增设一至七层的钢结构楼梯。
3.2增设钢柱、钢梁及钢楼梯
3.2.1钢梁加固设计计算
加固钢梁平面位置如图9、10、11、12所示

、GL1——加固于后设洞口板底的钢梁，跨度为4.30m，承受后砌墙体荷载；
楼梯间分隔砌块隔墙（100mm厚加气混凝土砌块，双面粉刷，墙高取4.0m）
线荷载：1.6×4.0=6.4（KN/m）
设计值：6.4×1.2=7.68（KN/m）
弯矩设计值：M=×q×l2=0.125×7.68×4.32=17.75（KN﹒m）
选用[20 wx=191.4cm3 则δ==93（N/mm2） 满足要求。
、楼梯钢梁计算（跨度4.0m，简支考虑，分担荷载宽度0.60m）
钢楼梯恒载取1.50KN/m2包括钢梁、钢板，不考虑地砖饰面）
钢楼梯活载取3.50 KN/m2（消防疏散）
荷载设计值：（1.2×1.5+1.4×3.5）×0.6=4.02（KN/m）
设计弯矩：M=×q×l2=0.125×4.02×4.02=8.04（KN﹒m）
选用[16a wx=108.3cm3 则δ==74.2（N/mm2） 满足要求。
、楼梯平台处横梁（选用[16a复核）
受集中力：4.02×(4/2)=8.04KN
设计弯矩：M=×P×l=0.25×（8.04+8.04）×24=9.65 KN﹒m
易见，选用[16a钢梁满足要求。
、楼层加固处钢梁计算（[28b钢梁）

[28b钢梁计算见图
其中：q1——现浇混凝土楼面荷载 估取7.0KN/m2 分布宽度1.0m；
q2——楼梯后设隔墙自重 取7.68 KN/m
P1 P2——后设钢柱GZ传来楼梯荷载 取8.04×2=16.08 KN
P3——为GL1传来的荷载 取7.68×(4.3/2)=16.51 KN
弯矩匡算如下：
M=×∑q×l2=0.125×（7.0×1.0+7.68+）×3.62
=45.68 KN﹒m
选用[28b：wx=365.6cm3 则δ==118（N/mm2）<215 N/mm2
满足要求。
挠度校核（按荷载标准值匡算）：
=
=<[vT]= 满足要求。
、钢柱GZ
考虑施工方便，满足正常使用要求，经复核，选取[16a为后设GZ，焊接于后设楼层加固处钢梁[28b。
3.3后设钢梁与原结构混凝土梁连接
采用化学螺栓，强度为5.8级。大样图如下：

4 钢楼梯安装
在节点①处的原混凝土梁上的对应混凝土部位每处各钻6孔，种植6根16化学锚栓；在每块钢板上个钻6孔，将钢板上的孔与化学螺栓对准后把钢板套在螺栓上用螺丝帽压丝杆夹紧钢板；再将钢楼梯的后设钢梁、钢柱GZ与主钢梁焊接牢固，这样钢楼梯的基本框架也就形成。
5 结论
对于混凝土结构房屋改造，由于混凝土存在自重大，施工周期长等不利缩短工期特点，在实际工程适当运用钢结构可以取得良好的经济效益。
本案中，对于原混凝土结构的房屋，改变建筑原有使用功能，增设了钢结构楼梯。在对原有房屋装饰装修的同时同步建造钢楼梯是可行的，且取得了委托人满意的效果。完成上述钢楼梯的实际持续时间只用了25d，节约合同工期5d，施工过程中，化学锚栓植入原混泥土梁内大于15d，由24h锚栓锚固拉拔承载力现场非破坏性检验结构可知，在非破坏性检验荷载下混凝土基材无裂缝，锚栓无滑移等宏观裂损现象，所检项目合格。
发稿至，该钢楼梯已正常使用一年矣，回访过程中，未发现房屋上部主要承重构件有异常迹象。

参考文献：
[1] 中华人民共和国国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
[2] 中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
[3] 中华人民共和国国家标准《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
[4] 中华人民共和国行业标准《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2004）

第 6 页 共 6 页