滑動支座樓梯設計與施工中存在的問題及對策分析

李明君

山東中天科技工程有限公司，山東 淄博 255000

樓梯作為疏散通道在結構中具有極其重要的作用，在結構設計和施工過程中，若采用恰當的計算模型和施工工藝能有效保證其設計的合理性和使用的安全性。研究表明，整體現澆樓梯模型中樓梯的梯段板在地震作用下易對框架形成“K”形支撐，此時對結構的整體剛度的影響較大，且使得相關框架柱形成短柱，在地震力作用下產生不利的剪切破壞。采用帶滑動支座樓梯的模型，其結構動力特性與實際相差不大，且梯段板可應用傳統設計理論按受彎構件計算。因此，加強滑動支座設計與施工階段的研究，對完善結構計算模型、改進施工工藝具有積極的指導意義。

文章將結合參與設計的具體建筑工程項目，從滑動支座板式樓梯設計和施工階段遇到的問題出發(fā)，對滑動支座的設計與應用情況進行分析，探討該類型樓梯在設計與施工中的注意事項，從而為滑動支座樓梯的設計與施工的改進提供建議與參考，使其能充分發(fā)揮結構預先設計的抗震作用。

1 滑動支座工作原理

滑動支座板式樓梯在梯段板下端設置可以自由滑動的平面，即梯段板與梯梁或挑板通過該支座斷開，鋼筋不連通，滑動支座樓梯剖面示意圖如圖1所示。設置滑動支座能有效避免樓梯在地震作用下對框架結構形成斜撐，減小樓梯與主體間的相互作用，從而實現“放”的抗震思想。

圖1 滑動支座樓梯剖面示意圖

研究發(fā)現，滑動支座樓梯使結構塑性發(fā)展更均勻，能有效減輕抗式連接樓梯結構中的應力集中現象，且滑動支座的效果隨地震烈度的增加而更明顯，有利于主體結構在地震作用下的延性發(fā)展。同時，與梯板高端設置滑動支座模型相比，低端支座布置形式能夠更有效降低樓梯對主體結構剛度的影響。

2 滑動支座樓梯在工程設計中存在的問題及對策

設計過程作為保證工程安全、施工難易程度的重要環(huán)節(jié)，其對設計結構的合理性與有效性起到決定性作用。文章對淄博市婦幼保健院項目滑動支座樓梯的設計過程中出現的問題進行了總結與分析。

2.1 滑動支座樓梯設計中存在的問題

滑動支座樓梯標準構造做法種類較少。目前平法圖集中滑動支座板式樓梯僅包含梯板由踏步板以及踏步板和高端平板兩類樓梯，對于低端帶水平板這一常見板式樓梯，圖集中尚無明確的構造做法。部分設計人員遇到低端帶水平板的樓梯時，采取取消該梯段滑動支座或采用其他不規(guī)范的、不能有效滑動的支座措施。這些做法會導致該位置樓梯斜板對樓梯間框架柱產生較為集中的水平地震力，框架柱在樓梯平臺位置處形成短柱，易產生短柱柱的剪切變形破壞。

2.2 針對設計問題的對策

針對設計中存在的問題，可參考下端帶平板滑動支座板式樓梯構造，即將下端平板布置在由梯梁挑出的挑板上，滑動支座的節(jié)點做法如圖2所示。采用此類滑動支座樓梯時，需注意以下兩點：（1）在低端平板與梯梁交界面處預留50mm寬縫，填充聚苯板，樓面建筑施工范圍內采用柔性填充材料，如與地面顏色相同的建筑密封膏，以保證梯板在水平地震作用下有足夠的滑動空間；（2）確保挑板需有足夠的支撐長度，這是因為在罕遇地震作用時，滑動支座可能出現梯段板脫離支承變?yōu)閼冶郯宓那闆r。

圖2 下端帶平板滑動支座節(jié)點構造

3 滑動支座樓梯在施工中存在的問題及對策

通過對淄博市婦幼保健院工程中所采用的滑動支座樓梯在施工過程中的跟蹤調研發(fā)現了一些問題，文章對施工過程中遇到的典型問題進行整理分析。

3.1 滑動支座樓梯在施工中存在的問題

（1）帶下端平板的梯段板與相鄰構件整澆導致滑動支座失效。原設計上行的梯段板一（下端帶水平板）在下端處設置滑動支座，下行的梯段板二（上端帶水平板）在上端與梯梁連接。上行梯段板一與下行梯段板二設縫分開，但在施工時，將上行梯段板一的水平板與下行梯段板二的水平板整體連接澆筑，導致上行梯段板二的下端不能自由滑動而使滑動支座失效，如圖3所示。

圖3 滑動支座梯段板未相鄰梯板分開

（2）聚苯板未得到有效固定。對于下端帶平板滑動支座在水平梯板前端，與梯梁中間所填充的50mm厚的聚苯板，在施工時應采取措施保證聚苯板在混凝土澆筑過程中不被破壞、不發(fā)生移位?，F場發(fā)現，聚苯板在施工過程中未能得到有效固定，嚴重移位，這將使滑動支座失去設計所需的滑動效果，如圖4所示。同時，聚苯板移位后使得水平梯板的抗彎承載力嚴重削弱，對梯板的承載力產生不利影響。

圖4 聚苯板未有效固定

（3）樓梯滑動支座處建筑面層未填充柔性變形材料。原設計在滑動支座處，建筑面層內填充50mm寬的聚苯板及柔性面層。工程驗收時發(fā)現，樓梯建筑面層采用約3cm厚的花崗巖石材地磚，滑動支座處地磚連續(xù)鋪設，未按設計要求留設50mm寬柔性變形區(qū)域，如圖5所示。這將會使梯段板下端失去自由滑動空間，從而使滑動支座失去其原設計作用效果。

圖5 滑動支座樓梯現場竣工圖

3.2 針對施工問題的對策

對于以上施工中存在的問題可采用以下對策：

（1）針對帶下端平板的梯段板與相鄰構件整澆的問題，應在滑動支座樓梯施工過程中，尤其是低端帶水平板的樓梯，注意梯段板下端與相鄰混凝土板、墻、柱等構件的有效分隔，以保證滑動支座發(fā)揮滑動作用。

（2）針對聚苯板未得到有效固定的問題，聚苯板所在位置可在混凝土澆筑前采用便于取出的木方等硬質結構替代，待混凝土澆筑硬化后取出，再填充柔性聚苯板，這樣方可達到設計滑動空間要求。

（3）針對樓梯滑動支座處建筑面層未填充柔性變形材料的問題，應加強技術交底，嚴格按照設計圖紙施工。

4 結論

文章結合具體工程，對滑動支座樓梯在實際工程應用中的結構設計與施工過程中遇到的問題進行了整理分析，并提出了相應對策，總結了滑動支座在上述兩個階段的應用要點及注意事項，通過對此類問題的分析研究，將有助于促進滑動支座在設計、施工過程中的應用與改進，并發(fā)揮其預期作用。（1）目前平法圖集中滑動支座板式樓梯的種類不全，缺少低端帶水平板梯段滑動支座樓梯構造，建議增加此類滑動支座樓梯構造做法，并補充滑動預留縫位置處理方法。（2）施工過程中，由于施工和管理水平的差異，極易出現未按設計要求施工的情況。施工前可結合文章總結的常見問題加強技術交底，避免類似施工缺陷，防止樓梯滑動支座在水平地震力作用下，不能有效滑動，從而對結構承載力產生嚴重影響。（3）對于滑動支座樓梯在地震作用下實際發(fā)揮的效果，目前研究分析較少，相關研究人員應對其進行深入研究。