聚四氟乙烯是目前已知固體中摩擦系數(shù)最小的材料(比冰還?。?,同時(shí)聚四氟乙烯板在制作時(shí)的壓力要大于30MPa,制品本身的抗拉強(qiáng)度大于15MPa(相當(dāng)于建筑中C15砼的強(qiáng)度)拉伸率大于150,在該部位選用它就是看中兩點(diǎn):優(yōu)良的滑動(dòng)性和可靠的強(qiáng)度及拉伸率。
設(shè)計(jì)依據(jù)在新的設(shè)計(jì)規(guī)范和圖集中,逐步增強(qiáng)了樓梯設(shè)計(jì)在整個(gè)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的作用,在建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2010)中第6.1.15條,明確要求“對(duì)于框架結(jié)構(gòu),樓梯間的設(shè)置不應(yīng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)平面特別不規(guī)則;樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時(shí),應(yīng)計(jì)入樓梯構(gòu)件對(duì)地震作用及其效應(yīng)的影響,應(yīng)進(jìn)行樓梯構(gòu)件的抗震承載力驗(yàn)算;宜采取構(gòu)造措施,減少樓梯構(gòu)件對(duì)主體結(jié)構(gòu)剛度的影響”。在圖集11G101-2混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖(現(xiàn)澆混凝土板式樓梯)中,引入ATa型和ATb型帶滑動(dòng)支座板式樓梯的新形式。(三)滑動(dòng)支座構(gòu)造在滑動(dòng)支座處,為保證地震作用下梯段板支座處能否自由滑動(dòng),應(yīng)盡量減小支座摩擦,不宜直接設(shè)置施工冷縫。為此,支座接觸面處可采用柔性材料如聚苯板,或采用硬質(zhì)材料聚四氟乙烯板,也可采用兩塊鋼板,一塊固定于上部梯段板的下端,并與梯段板內(nèi)鋼筋焊接固定,另一塊預(yù)埋于梯段梁上,兩塊鋼板之間滿(mǎn)鋪石墨粉。圖集11G101-2中帶滑動(dòng)支座板式樓梯分別采用了聚四氟乙烯板和兩塊鋼板兩種方式。在實(shí)際施工時(shí),采用兩塊鋼板并滿(mǎn)鋪石墨粉的方式時(shí),上部鋼板固定方式及位置不易保證;石墨粉的鋪設(shè)質(zhì)量不易保證,且鋼板遇水容易生銹,難以長(zhǎng)時(shí)間保證滑動(dòng)支座較小的摩察系數(shù)。相比較而言,聚四氟乙烯板具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、耐氣候、高潤(rùn)滑、不粘附、無(wú)毒害等特性,施工操作簡(jiǎn)單且能夠長(zhǎng)時(shí)間保證支座能夠在地震作用下滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
二、帶滑動(dòng)支座樓梯的施工根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范(GB50666-2011)中8.6.3條要求,樓梯梯段施工縫宜設(shè)置在梯段板跨度端部1/3范圍內(nèi),但采用滑動(dòng)支座替代固定支座,將整體現(xiàn)澆樓梯分為多段施工,避免了在樓梯梯段板設(shè)施工縫而帶來(lái)的施工不便。相反,由于采用滑動(dòng)支座將整體現(xiàn)澆樓梯分隔為多段,現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)需分梯段澆筑混凝土,樓梯施工周期加長(zhǎng),因此在施工過(guò)程中組織好現(xiàn)場(chǎng)施工,穿插作業(yè),避免樓梯施工對(duì)結(jié)構(gòu)主體施工產(chǎn)生影響。同時(shí),在樓梯裝修施工階段需考慮在地震作用下水平縫處的裝修材料存在局部破損的可能。
從材料分類(lèi),樓梯板可以分為鋼格板樓梯板,混凝土樓梯板,木樓梯板。除混凝土樓梯板可以是工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)制作,金屬樓梯板和木樓梯板均為工廠制作。其中金屬樓梯板一般用于工業(yè)建筑,混凝土樓梯板一般用于辦公,商業(yè),公共建筑,高層建筑等。木樓梯一般用于小型低層建筑。
從結(jié)構(gòu)形式分類(lèi),樓梯一般分為梁式樓梯,板式樓梯,懸挑樓梯。
對(duì)于梁式樓梯,樓梯荷載通過(guò)樓梯梁傳遞給樓梯平臺(tái)梁。樓梯板是指樓梯梁之間的樓板,即支撐踏步板的受力部分,從結(jié)構(gòu)學(xué)講,是指樓梯踏步根部連線以下部分的結(jié)構(gòu)。
對(duì)于板式樓梯,樓梯板直接連接樓梯平臺(tái)梁,是直接受力構(gòu)件。
對(duì)于懸挑樓梯,如螺旋樓梯,每塊踏步板直接從中心柱挑出,踏步板和樓梯版合二為一。
現(xiàn)代民用建筑樓梯多采用板式樓梯,其美觀,施工方便。但對(duì)于抗震設(shè)防來(lái)講,板式樓梯的剛度不如梁式樓梯,如果樓梯板厚度不足,容易在地震水平力作用下產(chǎn)生壓彎受力而屈服斷裂,造成重大人員傷亡。因此,汶川地震后修訂的建筑抗震規(guī)范要求樓梯構(gòu)件必須參與結(jié)構(gòu)模型整體分析。若考慮壓彎受力,板式樓梯的樓板要求比較厚,加大自重荷載,浪費(fèi)材料,不經(jīng)濟(jì)。近來(lái)一些民用和商用建筑大型樓梯也開(kāi)始采用梁式樓梯,因?yàn)槠涫芰侠?,在參與結(jié)構(gòu)整體分析并滿(mǎn)足抗震要求情況下,與板式樓梯相比,具有更多的合理性和經(jīng)濟(jì)性。