广州天力建筑工程有限公司 广东江门 529000
摘要：现今建设工程规模大、周期长、人员需求量大，对临时设施的要求也越来越高。为满足现场管理人员的生活需求，新会富力南湖一品项目管理人员厨房及宿舍采用砖混结构，上下楼梯采用工厂预加工，现场组装的方式进行施工，该施工方法相比传统现浇钢筋混凝土结构楼梯，大大节约建造成本，缩短施工周期，满足现场需求的同时实现了较好的经济效益。
关键词：方钢管、组装式、简易、经济
一、项目概况
拟建工程位于江门市新会区启超大道与今洲路交汇西北侧，拟建建筑物包括23栋高层剪力墙结构住宅楼及附属裙房，总建筑面积约435712m2。南湖一品项目建设周期长达四年，施工高峰期管理人员数量最大可达到60人以上，为满足管理人员生活及娱乐需求，计划建造一栋二层砖混结构，配置厨房、饭堂、宿舍、晾晒区等设施。
因项目开工在即，管理人员陆续到位，对生活区的需求日益增大，特别是对饭堂及宿舍的需求最为迫切，为使宿舍能够提前投入使用，人员上下楼梯布置在室外，采用工厂加工，现场组装的施工方案，楼梯布置平/立面图如下图所示：
二、方案选优及受力分析
生活区砖混结构一层层高3.3m，二层层高3.0m，上下楼梯第一跑至二层宿舍楼面，第二跑通往上人屋面。若采用传统现浇式楼梯，造价投入相对较大，且施工欠方便，建设周期较长。为使得管理人员宿舍能够提前入住，同时考虑经济性，砖混结构厨房（宿舍）上下楼梯采用工厂预制，现场组装的形式，楼梯以膨胀螺栓附着形式固定于结构上，楼梯平台板下支撑采用方钢管立杆作为竖向承载体系，立杆支承基座采用砖砌形式。
因楼梯平台高度达到6.0m，对竖杆立杆稳定性要求较高，若简单采用普通钢管立杆，立杆轴向力较大，立杆竖向稳定性无法得到保证，施工前通过进行力学验算计划采取临时加固，加固措施为立杆半高处采用60mmx60mmx4mm规格钢方钢管与结构拉结，并在正面及背面满设剪刀式斜撑，加固采用现场焊接加工的形式。
楼梯梯段、平台板、立杆均采用钢结构预制，均采用Q235材质。因上下楼梯使用率较高，需考虑使用安全性，以下将根据力学原理，简化计算模型，对楼梯平台板抗弯、支撑立杆结构进行受力分析计算：
(1)平台板抗弯强度验算：
荷载计算：
永久荷载：考虑结构自重平台板折合板厚3mm，重量为3x0.96x0.96x 7.85=21.70kg，栏杆自重2.5kg。
可变荷载：考虑最不利情况，平台板上同时站立人数为2人，按人均体重70kg计算，则2x70=140kg。
则作用在平台板计算截面上均布线荷载为[1.2x（21.70+2.5）+1.4x140]/0.96/100=2.34KN/m（永久荷载分项系数取为1.2，可变荷载分项系数取为1.4）。
将该受力体系简化为简支体系，可由平衡条件计算最不利状态下板跨中最大弯矩Wmax=QL2/8=2.34x0.962/8=0.0.27KN*m。
(2)压杆稳定性验算：
荷载计算：
永久荷载：考虑结构自重平台板板厚3mm，重量为3x0.96x0.96x 7.85=21.70kg，栏杆自重2.5kg，楼梯平台梁自重约为10kg，楼梯段作用在梁上荷载约为30kg。
可变荷载：考虑最不利情况，平台板上同时站立人数为2人，按人均体重70kg计算，则2x70=140kg。
为简化计算，板上均布荷载及梯段荷载均以一半的效应传递至平台梁上，则作用在平台梁上均布线荷载为[1.2x（10+30/2）+（21.70+2.5）/2+1.4x140/2]/0.96/100=1.46KN/m（永久荷载分项系数取为1.2，可变荷载分项系数取为1.4）。
将该受力体系简化为简支体系，可由平衡条件计算最不利状态下立杆上部最大压力F。
图2.4 柱脚节点大样图
楼梯立杆基座采用Mu10灰砂砖，Mb7.5砂浆砌筑，柱脚用膨胀螺栓与基座固定，查表知抗压强度设计值f=2.50MPa=2.5N/mm2。
有公式
Nl=λfAl
λ=1+0.35[(Ao/Al)1/2-1]
由上计算知F=1.42KN
Al=[602-（60-4）2]=464mm2
Ao=602=3600mm2
λ=1+0.35[(3600/464)1/2-1]=1.625<2.5,取λ=1.625《砌体结构设计规范》式5.2.2条
则得Nl=1.625x464x2.5=1885N=1.885KN>1.442KN,知满足要求
其中
Nl局部受压轴向力设计值；
Al局部受压面积；
λ局部抗压强度提高系数；
Ao影响局部抗压强度的计算面积；
f砌体抗压强度设计值；
三、楼梯生产施工
生产安装流程：材料采购→工厂预加工→运输→材料进场验收→定位放线→砖砌基座施工→楼梯现场预拼装→立杆安装→楼梯骨架安装→平台板安装→校正→立杆加固→栏杆安装→喷涂防锈漆→验收
安装工艺要求：
1）进场验收：安装材料进场后应及时对相关材料进行检查验收，针对组装式配件应检查构件外形尺寸、外观质量、焊接质量等，并应着重检查钢材是否存在结疤、裂纹及钢材焊缝缺陷等质量情况，针对螺栓、焊条等辅助材料应检查规格型号是否满足方案要求。
2）楼梯骨架安装：安装前根据施工方案搭设配合施工脚手架，楼梯龙骨固定采用膨胀螺栓与结构连接，安装前应认真查看施工方案及施工图纸，核对好楼梯安装相关指标要求，保证安装平面位置、高度满足要求。
3）平台板安装：平台组装应保证拼接缝隙紧密，标高符合方案要求，结合现场条件应对平台板水平度进行复查，存在偏差应及时调整。平台下立杆位置应准确无误，平台板与立杆连接部位螺栓安装应保证拧紧，确保安装稳固。
4）围栏安装：栏杆立柱安装位置应准确无误，临时固定应采取相关防护措施，安装完毕应校核垂直度，检查柱脚连接情况，保证安全。
5）焊接工艺要求：各种构件校正好之后方可施焊，并不得随意移动垫铁和卡具，以防造成构件尺寸偏差。现场焊接采用手工电弧焊，焊缝应满焊，焊接施工完毕应检查焊缝表面，不得有裂纹、烧穿、裂纹等缺陷。
6）表面防护处理：楼梯安装完毕应及时采取喷漆防锈防腐处理措施，喷漆涂装应保证均匀，无明显起皱，附着性良好。喷漆施工应采取相应防护措施，避免对周边造成污染。
四、经济性分析
管理人员厨房一层为厨房及餐厅，二层为管理人员宿舍，屋面计划设置晾衣区及烧烤场地，为实现这些功能，满足现场人员生活及娱乐需求，室外楼梯起到至关重要的作用。而楼梯采用活动板房楼梯改造加工后投入到现场施工，该技术与传统现浇钢筋混凝土结构楼梯施工相比，成本投入较小，且实用性较强，大大节约建造成本的同时为现场施工人员带来诸多便利。
传统现浇钢筋混凝土结构楼梯施工，需考虑钢筋、混凝土、模板、脚手架租赁等材料费用，同时需要考虑施工作业人员人工费用及相关措施费，参考《广东省建筑与装饰工程综合定额》，详细计算如下：
钢筋总量约0.32t，综合定额4479.79元/t，材料采购价格为4300元/t，则W1=0.32x（4479.79+4300）=2809.53元。
混凝土总用量约3.52m3，采用C30级，综合定额为918.62元/10m3,材料采购价格为280元/m3，则W2=3.52x（918.62/10+280）=1308.95元。
混凝土模板用量按照混凝土体积3.52m3计算，综合定额包括楼梯梯段、斜梁、踏步板等为1727.43+1402.84+4840.70=7970.97元/10m2，模板展开面积约为23.4m2，材料采购价格为55元/m2，则W3=3.52x7970.97/10+23.4 x55=4095.85元。其他辅助措施投入费用约2000元。
则两跑现浇楼梯造价总计为:
W=W1+W2+W3=2809.53+1308.95+4095.85+2000=10214.33元。
相比之下预制组装式楼梯施工成本投入仅需考虑楼梯材料成本、简易加工及现场安装费用，因安装施工简便，安装费用相对现浇楼梯人工费用大大降低，经综合加工厂及维修组提供参考数据，预制钢楼梯造价计算如下：
材料成本包括成品楼梯材料、60x60方钢管立杆、E43焊条、防锈漆、灰砂砖等，总费用约为2545元，加工及现场安装人工费约为1200元，其他措施费用约为510元，则组装式楼梯总造价仅为4255元。可知采用该方式可节约施工成本比例达到（10214.33-4255）/10214.33=58%，经济效果显著。
五、结论
通过采用工厂预加工，现场拼装完成楼梯施工的技术，加快了建设周期，使得管理人员宿舍能够提前投入使用，为大众提供了便利，同时通过该种方式大大节约了建造成本，为项目创造了较大的经济效益，对类似项目实施应用具有良好的参考价值。
参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.《建筑结构荷载规范GB50009 -2012》. 中国建筑工业出版社，2012.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.《砌体结构设计规范GB50003 -2011》.中国建筑工业出版社,2012.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.《钢结构设计规范GB50017 -2003》.中国建筑工业出版社,2003.
[4]中国建筑工业出版社.《建筑施工手册》（第五版）编委会.北京：中国建筑工业出版社，2011.
[5]广东省住房和城乡建设厅.《广东省建筑与装饰工程综合定额》.中国计划出版社,2010.
论文作者:姜宜章
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/22
标签：楼梯论文; 荷载论文; 平台论文; 现场论文; 立杆论文; 管理人员论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第5期论文;