多图详解！预制混凝土楼梯在公共建筑中的选型设计

模数协调和标准化设计是实现装配式建筑发展的前提条件，由于建筑类型众多，各类规范体系不一，很多建筑仍是“定制设计”。以公共建筑中预制混凝土楼梯为研究对象，通过装配式设计实践，对调研案例进行总结，整理形成一套具有普遍适应性的预制楼梯选型系统。

一、调研对象

首先要确定公共建筑的类型。公共建筑功能多样化，按照GB 50352—2005《民用建筑设计通则》的定义，一般是指供人们进行各种公共活动的建筑。公共建筑包括幼儿园、大中小学校、电影院、剧场、体育场、商场、医院、酒店、办公等其他类民用建筑。每种功能类型的建筑对建筑层高、楼梯的要求均有所区别。

影响公共建筑楼梯的要素众多，在调研过程中并不需要将所有要素进行整理，而是要提取重点，以符合公共建筑的使用要求及预制楼梯的加工要求，包括楼梯类型、层高、楼梯间宽度、梯井宽度、梯段宽度、踏步数、踏步宽度、踏步高度、梯板厚度等要素(见图1)。

图1 影响楼梯选型的要素

二、调研结果

通过调研150个已归档项目，其中包括100个2000年以前的项目，以及50个2000年至今的项目，从公共建筑楼梯相关参数的变化趋势可总结出以下特点。

1.建筑类型

综合、办公、文教类建筑占比约85%，基本覆盖了绝大多数公共建筑类型。

2.结构类型

框架-剪力墙结构占比约76%，框筒结构占比约14%，框架结构占比约8%;框架公共楼梯在高层公共建筑中主要集中在高层裙房。另外，由于北京为8度抗震设防区，所以在多层公建中，框架-剪力墙结构较为普遍，剪力墙多设置在楼梯两侧或一侧。

3.楼梯类型

两跑楼梯的占比逐渐升高，由2000年前的82%升至2000年后的94%;2000年前出现的三跑或四跑楼梯基本消失，但在高层建筑裙房层，经常因为层高较高，出现三跑或四跑楼梯。

4.标准层层高

2000年以前的标准层主流层高依次为：3.6，3.3，3.0m;2000年以后的标准层主流层高依次为：4.2，3.9，3.6m。原因是人们对舒适度要求逐年提高，以及满足规范修订及设备系统要求。

5.梯井宽度

2000年以后，100mm宽的梯井占比约62%，200mm宽的梯井占比约为22%;其中100mm宽的梯井多用于高层建筑核心筒内楼梯，仅作为消防疏散使用，200mm宽的梯井多用于多层公共建筑，为人员经常使用的楼梯，一般较为舒适。

6.梯段宽度

2000年以后，1.3m以内梯段宽度的占比约为66%，1.5m及以上梯段宽度的占比约为24%。仅用作疏散楼梯的宽度一般为1.2～1.3m，人员经常活动的公共楼梯宽度一般为1.5m及以上。

7.踏步宽度

2000年以后，260mm踏步宽度占比约为42%，280mm踏步宽度占比约为40%。公共建筑楼梯的踏步宽度集中在260mm和280mm，260mm用于消防疏散楼梯，280mm用于人员经常活动的公共楼梯。

8.踏步高度

根据层高、踏步数、踏步宽度确定，一般为160～170mm。

三、调研分析

1.建筑类型

各种类型公共建筑中，首先排除层数较低的幼儿园、小学校等楼梯。对于人员密集场所的楼梯，因需根据人流量计算疏散宽度，每个建筑的楼梯宽度均不相同，也排除在外。重点研究对象集中在最容易实现标准化、模数化的办公类其他建筑楼梯，此类建筑楼梯的布置是以疏散出口为主、疏散宽度为辅，预制楼梯完全满足其要求。

2.建筑层高

确定建筑功能以后，又对办公等其他类建筑的层高进行调研，此类建筑的层高多集中在3.3～4.5m。其中，3.3～4.0m的建筑层高以100mm为模数递增，4.0～4.8m建筑层高以200mm或300mm为模数递增，常见层高为4.2m和4.5m。

3.梯段净宽

根据规范要求，公共建筑的疏散楼梯净宽一般不低于1.2m，考虑扶手及墙面抹灰因素，楼梯宽度一般以1.3m为宜。如果公共建筑选用较为舒适的楼梯，增加每股人流0～0.15m的人体摆幅，或增加人流股数，楼梯宽度会相应增加，对于此类楼梯，可对现有梯段进行调整加宽，使之符合设计要求。通过实际项目调研也得出相应结果。

4.梯段类型

在工程项目中，4.2m及4.5m层高建筑的楼梯，由于使用功能要求，部分会选择三跑楼梯形式，调研中也进行了选择，作为楼梯形式的补充。更高层高的楼梯在项目中较为少见，由于可采取双跑楼梯梯段复制的方式组合，故不列入预制楼梯选型范围。

根据以上分析认为，预制楼梯可采用两跑楼梯为主、三跑楼梯为辅的结构形式，根据不同建筑层高、梯段宽度总结了12种常用楼梯，在建筑方案设计阶段可进行选用，如表1所示。

从表1可看出，公共建筑预制楼梯的踏步宽度统一为260mm，踏步高度最/高为175mm，与现行民用建筑设计通则有部分矛盾。经过与新的通则编制组专家沟通得知，公共建筑疏散楼梯的踏步高度已调整为175mm。同时也充分考虑了标准化设计，比如不同层高的预制楼梯，保证2个梯段的踏步数及踏步高度完全一致，便于预制构件厂实现批量生产。

公共建筑中的预制混凝土楼梯与住宅建筑不同，大多数公共建筑为框架结构或框架-剪力墙结构，楼梯平台及梯段处均需设计梯柱以满足抗震规范要求，在设计选型过程中，也考虑到梯梁及梯柱布置，使预制楼梯尺寸能够满足所有选型范围内公共建筑的要求(见图2)。

图2 两跑及三跑楼梯尺寸

四、预制楼梯节点设计

预制楼梯设计属于预制构件设计，与传统设计不同点在于设计过程中具有流程精细化、设计模数化、构件标准化、技术信息化等特点。落实到具体设计中，除需满足前文中提到的标准化设计，还需在设计过程中注意预制楼梯的节点设计。

在预制楼梯设计图纸中，各专业应配合将楼梯栏杆扶手预留洞定位准确，该部分将影响未来楼梯(成品)栏杆安装的精/确度、梯井宽度、楼梯净宽和楼梯的现场施工。同时，预留洞的定位也需与结构配筋及其他预留条件相配合(见图3，4)。

图3 预制楼梯模板平面

图4 预制楼梯模板立面

在预制楼梯的深化设计中可采用BIM等信息化设计方法，提前在模型中确定标准化设计内容、统计用量及经济核算(见图5)。

图5 预制楼梯信息化模型

五、结语

装配式建筑的发展离不开预制构件的标准化设计，设计理念的变化植根于建造技术的升级。在公共建筑的设计创作中，通过设计合理的建筑层高及平面尺寸，选取合适的预制楼梯，对建筑师是很小的工作量，但对于装配式建筑，则可较大程度地提升建筑质量、提高生产效率、减少资源浪费。