本發(fā)明屬于房屋建筑技術領域，具體涉及一種簡易鋼制樓梯。

背景技術：

樓梯的樣式各種各樣，例如混凝土樓梯、鋼結構樓梯、鋼與玻璃混合樓梯，主要考慮場地、設計方案、技術、材料等限制因素?；炷翗翘萦幸话憬浗ㄖO計院設計計算，用混凝土澆筑而成，需要支模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土等過程，施工難度大，對材料要求嚴格，施工復雜；鋼結構樓梯一般采用兩邊支撐機構，取材方便，工藝易于掌握，實用型強，但一般鋼結構外露，美觀性欠缺；鋼與玻璃混合樓梯取材、工藝相對復雜，操作性較強，與玻璃結合形成若隱若現(xiàn)的感覺，美觀性良好。

樓梯技術已經相當成熟，本專利是對傳統(tǒng)樓梯技術深入理解、研究的基礎上，對樓梯進行創(chuàng)新優(yōu)化，滿足設計要求，達到安全標準，實現(xiàn)美觀與實用良好結合。

本研究技術是在樓梯概念的基礎上，遵循“安全優(yōu)先、滿足設計”的原則，通過對樓梯結構進行重組，滿足設計及實用的前提下，優(yōu)先考慮安全因素。因新式樓梯踏步采用外挑形式，外挑一端無結構龍骨，需要綜合考慮樓梯踏步的端龍骨形式、踏步鋼板的撓度、樓梯踏步本身的重力、人或物對其的外加重力以及二者對龍骨形成的傾覆力等各類影響因素。

因樓梯鋼板踏步采用一端固定，外挑850mm結構形式，鋼板踏步自身重力及其對龍骨的側向傾覆力極大，且墻體為非承重結構，樓梯主龍骨需要充分考慮端龍骨形式以及固定方法，有效的將樓梯主龍骨固定于墻體上，不變形，不會出現(xiàn)傾覆的可能性，保證樓梯整體的穩(wěn)定性，這也是在施工過程中遇到的最大問題。另外，上下兩個支點的穩(wěn)固是保證樓梯整體穩(wěn)固的根本。如此大的作用力，非承重墻結構下樓梯兩端的固定也是重中之重。此種樓梯結構新穎，充滿裝飾性和現(xiàn)代感，但“安全無小事”，如何保證樓梯在遵從設計的情況下使用的安全將是本專利根本所在。

技術實現(xiàn)要素：

本技術研究圍繞如何保證簡易樓梯穩(wěn)定性為重點展開探索，通過對樓梯龍骨支點固定、力學解釋以及力的轉化等重點問題的解決，使樓梯整體狀態(tài)達到最優(yōu)，以達到最基本結構安全和最重要的美觀效果。

為克服上述技術問題，本發(fā)明提供的簡易鋼制樓梯包括：支點結構、樓梯主龍骨、樓梯主龍骨加固結構和樓梯鋼板踏步；

所述支點結構包括上端的H鋼天橋結構和底部混凝土底座兩部分。

所述H鋼天橋結構與所述樓梯主龍骨加固結構滿焊，用鍍鋅角碼加固。

所述樓梯主龍骨下端固定通過鍍鋅錨板和膨脹螺栓固定，兩者滿焊，并設置鍍鋅角碼加固。

所述主龍骨中間設置穿墻固定錨板三個，固定位設置三根加強鋼管，鋼管底部固定于混凝土底座上的鍍鋅錨板，所有連接位置均滿焊連接。

所述鋼板踏步設置防滑槽兩道，外側陽角做倒角處理，連接位應滿焊連接。

所述踏步外挑一段通過扁鐵連接，扁鐵扶手內側通過L型鋼板固定鋼化夾膠玻璃。

本發(fā)明還提供上述簡易鋼制樓梯的制備方法，包括：

第一步，放線；

第二步，天橋結構安裝；

第三步，底座結構砌筑；

第四步，主龍骨安裝；

第五步，主龍骨加固；

第六步，樓梯踏步鋼板安裝；

第七步，樓梯欄桿安裝；

第八步，安全玻璃安裝；

第九步，欄桿踏步板漆面處理。

有益的技術效果

傳統(tǒng)樓梯施工一般跟整體建筑統(tǒng)一進行。傳統(tǒng)樓梯一般結構形式較為單一，不管是混凝土樓梯還是鋼結構樓梯。本專利是通過改造傳統(tǒng)樓梯結構，滿足設計和安全兩個要求。本案所述樓梯是改造工程臨時增設結構，對樓梯的樣式、美觀、材料、技術要求都相對較高。樓梯樣式簡潔大氣，充滿現(xiàn)代氣息，適合相對簡約的空間使用。從材料方面來說，鋼材取材較為便捷，不需要支模板，不需要鋼筋工，材料比較單一，操作比較方便，施工進程更快捷，完工即可投入使用，對于工期要求緊、現(xiàn)代氣息要求較高的工程具有極高的實用價值。從技術方面來說，本案能有效解決非承重結構下增設鋼結構樓梯的需求，解決老舊結構房屋增設樓梯的難題。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，我們對工藝流程、力學轉化仔細揣摩研究，通過初步設計、現(xiàn)場溝通、實驗模擬、實際安裝施工，本課題研究的技術能有效解決非承重結構增設樓梯的難題，有效提升施工進度，能有效節(jié)省資源使用，有效滿足設計師及空間設計的要求，讓樓梯更加美觀、大方。

附圖說明

圖1為簡易樓梯結構整體結構圖；

圖2為H鋼連接處局部放大圖；

圖3為混凝土底座處局部放大圖；

圖4為樓梯踏步板截面圖；

圖5為外挑端連接板示意圖；

圖6為簡易樓梯龍骨結構圖。

具體實施方式

根據(jù)現(xiàn)場實際情況及安裝實驗的數(shù)據(jù)分析，結合力學性能的綜合分析，本技術方案把方案鋼結構樓梯進行模擬實驗，從美觀、安全兩方面去解決樓梯組裝的技術問題。通過對樓梯結構的再加工創(chuàng)新，在非承重結構墻體上，用鋼結構建造一種簡易鋼結構樓梯。簡易鋼結構樓梯除美觀簡易以外，取材更方便、施工更便捷、施工方案通俗易懂，適合設計感強烈、工期要求緊張等相關工程中，更容易被設計師和業(yè)主所接受和使用。

本發(fā)明提供的簡易鋼制樓梯包括：支點結構、樓梯主龍骨、樓梯主龍骨加固結構和樓梯鋼板踏步等四部分。

樓梯的雙龍骨支撐或中間龍骨支撐結構形式，因為受力的均勻，有助于保證樓梯的穩(wěn)定性，不用過多拘泥于龍骨和加固，這也是傳統(tǒng)樓梯的做法。本專利所研究的樓梯形式新穎、簡潔，因為為非承重結構，樓梯結構需要經過充足的實驗過程，既保證樓梯效果滿足設計方案，又要保證樓梯整體結構的安全。在研究過程中，簡易鋼制樓梯主要有以下技術問題。

樓梯龍骨首先要解決龍骨固定支點問題。在非承重結構上，所有結構均不能直接作為樓梯龍骨的支點，需要重新增設支點，支點的樣式和尺寸應考慮樓梯重力和傾覆力。因為樓梯采用單邊固定，懸挑鋼板的龍骨需要足夠的承載能力來滿足所有重力以及樓梯整體的傾覆力。

在本發(fā)明中，在鋼制樓梯的頂部和地面部分均重新架設支點結構，保證樓梯結構基礎，避免安全事故發(fā)生。頂部的支點結構增加H鋼天橋結構，鋼結構平置于兩端墻體上。

鋼結構與主龍骨頂端滿焊、用50鍍鋅角碼加固滿焊，接縫處刷防銹漆三遍。

地面部分根據(jù)現(xiàn)場實際，樓梯踏步懸挑距離為850mm，根據(jù)力學設計，混凝土底座應大于850mm，以保證樓梯中心在底座以內，實現(xiàn)樓梯整體穩(wěn)定性。

現(xiàn)場通常為磚砌碎石結構，為保證底座穩(wěn)固，且保證龍骨底部膨脹螺栓有效性，在其上面澆筑1150×2200×250mm厚混凝土，內置鋼筋，保證混凝土底座的整體性，不會出現(xiàn)裂縫、斷裂。主龍骨下端固定通過兩塊鍍鋅錨板和八根膨脹螺栓固定，兩者滿焊，并設置3個鍍鋅角碼加固，焊接點滿刷防銹漆三遍。

鋼板規(guī)格尺寸選擇問題也是需要重點關注的問題，懸挑鋼板臺階需要綜合考慮，包括懸挑距離、鋼板厚度等。懸挑距離主要考慮人體工程學和現(xiàn)場實際，選擇相應的踏步寬度；鋼板厚度主要考慮鋼板撓度、人或物的重力荷載等。在施工過程中，應根據(jù)實際情況進行試驗，選擇適宜的距離和厚度。

鋼板踏步規(guī)格尺寸要選擇適宜。單人通行樓梯一般800至900mm寬，在本案中，樓梯設計850mm寬，每塊樓梯鋼板踏步尺寸為850×270×20mm，滿焊與主龍骨上，保證樓梯功能性、舒適性。鋼板自身的撓度，導致鋼板一端固定后出現(xiàn)另外一端下陷。根據(jù)鋼板踏步長寬規(guī)定尺寸，實驗結果為：15mm厚鋼板懸挑850mm后，一個90Kg的人踩在另一端，會下降約50mm；30mm厚鋼板懸挑850mm后，踩在另一端上，幾乎不會產生下降，但每塊鋼板的自重不僅單人抬不動，且存在結構處理問題，容易傾覆，出現(xiàn)安全隱患；20mm厚鋼板懸挑850mm后，踩在另一端上，會下降約20mm，單人可輕易搬動，鋼板自重適宜、焊接方便、結構安全。

外挑一端沿鋼板踏步陽角設置扁鐵(10×40mm)加固一道，一方面為安裝鋼化夾膠玻璃設置固定點，另一方面扁鐵將所有鋼板踏步連接在一起，使樓梯結構形成一體，有效解決踏步板下陷的問題。

此外，還需要關注踏步鋼板傾覆力問題。根據(jù)現(xiàn)場尺寸，每塊樓梯鋼板踏步尺寸為850×270×20mm，每塊鋼板約為40Kg,鋼板踏步為11步，鋼板自重約440Kg,加上5人的自重約400KG。這樣對龍骨兩端的固定方法要求極其嚴格，底座的不穩(wěn)，也造成樓梯傾覆的安全隱患。單體鋼板外挑對龍骨形式要求極其嚴格，容易產生下陷的感覺。通過選擇合適的龍骨，優(yōu)化中間樓梯龍骨加固結構形式，以此均衡樓梯傾覆力。

優(yōu)化龍骨組織，轉化踏步對龍骨的傾覆力。作為單側固定的樓梯，尤其是在非承重墻結構下，樓梯側向傾覆力是很難解決的問題。本案主龍骨為兩根100×50×6mm鍍鋅鋼方管，原因是踏步截面積必須滿焊于主龍骨，單龍骨無法滿足滿焊要求，且龍骨所受力過大，單根龍骨無法滿足安全需求。兩龍骨間點焊焊接，保證龍骨受力均勻一致。因本案地基基礎為混凝土結構，為轉化踏步板力對主龍骨的傾覆力，在主龍骨正下方，設置三根100×50×6mm鍍鋅鋼方管，方管上端與主龍骨滿焊連接，下端通過鍍鋅錨板與地基相連，所有焊接位置均做防銹漆三遍。方管作用有兩方面：一是通過立柱加強支撐樓梯整體結構，防止因重力過大、支點跨度過長造成樓梯結構彎曲；二是通過加強立柱把樓梯傾覆力轉化到房屋地基甚至墻體，用房屋結構來均衡傾覆力。在加固立柱與主龍骨連接位置設置錨板，錨板通過穿墻螺栓與非承重墻固定，龍骨架滿焊于鍍鋅錨板。依次保證樓梯整體穩(wěn)定性。

以下采用實施例和附圖來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。

如圖1所示簡易樓梯結構縱剖詳圖。本樓梯結構主要包括五部分：上端H鋼天橋結構1、底部混凝土底座2、樓梯主龍骨3、樓梯主龍骨加固結構4以及鋼板踏步5。天橋結構1與樓梯主龍骨3滿焊，并用3個鍍鋅角碼6加固，焊接點滿刷防銹漆三遍。主龍骨3下端固定通過兩塊鍍鋅錨板和八根膨脹螺栓固定，兩者滿焊，并設置3個鍍鋅角碼加固，焊接點滿刷防銹漆三遍。主龍骨3中間設置穿墻固定錨板7三個，固定位設置三根加強鋼管，鋼管底部固定于混凝土底座2上的鍍鋅錨板。所有連接位置均滿焊連接并刷防銹漆三遍。鋼板踏步5采用20mm厚鋼板，踏步設置防滑槽兩道，外側陽角做倒角處理，連接位應滿焊連接，踏步外挑一段通過10×40扁鐵連接。扁鐵扶手內側通過2mm厚L型鋼板固定鋼化夾膠玻璃。

如圖2所示，支點結構的頂端部分根據(jù)設計及功能要求，增加H鋼天橋結構1，天橋結構平置于兩端墻體上。主龍骨頂端與鋼結構滿焊、用50×50×50鍍鋅角碼6加固，角碼應緊貼兩龍骨滿焊連接，加固件及加固點滿刷防銹漆三遍。

地面部分如圖3所示：根據(jù)現(xiàn)場實際，樓梯踏步5懸挑距離為850mm，根據(jù)力學設計，底座應大于850mm，以保證樓梯中心在底座以內，實現(xiàn)樓梯整體穩(wěn)定性?，F(xiàn)場為磚砌碎石結構，為保證底座穩(wěn)固，且保證龍骨底部膨脹螺栓有效性，在其上面澆筑1150×2200×250mm厚混凝土，內置鋼筋，保證混凝土底座2的整體性，不會出現(xiàn)裂縫、斷裂。主龍骨下端固定通過兩塊鍍鋅錨板和八根膨脹螺栓固定，兩者滿焊，并設置3個鍍鋅角碼加固，焊接點滿刷防銹漆三遍。

圖4為樓梯踏步板截面圖和平面詳圖。踏步板應設置防滑槽8兩道，尺寸為3×5mm通長，陽角位應做倒角處理，倒角尺寸為5×5mm通長，以保證人員安全。踏步板應密實滿焊與樓梯主龍骨，踏步截面不得外漏于龍骨外側。所有樓梯踏步均滿刷防銹漆三遍，噴涂深灰色氟碳漆三遍。根據(jù)鋼板踏步長寬規(guī)定尺寸，實驗結果為：15mm厚鋼板懸挑850mm后，一個90KG的人踩在另一端，會下降約50mm；30mm厚鋼板懸挑850mm后，踩在另一端上，幾乎不會產生下降，但每塊鋼板的自重不僅單人抬不動，且存在結構處理問題，容易傾覆，出現(xiàn)安全隱患；20mm厚鋼板懸挑850mm后，踩在另一端上，會下降約20mm，單人可輕易搬動，鋼板自重適宜、焊接方便、結構安全。

圖5為外挑端連接板。為克服鋼板撓度，防止踏步外端下垂，滿足樓梯安全玻璃9的安裝，設置10×40加強連接扁鐵一道。連接板是后置板，沿踏步板倒角處找齊。所有焊接點均需滿焊，樓梯欄桿均滿刷防銹漆三遍，噴涂深灰色氟碳漆三遍。

圖6為簡易樓梯龍骨結構縱剖簡圖。樓梯主龍骨采用100×50×6鍍鋅鋼方管兩根，方管龍骨中間做焊接處理，保證主龍骨結構受力均勻。方管作用有兩方面：一是通過立柱加強支撐樓梯整體結構，防止因重力過大、支點跨度過長造成樓梯結構彎曲；二是通過加強立柱把樓梯傾覆力轉化到房屋地基甚至墻體，用房屋結構來均衡傾覆力。在加固立柱與主龍骨連接位置設置錨板，錨板通過穿墻螺栓與非承重墻固定，龍骨架滿焊于鍍鋅錨板。依次保證樓梯整體穩(wěn)定性。

天橋結構與天橋結構1與樓梯主龍骨加固結構4滿焊連接，并用3個鍍鋅角碼加固，焊接點滿刷防銹漆三遍。主龍骨下端固定通過兩塊鍍鋅錨板和八根膨脹螺栓固定，兩者滿焊，并設置3個鍍鋅角碼加固，焊接點滿刷防銹漆三遍。主龍骨中間設置穿墻固定錨板三個，固定位設置三根加強鋼管，鋼管底部滿焊固定于混凝土地基上的鍍鋅錨板，錨板通過4個M12膨脹螺栓固定。所有連接位置均滿焊連接并刷防銹漆三遍。

本鋼制樓梯的制備主要考慮力學轉化，即龍骨結構組織問題。龍骨結構首先應滿足樓梯美觀的設計要求，不應破壞樓梯簡潔大氣的風格要求；天橋及底座設計應考慮樓梯結構重力中心以及傾覆力問題；樓梯結構安全是重中之重，應嚴格按照設計結構進行，杜絕偷工減樓現(xiàn)象的發(fā)生；樓梯踏步板尺寸應根據(jù)龍骨及其撓度，選擇適宜的鋼板厚度；樓梯欄桿玻璃應采用安全玻璃，固定件不應超出扁鐵扶手的邊緣。具體過程如下：

放線

放線主要是根據(jù)設計功能和要求，將天橋、樓梯和休息區(qū)三個分區(qū)合理劃分。在放線時，先確定天橋位置、尺寸及高度，再將入戶臺階及高度進行放線，最后根據(jù)兩者間距離進行精準放線，放線時須考慮樓梯臺階寬度、踏步板數(shù)量、休息區(qū)的尺寸等因素，最后完成放線工作。

天橋結構安裝施工

天橋結構是樓梯結構的上支點。根據(jù)現(xiàn)場實際，施工過程中加固了鋼結構兩端支撐墻體，并根據(jù)屋頂面高度及面層厚度，預埋支撐主龍骨的H型鋼鋼梁。樓梯端鋼梁應考慮保溫板包裹厚度，大約100mm。天橋寬度設計為1.1米，滿足人員正常通行。天橋內置50×50×5鍍鋅方管和50×100防腐木，防腐木上側同H型鋼頂板平齊。欄桿應在樓梯踏步完成后同樓梯欄桿同時安裝，然后生態(tài)木面板安裝，最后用鋼板收口條，收生態(tài)木外漏一端。

底座結構砌筑

底座結構是樓梯結構的下支點。原此處平臺結構為磚砌碎石結構，不能有效承載樓梯的傾覆力、重力，存在重大安全隱患。根據(jù)放線尺寸及高度，澆筑了1150×2200×250mm厚鋼筋混凝土結構，底座結構能有效承載850mm寬樓梯的傾覆力，保證樓梯結構的重力重心位置在樓梯內側，不會出現(xiàn)側翻的安全隱患。澆筑的混凝土結構需用震動棒震實，需要3至7天養(yǎng)護期，保證混凝土強度。

主龍骨安裝

主龍骨安裝應根據(jù)放線位置截取兩根合適尺寸的100×50×6鍍鋅鋼方管，線上均勻布置三塊250×300×8鍍鋅鋼板，鋼板通過4個穿墻螺栓固定于方管固定位置。方管密實排布于放線位置，兩根方管應先焊接于一體，后滿焊連接固定在相應位置，保證受力均勻，提升龍骨強度。所有焊接位置應滿焊，并刷防銹漆三遍。龍骨安裝完畢后，此過程中應提取鋼板材料，以便加快施工速度，不影響工期。

主龍骨加固

主龍骨加固主要有兩個點：一是上下支點分別用3個鍍鋅角碼加固主龍骨。因樓梯側邊固定，具有很大側翻力，保證根部的牢固是根本；二是增置加強龍骨。地基基礎為混凝土承載結構，為轉化踏步板、人或物對主龍骨的重力和傾覆力，在主龍骨正下方，設置三根100×50×6mm鍍鋅鋼方管，方管上端與主龍骨下沿對齊滿焊連接，下端通過鍍鋅錨板與地基相連，將力進行分解，保證受力均勻，保障樓梯安全。所有焊接位置均做滿焊處理，焊接點做防銹漆三遍。

樓梯踏步鋼板安裝

樓梯踏步鋼板應平均分布于樓梯結構上，不應出現(xiàn)邊到邊尺寸不一的現(xiàn)象，因此，應拉線安裝。既保證鋼板踏步斜向水平，又要保障踏步外側邊緣齊平。踏步鋼板應滿焊于龍骨側面，截面不應留有未焊接到位置。焊接完畢并做完打磨防銹處理后，即可進行保溫板施工，在此不做過多介紹。

樓梯欄桿安裝

樓梯欄桿安裝應平均分布于樓梯結構上。扁鐵扶手固定位應滿焊處理，并做防銹處理。扁鐵扶手焊接應用水平儀找平，找直，防止扁鐵扶手變形。在欄桿焊接完畢后，應確定欄桿玻璃的固定方法，提取欄桿的防護玻璃和固定件，防護玻璃應用安全夾膠玻璃。

安全玻璃安裝

根據(jù)固定方案，將2mm厚10×20mmL型鋼板點焊于扁鐵外邊緣，鋼化夾膠玻璃貼實鋼板，底邊放置橡膠墊，四周深灰色耐候結構膠填實，并用L型鋼板將另一側封堵，以防防護玻璃脫落。

欄桿踏步板漆面處理

鋼質材料表面容易生銹。雖之前施工過程中做過防銹處理也不可避免出現(xiàn)生銹的現(xiàn)象，因此，基本工序完工，應做徹底防銹打磨處理，特別是焊接部位的打磨，并刷防銹漆三遍，保證外觀美觀整齊。防銹漆凝固以后，根據(jù)設計要求，噴涂深灰色氟碳漆三遍。

所有上述的首要實施這一知識產權，并沒有設定限制其他形式的實施這種新產品和/或新方法。本領域技術人員將利用這一重要信息，上述內容修改，以實現(xiàn)類似的執(zhí)行情況。但是，所有修改或改造基于本發(fā)明新產品屬于保留的權利。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。