建筑設計的創新運用實踐

摘要：為了闡述建筑工程設計及其管理的創新設計重要性，本文以“領航城領譽華府”住宅項目塔樓樓梯間靠墻扶手做法的創新應用為實際案例做出論述。

關鍵詞：建筑設計;樓梯扶手;梯間寬度;創新

領航城領譽華府作為深圳市寶安區的高端住宅項目于2016年出具了建筑施工圖。隨著施工建設的啟動，項目的建筑設計及其管理順利進入施工配合階段，并對樓梯間靠墻扶手進行設計創新應用而順利解決了梯段凈寬不足的問題。

1 樓梯梯段的設計過程及背景

在領航城領譽華府項目施工圖設計階段，建筑工程設計及其管理方面對樓梯間梯段寬度相關的設計規范、墻面構造做法、靠墻扶手等進行了綜合考慮。

1.1 對設計規范的考慮

領航城領譽華府為高層住宅，其樓梯梯段須考慮的設計規范包含：（1）《民用建筑設計通則》（GB50352-2005）第6.7.6條規定樓梯應至少一側設扶手。（2）《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）第5.5.30條規定住宅建筑的疏散樓梯的各自總凈寬度應經計算確定，且疏散樓梯的凈寬度不應小于1.10m。（3）《住宅設計規范》（GB50096-2011）第6.3.1條規定樓梯梯段凈寬不應小于1.10m。

1.2 對墻面構造做法的考慮

樓梯間的墻面構造做法對梯段凈寬有所影響，結合工程建設經驗，對樓梯間內墻面的構造做法設計如下：

1.3 對樓梯間靠墻扶手的做法考慮

參照《中南地區工程建設標準設計建筑圖集》（11ZJ401），樓梯間靠墻扶手選用第36頁①做法，并選用直徑40mm的3厚不銹鋼圓管作為扶手。綜合以上要素，在施工允許誤差范圍內可得出樓梯間靠墻扶手中心距毛坯墻面距離60mm。

1.4 對樓梯間梯段的綜合設計確立

遵循前述內容對塔樓核心筒樓梯進行綜合考慮，得出要點及結論如下：

（1）樓梯梯段須設置單邊靠墻扶手;（2）樓梯梯段從一側墻面裝飾完成面至對側靠墻扶手的中心之間的水平距離（即樓梯梯段凈寬）須不小于1.1m寬度;（3）根據樓梯間內墻面構造做法，其厚度為約20厚，則梯段兩側的墻面構造共計約40厚;（4）樓梯間梯段的毛坯寬度在不包含靠墻扶手構造寬度的情況下須達到1.14m以上;（5）在施工允許誤差范圍內，預留60mm的靠墻扶手構造寬度。施工圖設計階段設定樓梯梯段的毛坯總寬度為1.2m。

2 施工配合階段的問題發現

樓梯主體毛坯部分按照施工圖實施完成后，結合新的建筑節能保溫要求，建筑設計及其管理在施工配合階段發現對樓梯間外墻段需要補充考慮保溫構造，因此，樓梯間外墻段的內墻面構造做法變更增加20厚膨脹玻化微珠無機保溫砂漿和5厚M15抗裂水泥砂漿，共計增加25厚的保溫構造層厚，因此樓梯間梯段的寬度重新計算：已建成的樓梯間梯段寬1200mm，外墻內側抹灰構造總厚度按新做法為15+5+20+5=45mm，梯間隔墻抹灰厚度按原做法為15+5=20mm，則梯段兩側墻面抹灰完成面凈距離為1200-45-20=1135mm。而相關設計規范已明確梯段凈寬須不低于1100mm（從一側墻面測量至對側靠墻扶手面管中部），因此樓梯間的單側靠墻扶手構造寬度僅剩1135-1100=35mm，原設計的60mm構造寬度的梯間靠墻扶手無法實施。

3 樓梯間靠墻扶手創新設計過程

按照客觀條件，留給樓梯間靠墻扶手的構造寬度只有35mm，已無法按常規的圓管扶手面管實施。同時為了解決梯段寬度的問題，綜合研究后決定對靠墻扶手進行創新設計，并進行靠墻扶手的樣板制作試驗。整個創新設計及試驗過程分三個階段：

3.1 第一創新設計試驗階段：

建筑設計及其管理人員研究發現原靠墻扶手做法中的扶手面管形狀及連墻彎管形式較為占用空間，考慮以改變靠墻扶手的形式而進行創新設計，嘗試將靠墻扶手設計為4mm厚、75mm高的扁鋼形式，采用焊接固定方式，整段一體化實施。

按創新設計方案進行樣板的制作試驗時，受施工現場現狀條件的影響，整段長度達5.1m的靠墻扶手無法運輸至選定的樓梯間進行制作，遂將靠墻扶手重新設計為兩段，每段長度2.55m。但現場試驗施工完成后，發現靠墻扶手在整體上無法調整順直。各方設計及其管理人員進行材料及技術分析得出結論：4mm厚的扁鋼較薄，在工廠用鋼板原材料大板進行機器切割時容易出現微小彎曲;現場試驗安裝時采用電焊的方式與埋件進行連接，電焊的高溫導致扁鋼扶手局部熱脹冷縮而發生形變，故造成靠墻扶手整體更加曲折。

3.2 第二創新設計試驗階段

結合前階段經驗，各方人員認為若為了解決扶手彎曲的不良現象而采取增加扶手分段段數的方法，則會導致欄桿分段接頭過多、造成各分段在整體拼接上亦難以調直;遂決定采用 6mm厚的扁鋼、高度仍為75mm，整體仍均分為兩段;采用機械方式固定安裝扁鋼扶手。

第二次樣板制作完成后，各方人員檢驗發現靠墻扶手整體上仍然不順直。各方分析原因并得出結論：6mm厚扁鋼雖己有較高強度，但在工廠以原材料大板進行切割加工時仍會出現形變，且剛度在現有長度上依然表現不夠;在對扶手面板進行螺栓聯接前的機械沖孔亦會造成扁鋼扶手面板的局部形變。

3.3 第三創新設計及運用成功階段：

按照前兩階段的經驗總結，對扁鋼加以進一步創新設計和改造：采用6mm厚、101mm寬的扁鋼進行90°彎折，整個扶手形狀呈”L” 型，兩垂直邊分別為短邊26mm和長邊75mm，其中短邊提供剛度補充及進行機械沖孔后作為螺栓連接安裝部位，長邊作為握手豎直面;以“L”形固定件與”L”形扁鋼扶手短邊的沖孔部位重合后再用機械螺栓進行固定連接。

根據第三階段創新設計方案，施工現場試驗制作成樣板。經檢驗，靠墻扶手樣板的綜合效果能夠達到設計藝術美觀的要求和滿足設計規范對于梯間寬度的要求。至此，領航城領譽華府項目的樓梯間靠墻扶手經過創新設計及應用試驗后順利實施，也標志著該創新設計的實際運用取得成功。

4 結語

結合領航城領譽華府項目的相關創新設計實際運用經驗，創新設計可以有效實現建筑創作和解決技術難題。因此，創新設計對于建筑設計及其管理的重要性不言而喻。

參考文獻：

[1]《民用建筑設計通則》（GB50352-2005）

[2]《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）

作者簡介：吳磊，1987-，湖北荊州人，本科，建筑學工程師，從事工作：建筑工程設計及其管理工作、建筑學相關研究工作，身份證：421022198712016072。