钢结构旋转楼梯 计算

第３４卷第１５期　・６６・　２　０　０　８年５月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．１５　Ｍａｙ．　２００８　

文章编号：１００９—６８２５（２００８　Ｊ１５—００６６．０２　

钢结构旋转楼梯的结构设计与有限元计算方法　

喻华华　

摘　要：采用有限元软件ＡＮＳＹＳ对国航业务综合楼的钢结构旋转楼梯进行了受力分析，并介绍了有限元分析计算的原理　

和过程，得出钢结构旋转楼梯的结构设计方法，同时提出了采用板式钢楼梯的新思路，以达到轻巧、通透的建筑艺术效果。　

关键词：钢结构，结构设计，应力，旋转楼梯，竖向位移　

中图分类号￣ＴＵ３１８　文献标识码：Ａ　

近年来我国钢结构方面的设计和施工已日趋成熟，各种形式　

和结构体系的钢结构都有许多工程实例。人们在利用钢材创造　

新的结构形式的同时，也在设计和施工领域中遇到很多问题，设　

计和施工规范落后于实践的现象常常出现。从基本的建造技术　上分析，目前常见的钢结构楼梯大都使用“梁柱”结构体系，而很　

少关注钢材这种建筑材料提供的其他造型可能性。对钢楼梯而　

言，“梁柱”结构体系是一种可靠的建造方式，但绝对不是唯一的　

方式，还可以考虑采用板式钢楼梯。随着建筑材料和建造技术特　

别是现代建筑结构计算技术的迅猛发展，钢楼梯将给予人们更大　

的想象余地和创造空间，研究钢楼梯将有利于设计工作的开展，　

具有实际意义。　

１工程概况　

该工程为国航业务综合楼，本次设计的钢结构旋转楼梯位于　

７层～９层，该楼梯跨度大，约为１０　ｍ，层高３．９　ｍ，２层，旋转弧度　

为３６０。。根据甲方的要求，其建筑构想是设计成一座轻巧、美观、　通透、现代化的楼梯，对综合楼的整体起到“画龙点睛”的效果，这　

给结构设计带来巨大的挑战。　

】…】…】…】…】…】Ｈ甩】Ｈ甩　高为２．８　ｒｎ时，异形柱的最大肢长可为６００　ｍｍ。　

异形柱截面内钢筋构造也是保证异形柱受力性能的重要因　

素。由于异形柱截面的特点，柱肢端部会出现较大应力，加上梁　

第４４卷第２１期　

２０１７年１１月　建筑结构　

Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　建筑技术开发　

Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　

钢结构梁式旋转楼梯结构分析　

梁令枝　

（广州市建筑工程职业学校，广州５１０４０３）　

［摘要］与普通楼梯不同，旋转楼梯的最大特点在于它是螺旋上升的。蜿蜒的流线如同一条游龙，具有很强的动态美感，　

并且这种螺旋上升的楼梯能够节省不少占地空间，上述优点使得建筑师们越来越喜欢在公共建筑中使用这种楼梯。本文以工程　

实例为背景，采用有限元软件对该类型楼梯进行内力计算和分析，希望研究结论能对同类型结构的设计起到参考作用。　

［关键词］旋转楼梯；结构分析；钢结构　

［中图分类号］Ｔｕ３１１．４　［文献标志码］Ａ　［文章编号］１００１—５２３Ｘ（２０１７）２ｌ加０１４＿０２　

Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　Ｓｐｉｒａｌ　Ｓｔｒｉｎｇｅｒ－ｔｙｐｅ　Ｓｔａｉｒ　Ｍａｄｅ　ｂｙ　Ｓｔｅｅｌ　

Ｌｉａｎｇ　Ｌｉｎｇ—ｚｈｉ　

［Ａｂｓｆｆａｃｔ］Ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｏｍ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｓｔａｉｒｓ，ｏｎｅ　ｏｆ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｓｐｉｒａｌ—ｓｔａｉｒ　ｉｓ　ｓｐｉｒａｌ　ｓｈａｐｅ．Ｓｐｉｒａｌ　ｏｕｔｌｉｎｅ　ｌｏｏｋｓ　ｌｉｋｅ　ａ　ｆｌｙｉｎｇ　ｄｒａｇｏｎｔ　

ｗｈｉｃｈ　ｍａｄｅ　ｔｈｅ　ｓｔａｉｒ　ｆｕ１１　ｏｆ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｂｅａｕｔｙ　ｓｅｎｓｅ　ａｎｄ　ａｌｓｏ　ｓａｖｅｄ　ｍｕｃｈ　ｍｏｒｅ　ｒｏｏｍｓ．Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｓ　ｏｆｔｅｎ　ｕｓｅ　ｔｈｅｓｅ　ｓｔａｉｒｓ　ｉｎ　ｐｕｂｌｉｃ　ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ　

ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｂｏｖｅ．ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ．Ｔｈｉｓ　ＰａｌｅＩｅｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａ　ｒｅａｌ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｎｄ　ｕｓｅｄ　ＳＴＲＡＴ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　３Ｄ３Ｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ　

- 1 - 旋转楼梯计算方法

旋转楼梯是一种特殊的楼梯形式，其构造呈螺旋状，通常用于建筑物内的公共空间或特殊场合。计算旋转楼梯的尺寸和角度需要一定的数学知识，以下是其中一些基本的计算方法：

1. 计算旋转楼梯的总高度：旋转楼梯的总高度等于每一层楼梯的高度之和。如果每一层楼梯的高度不同，则需要将它们加起来。

2. 计算旋转楼梯的总步数：旋转楼梯的总步数等于每一层楼梯的步数之和。每一层楼梯的步数应该相等，以确保楼梯的平稳度。

3. 计算旋转楼梯的步高和步长：旋转楼梯的步高和步长需要根据楼梯的总高度和总步数计算得出。步高可以通过总高度除以总步数得出，步长即为旋转角度除以每一步的弧长。

4. 计算旋转楼梯的旋转角度：旋转楼梯的旋转角度取决于建筑物的结构和设计。一般来说，旋转角度应该足够大以确保楼梯的平稳度，但也不能过大以至于影响建筑物的结构。

以上是旋转楼梯的一些基本计算方法，但实际上计算方法还要考虑到许多其他因素，如楼梯的材料、斜度、安全因素等。因此，在设计旋转楼梯时，建议寻求专业人士的帮助。

浅谈某工程钢结构旋转楼梯施工工艺

本文将介绍一种常见的工程钢结构旋转楼梯的施工工艺。旋转楼梯通常用于建筑物内部的连接或装饰，其特点是造型新颖、美观实用。该施工工艺的步骤包括钢结构制作、安装、焊接、喷漆等环节，下面分别进行介绍。

一、钢结构制作

1、设计方案的确定

在施工前，工程师需要确定旋转楼梯的设计方案，包括板厚、长度、高度等。这些要素一旦确定，就需要进行计算，包括杆件的截面积和强度、地板板块的承重力等。

2、制作材料的准备

材料主要有钢板和钢管。钢板的厚度视楼梯的高度和长度确定，而管索的直径和壁厚也需按比例选取。通常，在施工前，工程师会进行材料检验，以确保材料合格。

3、切割焊接

根据设计方案的要求，将钢板和钢管切割好，然后进行焊接。由于旋转楼梯需要角度变换，这对焊接的精度要求高。在焊接过程中，需要使用专门的焊接机器，例如手推车、电焊剪、电焊平台等。

二、钢结构安装

1、准备工作

在安装之前，需要进行现场勘测、细节设计等各种准备工作。然后，在网格板上进行初步测量、定位，为后续的安装工作打下基础。

2、安装网格板

将切割好的钢板装配成网格板，进行焊接。在安装网格板时，需要注意板块的方向和连接方式，以确保楼梯的强度和稳定性。

3、搭建楼梯框架

接下来，需要根据设计方案的尺寸和角度，将钢管装配成楼梯的框架。楼梯框架的安装需要考虑楼层高度、角度和弯曲度等因素，以确保整个楼梯在完工后稳定。

三、焊接工艺

1、干燥处理

在进行焊接前，还需要进行材料的干燥处理。有些钢材可能含有水分或油脂等易燃物质，需要事先处理以防燃烧或氧化。

2、焊接方法选择

根据设计方案和建筑需求，选择适合的焊接方法。常用的工艺有电弧焊、氩弧焊和气体保护焊等。

3、焊接设备准备

将焊接设备（如电压标定器、电流标定器、传感器等）安装到电弧焊机上，确保焊接过程稳定、均匀、高效。

四、喷漆工艺