2年前经手的一个钢螺旋楼梯
钢筋混凝土板式螺旋楼梯的设计
钢筋混凝土板式螺旋楼梯的设计黄步崧【摘要】Through the characteristics of reinforced con-crete cockle stairsand an engineering design example, can be discussed by the type of reinforced concrete cockle stairs on both sides of the fixed end structure design conditions. Spiral stair-case is widely used in shopping malls、hotels、 theaters、 exhibi-tion hall and other public buildings. It is not a suitable for ex-pressing the actual stress of the spiral staircase by using the sim-plified algorithm.%螺旋楼梯被广泛应用于商场、酒店、剧院、展览馆等公共建筑中。
采用一般的钢筋混凝土楼梯的简化计算方法不能反映螺旋楼梯的实际受力情况，本文针对钢筋混凝土螺旋楼梯的特点并结合某工程设计实例，论述板式钢筋混凝土螺旋楼梯在两边固端条件下的结构设计。
【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P89-90,96)【关键词】螺旋楼梯;两边固端;结构计算【作者】黄步崧【作者单位】中国建筑西南设计研究院有限公司，四川成都 610041【正文语种】中文【中图分类】TU3180 前言螺旋楼梯有着优美曲线体型与线条，给人以丰富的空间感受，被广泛应用于商场、酒店、剧院、展览馆等公共建筑中，能够获得良好的建筑艺术效果。
相对的，由于螺旋楼梯的造型复杂，受力方式也不同于一般楼梯，采用一般的钢筋混凝土楼梯的简化计算方法不能反映螺旋楼梯的实际受力情况，造成结构与建筑效果的冲突。
钢结构旋转楼梯建模制图及制造工艺
钢结构旋转楼梯建模制图及制造工艺一前言随着钢结构在国内的广泛应用,建筑造型对钢结构的制造提出了更高的要求,特别是高档会展中心、大型宾馆酒店、休闲中心常常会碰到旋转楼梯,其中钢结构旋转楼梯结构轻巧,流线性强、更能表现轻快气氛,为广大用户所青睐,而日常生活中遇到的旋转楼梯大多数都是混凝土结构,现场支模、现浇即可,但没有钢结构楼梯轻巧、美观。
如果采用钢结构旋转楼梯,因旋转楼梯的梯梁是空间立体结构,为螺线型,车间很难控制梯梁的空间立体形位公差,因此钢结构旋转楼梯的车间制造工艺一直成为制造中的难点,本文以新皖西宾馆内的钢结构旋转楼梯制造工艺,提出一套简便可靠的方法。
二钢结构旋转楼梯的工程特性和实体放样。
该钢结构旋转楼梯的主要结构尺寸如下:内径r = 2100 mm;外径R = 3600 mm;楼梯角度平面投影角度=218度：踏步高共计27 级;梯高H = 4800 mm;踏步高177.8mm；两侧梯梁为400X200X18箱梁;踏步板厚5 mm 花纹钢板,上铺石材装饰板, ,钢材均为Q235。
钢旋转楼梯的平面和立面结构形式如图1。
A．根据楼梯主要结构尺寸计算螺旋楼梯基本数据（以内侧梯梁为例进行计算）螺旋线高度h=4800÷218×360=7926.606mm梯梁内侧上边线螺旋半径r1=2100mm梯梁外侧上边线螺旋半径r2=2100+200=2300mm螺旋线上点坐标：X=r×cos（θ÷180×π）Y=r×sin（θ÷180×π）Z=r×（θ÷360）把螺旋线分成360个点计算坐标应用Excel电子表格计算梯梁内侧上边线螺旋坐标半径R 螺距高H 角度θX Y Z CAD座标2100 7926.606 0 2100 0 0 2100,0,01 2099.68 36.65005 22.01835 2099.68,36.65,22.022 2098.721 73.28894 44.0367 2098.72,73.28,44.043 2097.122 109.9055 66.05505 2097.12,109.9,66.064 2094.885 146.4886 88.0734 2094.88,146.49,88.07……………………358 2098.721 -73.2889 7882.569 2098.72,-73.29,7882.57359 2099.68 -36.6501 7904.588 2099.68,-36.65,7904.59360 2100 -5.1E-13 7926.606 2100,-0,7926.61应用Excel电子表格计算梯梁外侧上边线螺旋坐标半径R 螺距高H 角度θX Y Z CAD座标2300 7926.606 0 2300 0 0 2300,0,01 2299.65 40.14053 22.01835 2299.65,40.14,22.022 2298.599 80.26884 44.0367 2298.60,80.27,44.043 2296.848 120.3727 66.05505 2296.85,120.37,66.064 2294.397 160.4399 88.0734 2294.40,160.44,88.07……………………358 2298.599 -80.2688 7882.569 2298.60,-80.27,7882.57359 2299.65 -40.1405 7904.588 2299.65,-40.14,7904.59360 2300 -5.6E-13 7926.606 2300,0,7926.61梯梁内侧上边线螺旋线投影线长：L1=r1×2π= 13194.68mm梯梁内侧上边线螺旋线实长：L2=SQRT(L1×L1+ h×h)= 15392.56mm楼梯内侧上下边线间投影高度：h1=400÷L1×L2=466.63 mmB．根据螺旋楼梯基本数据进行CAD实体放样在Excel电子表格复制整体螺旋线坐标，在CAD命令项中输入spline命令，然后在CAD命令项中粘贴螺旋线坐标，分别完成梯梁内外侧上边线螺旋线输入。
某钢结构螺旋楼梯的结构分析
36.98 33.52 30.26 26.90 23.53 20.17 16.81 13.45 10.09 6.72 3.36 0.00
图 4 标准组合下旋转楼梯竖向位移（单位：mm）
应。因此，结构设计时不应忽略两侧梯梁扭转对中间踏步板 的影响，踏步板应采取相应的构造加强措施（如增加底部封 板和增加板下加劲肋等），从而防止踏步板产生应力集中现 象，最终导致变形过大产生破坏。
2.3 舒适度分析
由于钢结构螺旋楼梯空间受力复杂，结构刚度较小，且 结构第一竖向自振频率与人日常活动的步行频率较为接近。 在人行走荷载作用下，钢结构螺旋楼梯较容易产生共振现 象，轻则导致使用人员产生不舒适感，重则给结构带来安全 隐患，从而影响结构的安全使用。由此可见，对钢结构螺旋 楼梯来说，不仅需要验算结构强度、变形这两个方面是否满 足相关规范要求，对其进行行走激励荷载作用下的舒适度分 析也是不可缺少。
（高度）×8mm（厚度）。材质除梯梁采用 Q355B 钢材外，其余
感，其优美的曲线形态使建筑空间更轻松、活泼，因此被广 泛应用于图书馆、医院、酒店、剧场等公共建筑中 [1]。但钢
均为 Q235B 钢材。钢材弹性模量为 2.06×105MPa。钢结构螺旋
楼梯平面如图 1 所示。
结构螺旋楼梯结构空间受力较为复杂，承受弯剪扭和轴力共
为方便建模分析，钢结构螺旋楼梯一般简化为梁板模型 计算。利用 Midas Gen 结构有限元软件对螺旋楼梯建模进行 整体分析，箱型截面梯梁采用梁单元模拟，踏步板采用板单 元模拟。考虑楼梯自重和建筑面层做法，楼梯恒载可取值为 1.5 kN/m2，梯板活荷载取值为 3.5 kN/m2，旋转楼梯栏杆线荷
钢筋混凝土螺旋式楼梯的分析优化设计
钢筋混凝土螺旋式楼梯的分析优化设计翁沉卉;张龙生【摘要】螺旋式楼梯因典雅美观的流线造型和节省空间而广受欢迎,同时楼梯作为建筑中重要的交通枢纽,其安全性和适用性极其重要.文中对三亚海棠湾某大型项目酒店式公寓某板式旋转楼梯建立有限元实体模型和进行对比计算分析,根据分析结果考虑楼梯踏步的刚度贡献而采用较薄的混凝土梯板,对楼梯进行设计配筋和舒适度验算,并对薄弱部位采取构造加强措施.【期刊名称】《广东土木与建筑》【年(卷),期】2014(021)009【总页数】3页(P14-16)【关键词】螺旋式楼梯;有限元分析;舒适度;踏步刚度【作者】翁沉卉;张龙生【作者单位】广州市设计院广州510620;广州市设计院广州510620【正文语种】中文1 概述旋转式楼梯因其独特的空间曲线造型，是建筑师常用来表现灵动空间环境的元素，且其占地面积小，更能与周边环境相得益彰。
楼梯作为建筑中重要的交通枢纽，其结构设计准则要兼顾舒适、安全和美观。
国家标准图集里旋转楼梯只适用于旋转角度360°以内的板式螺旋楼梯，且未考虑楼梯踏步板的刚度贡献，楼梯板采用厚板，导致设计出来的旋转楼梯看起来较为笨重。
某项目旋转楼梯的旋转角度为630°，由于没有中柱的旋转楼梯受到弯、扭、剪、压等多种组合的力的作用，受力复杂，无法采用常规计算方法进行分析计算，还需要验算此楼梯是否也满足正常使用功能需求，因此本文采用ANSYS软件建立旋转楼梯的实体模型，考虑踏步板对楼梯的刚度贡献，对其进行计算分析和设计，并进行挠度和舒适度验算。
2 工程概况三亚财经论坛中心项目酒店式公寓某旋转楼梯高5.4m，梯板宽度1150mm，旋转角度为630°，旋转外径1700mm，内径550mm，楼梯共设36级踏步，踏步宽280mm、高150mm，如图1所示，楼梯结构混凝土强度等级为C35，钢筋采用HRB400。
若该楼梯按常规板式螺旋式楼梯设计，则必然十分笨重，无法达到建筑师预期的效果，又不利于施工。
钢结构旋转楼梯深化设计与加工制作分析
钢结构旋转楼梯深化设计与加工制作分析摘要：钢结构作为绿色建筑已经被广泛的使用在现代建筑工程之中。
而用钢结构旋转楼梯作为上下空间联系的枢纽，因其圆弧型曲线旋律，会给建筑营造一种律动的环境氛围，给人以美的感染。
然而钢结构旋转楼梯的深化设计与制作安装与混泥土螺旋楼梯相比却也提高了不少难度。
本文以箱型螺旋梯梁钢结构旋转楼梯来分析、介绍其的深化设计与制作安装过程。
关键词：钢结构旋转楼梯；详图深化设计；Tekla Structure 软件加工制作胎架1 工程概况某框架商业建筑，地下3层，地上五层。
其中，一至二层的箱型螺旋楼梯（见图一）便是本工程中制作难度最大的构件类型之一。
该箱型双曲旋转楼梯楼高为6.3米，截面宽度1.4米，主要材质采用Q355B。
主要由由□1000*200*16的双曲型梯梁、6mm花纹板扇形踏步、5mm厚旋转底部封板及□400*200*12中间平台箱型梁组成（如图二所示）。
图一螺旋楼梯平面图图二螺旋楼梯模型图2 深化设计及加工制作2.1 深化设计难点：1）钢结构旋转楼梯的梯梁，因其为弯扭型空间构件，结构施工图达不到施工要求，需借助teklastructures等3D建模详图深化软件来放样完成模型的搭建及加工图纸的绘制。
2）在中间有休息平台的情况下，为保证整个楼梯的美观性，整体弧线连续性的处理。
2.2主要步骤如下：1）轴网布置，将CAD蓝图中的轴网按1：1导入tekla模型，然后找到旋转中心，画辅助圆及角度线；2）打开梁命令对话框，设置截面等参数，画第一步扇形踏步，然后再旋转命令里面设置上升高度及旋转角度，设置完成后，批量复制踏步至所需高度；3）打开tekla软件节点库里面的19号节点，对螺旋楼梯的弯扭梯梁进行建模放样，然后利用21号节点展开成平面板并输出成切割下料程序。
4）运用tekla软件生成加工图纸。
其中，螺旋梁与踏步组合在一起时，需要借助胎架放模来完成。
5）模型中休息平台处上下两段楼梯梯梁弧形的连续性处理则是做辅助踏步，将第一段楼梯的最后一个踏步点和第二段楼梯的第一个踏步点连线，然后均分画出踏步，后续同上述螺旋梁建模步骤。
钢结构旋转楼梯的结构设计与有限元计算方法
构旋转楼梯 的整体失稳 的计算 可采用后面所谈 到的方法 。
在材 料的选用上 ， 选用 Ｑ ３ ２ ５钢 。梯梁 的截面 选择 可有
工程建设与设计2o02年第5期钢结构旋转楼梯的结构设计与有限元计算方法钢结构旋转楼梯的结构设计与有限元计算方法桂苹陈昶中元国际工程设计研究院北京100089摘要对中国气象局国家气候中心科技大楼钢结构旋转楼梯的结构设计和有限元计算方法作了介绍并对钢结构旋转楼梯的整体稳定性的计算方法进行了探讨同时给出了解决方法
［ 摘 要］ 对 中国气 象局 国家气候 中心科技 大楼 钢结构旋转楼梯 的结构设计和有 限元计 算方 法作 了介 绍 ， 并
对钢结构旋转楼梯 的整体稳 定性 的计算方 法进行 了探 讨 ， 同时给 出了解决 方法。
［ 词］ 钢 结构 ； 关键 旋转楼梯 ； 结构设计 ； 有限元分析 ［ 中图分类号 ］ ３ １ ［ ￣－ ９ 文献标识码 ］ ［ Ｂ 文章编号 ］ｏ７ ９６ （０２晒 一 Ｏ６ ０ １ — ４７２０） ＯＯ — ５ ｏ
梯 ， 给结构设计带来 巨大的挑战 。 这
目前 ， 面上有 多种 国内外 的有 限元分 析计算 程序 ， 市 其
二 、 构 方 案 的确 定 结
根据建筑师 的构想 ， 楼 梯建 筑 风格 要 与周 围 环境 相 其
适应 ， 通透性要好 。因此 ， 材 料的选 用上钢 筋混 凝土 不太 在
度 为 ４ ．５ ８ ３ｍ。
太厚 了 ， 结构 自重太大 ， 费钢材 ； 浪 钢板 太 薄 了， 虽然 节省材 料 ， 结构 整 体挠 度增 大 ， 但 钢结 构局 部容 易失 稳 ； 且钢 结构 旋 转楼梯上支座处 的焊缝强度不够 ， 影响结构 的安 全。 钢结构旋转 楼梯 与 建筑 物 的连 接 ， 应考 虑 安装 和 施工
螺旋钢楼梯的计算与设计
螺旋钢楼梯的计算与设计曾德伟;郭耀杰;曹珂;刘斌【摘要】结合某实际螺旋钢楼梯工程，分别采用空间曲杆模型及空间壳模型，考虑支座铰接和刚接两种边界条件下，从位移、内力、极限承载力三方面，对楼梯结构进行了对比研究，得出了一些有价值的结论。
%Combining with the project of the spiral steel stairs,the paper adopts the space bent rod model and space shell model,considers the support hinge joint and stiffjoint,undertakes the comparison research from the displacement,internal force,and extreme loading capacity,and has some valuable conclusion.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)016【总页数】2页(P42-43)【关键词】螺旋钢楼梯;空间壳结构模型;空间曲线杆件结构模型;有限元分析【作者】曾德伟;郭耀杰;曹珂;刘斌【作者单位】新七建设集团有限公司，湖北武汉 430072;武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉 430072;武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉 430072;新七建设集团有限公司，湖北武汉 430072【正文语种】中文【中图分类】TU392.1螺旋钢楼梯以其优美的外形被广泛应用于商场、酒店等大型公共建筑中[1]。
为使钢结构楼梯能够得到更好得推广，中国建筑标准设计研究所发行了钢梯图集(02J401)[2]。
图集中包含了各种形式的螺旋钢楼梯，但是其最大规格为内半径1 m，外半径2.5 m；而且楼梯螺旋角度、楼梯高度也有较大的局限性，这大大限制了螺旋钢楼梯的应用。
因此对尺寸较大且形状怪异的螺旋钢楼梯进行专门研究就显得尤为必要。
螺旋钢梯的计算方法(一)
螺旋钢梯的计算方法(一)螺旋钢梯的计算方法简介螺旋钢梯是一种特殊形式的楼梯结构，其设计要求较高且计算方法稍显复杂。
本文将详细说明螺旋钢梯的计算方法，包括各种常用方法及其注意事项。
1. 圆柱螺旋钢梯的计算方法圆柱螺旋钢梯是最常见的螺旋钢梯类型之一。
计算方法如下：•步骤1：测量确定螺旋钢梯的总高度H、外径D、内径d等参数。
•步骤2：根据所需螺旋钢梯的坡度和步数确定每个步骤的高度h 和宽度w。
•步骤3：根据螺旋钢梯的总高度H，计算出总的步数n = H / h。
•步骤4：根据螺旋钢梯的内径d、总的步数n和每个步骤的宽度w，计算出每个步骤的外径D’ = d + n * w。
•步骤5：确定螺旋钢梯的支撑结构和材料，并进行相关的强度计算。
2. 螺旋状双曲面钢梯的计算方法螺旋状双曲面钢梯是一种具有较复杂形状的螺旋钢梯，计算方法如下：•步骤1：测量确定螺旋状双曲面钢梯的总高度H、曲率半径R、宽度w等参数。
•步骤2：根据所需螺旋状双曲面钢梯的坡度和步数确定每个步骤的高度h和长度L。
•步骤3：根据螺旋状双曲面钢梯的总高度H，计算出总的步数n =H / h。
•步骤4：根据螺旋状双曲面钢梯的曲率半径R、总的步数n和每个步骤的长度L，计算出每个步骤的边长w = 2πR / n。
•步骤5：确定螺旋状双曲面钢梯的支撑结构和材料，并进行相关的强度计算。
3. 螺旋螺线钢梯的计算方法螺旋螺线钢梯是一种以螺旋线为基础的螺旋钢梯，计算方法如下：•步骤1：测量确定螺旋螺线钢梯的总高度H、螺旋线的参数a、b 等。
•步骤2：根据所需螺旋螺线钢梯的坡度和步数确定每个步骤的高度h和半径r。
•步骤3：根据螺旋螺线钢梯的总高度H，计算出总的步数n = H / h。
•步骤4：根据螺旋螺线钢梯的螺旋线参数a、b、总的步数n和每个步骤的半径r，计算出每个步骤的螺旋线参数。
•步骤5：确定螺旋螺线钢梯的支撑结构和材料，并进行相关的强度计算。
结论螺旋钢梯的计算方法根据不同的类型有所差异，但基本思路是相似的。
螺旋梯子的制作方法
螺旋梯子的制作方法螺旋梯子是一种具有美感和实用性的装饰品，它可以为房间增添空间感和层次感，而且可以节省空间。
下面我将为您介绍一下螺旋梯子的制作方法。
首先，你需要准备一些工具和材料，如木板、螺旋梯子扶手、螺旋梯子梯子框等。
1. 测量和设计首先，确定螺旋梯子的位置和尺寸。
确保位置合适，以及空间足够放置整个螺旋梯子。
然后，根据测量结果设计一份详细的施工图纸，包括螺旋梯子的尺寸、结构、材料等。
2. 制作梯子框架根据设计图纸制作螺旋梯子的框架。
首先，根据设计尺寸和形状，选择合适的木板并切割成相应的形状。
然后，将木板固定在一起，组成螺旋梯子的框架结构。
一般情况下，需要用到木工胶和螺钉来固定木板。
3. 制作梯子台阶根据梯子的尺寸和设计，制作适合的梯子台阶。
通常，梯子台阶可以用木板或者钢板制作。
首先，根据设计图纸测量并切割木板或者钢板，然后将其固定在梯子框架上。
为了保证梯子的稳固性，一般需要使用螺丝或者螺钉将梯子台阶与梯子框架牢固地连接。
4. 安装扶手根据设计图纸，选择合适的扶手材料，如金属、木材等，并按照设计的尺寸和形状制作扶手。
然后，将扶手固定在螺旋梯子的边缘上，并确保安装牢固。
5. 涂装和装饰完成螺旋梯子的制作后，可以进行涂装和装饰。
根据个人偏好和装饰风格，选择合适的涂料对螺旋梯子进行涂装，可以选择自然木色、原木色或者其他颜色。
此外，可以在螺旋梯子上添加装饰物，如花纹、雕花等，增添美感。
总之，螺旋梯子的制作需要仔细测量和设计，精准的制作工艺和高质量的材料。
希望以上方法可以帮助您制作出一把漂亮的螺旋梯子。
钢结构旋转楼梯cad，旋转楼梯
钢旋转楼梯施工方案
钢结构工程钢旋转楼梯施工方案编制人:______________________ 审核人:______________________ 审批人:______________________年月日钢旋转楼梯施工方案1.编制依据 (3)2.工程概况 (3)2.1施工准备 (3)a.技术准备 (3)b. 机具准备 (5)3 .材料要求 (6)4 .施工流程 (6)5.施工方法 (6)5.1钢板拼接、下料 (6)5.2卷制 (8)5.3楼梯踏步的制作 (8)5.4、楼梯柱、楼梯梁的制作 (8)5.5、楼梯预拼装 (9)6. 质量检验 (10)6.1 焊缝质量检测 (10)6.2 焊缝等级 (11)6.3 焊缝的无损检查 (12)6.4 焊接缺陷的修复 (12)7.质量保证措施 (13)1.编制依据1、钢结构设计规范GB50017-20032、钢结构工程施工质量验收规范GB50205-20023、钢结构高强度螺栓连接技术规程JGJ82-20114、钢结构焊接规范GB50661-20115、钢结构工程施工规范GB50755-20126、多、高层民用建筑钢结构节点连接03SG519-17、当代商城装修工程施工图纸2.工程概况2.1工程简介2.1施工准备a.技术准备本工程旋转钢梯示意图：踏步施工节点图：b. 机具准备本工程钢梯施工扭投入以下机具：序号名称单位数量型号功率（KW）1 电焊机台 4 SD-K200 282 气焊设备台 2 G01-30 253 砂轮切割机台 1 J3GY-LD-400A2.24 角线磨光机台 3 S1M-NG-100A0.525 烘箱台 2 / /6 保温桶个 4 / /7 倒链2吨吨 4 2T/3M /8 倒链5吨吨 1 5T/3M /9 台钻台 1 Z516 0.553 .材料要求1、.未注明钢材均采用Q345B。
2.、未注明尺寸的焊缝为与母材等强焊接。
对接焊缝和剖口焊缝技术指标参见《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》(01SG519、01(04)SG519)第54至56页；3.、旋转钢梯连接节点待进一步深化设计。
旋转式楼梯盘旋而上的原理
旋转式楼梯盘旋而上的原理
旋转式楼梯是一种特殊的楼梯结构，通常用于连接两个相对高度较大的层次。
它通过盘旋方式构建，可以沿着楼梯的中心轴旋转，使得楼梯在垂直空间中占用较少的地方。
旋转式楼梯的原理可以分为以下几个部分：
1. 结构设计：旋转式楼梯通常由一个中心轴和连接在中心轴上的台阶构成。
中心轴是整个楼梯的支撑结构，台阶则是用于步行的平台。
为了保证楼梯的稳定性，中心轴需要通过固定的方式与建筑物相连，并且承受楼梯上行人员的重量。
2. 旋转机制：旋转式楼梯需要能够沿着中心轴旋转，使得楼梯能够连接两个不同的层次。
为了实现旋转，楼梯通常使用了一种旋转机制，如轴承、齿轮等。
这些机制允许楼梯在垂直空间中旋转，使得行人可以沿着楼梯轴线上下移动。
3. 安全设计：旋转式楼梯需要考虑行人的安全问题。
由于楼梯上行人员的不确定性，楼梯通常会设置扶手、栏杆等装置，以提供额外的支撑和保护。
此外，楼梯的台阶设计也需要符合人体工程学，以便行人能够舒适地行走和上下楼梯。
总之，旋转式楼梯的原理是通过盘旋结构和旋转机制实现行人在垂直空间中上下移动。
它不仅节省了楼梯所占地方，还具有独特的美观性和设计感。
浅谈螺旋钢梯承载力与舒适度分析
浅谈螺旋钢梯承载力与舒适度分析摘要：针对实际工程中螺旋钢梯，采用SAP2000进行简化及整体建模分析，通过不同模型分析钢螺旋钢梯的空间受力性能，得知横梁成为内外弧梁间的关键受力构件，使内外弧梁变形相互协调。
采用2种工况模式对螺旋钢梯进行舒适度分析，通过结构的加速度时程曲线可知，螺旋钢梯截面普遍由舒适度控制。
关键词：螺旋钢梯空间受力内外弧梁横梁舒适度Discussion on the Bearing Capacity and Comfort Analysis of Spiral Steel LaddersAbstract:Regarding the spiral steel ladder in practical engineering, SAP2000 was used for simplification and overall modeling analysis. The spatial stress performance of thesteel spiral steel ladder was analyzed using different models, and it was found that the crossbeam became a keyload-bearing component between the inner and outer arc beams, making the deformation of the inner and outer arc beams coordinated with each other. Two operating modes were usedfor comfort analysis of spiral steel ladders. From the acceleration time history curve of the structure, it can be seen that the cross-section of spiral steel ladders is generally controlled by comfort.Keywords:Spiral steel ladder spatial stress, internal and external arc beam, crossbeam comfort引言:在现代大多数建筑中，楼梯是联系楼层间上下交通的重要的垂直构件。
螺旋钢梯的计算方法
螺旋钢梯的计算方法螺旋钢梯是一种常用于楼梯结构中的设计，它具有美观、实用和节省空间的特点。
在设计和计算螺旋钢梯时，需要考虑很多因素，包括结构力学、材料强度以及人体工程学等方面。
计算螺旋钢梯主要涉及以下几个方面：1.楼梯高度：首先，我们需要确定楼梯的高度，即总的升高距离。
这取决于建筑物的实际高度和使用需求，一般情况下，每层楼高度为 3.0m。
2. 步高和步宽：步高是指踏板与踏板之间的垂直距离，步宽是指螺旋钢梯的外半径。
根据人体工程学原理，通常步高在150-190mm之间，步宽在250-450mm之间。
3. 螺旋结构参数：螺旋钢梯的结构参数包括螺旋角度、螺旋半径和螺旋高度等。
螺旋角度决定了钢梯的旋转方式，一般情况下，螺旋角度为30-45度。
螺旋半径是指螺旋钢梯中心点到楼梯外边缘的长度，一般情况下，螺旋半径为900-1500mm。
螺旋高度是指垂直方向上相邻两个踏板之间的距离，一般情况下，螺旋高度为220-280mm。
4.负载和强度：在设计螺旋钢梯时，需要考虑到负载情况，包括平台、楼梯扶手和居民等的重量。
同时，钢材的强度也需要考虑，一般情况下，选择普通碳素结构钢作为材料，其强度一般为235-255MPa。
5.结构设计：螺旋钢梯的结构设计是计算过程中的重要一环，包括楼梯台阶、扶手、支撑结构等。
设计过程中需要考虑到结构的稳定性、刚度和安全系数等因素。
在进行螺旋钢梯的计算时，可以按照以下步骤进行：1.确定楼梯高度：根据建筑设计和使用需求确定楼梯的总高度。
2.计算步高和步宽：根据人体工程学原理，确定合适的步高和步宽。
3.计算螺旋结构参数：根据螺旋钢梯的设计要求，计算螺旋角度、螺旋半径和螺旋高度。
4.确定负载和强度：根据实际情况确定楼梯的负载和材料的强度。
5.进行结构设计：根据计算结果进行螺旋钢梯的结构设计，包括楼梯台阶、扶手和支撑结构等。
6.进行静力学分析：对螺旋钢梯进行静力学分析，验证其结构的稳定性和刚度。
7.进行安全评估：根据相关标准和规范，对螺旋钢梯的安全性进行评估。
双螺旋楼梯原理
双螺旋楼梯原理我一直对建筑充满了热爱，那种用砖石、木材或者钢铁构建起来的巨大而又精巧的物体，总是能让我感到惊叹。
而在众多建筑元素中，双螺旋楼梯简直就是一个神奇的存在。
双螺旋楼梯，你见过吗？它就像是两条互相缠绕的大蛇，盘旋着向高处延伸。
我记得第一次见到双螺旋楼梯是在一座古老的城堡里。
那时候我和我的朋友杰克一起去探险。
当我们走进那个大厅，看到那座双螺旋楼梯的时候，杰克瞪大了眼睛，他说：“哇塞，这是什么鬼东西，看起来就像魔法世界里的东西一样。
”我笑了笑，告诉他这就是双螺旋楼梯，一种充满智慧的建筑设计。
从建筑的角度来看，双螺旋楼梯有着独特的优势。
它不像普通的单楼梯那样占用过多的平面空间。
想象一下，如果是一座很大的建筑，用单楼梯的话，可能会把楼下很大一块地方都给占用了，就像一个霸道的家伙，把地盘都给占了。
而双螺旋楼梯呢，它巧妙地利用了空间，就像两个懂得互相谦让的伙伴，在有限的空间里和谐共生。
两条螺旋的结构，使得人们可以从不同的方向上下楼，这样就避免了人流的拥堵。
就好比是在一条马路上，一边是来车，一边是去车，各自走各自的道，有条不紊。
双螺旋楼梯可不仅仅是建筑里的一个酷炫设计哦。
它和我们的生命科学也有着千丝万缕的联系。
你知道DNA吗？那可是生命的密码本。
DNA的结构就是双螺旋的。
我曾经和我的生物学教授讨论过这个有趣的相似之处。
教授笑着说：“这就是大自然的奇妙之处啊，建筑和生命在结构上竟然有着如此惊人的相似。
”在DNA的双螺旋结构里，两条链就像双螺旋楼梯的两条旋臂，它们之间通过一些特殊的化学键连接在一起，就像楼梯的台阶一样，这些“台阶”承载着遗传信息。
如果把DNA比作是一座超级复杂的大厦，那么双螺旋结构就是这座大厦的骨架，支撑着整个生命的奥秘。
我有一个建筑师朋友叫莉莉，她对双螺旋楼梯简直是痴迷到了极点。
有一次我问她：“莉莉，你为什么这么喜欢双螺旋楼梯啊？”她兴奋地说：“你看啊，它是那么的优雅，那么的富有动感。
当你站在双螺旋楼梯的底部往上看，就好像看到了一个通往无限可能的通道。
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2年前经手的一个钢螺旋楼梯，整理一下从深化、制作到安装的过程，贴出来，希望对大家有启发。
这个项目总共1200吨钢结构，是4个基本一样的7层的楼楼之间的平台。
对我来讲，属于一个半路
接手的擦屁股的活，硬着头皮帮忙完成。
这里不说其它的主结构，只说说其中的螺旋楼梯。
每个平台有2个螺旋楼梯，相互呈双螺旋关系分别从底层一直上到7层。
楼梯宽2500，内踏步梁弯曲半径3250，外踏步梁半径5750，踏步梁采用300的焊接H型钢，踏步用6mm花纹钢板。
下面是设
计院给的平面图：
先做详图深化，首先想到的是用Xsteel，找一妹妹来建模（俺不会），应该是水平还可以的吧，很快，把标准层的楼梯模型搭起来了。
欣赏完漂亮的模型，放大节点，发现不是那么回事了。
螺旋楼梯的H型梯边梁，其腹板应该是永远在竖直平面内，每个截面应该是标准的H型，即每个梁的
剖断面中翼缘与腹板应该是垂直的。
很遗憾，Xsteel对于这种螺旋型的构件无能为力。
试过很多种办法，如先建一个圆弧梁，再抬高某一端；或者建出螺旋梁的中心线，再赋予H型的截面，甚至想采用多段折线来模拟螺旋，都不能取得良
好的效果。
往往到最后，梁的端部截面种腹板不再在竖直平面内，从这一点中，就可以看出Xsteel建
的螺旋梁是不可取的。
（也不知是不是有其它的办法我们没想到）
非常懊悔，舍弃了Xsteel建模的想法！
最后，还是采用古老而经典的Autocad来三维建模，这将是最准的，出图也清楚。
毕竟Xsteel的调图
足以让人抓狂，尤其对于这种不是呈直角关系的构件。
下图是某一层的一个楼梯。
梯边梁被圆柱断成几节，而且中间有部分水平的休息平台。
所有梯边梁与圆柱采用4～6个螺栓用耳朵板连接。
放样时，先放出踏步的平面位置，将每个踏步抬高相应的高度，之后将踏步板的端部中点连起来，就
形成了梯边梁的腹板中心线，虽然这是折线，但已足够精确，而且所有控制点的位置是准的。
再给腹板加上翼缘。
翼缘的宽度方向的线应该永远是水平而且向着整个楼梯的圆心的（好好琢磨这句吧）。
由于腹板的位置高度一直在变，手工完成加翼缘是很烦的，最后是通过编CAD的小程序完成的。
整体建完模，处理完梯边梁转折处，包括节点板、螺栓孔都定好位，就可以将每个梯边梁挪出标注了。
下图是某个梁的三维图。
翼缘、腹板实际上是一个一个折线。
画那么多三角实际上是为后面画展开图来辅助的。
记得论坛里有个老兄编过程序来画曲面的展开图。
当时我也是这么做的。
编程序将翼缘、腹板的三维
模型变成展开图。
对于标准的螺旋梁来讲，腹板的展开图是一个矩形或者说是平行四边形，翼缘展开是一个标准的扇型，扇型的半径有公式可算出来，钣金手册中有。
考虑到螺旋梁中有折线（平台处），端部与柱子相连可
能有切角，所以还是三维建模后老老实实展开。
展开后的图就可以作为下料图了。
在展开图中同时定位了踏步板与梯边梁连接用的角钢。
原来的想法是，展开图出来后，根据展开图下料，然后直接组立成螺旋梁。
后来发现不好做。
我原来的想法是：根据展开图下料－>做胎架－>在胎架上组立成螺旋型焊接H型钢。
下料没问题，做胎架也没问题，在胎架上组立困难就比较大了：腹板可以用辊圆机斜着辊圆，翼缘是翘曲的，原想边烤边用导链或千斤顶，后来车间说不好做，就没再尝试了。
最后采用的办法是：先焊成直线的H型钢，然后送至拉弯厂对构件进行拉弯成螺旋型，然后再拉回来进行加工。
这样做费用比较高，与原来的想法相比，这样做的费用包括：一次加工（做成直线型的H型钢）＋至拉弯厂的来回运费＋拉弯费用＋二次加工（组对至成品）＋材料损耗大（考虑到拉弯机两端不能完成需要的弧度，所有的螺旋梁在做成直线型时全部加长了400mm，二次制作时将端部割掉不用）。
但效率会高些，翼缘腹板间可用埋弧自动焊，手工组立螺旋梁只能用手工焊，与之相比焊缝外观漂亮，而且可能精度也更容易保证。
与整个工程（1200吨）相比，总共60来吨的螺旋梁占的比重不大，所以最后费用高点也认了，本想花钱买个踏实，其实不然。
下图是拉弯厂的拉弯机设备，就是用它来拉弯螺旋梁的。
我见过拉弯成平面弧形，可惜拉弯螺旋梁时没在场，没照片
下图是拉弯厂完成后的螺旋梁，乍一看，还不错。
在拉弯厂车间里还做了个胎具用来检验螺旋梁的弧度和起坡度。
一开始时挑了几个螺旋梁检验，效果还不错。
螺旋楼梯有内外两个梯边梁，外圈的半径5750，内圈的3250。
做完螺旋梁后，外圈的还好，整个梁看过去还比较平整，内圈的问题就出来了。
由于内圈的梁弯曲半径小，大部分拉弯后翼缘出现局部波浪，这是拉弯半径太小，造成翼缘应力释放不出去造成的。
想过一些办法来校正：火烤、大锤砸，收效甚微。
后来说只能将翼缘局部割断，整平后再对焊起来。
我一听，得了吧，别折腾了，那还不越整越寒碜了。
最后没办法，变形实在太大的烤烤、砸砸，死猪不怕开水烫，只能这样就交了。
好在翼缘的变形不影响与柱子、踏步的连接，而且据说最后钢梁要装修包起来的。
螺旋梁拉回来，在车间进行二次加工。
立了个胎架，中间加了几个点，好保尺寸。
休息平台处的梁是水平圆弧的，与螺旋梁之间有个对接。
水平圆弧梁很短。
做的时候，将几个圆弧梁的长度一块考虑，整个的拉弯后在割成小段，再与螺旋梁对接。
胎架上组对完了，将与柱子连接的螺栓孔位标出，放下来，钻孔、焊踏步连接的角钢。
焊接变形有多大？不知道，焊完角钢，螺旋梁的弧度肯定有改变，但不可能再放回胎架上校正了，就是它了！
焊接H型钢对接时翼缘、腹板要错开200？算了，反正不是动荷，而且一般对接接头靠近梁端，弯矩小，焊缝就算有点缺陷，对受力影响不大。
做详图加工好麻烦。
有一个问题不明，请教：既然内圈做拉弯效果这么不理想，能不能考虑用焊接H型组合截面？如果由于内圈半径过小，整块翼缘板拉弯也会产生翘曲的话，何不将翼缘板分解成若干块，待拉弯到设计曲率（或更大些）时再焊接组装？是不是因为麻烦，呵呵。
还好我只做设计，哈哈
最近做的一个螺旋楼梯，一跑转到二楼，没有柱子支撑的。
安装完的图片，安装时导链可没少用。
现在应该已经装修完了，都包起来了。