《鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯的設(shè)計(jì).pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、維普資訊http://www.cqvip.com工程設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯的設(shè)計(jì)王拮程蓓申林胡天兵沈萬(wàn)湘張運(yùn)田(中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院北京100044)摘要針對(duì)改造工程中要求在原結(jié)構(gòu)上擴(kuò)建一種無(wú)柱、每層旋轉(zhuǎn)2周的螺旋樓梯的設(shè)計(jì)，介紹了其計(jì)算模型的建立、結(jié)構(gòu)布置、樓梯與混凝土結(jié)構(gòu)的連接形式和連接節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造以及鋼結(jié)構(gòu)拼接的臨時(shí)節(jié)點(diǎn)等多方面的內(nèi)容，可為類似工程提供參考。關(guān)鍵詞螺旋樓梯鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)THEDESIGNOlFArEELHELICALSTAIRCASEWangZheChengBeiShenLinHuTianbingShenWanxiangZhangYuntian(ChinaInstituteo

2、fBullingStandaMDesign&Res~rchBering100044)A1BSTRACTThereb~ldingd~ignOfaspeci~two-floorsteelstairc&~introduced．SOITIeproblm~ssuchasthemodelIding，thejoinmandstyl~thatconnectthe~mrcasetothe舀nalconcretestructure，thetmtonicmethodsappliedtOthesteelstaircaseare~scussed．Sc,neimportantresdmareobtdnedwNchca

3、npin,dearef~enceforotherslmil~projects．KEYⅥr0RDshelicaIstairsteeI~ructureconnection螺旋樓梯是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)，本工程采用專業(yè)的1工程概況。三維建模軟件CATIA進(jìn)行建模，再經(jīng)過簡(jiǎn)單的處新疆某花園酒店，是一座20層的框架一剪力墻結(jié)理后就可以將計(jì)算模型導(dǎo)入有限元分析軟件AN—構(gòu)，需要在大堂內(nèi)部增加一座螺旋樓梯(圖1)。該大廳SYS中進(jìn)行分析，見圖2。共兩層，層高6m。建筑師對(duì)螺旋樓梯的基本要求是：1)螺旋樓梯的外徑為1．5m，內(nèi)徑為O．8m；2)樓梯不設(shè)支撐柱；3)每層層高(6m)范圍內(nèi)螺旋樓梯旋轉(zhuǎn)2周；4)樓梯每

4、旋轉(zhuǎn)180。，設(shè)一個(gè)休息平臺(tái)。因此，樓梯只能與地面、一層混凝土結(jié)構(gòu)和二層混凝土結(jié)構(gòu)相連接。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須解決鋼樓梯本身的強(qiáng)度特別是鋼樓梯梁的穩(wěn)定問題以及鋼樓梯梁與原結(jié)構(gòu)的連接問題。圖2CATIA中建立的螺旋樓梯螺旋樓梯的梁要承受彎、剪和扭的作用，處于復(fù)雜的受力狀態(tài)下，因此，不適合采用工字型截面。因而螺旋樓梯與原混凝土結(jié)構(gòu)連接的挑梁和螺旋樓梯的主梁全部采用箱型截面梁。平臺(tái)次梁因?yàn)橹饕惺軓澗刈饔?，因而采用工字型截面。踏步在本樓梯中起到兩個(gè)作用：1)將豎向荷載傳遞給主梁；2)約束2根主梁，防止主梁的整體失穩(wěn)。同時(shí)為了增強(qiáng)主梁的共同工作性能和防止當(dāng)受壓時(shí)在下翼緣發(fā)生失圖1樓梯建筑立面穩(wěn)，在鋼梁

5、下部加了一層封板。鋼挑梁、鋼主梁、次2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與技術(shù)難點(diǎn)第一作者：王吉吉男1976年8月出生工程師收稿日期：2006—02—132．1建模與結(jié)構(gòu)布置鋼結(jié)構(gòu)2006年第5期第21卷總第88期維普資訊http://www.cqvip.com王拮，等：鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯的設(shè)計(jì)梁以及封板如圖3、圖4所示。螺旋樓梯的主要構(gòu)證鋼梁的建筑和使用功能的要求，在螺旋樓梯的計(jì)件和截面如表1所示。算分析中，考慮了2種計(jì)算模型：鋼梁與混凝土梁剛接和鋼梁與混凝土梁鉸接。—r—／—圖5和圖6是考慮鋼樓梯與混凝土結(jié)構(gòu)剛性連一接時(shí)的應(yīng)力和位移。踏／．圖3樓梯平面布置-_糊一一．5155735．11873．7511063841

6、42017圖5與混凝土梁剛性連接時(shí)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力MPa1一加勁肋@1000，t=6ram；2一底部封板，平臺(tái)和樓梯下滿布圖4樓梯踏步封板示意表1構(gòu)件截面與鋼號(hào)-31．448-24．459-17471-10483-3．494-27954-20965-13．977-6．9880圖6與混凝土梁剛性連接時(shí)鋼結(jié)構(gòu)的變形m圖7和圖8是考慮鋼樓梯與混凝土結(jié)構(gòu)鉸接時(shí)—的應(yīng)力和位移。通過合理的結(jié)構(gòu)布置和一系列的構(gòu)造措施，同時(shí)再限制鋼梁的應(yīng)力比處于一個(gè)較低的水平下(應(yīng)力比<0．7)，就可以保證結(jié)構(gòu)不發(fā)生整體失穩(wěn)。一般結(jié)構(gòu)在受力時(shí)主要承受彎矩和軸力的作用，扭矩相對(duì)很小，因而結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力為：一?N+MAn’W這也

7、就是一般結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件所采用的應(yīng)力計(jì)算_8。h公式。．0碧Ⅲ96181Il161293l371(73—1797624s而本工程作用的螺旋樓梯扭矩很大，達(dá)到圖7與混凝土梁鉸接時(shí)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力MPa88kN·m，相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力達(dá)到T=64a，因此，從上面的分析結(jié)果可以看出，兩種情況下，最大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮扭矩的影響，即：應(yīng)力(軸力+彎矩)分別為142MPa和196MPa，在考NMT?慮扭矩引起的應(yīng)力后，達(dá)到206MPa和260