鋼制螺旋樓梯計算書0001

1、* 新建鋼螺旋樓梯計算：審核：2018年 11月 12 日目錄一、工程概況： 1二、設計依據及計算軟件 32.1、設計規(guī)范 3三、計算模型 43.1 建模 43.2 荷載取值 83.3 計算結果 9四、二層休息平臺計算 13五、起步平臺及原結構加固計算 14、工程概況：* 對主樓局部、首層進行改擴建，含新增鋼螺旋樓梯一部新增螺旋樓梯平面位置如下圖所示：螺旋樓梯下部為吧臺桌面，樓梯起步平臺面和桌面平齊，離地面高度為1020mm。樓梯在二樓設置水平休息平臺和原地面相聯通。根據實際可布置空間尺寸， 螺旋樓梯內圈半徑為 550mm，外圈半徑為 1750mm，踏步寬度為 1100mm，共設置 20 個踏

2、步，相鄰踏步間轉角為 18?，高差為 170mm。、設計依據及計算軟件2.1、設計規(guī)范本工程按照如下規(guī)范、規(guī)程進行設計 :1. 混凝土結構設計規(guī)范 (GB 50010-2010)2. 混凝土結構設計規(guī)范 (GB 50010-2010)(2015 年版 )3. 鋼結構設計規(guī)范 (GB50017-2003)4. 建筑結構荷載規(guī)范 (GB50009-2012)5. 人民防空地下室設計規(guī)范 (GB50038-2005)6. 高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程 (JGJ99-2015)7. 矩形鋼管混凝土結構技術規(guī)程 (CECS 159:2004)8. 鋼板剪力墻技術規(guī)程 (JGJ/T 380-2015)9.

3、門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)范 (GB51022-2015)10. 混凝土結構加固技術規(guī)范( GB 50367-2013)11. 混凝土結構加固構造( 13G311-1,13G311-2) 以及其他未列項目見國家現行標注、規(guī)范及規(guī)程。2.2 計算軟件本結構設計采用上海佳構軟件科技有限公司研發(fā)通用建筑結構軟件 STRATv7.0, 該軟件為計算螺旋樓梯內置了部分相適應的程序。官方對螺旋樓梯計算說 明如下。三、計算模型 3.1 建模參考我公司以往工程案例， 該螺旋樓梯采用 Q235B級鋼板制作， 內外圈均采 用 14mm厚鋼板，寬度 400mm；踏步板以及豎板均采用 8mm厚鋼板；同時內外圈 之間

4、在站板位置設置若干 12mm厚的連接板。各材料截面模型如下：二層的休息平臺采用兩根 Q235B級 HW35×0 350 鋼梁制作，鋼梁布置如下圖 所示。為盡可能模擬實際情況， 鋼梁一并在計算模型中建立。 同時，根據結構實際 布置及受力特點， 樓梯起步處設為兩個剛結約束， 上部外圈設為剛結約束， 內圈 和鋼梁直接相連，在鋼梁根部設置剛結約束點。該螺旋樓梯建模如下：模型圖 1 節(jié)點及單元側視圖模型圖 2 節(jié)點及單元俯視圖 第 5 頁 共 22 頁模型圖 3 實體模型側視圖模型圖 4 實體模型俯視圖 第 6 頁 共 22 頁3.2 荷載取值根據建筑結構荷載規(guī)范 (GB50009-2012)

5、表 5.1.1 ，對于該項目中的樓 梯表面活載標準值取 3.5kN/m2。考慮樓梯后期表面裝飾處理， 恒載取 1.0kN/m2 對于該項目的該荷載取值說明如下：1、STRAT軟件計算時， 已自動計算構件自重， 因此此處自重僅為后期裝 飾構件如欄桿、地板等的自重。2、因為該樓梯上部和底部均和鋼梁連接，具有一定的自由度，而按上 述設置鉸接約束計算出的構件內力大于實際內力。3、為簡化計算同時保證螺旋樓梯自身構件的計算精度，頂部休息憑條 僅輸入兩根主梁，作為螺旋樓梯內環(huán)的協(xié)同變形約束存在，平臺自身暫 不加載參與計算。將上述荷載輸入模型，如下圖。3.3 計算結果對上述模型運行分析后得出結構整體最大位移為

6、 1.7579mm，最大應力比為0.92<0.95 。且如前加載處所述，該項目的計算應力較結構實際應力要大，可認 為是安全儲備，因此該結構滿足設計要求。具體計算結果如下：計算結果中的模型簡圖計算結果： 工況內力（ kN*m）計算結果：最大應力比簡圖計算結果：整體最大變形計算結果：最大應力比數值計算結果：內圈最大應力比數值四、二層休息平臺計算前述已經將二層休息平臺建入整體結構參與計算， 現僅計算該休息平臺在承 受和樓梯一樣的面荷載下的應力及變形。建模及荷載輸入如下：計算結果：最大應力比計算結果：最大變形由前述整體模型知：休息平臺處鋼梁根部最大彎矩為 31kN*m，最大應力比 為 0.207

7、 ，根據荷載疊加原則，此時的休息平臺鋼梁最大應力比不到 0.3 ，因此 休息平臺滿足設計要求。五、起步平臺及原結構加固計算根據上述計算結果，起步處內外圈作用在起步鋼梁上的力如下圖：外圈弧梁圖：內圈弧梁查詢原結構設計圖紙（ 1989 年 12 月份竣工圖紙），得到如下信息： 地下三層至首層，即標高 -9.65 至± 0.000 為框剪結構，首層至三層為框架結構，三層至十八層為剪力墻結構， 全部采用 C30砼現澆。 該結構抗震設防烈度 為 8 度?，F取地下一層框剪及二層框架局部部分， 驗算新增鋼樓梯對原結構的配筋影 響，同時檢算平臺梁的應力比和變形。截取的局部平面布置如下圖所示：KZ2和

8、 KZ4的截面尺寸及配筋相同，如下：KL01和 KL02梁的截面尺寸及配筋如下：二層外側框架梁截面尺寸如下：另外依據原結構圖紙知：首層板厚為 300mm，二層板厚為 200mm，原結構首 層地面設有消防中心和接待室，活載取值為 4.0kN/m2；根據建筑裝修節(jié)點圖同 時該位置原設有郵電柜臺，恒載取值為 2.0kN/m2。此次改建裝修后效果如下圖所示：樓梯及其首層平臺荷載按前述取值， 吧臺及大廳其余部分活荷載參照荷載規(guī) 范取 3.0kN/m2，恒載取 1.5kN/m2。原結構上述部位建模如下：按上述原結構荷載加載如下：運行分析后得到的新增樓梯的首層結構內力包絡圖如下：計算得到的配筋結果如下：比對原配筋結果發(fā)現，上述計算的配筋在原配筋包絡范圍內新增夾層將新增加的樓梯平臺輸入模型，如下圖所示：布置樓梯起步平臺的荷載如下：首層平面荷載校核如下：運行分析后結果如下圖所示：計算結果：平臺框架結構應力比圖由上圖知，該樓梯起步鋼平臺鋼梁正應力強度最大比值為0.88 ，因此該平臺結構設計滿足