鋼制螺旋樓梯計算書

***新建鋼螺旋樓梯計算書計算：審核：11月12日目錄一、工程概況： 1二、設(shè)計根據(jù)及計算軟件 42.1、設(shè)計規(guī)范 4三、計算模型 53.1建模 53.2荷載取值 123.3計算成果 13四、二層休息平臺計算 19五、起步平臺及原構(gòu)造加固計算 21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以下圖所示：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(shè)立水平休息平臺和原地面相聯(lián)通。根據(jù)實際可布置空間尺寸，螺旋樓梯內(nèi)圈半徑為550mm，外圈半徑為1750mm，踏步寬度為1100mm，共設(shè)立20個踏步，相鄰踏步間轉(zhuǎn)角為18?，高差為170mm。二、設(shè)計根據(jù)及計算軟件2.1、設(shè)計規(guī)范本工程按照以下規(guī)范、規(guī)程進行設(shè)計:1.《混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范》(GB50010-)2.《混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范》(GB50010-)()3.《鋼構(gòu)造設(shè)計規(guī)范》(GB50017-)4.《建筑構(gòu)造荷載規(guī)范》(GB50009-)5.《人民防空地下室設(shè)計規(guī)范》(GB50038-)6.《高層民用建筑鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)程》(JGJ99-)7.《矩形鋼管混凝土構(gòu)造技術(shù)規(guī)程》(CECS159:)8.《鋼板剪力墻技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T380-)9.《門式剛架輕型房屋鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)范》(GB51022-)10.《混凝土構(gòu)造加固技術(shù)規(guī)范》（GB50367-）11.《混凝土構(gòu)造加固構(gòu)造》（13G311-1,13G311-2）以及其它未列項目見國家現(xiàn)行標(biāo)注、規(guī)范及規(guī)程。2.2計算軟件本構(gòu)造設(shè)計采用上海佳構(gòu)軟件科技有限公司研發(fā)通用建筑構(gòu)造軟件STRATv7.0,該軟件為計算螺旋樓梯內(nèi)置了部分相適應(yīng)的程序。官方對螺旋樓梯計算闡明以下。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(nèi)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(nèi)外圈之間在站板位置設(shè)立若干12mm厚的連接板。各材料截面模型以下：二層的休息平臺采用兩根Q235B級HW350×350鋼梁制作，鋼梁布置以下圖所示。為盡量模擬實際狀況，鋼梁一并在計算模型中建立。同時，根據(jù)構(gòu)造實際布置及受力特點，樓梯起步處設(shè)為兩個剛結(jié)約束，上部外圈設(shè)為剛結(jié)約束，內(nèi)圈和鋼梁直接相連，在鋼梁根部設(shè)立剛結(jié)約束點。該螺旋樓梯建模以下：模型圖1節(jié)點及單元側(cè)視圖模型圖2節(jié)點及單元俯視圖模型圖3實體模型側(cè)視圖模型圖4實體模型俯視圖模型圖5整體模型約束布置模型圖6頂部平臺處約束布置3.2荷載取值根據(jù)《建筑構(gòu)造荷載規(guī)范》(GB50009-)表5.1.1，對于該項目中的樓梯表面活載原則值取3.5kN/m2。考慮樓梯后期表面裝飾解決，恒載取1.0kN/m2。對于該項目的該荷載取值闡明以下：STRAT軟件計算時，已自動計算構(gòu)件自重，因此此處自重僅為后期裝飾構(gòu)件如欄桿、地板等的自重。由于該樓梯上部和底部均和鋼梁連接，含有一定的自由度，而按上述設(shè)立鉸接約束計算出的構(gòu)件內(nèi)力不小于實際內(nèi)力。為簡化計算同時確保螺旋樓梯本身構(gòu)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(nèi)環(huán)的協(xié)同變形約束存在，平臺本身暫不加載參加計算。將上述荷載輸入模型，以下圖。3.3計算成果對上述模型運行分析后得出構(gòu)造整體最大位移為1.7579mm，最大應(yīng)力比為0.92<0.95。且如前加載處所述，該項目的計算應(yīng)力較構(gòu)造實際應(yīng)力要大，可認為是安全儲藏，因此該構(gòu)造滿足設(shè)計規(guī)定。具體計算成果以下：計算成果中的模型簡圖計算成果：工況內(nèi)力（kN*m）計算成果：最大應(yīng)力比簡圖計算成果：整體最大變形計算成果：最大應(yīng)力比數(shù)值計算成果：內(nèi)圈最大應(yīng)力比數(shù)值四、二層休息平臺計算前述已經(jīng)將二層休息平臺建入整體構(gòu)造參加計算，現(xiàn)僅計算該休息平臺在承受和樓梯同樣的面荷載下的應(yīng)力及變形。建模及荷載輸入以下：運行分析后計算成果以下：計算成果：最大應(yīng)力比計算成果：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(yīng)力比為0.207，根據(jù)荷載疊加原則，此時的休息平臺鋼梁最大應(yīng)力比不到0.3，因此休息平臺滿足設(shè)計規(guī)定。五、起步平臺及原構(gòu)造加固計算根據(jù)上述計算成果，起步處內(nèi)外圈作用在起步鋼梁上的力以下。圖：外圈弧梁圖：內(nèi)圈弧梁查詢原構(gòu)造設(shè)計圖紙（1989年12月份竣工圖紙），得到以下信息：地下三層至首層，即標(biāo)高-9.65至±0.000為框剪構(gòu)造，首層至三層為框架構(gòu)造，三層至十八層為剪力墻構(gòu)造，全部采用C30砼現(xiàn)澆。該構(gòu)造抗震設(shè)防烈度為8度。現(xiàn)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構(gòu)造的配筋影響，同時檢算平臺梁的應(yīng)力比和變形。截取的局部平面布置以下圖所示：KZ2和KZ4的截面尺寸及配筋相似，以下：KL01和KL02梁的截面尺寸及配筋以下：二層外側(cè)框架梁截面尺寸以下：另外根據(jù)原構(gòu)造圖紙知：首層板厚為300mm，二層板厚為200mm，原構(gòu)造首層地面設(shè)有消防中心和接待室，活載取值為4.0kN/m2；根據(jù)建筑裝修節(jié)點圖同時該位置原設(shè)有郵電柜臺，恒載取值為2.0kN/m2。本次改建裝修后效果以下圖所示：樓梯及其首層平臺荷載按前述取值，吧臺及大廳其它部分活荷載參考荷載規(guī)范取3.0kN/m2，恒載取1.5kN/m2。原構(gòu)造上述部位建模以下：按上述原構(gòu)造荷載加載以下：運行分析后得到的新增樓梯的首層構(gòu)造內(nèi)力包絡(luò)圖以下：計算得到的配筋成果以下：比對原配筋成果發(fā)現(xiàn)，上述計算的配筋在原配筋包絡(luò)范疇內(nèi)。新增夾層將新增加的樓梯平臺輸入模型，以下圖所示：布置樓梯起步平臺的荷載以下：首層平面荷載校核以下：運行分析后成果以下圖所示：計算成果：平臺框架構(gòu)造應(yīng)力比圖由上圖知，該樓梯起步鋼平臺鋼梁正應(yīng)力強度最大比值為0.88，因此該平臺構(gòu)造設(shè)計滿足受力規(guī)定。得到首層平臺新增樓梯后的內(nèi)力包絡(luò)圖及配筋圖以下由上述成果可知，