螺旋楼梯:空间小、造型美、易安装,优点突出受重视

   日期:2024-10-29     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:254    
核心提示:4螺旋楼梯的设计现阶段对于钢筋混凝土螺旋楼梯的设计都有规范依据(混凝土结构构造手册(第三版)———中国建筑工业出版社),截面尺寸、计算假定及内力分析、承载力计算和配筋构造要求都有涉及,因而对于钢筋混凝土螺旋楼梯我们只要保证构造要求,再结合计算结果就可以满足使用。

楼梯是现代建筑中最实用的元素之一。它们是建筑物中最常见、联系最密切的建筑构件。随着人们生活水平的提高,对住宅建筑及室内装饰的要求越来越高。在满足功能需求的前提下,人们开始追求更加灵活的艺术造型。螺旋楼梯占用空间小,省钱。它提供了较大的使用空间,而且钢结构楼梯比笨重的钢筋混凝土楼梯轻得多。外形更轻巧、更美观,且易于安装和改装。相比之下,钢结构旋转楼梯的优点就凸显出来,因此也越来越受到人们的关注。

1 螺旋楼梯的形式 螺旋楼梯是应用最广泛的弧形楼梯。螺旋楼梯有两种类型:封闭式和开放式。封闭式布局利用外墙承受荷载,建筑师可以利用螺旋楼梯形成的弧形外墙来丰富和塑造建筑的空间形态。开放式布置的承重方式有中心柱式、曲板式、曲梁式和吊挂式。能充分展现弧形楼梯的流动与韵律,特别是螺旋楼梯扶手所形成的流动、优雅的造型。线条更加动感优美。建筑可以利用螺旋楼梯优美的旋律和柔和的动态来营造各种建筑所需要的特殊空间氛围。螺旋楼梯有两种基本结构形式:扭板式和扭梁式。扭板式是指整个楼梯由螺旋形台阶组成,其平面投影通常为圆弧形或椭圆形。这种形式常见于公共建筑和工业建筑;扭梁式虽然造型较为明亮,但这种楼梯的台阶通常没有立板,灰尘和污垢很容易从楼梯台阶之间的缝隙中落下,对环境影响较大,因此并未广泛使用。用过的。

2、螺旋楼梯受力分析。螺旋楼梯的受力分析有两种方法:解析法和数值分析法。解析方法是应用薄壁结构理论,将楼梯视为空间曲梁,建立平衡微分方程,求其截面上的内力,进而求解截面上的应力和位移;数值分析方法是薄壳结构有限元法,应用大型有限元分析程序求解结构上各点的应力和位移。在引用的相关资料中,石旭东和丁大一在计算椭圆螺旋楼梯内力时,采用了计算与施工相结合的方法,并做出了如下假设:将楼梯简化为空间曲梁;刚度足够;两端固定,楼梯各段坡度相同;忽略楼梯台阶造成的横截面尺寸差异;忽略轴向变形和剪切变形的影响。将固定坐标变换为动点坐标,推导相应的计算公式,计算出商务中心大型椭圆螺旋楼梯的内力。结果表明,计算方法较为简单,内力与实际情况相符,且利用动点坐标系易于求得。楼梯各截面的轴力、剪力、弯矩、扭矩易于设计。但计算时忽略了轴向变形和剪切变形,没有考虑剪切中心与质心不一致的情况,导致计算误差较大。国外其他一些学者也利用板壳理论进行内力分析,并在理论上做了一些深入的研究,但国内对此理论的研究并不多。然而,随着现代技术的飞速发展和大型计算软件的出现钢结构旋转楼梯图集,人们逐渐采用数值分析方法来研究螺旋楼梯的应力。贾宝荣、罗永峰对板钢结构旋转楼梯的有限元计算进行了全面分析,指出板钢结构旋转楼梯的设计有四个关键点:有限元模型的建立、结构内力计算、整体稳定性分析、楼梯与主体结构连接。节点建设。有限元计算结果验证了螺旋楼梯设计方法的正确性。对节点处的板材进行适当的加固,可以增强螺旋楼梯的整体稳定性。同时说明,在对钢结构螺旋楼梯及类似结构体系进行有限元分析时,应采用既能考虑几何非线性又能考虑材料非线性的软件进行非线性整体稳定性计算。这些文献都是结合实例,利用有限元软件进行模拟,然后对具体问题进行详细分析,都具有一定的局限性。

3 影响螺旋楼梯内力的因素 对于两端固定的板式螺旋楼梯,影响内力的因素有:外荷载、楼梯高度、楼梯总旋转角度、楼梯宽度、楼梯内半径。楼梯、台阶数量、内外圈梁几何尺寸以及底板加劲肋和栏杆等。由于影响楼梯内力的因素有很多,我们无法讨论各个因素对内力的影响逐个。这里我们主要讨论对楼梯内力影响较大的因素:楼梯高度、楼梯内半径、楼梯宽度、内外环梁直径。厚度。

3.1楼梯高度:螺旋楼梯的高度与台阶高度(即台阶立板高度与台阶面板厚度之和)和总旋转角度有关。台阶高度150mm,旋转角度18°,内半径0.6m,梯宽1.0m。其他条件根据BLTA-4210确定。表1给出了4.2m~6.0m螺旋楼梯的台阶数和总旋转角度。

3.2 楼梯宽度:螺旋楼梯的内半径、梯宽、中心线半径、外半径相关。内半径(0.6m)保持不变。表2为梯子宽度0.8m~1.8m对应的中心线半径和外半径。其他参数以BLTA-4210为准。楼梯所有内力的最大值随着楼梯宽度的增加而增大,扭矩和竖向剪力变化较大。

3.3 环梁厚度:当环梁厚度不同时,剪力从最大值减小到零,然后增大到最大值。径向弯矩的最大值随着环梁厚度的增加而增加,竖向弯矩的最大值随着环梁厚度的增加而增加,扭矩的最大值随着环梁的增加而增加梁的厚度。增加时,最大值出现在楼梯末端。

3.4 螺旋楼梯内半径:根据BLTA-4210的参数,楼梯宽度不变,中心线半径和外半径随着内半径的变化而变化。不同内半径螺旋楼梯参数的钢制螺旋楼梯内力最大值随着因子的增加而增大。内力半径和梯子宽度对内力影响较大,梯子高度和圈梁厚度影响较小,楼梯径向剪力和切向剪力很小。

4、螺旋楼梯的设计现阶段钢筋混凝土螺旋楼梯的设计已有规范依据(混凝土结构施工手册(第三版)-中国建筑工业出版社),截面尺寸、计算假设及内力分析、承载力计算均涉及结构要求和加固要求。因此,对于钢筋混凝土螺旋楼梯,我们只需保证结构要求,然后结合计算结果即可满足要求。钢结构旋转楼梯的设计仅限于实际经验。查阅相关钢筋混凝土手册钢结构旋转楼梯图集,根据图集粗略选型,然后到构件厂加工制造。

【摘要】:楼梯是现代建筑中最实用的元素之一。它们是建筑物中与人们最常接触的建筑构件。它们不仅充当楼层之间的功能连接,而且对人们的生理和健康产生影响。心理学发挥着重要作用。无论室内还是室外,楼梯都具有中心性的特殊属性。楼梯也是人们生活中的生命安全通道。过去一些设计师只将楼梯视为附属部分,只注重梁、板、柱加固设计的保证,而忽视了楼梯。从而保证和提高了楼梯设计的安全性。了解楼梯也是本文的目的。

 
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