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鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)樓梯因其占用空間比較小，裝飾效果更加美觀，因此實際應(yīng)用比較普遍。由于旋轉(zhuǎn)樓梯的梯梁為空間結(jié)構(gòu)桿件，不同于一般的鋼梁，其內(nèi)力分析比較復(fù)雜，同時要考慮承載力、穩(wěn)定及舒適度問題。本文通過一個實際工程例子，簡單探討鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)樓梯設(shè)計中的一些值得注意的問題。

某鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)樓梯，由兩段組成，支于一層樓面、二層和三層的框架梁上，材料采用Q235。結(jié)構(gòu)模型如圖所示。由于模型較復(fù)雜，建模的時候我采用了Matlab生成空間節(jié)點坐標，然后將節(jié)點導(dǎo)入有限元軟件。

  設(shè)計中恒載考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重、踏步面板自重（包括上鋪大理石面層）、樓梯扶手及欄桿自重。需要注意的是應(yīng)當將除結(jié)構(gòu)自重以外的恒載轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)質(zhì)量，這樣結(jié)構(gòu)模態(tài)分析才更加合理。活荷載可按荷載規(guī)范取值。

  建立兩個荷載組合工況，分別為基本組合（計算應(yīng)力）和標準組合（計算變形及舒適度）。標準組合下結(jié)構(gòu)最大變形位于中間休息平臺附近的外側(cè)梯梁中部，標準組合下最大變形約為9.7mm，外圈鋼梁長度約為16.5m，變形小于撓度限值（L/250）。

 標準組合下結(jié)構(gòu)變形

  基本組合下結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布圖，所有桿件應(yīng)力均沒有超過承載力設(shè)計值。特別要指出的是外側(cè)樓梯梁相對內(nèi)側(cè)剛度偏弱，踏步板靠近外側(cè)下拉，因此造成樓二層梯踏步板靠近內(nèi)側(cè)的應(yīng)力較大，可通過在休息平臺處加橫梁加強。

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》4.2.1條，由內(nèi)、外側(cè)梯梁受壓區(qū)平面外均受到踏步板約束，梯梁滿足整體穩(wěn)定性要求。 

  結(jié)構(gòu)一階自振頻率為4.5HZ，大于3HZ，滿足振動舒適度對結(jié)構(gòu)頻率的要求。

   進一步分析單人激勵下振動舒適度，步行荷載模型按照IABSE（國際橋梁協(xié)會）推薦的荷載模型