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STAAD.Pro在钢螺旋楼梯工程设计中应用 　　摘要： 结合某会所钢螺旋楼梯的设计，通过结构设计软件STAAD.Pro对钢螺旋楼梯进行建模分析，介绍了其计算模型的建立、结构布置、楼梯与混凝土结构的连接形式和连接节点的构造等多方面的内容，可为类似工程提供参考。 　　关键词：钢螺旋楼梯；STAAD.Pro软件；钢结构 ；节点 　　中图分类号：TU391 文献标识码：A文章编号： 　　THE APPLICATIONG IN THE DESIGN OF A STEEL HELICAL STAIRCASE 　　 WITH STAAD.PRO 　　Li Erhang，Li Fang 　　（China Nuclear Power Engineering Co., Ltd. Zhengzhou Branch，Henan Zhengzhou 450052，China） 　　Abstract：Based on the design of a steel helical staircase in a chamber,the application of STAAD.Pro is introduced.Some problems such as the model building,the joints and styles that connect the staircase to the original concrete structure,the tectonic methods applied to the steel staircase are discussed.Some results are obtained which can provide a reference for other similar projects. 　　Key words：steel helical stair；software of STAAD.Pro；steel structure；connection 　　 　　 　　 　　1 前言 　　 螺旋楼梯是一种应用最广泛的曲线楼梯。钢结构螺旋楼梯与混凝土螺旋楼梯相比具有截面小，结构轻，造型上比较轻盈美观等优点，结构工程中应用越来越广泛，但其理论分析和设计方法的研究不多，相关设计规范中还没有钢结构螺旋楼梯的设计方法及相应规定，而且目前所进行的研究大都是针对混凝土楼梯，针对钢结构螺旋楼梯进行的系统理论分析尚未见到，现阶段钢结构螺旋楼梯的设计只局限于实际经验，参考钢筋混凝土相关手册，根据图集大致选取，然后工厂制造。在《钢梯》（02J401）[1]图集中虽然有钢螺旋楼梯的相关标准图，但由于螺旋角度、楼梯高度的不同，大多数情况下难以从图集中选择合适的标准图。针对钢螺旋楼梯在工程设计中存在的这些问题，本文结合某会所钢楼梯设计并通过有限元软件STAAD.Pro对钢螺旋楼梯进行建模分析，验算结构强度、刚度及稳定性，并给出楼梯与混凝土结构的连接形式和连接节点的构造。 　　2 结构设计 　　2.1工程概况 　　 郑州某会所为两层框架结构，应业主要求，现需在原有混凝土框架结构上增设一个钢螺旋??梯，楼梯上端与第二层框架梁连接，下端与一层室内地坪齐。一层室内地坪标高为-0.030，二层板顶标高4.170，螺旋钢梯的外径2.8m，内径为1.5米，中间不设支撑柱。楼梯材料均选用Q235-B，楼梯主梁选用焊接空腹钢箱梁，截面尺寸为 300×150×10×10，楼梯平面图如图1所示。 　　 　　图1楼梯平面图 　　2.2 建模与结构布置 　　 螺旋楼梯是一个空间结构，为多次超静定结构，内力变化比较复杂，截面上六个内力在沿中轴线不同位置处有各自不同的变化规律，并互有影响，没有明显规律可供遵循。当总旋转角不同或支座条件略有改变时，内力变化相当敏感[2]。采用理论计算的方法比较复杂，且有很大的局限性，很难完全反映并符合实际所做工程的实际情况，计算误差较大。本工程采用有限元分析软件STAAD.Pro对螺旋楼梯设计分析。 　　 STAAD.Pro是美国REI开发的通用结构分析与设计的软件。它包括一个图形用户接口、分析引擎和图形化的结果显示三部分，其中分析引擎可以进行三维的通用的结构有限元分析，并对钢结构、钢筋混凝土结构、木结构和铝结构进行设计。 　　 STAAD.Pro是一款基于三维有限元分析的结构计算软件,该软件提供了多种类型的结构单元可供计算使用[3]。在钢螺旋楼梯建模时，主要采用梁单元和板单元。用自定义的箱型截面梁单元模拟箱型梁，用板单元模拟踏步板，由踏步板四个角点组成一个板单元，相邻踏步之间的主梁段划分为2个单元。楼梯有限元模型如图2所示。 　　 　　 　　 图2 楼梯有限元模型及3D渲