冷弯薄壁型多箱体踏步钢结构圆弧悬旋楼梯设计与制造（论文）.pdf

·10· 冷弯薄壁型多箱体踏步钢结构技术特别适用于圆弧悬旋 楼梯的设计与制造，这种工艺结构技术先进、经济合理、安 全可靠，设计制造安装简易方便，相对于其他形式的钢结构， 其重量轻，弹性小，载重大，制作、安装精度高，对建筑物 的负面影响少。 对于特殊曲线造型的无支撑大型旋转楼梯在结构强度、刚 度、制造精准度和可任意造型的美观度方面有着无可比拟的 优越性。全程数字化的设计制造，使楼梯生产工厂化，标准化， 不仅适合楼梯独特样式的单一制造安装，更适合楼群统一样 式的集中制造安装。 常用象形分类法描述楼梯的类型，如S形楼梯、马蹄形 楼梯、椭圆楼梯、直行楼梯、直圆形楼梯、 L形楼梯、回形 楼梯等，甚至有各种各样无法用象形法来描述的组合型楼梯。 若研究楼梯的结构规律，则可把所有的楼梯类型归纳为圆弧 悬旋楼梯。 将楼梯的垂直投影图定义为楼梯的曲度图，将楼梯的侧 面展开图定义为楼梯的坡度图。楼梯的坡度图由于楼梯的内 弧侧面展开图与外弧则面展开图完全不同，为了全面描述楼 梯的坡度图，将楼梯的坡度图分为 3个，内弧坡度、中弧坡 度和外弧坡度。曲度图中的踏宽线包含着坡度图的踏宽信息， 不包含踏高信息。坡度图不包含楼梯的曲度信息，包含踏宽 和踏高信息，坡度图比曲度图能更直观反映踏步纵向形态和 踏宽之间的渐变关系，特别是用坡度图来修正曲度图的踏宽 线是比较精准并且简易的方法。 当绘制好圆弧悬旋楼梯的曲度图和坡度图后，楼梯的三 维外形数据尺寸就已全部精准确定。用冷弯薄壁钢板制作三 维旋转楼梯，要把整体的三维楼梯拆分成两类独立部件，一 类是楼梯的旋转外形所包含各个弧段的螺旋面，另一类是各 个相似、相近甚至相等的踏步箱体。这样就把任何一部看似 复杂造型的旋转楼梯拆分成两类相同的简单部件。至此任 何形状的圆弧悬旋楼梯的加工生产安装工艺转换成了螺旋面 的平面展开和踏步箱体的平面展开及三维还原的简单划一 技术。 一部美观实用的圆弧悬旋楼梯有 4个重要指标，一是外观 样式要美观漂亮，二是加工制作要精准方便，三是弹性小刚 度大脚下没有颤动感，四是强度要能抵御意外事件。 1 楼梯的美观度 把各种样式的楼梯归类成圆弧悬旋楼梯，主要是为了美 观精准，同时为了简化、标准化、精准化图形。用容易计算 的直线和圆弧线分段替代或近似替代其他繁杂的曲线，比如 双曲线、抛物线、椭圆线等，及随手绘制的一些不可简单计 算的曲线，使曲线即精准、精美且易计算，标准圆弧所形成 的螺旋面很容易精准展开、精准加工、精准组装。 圆弧悬旋楼梯是指把一部楼梯在曲线衔接的节点上有限 次分段后，每段楼梯的垂直投影图中的线段全部是直线或标 准圆弧线，每段楼梯的侧面展开图中的线段全部是直线或标 准圆弧线，且圆弧线与圆弧线，圆弧线与直线之间为相切连接。 任何相切连接均可用以下 5种常用的绘图方法绘制 ： （1）已知一条弧线，和弧线外的一个点，作一个过这个 点与弧线端点相切连接的相切圆 ； （2）已知一条直线，和直线外的一个点，作一个过这个 点与直线端点相切连接的相切圆 ； （3）已知二条直线并且相交，和一条直线上的一个点， 作一个过这个点与两条直线都相切连接的相切圆 ； （4）已知一条直线和一条弧线并且相交，和弧线上的一 个点，作一个过这个点与直线和弧线都相切连接的相切圆 ； （5）已知两条弧线并且相交，和其中半径较长弧线上的 一个点，作过这个点与两条弧线都相切连接的相切圆。 通过运用相切线的绘图方法，可以把任意弯曲旋转的楼 梯图形绘制成精准美观的圆弧悬旋楼梯。 ［摘 要］ * / ?j??? ? W?1r??%?U'?(g ? ? ， 、 、 、 （ 业 “ ”）。 国， 、 、 ， 圈 。 埋 ， “ ” 季 、 。 ［关键词］ 1r ? ? ； ； ［中图分类号］ TU 229bbbbb ［文献标志码］ Abbbbb ［文章编号］ 1001–523X（2017）12–0010–02 Design and Manufacture of Cold-formed Thin-walled Multi-box Stepped Steel Curved Arc Wang Yang，Wang Jun ［Abstract ］The use of cold-formed thin-walled multi-box stepper steel structure design and manufacture of circular floating rotary staircase， theoretically， you can build any large， arbitrary rotation，any span，any load of high precision practical staircase (This non-intermediate support of any rotating staircase described below as "arc hanging staircase"). Arc hanging staircase has four elements ， strength，stiffness， accuracy and aesthetics ，its design principles and calculation methods with the previous steel staircase design theory is very different. This new technology tends to