钢结构楼梯设计

尕兰州豆制品办公楼钢楼梯结构设计一、工程概况楼梯采用钢楼梯，为双跑楼梯，楼梯形式为梁式楼梯。楼梯间的层高为H,楼梯梯段水平投影长L,斜梁倾角狞arctan（H/2L），楼梯宽度W。踏步宽度Wt、高度Ht。平台宽度Wp。、设计原始资料（每位同学自选）每位同学自行选择层高H，梯段水平投影长L,楼梯宽度W,踏步宽度W,高度Ht，平台宽度W设计数据汇总：设计参数本设计选取结果设计参数本设计选取结果设计参数本设计选取结果H4.2mL3820mmW1830mmWt300mmrHt150mmWp2100mm梯段梁截面160x63mm平台梁截面200x100mm平台柱截面194x150mm三、结构设计任务及要求（一） 设计任务通过查阅荷载规范，进行踏步设计，梯段梁设计，休息平台设计，平台梁设计，平台柱设计，绘制施工图。（二） 设计要求完成可靠传力，合理确定连接。（三） 设计成果计算书1份，1#图纸1张计算书内容：踏步设计，梯段梁设计，休息平台设计，平台梁设计，平台柱内力计算，截面选取以及截面验算。图纸内容：相关施工图1张七、国家标准及设计参考资料（一）建筑设计部分[1:国家标准•房屋建筑制图统-标准(GB/T50001—2017).北京：中国计划出版社，2017[2:国家标准.建筑制图标准（GB/T50104—2010）•北京：中国计划出版社，2010[3:国家标准.建筑设计防火规范（GB50016-2014）（2018版）.北京:中国计划出版社，2018（二）结构设计部分:1: 国家标准•建筑结构荷载规范(GB50009—2012).北京：中国建筑工业出版社，2012:2: 国家标准•建筑抗震设计规范(GB50011—2010).北京：中国建筑工业出版社，2010:3: 国家标准•建筑抗震设防分类标准 (GB50223—2015).北京：中国建筑工业出版社，2015:4: 国家标准•钢结构设计标准(GB50017—2017).北京：中国计划出版社，2017:5: 国家行业标准•门式刚架轻型房屋钢结构技术规程( GB51022-2015).北京：中国计划出版社，2015:6: 国家标准•冷弯薄壁型钢结构技术规范 (GB50018-2016)•北京：中国计划出版社，2016:7: 国家标准•建筑结构制图标准(GB/T50105—2010)•北京：中国计划出版社，2010:8: 国家建筑标准设计图集•钢结构设计制图深度和表示方法( 03G102)•北京：中国建筑标准设计研究院， 2010[10] 《钢结构设计手册》编辑委员会 •钢结构设计手册(第四版)•北京：中国建筑工业出版社，2019楼梯设计1.1设计资料该办公楼楼梯采用钢楼梯，为双跑楼梯，楼梯形式为梁式楼梯，楼梯间的层高为4.2m，楼梯梯段水平投影长3820mm,斜梁倾角arctan4200/23820 29，楼梯宽度1830mm踏步宽度300mm高度150mm平台宽度2100mm1.2踏步设计1.2.1踏步尺寸踏步板采用6mm厚花纹钢板，下设 50X6加劲肋，加劲肋与踏步板采用hf6mm（满足构造要求：hf,max7.8mm，hf,min3.7mm。）焊缝，踏步板两端与斜梁焊接，按简支构件计算。1.2.2荷载计算恒荷载：7.85103kg/m3 6506300 1069.8N/kg 0.16KN/m活荷载：3.5KN/m20.3m1.05KN/m荷载基本组合：P0.161.21.051.4 1.662KN/m荷载标准组合：Pk0.161.051.65KN/m1.2.3截面验算截面形心至踏步板上缘的距离：y°30蔦；舊；317mm惯性矩：〔3 26503 2 30062 2506 317 3006 7312120.265106mm4最大弯矩：1212M—pl2—1.6621.83020.70KNm88抗弯计算：6My0.70106 567 129.43N/mm2<f300N/mm2，满I 0.265106

足要求。抗剪计算： V1.51830/21.557.1N/mm2vfv175N/mm2，满足要A 506求。挠度计算：5RI4 51.6518304 … lk 64.41mmv 7.32mm,满384EI3842060000.26510 250足要求。1.2.4连接计算踏步板与梯段梁之间采用单面角焊缝，承受的剪力V踏步板与梯段梁之间采用单面角焊缝，承受的剪力V1.830/2 1.55 1.42KN对于焊缝构造要求:hf,min对于焊缝构造要求:hf,min1.56.5 3.8mm,hf,max1.267.8mm,取hf6mmv0.7hflv0.7hflw1.421030.762681.32N/mm2vffw200mm2恒荷载：3.51.8302恒荷载：3.51.8303.20KN/m1.3梯段梁设计1.3.1梁选泽梯段梁选用普通槽钢［16a,高度h=160mm宽度b=63mm腹板厚度tw6.5mm,翼缘厚度t10mm,r10mm,面积A2195mm2,自重g17.23kg/m,惯性矩lx8.66106mm4,截面抵抗矩Wx1.08105mm3。1.3.2荷载计算考虑到楼梯栏杆、防火等，近似将其自重放大2倍0150.1723 /cos229 1.54KN/m0.30活荷载:p1.21.541.43.206.32KN/m荷载基本组合:

Pk1.543.20cos229 3.64KN/m沿斜向垂直于梁轴线的荷载标准组合：1.3.3截面验算11.3510最大正应力为:51.08102105.1N/mmvf2300N/mm,满足要求。最大剪力为:Pl211.3510最大正应力为:51.08102105.1N/mmvf2300N/mm,满足要求。最大剪力为:Pl26.323.7911.98KN满足要求。最大剪应力为:VSxIxtw12.010363.91038.661066.513.6N/mm2vfv2175N/mmM1pl2 16.323.792 11.35KNm斜梁跨中最大弯矩为：886满足要求。挠度验算:5RI。4384EI53.64越挠度验算:5RI。4384EI53.64越cos293842060008.661069.7mmv丄25017.3mm，满足要求。1.3.4连接计算梯段梁与平台梁通过连接角钢连接，连接角钢选用匚 140X90x8hf所需的焊缝高度为：V312100.7ffwlw0.720090hf,max1.2tmin 1.26.57.8mm根据构造要求:hf,min1.5,tmax 1.58 4.2mm0.95mm取hf6mm楼梯梁与地面预埋件采用C级M16螺栓连接

22bndb3.1416Nv fv 140 28.1KN单个螺栓受剪承载力：4 4螺栓在荷载作用下所受的水平剪力为:22Vh21Vh21.7KNVNb28.1KN，满足要求。2.12.11.4休息平台验算1.4.1平台板选择休息平台选用8mm厚花纹钢板，其尺寸为3726mnX2025mm考虑到刚度需要，在平行于梯段梁方向布置间距为750mm的脚钢等边匚75X10加劲肋，偏于安全按单向板设计。1.4.2荷载计算平台板楼面恒荷载：78.50.00821.22KN/m2,活荷载为3.5KN/m2取1m板宽进行计算：g1.26KN/m，q3.5KN/m荷载基本组合：p1.21.261.43.5 6.4KN/m。荷载标准组合：pk1.263.54.76KN/m。1.4.3截面验算跨中最大弯矩为:1212M pl2 6.40.742 0.44KNm88最大正应力：641.19N/mmVf300N/mmW10666.7 ，满足要求。

pl6.40.742.4KN33—2410 0.45N/mm2<fv175N/pl6.40.742.4KN33—2410 0.45N/mm2<fv175N/mm2最大剪应力：2bh210008 ，满足要求。最大剪力:2224挠度验算:5Pklo384EI54.76740438420600071.981045.12mmv2508.1mm,满足要求。1.4.4加劲肋验算p6.40.741.20.114.87KN/m22300N/mm2pk4.760.740.11 3.63KN/m6313.641001254・872.02510 183.21N/mm2<313.6410VSxIxtw满足要求0.53.632.025103 52.22751060.7210 10221.09N/mm<fv175N/mm,5Pkl453.632025384EI45.12mm<—8.1mm,满足要求38420600071.9810 250由于与平台有可靠连接，可以不必考虑整体失稳；轧制型钢不考虑局部失稳加劲肋与平台梁通过连接角钢连接，连接角钢选用匚 140X90X&V4.9910 chf0.47mm所需的焊缝高度为：0.7ffwlw0.720075hf,max1.2tmin1.289.6mm一 取hf6mm根据构造要求：hf,min1.5'..tmax1.5104.7mm1.5平台梁设计1.5.1平台梁的选择

2.025活荷载： 2荷载基本组合：平台梁选用HN200100,高度h200mm,宽度b100mm,腹板厚度tw2.025活荷载： 2荷载基本组合：翼缘厚度t8mm,r13mm,面积A2757mm2,自重g21.7kg/m,惯性矩Ix18.8106mm4截面抵抗矩Wx1.88105mm3。1.5.2荷载计算恒荷载.0.21721.392.353.63/2 6.05KN/m3.633.5 9.87KN/m2荷载标准组合:Pk6.059.87荷载标准组合:Pk6.059.8715.92KN/m1.5.3截面验算斜梁跨中最大弯矩为:128Pl121.084.22斜梁跨中最大弯矩为:128Pl121.084.22 46.48KNm8最大正应力为:最大剪力:Pl2646.481051.8810522247.2N/mm<f300N/mm,满足要求。沁仝44.27KN最大剪应力:VA最大剪应力:VAw44.2710 138.78N/mm2<fv175N/mm2585.5 ，满足要求。挠度验算:45挠度验算:45P」0384EI4515.924200 l 6 16.66mm< 16.8mm38420600018.8106 250满足要求。1.5.4连接计算

平台梁与平台柱或者框架梁采用铰接连接方式。hf Vw 4427103 3.16mm所需的焊缝高度为：0.7ffX 0.7200502hf,max1.2tmin1.25.5 6.6mm根据构造要求：hf,min1.^'rtmax 1.^104.7mm，取hf 6mm，双面焊缝。1.6平台柱设计1.6.1平台柱选择平台柱支撑与楼面梁上，平台柱与梁采用剖口对接焊缝。选用 HM200C150,高度h=194mm宽度b=150mm腹板厚度tw=6mm翼缘厚度t=9mm,r=16mm面积A3976mm2，自重g31.2kg/m，惯性矩Ix27.4106mm4ix83mm,截面抵抗矩5 3WX2.8310mm,iy35.7mm。1.6.2强度计算受压翼缘外伸宽度|1506/298<1310.73,截面塑性发展系数受压翼缘外伸宽度|1506/298<1310.73,截面塑性发展系数1.05344.2710397611.13N/mm2<f300N/mm2,满足要求1.6.3整体稳定验算平台柱按两端铰接设计，构件的计算长度为 L=2100mmloxix21008325.3<