CN111335563A - 一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，所述的异形扭弯钢结构楼梯，所述的钢结构楼梯包括外侧梁、中间梁、内侧梁；所述的外侧梁和内侧梁均是从混凝土结构梁的底面经弧形悬空的路径直到固定在混凝土结构梁的横向梁上；所述的外侧梁和内侧梁之间设置有楼梯面；所述的楼梯面由梯步钢板组成的，所述的楼梯面通过钢板弯弧的方式与外侧梁以及内侧梁拼装成H型钢状。其优点表现在：通过设置外侧梁、中间梁以及内侧梁，使得楼梯面在外侧、内侧以及中间均具有固定点，使得整个楼梯面与三根梁形成一块整体，达到整体受力，同时将整个钢结构楼梯设计成H型钢状，钢材不变形，不影响型材受力结构，能满足全悬空大弧度的楼梯的整体受力。

Description

一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯

技术领域

本发明涉及建筑楼梯技术领域，具体地说，是一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯。

背景技术

随着钢结构在国内的广泛应用，建筑造型对钢结构的制作施工提出了更高的要求，特别是高档办公楼、公共展览中心、休闲娱乐中心等经常会遇到旋转楼梯，其中钢结构旋转楼梯结构轻巧，流线性强，更能表现轻快气氛，为广大用户所青睐。然而，现有技术中关于钢结构的楼梯存在以下缺陷和不足：

首先，现有技术中的钢结构楼梯按照传统工艺H钢由于是横向弯弧，扭曲，会造成上底和下底钢材向上和向下弯曲，导致H型钢变形无法达到使用和受力要求。

其次，现有技术中的钢结构楼梯中，通常使用加厚钢板做梯步，由于楼梯步长比较大，传统使用加厚钢板做梯步，这样会增加楼梯自重，从而增加楼梯负荷。

另外，现有技术中的钢结构楼梯中，由于受力条件比较局限，不能满足全悬空大弧度的楼梯的整体受力。

中国专利文献CN201410455768.8，申请日20140909，专利名称为：超高大曲率圆形螺旋清水楼梯的施工方法，公开一种超高大曲率圆形螺旋清水楼梯的施工方法，包括：形成清水混凝土圆形墙；于所述圆形墙的内侧面搭设螺旋楼梯梯段模板；搭设螺旋楼梯扶手模板；于所述螺旋楼梯梯段模板内和所述螺旋楼梯扶手模板内浇筑清水混凝土，形成螺旋楼梯梯段和螺旋楼梯扶手。

上述专利文献的超高大曲率圆形螺旋清水楼梯的施工方法，采用先形成清水混凝土圆形墙，使其作为螺旋楼梯梯段的依附基础，降低了螺旋楼梯梯段模板的支设难度。但是关于一种能够满足全悬空的受力要求，不易变形，整体受力好的技术方案则未见想相应的公开。

综上所述，亟需一种能够满足全悬空的受力要求，不易变形，整体受力好的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯。而关于这种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种能够满足全悬空的受力要求，不易变形，整体受力好的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，所述的异形扭弯钢结构楼梯，所述的钢结构楼梯包括外侧梁、中间梁、内侧梁、混凝土结构梁；所述的混凝土结构梁包括第一竖向梁、第二竖向梁以及横向梁；所述的第一竖向梁和第二竖向梁平行分布；所述的第二竖向梁上设置有横向梁；所述的外侧梁和内侧梁的一端均固定支撑在混凝土结构梁的横向梁上，另一端固定在混凝土结构梁的底面上；所述的外侧梁和内侧梁均是从混凝土结构梁的底面经弧形悬空的路径直到固定在混凝土结构梁的横向梁上；所述的中间梁介于外侧梁和内侧梁之间；所述的外侧梁和内侧梁之间设置有楼梯面；所述的楼梯面由梯步钢板组成的，且梯步钢板通过异型拉弯拼接的；所述的楼梯面通过钢板弯弧的方式与外侧梁以及内侧梁拼装成H型钢状。

作为一种优选的技术方案，所述的楼梯面整体呈异型曲面结构。

作为一种优选的技术方案，所述的梯步钢板在外侧的宽度大于内侧的宽度。

作为一种优选的技术方案，所述的外侧梁的曲率半径大于内侧梁的曲率半径。

作为一种优选的技术方案，所述的内侧梁由弧形段和直形段组成的；所述外侧梁整体由弧形段组成的。

作为一种优选的技术方案，所述梯步钢板的两端是固定焊接在外侧梁和内侧梁上的；所述的梯步钢板的内侧中间固定焊接在中间梁上。

作为一种优选的技术方案，所述的中间梁包括上段梁、中段梁以及下段梁；所述的上段梁和中段梁的连接处设置有第一横向加强梁；所述的中段梁和下段梁的连接处设置有第二横向加强梁；所述的上段梁在远离中段梁的一端设有第三横向加强梁；所述的下段梁在远离中段梁的一端设置有第四横向加强梁。

作为一种优选的技术方案，所述的楼梯面在与混凝土结构梁上的横向梁连接处设置有三角形钢板；所述的三角形钢板一个侧面与楼梯面过渡连接，另一个侧面固定支撑在内侧梁的直形段上方。

作为一种优选的技术方案，所述的外侧梁上还设有加强连接梁；所述的加强连接梁一端固定在混凝土结构梁的第一竖向梁上，另一端固定在外侧梁上。

作为一种优选的技术方案，所述的梯步钢板外表面设有镀锌钢板封面层；所述的镀锌钢板封面层的外表面设置有石材饰面层；所述的梯步钢板采用50角钢焊接成型的。

本发明优点在于：

1、本发明的一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，通过设置外侧梁、中间梁以及内侧梁，使得楼梯面在外侧、内侧以及中间均具有固定点，使得整个楼梯面与三根梁形成一块整体，达到整体受力，满足全悬空的受力要求，同时将整个钢结构楼梯设计成H型钢状，钢材不变形，不影响型材受力结构。

2、外侧梁和内侧梁均是从混凝土结构梁的底面经弧形悬空的路径直到固定在混凝土结构梁的横向梁上。该设计方式效果是：采用弧形悬空的方式，使得内侧梁和外侧梁能够在立体空间内保持稳定，满足全悬空的受力要求，且整体美观。

3、梯步钢板外表面设有镀锌钢板封面层；所述的镀锌钢板封面层的外表面设置有石材饰面层；所述的梯步钢板采用50角钢焊接成型的。该设计的效果是:无需像传统那样，使用较厚的钢板，有利于减轻梯步钢板的自重。

4、外侧梁上还设有加强连接梁；所述的加强连接梁一端固定在混凝土结构梁的第一竖向梁上，另一端固定在外侧梁上。该设计的效果是：通过引入加强梁，能够进一步对外侧梁进行固定，克服外侧梁因处于全悬空而支撑受力不足。

附图说明

附图1是本发明的一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯的结构示意图。

附图2是本发明的一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯的内侧方向结构示意图。

附图3是本发明的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯的侧向示意图。

附图4为钢结构楼梯的整体结构示意图。

附图5是钢结构楼梯的顶部剖面示意图。

附图6是钢结构楼梯的中部剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.外侧梁 2.内侧梁

21.直形段 3.中间梁

31.上段梁 32.中段梁

33.下段梁 34.第一横向加强梁

35.第二横向加强梁 36.第三横向加强梁

37.第四横向加强梁 4.混凝士结构梁

41.第一竖向梁 42.第二竖向梁

43.横向梁 5.楼梯面

51.梯步钢板 52.三角形钢板

6.加强连接梁 7.H型钢连接板

8.连接钢板 9.连接螺栓

10.镀锌钢板 11.后置钢板

12.化学螺栓 13.钢板加强筋

14.石材饰面层

请参照图1和图2，图1是本发明的一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯的结构示意图。图2是本发明的一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯的内侧方向结构示意图。一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，所述的异形扭弯钢结构楼梯，所述的钢结构楼梯包括外侧梁1、中间梁3、内侧梁2、混凝土结构梁4；所述的混凝土结构梁4包括第一竖向梁41、第二竖向梁42以及横向梁43；所述的第一竖向梁41和第二竖向梁42平行分布；所述的第二竖向梁42上设置有横向梁43。

所述的外侧梁1和内侧梁2的一端均固定支撑在混凝土结构梁4的横向梁43上，另一端固定在混凝土结构梁4的底面上；所述的外侧梁1和内侧梁2均是从混凝土结构梁4的底面经弧形悬空的路径直到固定在混凝土结构梁4的横向梁43上；所述的外侧梁1的曲率半径大于内侧梁2的曲率半径；所述的内侧梁2由弧形段和直形段21组成的；所述外侧梁1整体由弧形段组成的；所述的中间梁3介于外侧梁1和内侧梁2之间；

所述的中间梁3包括上段梁31、中段梁32以及下段梁33；所述的上段梁31和中段梁32的连接处设置有第一横向加强梁34；所述的中段梁32和下段梁33的连接处设置有第二横向加强梁35；所述的上段梁31在远离中段梁32的一端设有第三横向加强梁36；所述的下段梁33在远离中段梁32的一端设置有第四横向加强梁37。

所述的外侧梁1和内侧梁2之间设置有楼梯面5；所述的楼梯面5由梯步钢板51组成的，且梯步钢板51通过异型拉弯拼接的；所述的楼梯面5通过钢板弯弧的方式与外侧梁1以及内侧梁2拼装成H型钢状；所述的楼梯面5整体呈异型曲面结构。所述的梯步钢板51在外侧的宽度大于内侧的宽度。

请参照图3，图3是本发明的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯的侧向示意图。所述的楼梯面5在与混凝土结构梁4上的横向梁43连接处设置有三角形钢板52；所述的三角形钢板52一个侧面与楼梯面5过渡连接，另一个侧面固定支撑在内侧梁2的直形段21上方。

所述的外侧梁1上还设有加强连接梁6；所述的加强连接梁6一端固定在混凝土结构梁4的第一竖向梁41上，另一端固定在外侧梁1上。

请参照图4-图6，图4为钢结构楼梯的整体结构示意图。图5是钢结构楼梯的顶部剖面示意图。图6是钢结构楼梯的中部剖面示意图。所述的内侧梁2与外侧梁1在顶端设有H型钢连接板7；所述的H型钢连接板7的两侧设置有连接钢板8；所述的连接钢板8上设有连接螺栓9；所述的H型钢连接板7的一端通过翼缘熔透焊的方式固定有镀锌钢板10；所述的镀锌钢板10与横向梁43的连接处设置有后置钢板11；所述的后置钢板11上穿设有化学螺栓12；所述的后置钢板11与镀锌钢板10之间设置有钢板加强筋13。

所述的梯步钢板51外表面设有镀锌钢板封面层；所述的镀锌钢板封面层的外表面设置有石材饰面层14；所述的梯步钢板51采用50角钢焊接成型的。

该实施例需要说明的是：

所述的钢结构楼梯设有三根梁，分别是外侧梁1、中间梁3以及内侧梁2，使得楼梯面5在外侧、内侧以及中间均具有固定点，使得整个楼梯面5与三根梁形成一块整体，达到整体受力。

所述的外侧梁1和内侧梁2均是从混凝土结构梁4的底面经弧形悬空的路径直到固定在混凝土结构梁4的横向梁43上。该设计方式效果是：采用弧形悬空的方式，使得内侧梁2和外侧梁1能够在立体空间内保持稳定，满足全悬空的受力要求，且整体美观。

所述的外侧梁1和内侧梁2之间设置有楼梯面5；所述的楼梯面5由梯步钢板51组成的，且梯步钢板51通过异型拉弯拼接的。该设计的效果是：为楼梯面5的内侧和外侧均建立了受力固定点，使得楼梯面5稳固。梯步钢板51采用异型拉弯拼接，便于成型，且力学性能好，承载力强。

所述的楼梯面5通过钢板弯弧的方式与外侧梁1以及内侧梁2拼装成H型钢状。该设计的效果是：将整个钢结构楼梯设计成H型钢状，钢材不变形，不影响型材受力结构。

所述的楼梯面5整体呈异型曲面结构。该设计的效果是：异型曲面力学性能稳定，承载力强。

所述的梯步钢板51在外侧的宽度大于内侧的宽度。该设计的效果是：便于整个楼梯面5形成异型曲面结构。

所述的外侧梁1的曲率半径大于内侧梁2的曲率半径。该设计的效果是：该设计有利于整个钢结构楼梯保持形态，防止变形。

所述的内侧梁2由弧形段和直形段21组成的；所述外侧梁1整体由弧形段组成的。该设计的效果是：内侧梁2的弧形段为钢结构楼梯的内侧进行支撑，内侧梁2的直形段21，主要为钢结构楼梯的顶部进行支撑；外侧梁1整体由弧形段组成，实现了对钢结构楼梯的外侧支撑。这样就实现了对钢结构楼梯的内侧、外侧以及顶部的支撑，使得钢结构楼梯整体受力好。

所述梯步钢板51的两端是固定焊接在外侧梁1和内侧梁2上的；所述的梯步钢板51的内侧中间固定焊接在中间梁3上。该设计的效果是：这样对楼梯面5组成的每块梯步钢板51都实现了两端以及中间的固定，固定效果确切，同时方便施工。

所述的中间梁3包括上段梁31、中段梁32以及下段梁33；所述的上段梁31和中段梁32的连接处设置有第一横向加强梁34；所述的中段梁32和下段梁33的连接处设置有第二横向加强梁35；所述的上段梁31在远离中段梁32的一端设有第三横向加强梁36；所述的下段梁33在远离中段梁32的一端设置有第四横向加强梁37。该设计的效果是：使得整个楼梯面5的纵向中间位置，以及横向的顶部、中部以及底部均能实现支撑加强，实现了外侧梁1、内侧梁2以及中间梁3的相互多点连接，整体受力性好，满足全悬空的要求。

所述的楼梯面5在与混凝土结构梁4上的横向梁43连接处设置有三角形钢板52；所述的三角形钢板52一个侧面与楼梯面5过渡连接，另一个侧面固定支撑在内侧梁2的直形段21上方。该设计的效果是：三角形钢板52为连接板，巧妙的利用三角形钢板52的三个侧面，从而方便建立三个固定面，实现了对外侧梁1、内侧梁2以及横向梁43之间的固定。

所述的外侧梁1上还设有加强连接梁6；所述的加强连接梁6一端固定在混凝土结构梁4的第一竖向梁41上，另一端固定在外侧梁1上。该设计的效果是：通过引入加强梁，能够进一步对外侧梁1进行固定，克服外侧梁1因处于全悬空而支撑受力不足。

所述的梯步钢板51外表面设有镀锌钢板封面层；所述的镀锌钢板封面层的外表面设置有石材饰面层14；所述的梯步钢板51采用50角钢焊接成型的。该设计的效果是:无需像传统那样，使用较厚的钢板，有利于减轻梯步钢板51的自重。

本发明的一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，通过设置外侧梁1、中间梁3以及内侧梁2，使得楼梯面5在外侧、内侧以及中间均具有固定点，使得整个楼梯面5与三根梁形成一块整体，达到整体受力，同时将整个钢结构楼梯设计成H型钢状，钢材不变形，不影响型材受力结构，能满足全悬空大弧度的楼梯的整体受力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，其特征在于，所述的异形扭弯钢结构楼梯，所述的钢结构楼梯包括外侧梁、中间梁、内侧梁、混凝土结构梁；所述的混凝土结构梁包括第一竖向梁、第二竖向梁以及横向梁；所述的第一竖向梁和第二竖向梁平行分布；所述的第二竖向梁上设置有横向梁；所述的外侧梁和内侧梁的一端均固定支撑在混凝土结构梁的横向梁上，另一端固定在混凝土结构梁的底面上；所述的外侧梁和内侧梁均是从混凝土结构梁的底面经弧形悬空的路径直到固定在混凝土结构梁的横向梁上；所述的中间梁介于外侧梁和内侧梁之间；所述的外侧梁和内侧梁之间设置有楼梯面；所述的楼梯面由梯步钢板组成的，且梯步钢板通过异型拉弯拼接的；所述的楼梯面通过钢板弯弧的方式与外侧梁以及内侧梁拼装成H型钢状。

2.根据权利要求1所述的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，其特征在于，所述的楼梯面整体呈异型曲面结构。

3.根据权利要求1所述的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，其特征在于，所述的梯步钢板在外侧的宽度大于内侧的宽度。

4.根据权利要求1所述的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，其特征在于，所述的外侧梁的曲率半径大于内侧梁的曲率半径。

5.根据权利要求1所述的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，其特征在于，所述的内侧梁由弧形段和直形段组成的；所述外侧梁整体由弧形段组成的。

6.根据权利要求1所述的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，其特征在于，所述梯步钢板的两端是固定焊接在外侧梁和内侧梁上的；所述的梯步钢板的内侧中间固定焊接在中间梁上。

7.根据权利要求1所述的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，其特征在于，所述的中间梁包括上段梁、中段梁以及下段梁；所述的上段梁和中段梁的连接处设置有第一横向加强梁；所述的中段梁和下段梁的连接处设置有第二横向加强梁；所述的上段梁在远离中段梁的一端设有第三横向加强梁；所述的下段梁在远离中段梁的一端设置有第四横向加强梁。

8.根据权利要求5所述的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，其特征在于，所述的楼梯面在与混凝土结构梁上的横向梁连接处设置有三角形钢板；所述的三角形钢板一个侧面与楼梯面过渡连接，另一个侧面固定支撑在内侧梁的直形段上方。

9.根据权利要求1所述的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，其特征在于，所述的外侧梁上还设有加强连接梁；所述的加强梁一端固定在混凝土结构梁的第一竖向梁上，另一端固定在外侧梁上。

10.根据权利要求1所述的全悬空多曲面异型扭弯钢结构楼梯，其特征在于，所述的梯步钢板外表面设有镀锌钢板封面层；所述的镀锌钢板封面层的外表面设置有石材饰面层；所述的梯步钢板采用50角钢焊接成型的。

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