螺旋楼梯拉弯.doc

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下雨、大风，干不了活。

好久没发贴了，想起2年前经手的一个钢螺旋楼梯，整理一下从深化、制作到安装的过程，贴出来，希望对大家有启发。

这个项目总共1200吨钢结构，是4个基本一样的7层的楼楼之间的平台。对我来讲，属于一个半路接手的擦屁股的活，硬着头皮帮忙完成。
这里不说其它的主结构，只说说其中的螺旋楼梯。

每个平台有2个螺旋楼梯，相互呈双螺旋关系分别从底层一直上到7层。楼梯宽2500，内踏步梁弯曲半径3250，外踏步梁半径5750，踏步梁采用300的焊接H型钢，踏步用6mm花纹钢板。下面是设计院给的平面图：

法师 修改于2009-11-12 13:55

法师

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#2
2009-11-12 13:57   

先做详图深化，首先想到的是用Xsteel，找一妹妹来建模（俺不会），应该是水平还可以的吧，很快，把标准层的楼梯模型搭起来了。

法师

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#3
2009-11-12 14:07   

欣赏完漂亮的模型，放大节点，发现不是那么回事了。

螺旋楼梯的H型梯边梁，其腹板应该是永远在竖直平面内，每个截面应该是标准的H型，即每个梁的剖断面中翼缘与腹板应该是垂直的。

很遗憾，Xsteel对于这种螺旋型的构件无能为力。试过很多种办法，如先建一个圆弧梁，再抬高某一端；或者建出螺旋梁的中心线，再赋予H型的截面，甚至想采用多段折线来模拟螺旋，都不能取得良好的效果。往往到最后，梁的端部截面种腹板不再在竖直平面内，从这一点中，就可以看出Xsteel建的螺旋梁是不可取的。（也不知是不是有其它的办法我们没想到）

非常懊悔，舍弃了Xsteel建模的想法！

法师

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#4
2009-11-12 14:43   

最后，还是采用古老而经典的Autocad来三维建模，这将是最准的，出图也清楚。毕竟Xsteel的调图足以让人抓狂，尤其对于这种不是呈直角关系的构件。

下图是某一层的一个楼梯。梯边梁被圆柱断成几节，而且中间有部分水平的休息平台。

所有梯边梁与圆柱采用4～6个螺栓用耳朵板连接。

法师

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#5
2009-11-12 14:50   

放样时，先放出踏步的平面位置，将每个踏步抬高相应的高度，之后将踏步板的端部中点连起来，就形成了梯边梁的腹板中心线，虽然这是折线，但已足够精确，而且所有控制点的位置是准的。

再给腹板加上翼缘。翼缘的宽度方向的线应该永远是水平而且向着整个楼梯的圆心的（好好琢磨这句吧）。由于腹板的位置高度一直在变，手工完成加翼缘是很烦的，最后是通过编CAD的小程序完成的。

法师

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#6
2009-11-12 15:03   

整体建完模，处理完梯边梁转折处，包括节点板、螺栓孔都定好位，就可以将每个梯边梁挪出标注了。

下图是某个梁的三维图。翼缘、腹板实际上是一个一个折线。画那么多三角实际上是为后面画展开图来辅助的。

法师

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#7
2009-11-12 15:20   

记得论坛里有个老兄编过程序来画曲面的展开图。当时我也是这么做的。编程序将翼缘、腹板的三维模型变成展开图。

对于标准的螺旋梁来讲，腹板的展开图是一个矩形或者说是平行四边形，翼缘展开是一个标准的扇型，扇型的半径有公式可算出来，钣金手册中有。考虑到螺旋梁中有折线（平台处），端部与柱子相连可能有切角，所以还是三维建模后老老实实展开。

展开后的图就可以作为下料图了。

法师

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#8
2009-11-12 15:26   

在展开图中同时定位了踏步板与梯边梁连接用的角钢。

原来的想法是，展开图出来后，根据展开图下料，然后直接组立成螺旋梁。后来发现不好做。。。

法师

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#9
2009-11-17 12:25   

我原来的想法是：根据展开图下料－>做胎架－>在胎架上组立成螺旋型焊接H型钢。下料没问题，做胎架也没问题，在胎架上组立困难就比较大了：腹板可以用辊圆机斜着辊圆，翼缘是翘曲的，原想边烤边用导链或千斤顶，后来车间说不好做，就没再尝试了。

最后采用的办法是：先焊成直线的H型钢，然后送至拉弯厂对构件进行拉弯成螺旋型，然后再拉回来进行加工。

这样做费用比较高，与原来的想法相比，这样做的费用包括：一次加工（做成直线型的H型钢）＋至拉弯厂的来回运费＋拉弯费用＋二次加工（组对至成品）＋材料损耗大（考虑到拉弯机两端不能完成需要的弧度，所有的螺旋梁在做成直线型时全部加长了400mm，二次制作时将端部割掉不用）。但效率会高些，翼缘腹板间可用埋弧自动焊，手工组立螺旋梁只能用手工焊，与之相比焊缝外观漂亮，而且可能精度也更容易保证。

与整个工程（1200吨）相比，总共60来吨的螺旋梁占的比重不大，所以最后费用高点也认了，本想花钱买个踏实，其实不然。。。

下图是拉弯厂的拉弯机设备，就是用它来拉弯螺旋梁的。我见过拉弯成平面弧形，可惜拉弯螺旋梁时没在场，没照片，还真不知拉弯螺旋梁时怎么加辅助措施。

法师 修改于2009-11-17 12:54

法师

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#10
2009-11-17 12:36   

下图是拉弯厂完成后的螺旋梁，乍一看，还不错。。

法师 修改于2009-11-17 12:37

法师

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#11
2009-11-17 12:41   

在拉弯厂车间里还做了个胎具用来检验螺旋梁的弧度和起坡度。一开始时挑了几个螺旋梁检验，效果还不错。

法师

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#12
2009-11-17 13:10   

螺旋楼梯有内外两个梯边梁，外圈的半径5750，内圈的3250。做完螺旋梁后，外圈的还好，整个梁看过去还比较平整，内圈的问题就出来了。

由于内圈的梁弯曲半径小，大部分拉弯后翼缘出现局部波浪，这是拉弯半径太小，造成翼缘应力释放不出去造成的。想过一些办法来校正：火烤、大锤砸，收效甚微。后来说只能将翼缘局部割断，整平后再对焊起来。我一听，得了吧，别折腾了，那还不越整越寒碜了。最后没办法，变形实在太大的烤烤、砸砸，死猪不怕开水烫，只能这样就交了。好在翼缘的变形不影响与柱子、踏步的连接，而且据说最后钢梁要装修包起来的。

法师

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#13
2009-11-17 13:24   

螺旋梁拉回来，在车间进行二次加工。立了个胎架，中间加了几个点，好保尺寸。

休息平台处的梁是水平圆弧的，与螺旋梁之间有个对接。

水平圆弧梁很短。做的时候，将几个圆弧梁的长度一块考虑，整个的拉弯后在割成小段，再与螺旋梁对接。

#15
2009-11-17 13:38   

胎架上组对完了，将与柱子连接的螺栓孔位标出，放下来，钻孔、焊踏步连接的角钢。

焊接变形有多大？不知道，焊完角钢，螺旋梁的弧度肯定有改变，但不可能再放回胎架上校正了，就是它了！

焊接H型钢对接时翼缘、腹板要错开200？算了，反正不是动荷，而且一般对接接头靠近梁端，弯矩小，焊缝就算有点缺陷，对受力影响不大。

做详图加工好麻烦。。。

有一个问题不明，请教：既然内圈做拉弯效果这么不理想，能不能考虑用焊接H型组合截面？如果由于内圈半径过小，整块翼缘板拉弯也会产生翘曲的话，何不将翼缘板分解成若干块，待拉弯到设计曲率（或更大些）时再焊接组装？是不是因为麻烦，呵呵。

还好我只做设计，哈哈

最近做的一个螺旋楼梯，一跑转到二楼，没有柱子支撑的。

zknife 修改于2009-11-27 10:14

gdf0513

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#17
2010-7-28 20:46   

厉害，这样的楼梯的详图如何画呢，我一直在寻找

法师

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#18
2010-11-26 16:14   

安装完的图片，安装时导链可没少用。现在应该已经装修完了都包起来了。

法师 修改于2010-11-26 16:16

yongyin

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#19
2010-12-13 13:53   

螺旋楼梯难度主要在放样，加工好解决。

andykitchen

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#20
2011-4-8 16:41   

我想专门加工和安装螺旋楼梯，一直在找资料，呵呵找到你这里来了，算是大开眼界。能把cad图发给我一份吗？我好研究研究。我是做钢结构施工的。
刚想了一会儿，我倒想出个好办法，可以省钱。可以用数控切割，嘿嘿！

andykitchen 修改于2011-04-08 16:48

#21
2011-5-19 10:28   
0 分

厉害！见识了，和楼主一样感到遗憾的也是没有拉弯螺旋梁的照片
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