牛伟迪（同济大学建筑设计研究院集团有限公司）

某钢螺旋梯道的设计及计算方法研究

牛伟迪
（同济大学建筑设计研究院集团有限公司）

本文针对某钢螺旋梯道，采用空间梁单元结构模型和空间梁-板混合单元模型两种方法，对该梯道进行建模计算。通过对两种模型的计算结果分析比较发现：该螺旋梯道应力及位移满足规范要求；空间梁单元结构模型建模过程简单，便于应用，计算结果偏安全，适用于工程应用；空间梁-板混合单元结构模型建模较为复杂，能够更好地考虑横梁对整体结构的影响，计算结果相对精确。

钢结构；螺旋梯道；空间梁单元结构模型；空间梁-板混合单元结构模型

1　前言

梯道的造型在一些对景观要求较高的桥梁设计中，往往会起到锦上添花的作用。螺旋梯道以其优美飘逸的外形曲线，得到了业主和广大设计人员的认可。某桥梁全长305m，位于某公园内，对景观要求比较高，因此根据需求在主桥两侧对称布置四座钢螺旋梯道。

图1　梯道总体布置图（单位：mm）

钢螺旋梯道一般可采用空间梁单元结构模型、空间梁-板混合单元结构模型和空间板单元结构模型。空间梁单元结构模型采用梁单元模拟梯梁，踏步视为横梁连接两个梯梁，同样采用梁单元模拟，此种模型忽略了横梁与梯梁之间的“蒙皮效应”对提高结构整体性的贡献，建模过程简单，便于应用；空间梁-板混合单元结构模型将梯梁视为空间梁单元，踏步按板单元处理，此种模型可准确地模拟踏步的受力情况以及其对梯梁的约束作用，建模过程相对复杂；……