钢结构旋转楼梯也称为螺旋形或者螺旋式楼梯，造型美观典雅，占用空间小，受欢迎程度高。旋转楼梯一般是围绕一根单柱来布置，平面呈圆形，平台和踏步均为扇形平面。旋转楼梯构造踏步图内侧宽度很小，形成了较陡的坡度，构造比较复杂。由于旋转楼梯的梯梁为空间结构杆件，不同于一般的钢梁，其内力分析比较复杂，同时要考虑承载力、稳定及舒适度问题。本文通过一个实际工程例子，简单探讨钢结构旋转楼梯设计中的一些值得注意的问题。

某钢结构旋转楼梯，由两段组成，支于一层楼面、二层和三层的框架梁上，材料采用Q235。结构模型如图所示。由于模型较复杂，建模的时候我采用了Matlab生成空间节点坐标，然后将节点导入有限元软件。

设计中恒载考虑结构构件自重、踏步面板自重(包括上铺大理石面层)、楼梯扶手及栏杆自重。需要注意的是应当将除结构自重以外的恒载转化为结构质量，这样结构模态分析才更加合理。活荷载可按荷载规范取值。

建立两个荷载组合工况，分别为基本组合(计算应力)和标准组合(计算变形及舒适度)。标准组合下结构最大变形位于中间休息平台附近的外侧梯梁中部，标准组合下最大变形约为9.7mm，外圈钢梁长度约为16.5m，变形小于挠度限值(L/250)。

标准组合下结构变形

基本组合下结构应力分布图，所有杆件应力均没有超过承载力设计值。特别要指出的是外侧楼梯梁相对内侧刚度偏弱，踏步板靠近外侧下拉，因此造成楼二层梯踏步板靠近内侧的应力较大，可通过在休息平台处加横梁加强。

结构应力分布图

根据《钢结构设计规范》4.2.1条，由内、外侧梯梁受压区平面外均受到踏步板约束，梯梁满足整体稳定性要求。

结构一阶自振频率为4.5HZ，大于3HZ，满足振动舒适度对结构频率的要求。

图5 结构第一阶振型

进一步分析单人激励下振动舒适度，步行荷载模型按照IABSE(国际桥梁协会)推荐的荷载模型。

步行荷载施加点

旋转楼梯一般不能作为主要人流交通和疏散的楼梯，常用于楼层不多的写字楼、居民楼和室内使用。