1 项目介绍
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项目完成后照片
本工程为长沙某开发商一个项目中的
超薄异型钢结构楼梯
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楼梯的踏步板和侧壁板的厚度都是16mm，扶手采用Φ76mm×6mm的热轧无缝钢管。因为结构的造型比较奇特，所以需要用有限元软件来分析结构的强度和变形。
同时，由于侧壁板没有任何侧向的支撑，所以特别容易发生侧向的屈曲破坏，需要用有限元软件来模拟屈曲破坏的形态并求得屈曲荷载。
再者，也要考虑材料非线性的影响，通过对结构进行非线性分析，来获得结构的极限荷载。
2 静力分析
本次分析主要分析了前述荷载作用下的结构变形，并计算出踏步板的挠度大小；同时分析了结构的应力情况。
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图1：有限元模型
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图 2： 结构Y方向位移云图
计算所得结构Y方向（踏步板法向）的位移云图如图 2所示,最大位移为-4.586mm。通过ANSYS查询出踏步板边缘的Y方向位移是-1.653mm，计算出最大挠度值是2.933mm，挠跨比约为1/613。位移满足规范要求。
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图 3： 应力集中位置的Mises应力云图
图3是该结构的Mises应力云图，可以发现有明显的应力集中现象，最大的应力是380MPa，超过屈服应力235MPa。
应力集中可能是与支座所在的位置有很大关系，所以支座应该避免设在如图4所示的转角位置，而应该往中间靠拢一些，实际工程中也是这么处理的。
3 结构特征值屈曲分析结果
本次分析主要分析了结构的屈曲变形，并获得结构的屈曲特征值的大小。
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图 4： 结构的屈曲变形云图
如图4所示，结构的屈曲荷载是158.61 kN/m2 ；很明显可以看出是侧壁板发生了侧向失稳，原因是侧壁板没有如何侧向的支撑，所以要避免结构达到屈曲荷载值，发生失稳。
4 结构模态分析结果
本次分析主要分析了结构的振动模态，并获得结构的主频率值。
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图 5： 结构的第一模态振型图
如图5所示，结构的主频率是7.588 Hz ，满足结构舒适度要求。
5 结论
综上，该结构设计满足要求。
该超薄楼梯安装快速，设计轻巧，适合在商场、酒店、别墅等开放场合使用。
6 项目完成后照片
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项目完成后照片
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