石材旋转楼梯扶手设计时所用的计算方法和基础数据

stwym 2017-02-02

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常用的电脑辅助设计软件为AutoCAD，使用AutoCAD设计旋转楼梯扶手的最大优点是快捷、简单、方便，免去了大量的计算。应注意用AutoCAD绘图功能设计旋转楼梯时，有其精度设定和精度限定，精度设定一般应设定为0.000(主要是为了角度的精度要求)。在绘制螺旋线时，AutoCAD的精度限定为0.0000，这个精度限定常常满足不了绘图设计的精度要求。避免精度限定产生误差的方法是，设定每节旋转楼梯扶手的旋转角度要能被360度整除，其整除后的精度应限定在0.0000之内。例如每节旋转楼梯扶手的旋转角度是18度(每踏6度，每节3踏，共计18度)，18被360除得0.05，没有超出0.0000的精度限定。如果想把旋转楼梯扶手做的再长一些，比如把旋转楼梯扶手加长一点，加长至旋转20度，则20被360除得0.5555555556，是一个循环小数，超越了0.0000的限定，此数达不到绘图所需的精度要求，应把旋转楼梯扶手再加长一点，使它的旋转度数增至为21.6度，则21.6被360除得0.06，这样就可满足绘图精度要求。并不是把旋转楼梯扶手的长度设定为整数踏就可以达到绘图精度要求，例如旋转楼梯每踏旋转7度时，其扶手按三踏长度设定，其旋转角度为21度，21被360除得0.058333333，是一个循环小数，也达不到绘图所需的精度要求。调整和确定旋转楼梯扶手的旋转角度是绘图设计精准度的重要工作。

例如确定了旋转楼梯扶手的旋转角度是21.6度，旋转楼梯的内弧扶手的投影半径是1800毫米，扶手的宽度是100毫米，则可绘出平面投影图。旋转楼梯扶手投影内弧的弧长是678.584毫米，弦长是674.573毫米。旋转楼梯扶手投影外弧的弧长是716.283毫米，弦长是712.049毫米。每踏旋转6度，每踏升高170毫米，可以算出当旋转21.6度时，共计升高612毫米。知道高度、弧长、弦长，即可算出旋转楼梯内弧扶手内外弧面的倾斜角度和内外弧面弦长的倾斜角度。

实体倾斜角度和展开倾斜角度的计算方法

一个旋转楼梯扶手的倾斜角度分为实体倾斜角度和展开倾斜角度。

旋转楼梯扶手实体倾斜角度是设计旋转楼梯CAD图形和设计制做旋转楼梯扶手双曲道轨模具的重要数据。石材研习社stone5A

螺旋面展开的计算方法

旋转楼梯的钢骨架是用薄钢板加工而成的，所以必须用到把三维的螺旋面展开成平面图形的计算方法。

螺旋面展开后是一个扇形面，扇形面的外弧半径设定为R，外弧弧长为L1，内弧弧长为L2，扇形的敞开角度设定为β，扇形的宽度为r，公式如下：

螺旋面的展开计算公式

在通常情况下，旋转楼梯给出的已知数据可以得出参数r、L1、L2，举例说明如下：
如图2－13、2－14所示，螺旋面ABCD是旋转楼梯中的一段，它的垂直投影扇形CDEF的旋转角度为21.6度，旋转后的提升高度是612，楼梯宽度r是900。投影扇形CDEF的外弧半径是2800，内弧半径是1900，外弧弧长是1055.575，内弧弧长是716.283。

如图2－13、2－15、2－16、2－17所示，AD是螺旋面上的外弧长设定为L1，如2－15所示，L1等于直角三角形的斜边的长度1220.157，直角三角形的一条直边是弧长ED 1055.575，另一条直边是高度AE 612。如2－16所示，BC是螺旋面上的内弧长设定为L2，L2等于直角三角形的斜边的长度942.128，直角三角形的一条直边是弧长FC 716.283，另一条直边是高度BF 612。按上面公式计算得出R=3949.74，β=17.7度，螺旋面的宽度在展开前后相同，还是原先的长度r=900。由此可以画出螺旋面展开后的扇形图形，如图2－17所示。