整理了一份 金屬螺旋樓梯設計完整指南，從 樞柱、骨架、踏板到荷重計算都涵蓋，讓你了解如何安全又美觀地設計螺旋樓梯。

🌀 一、金屬螺旋樓梯概念

**螺旋樓梯（Spiral Staircase）**是一種以 中央樞柱（Central Column） 為核心支撐，踏板沿柱旋轉布置的樓梯系統。

• 適合小空間、高樓層連通或追求設計感的場域

• 可用於住宅、商業空間、工業平台

核心特點

• 樞柱承受全部垂直荷重

• 踏板通常由樞柱延伸出的懸臂或連接梁支撐

• 輕巧外觀但需要精確計算承重與步行舒適度

🔑 二、設計核心要素

1️⃣ 樞柱（Central Column / Newel Post）

• 材質：碳鋼、不鏽鋼或鋁合金

• 直徑計算：

  • 層高 $H$ / 踏步數 $n$ → 踏步間距 $h = H/n$

  • 柱徑需依承重 $P$ 計算，常用公式：

    $$D = sqrt{frac{16 cdot M}{pi cdot sigma_}}$$

    其中 $M$ 為最大彎矩，$sigma_$ 為材料允許應力

• 樞柱材質和直徑決定樓梯整體穩定性

2️⃣ 骨架與踏板結構

• 踏板支撐方式：

  1. 單側懸臂：踏板一側固定於樞柱，另一側懸空或支撐在護欄上

  2. 雙側支撐：踏板一側樞柱、一側梁支撐（增加剛性）

• 踏板厚度與材料：

  • 鋼板踏板厚度：6–10 mm，需防滑

  • 木踏板厚度：30–40 mm，需配鋼支架

• 踏步間距與角度：

  • 標準踏步厚度 $h = 17–20$ cm

  • 踏步旋轉角度 $heta = 360^circ / n_$

  • 踏步寬度（最窄處）≥ 20 cm，步行舒適區 ≥ 25 cm

3️⃣ 扶手與護欄

• 高度：85–95 cm

• 間距：縱向防護欄間隙 ≤ 13 cm

• 材料：鋼管、不鏽鋼、玻璃或鋼索皆可

• 可加固踏板端部，提高踏步穩定性

⚖️ 三、荷重計算與承重抓法

1️⃣ 垂直荷重（Live Load & Dead Load）

• 活荷載（Live Load）：

  • 住宅樓梯：≥ 200 kg/m²

  • 公共樓梯：≥ 400 kg/m²

• 自重（Dead Load）：

  • 金屬樞柱、踏板、護欄重量需加計

2️⃣ 彎矩與剪力計算

• 樞柱承受彎矩：

  • 假設踏板集中荷重 $P$ 作用於樞柱外緣

  • 樞柱最大彎矩 $M_ = P cdot r$，其中 $r$ 為踏步半徑

• 踏板彎曲檢查：

  • 單側懸臂踏板需確認最大挠度 $delta_$ ≤ L/200–L/300

3️⃣ 扭轉穩定性

• 樞柱長度高 → 螺旋樓梯容易扭轉

• 可用 樞柱加粗 + 踏板端部焊接 + 护栏連結 增加抗扭剛性

🏗 四、施工與安裝重點

1. 樞柱預定位：確保垂直度與水平度 ±2 mm

2. 踏板分段預組裝：避免現場焊接造成偏差

3. 扶手與護欄同步安裝：提升整體剛性

4. 防滑處理：鋼板踏步可做花紋、烤漆或止滑條

5. 焊縫與螺栓檢查：承重關鍵，必須符合規範

📝 五、設計檢查清單

• 樞柱直徑與材質符合承重要求

• 踏步厚度、寬度與間距符合人體工學

• 扶手高度與護欄間距安全

• 荷重計算（活荷載、自重）與彎矩檢核

• 樞柱與踏板焊縫或螺栓固定完整

• 防滑、防腐、防鏽措施到位

💡 總結：
金屬螺旋樓梯設計核心在於 樞柱承重 + 踏板骨架剛性 + 荷重分配 + 扶手護欄安全。一旦樞柱計算精準，踏板結構與護欄設計合理，螺旋樓梯就能兼具 美觀、輕巧與安全。

如果你需要，我可以幫你做 螺旋樓梯設計示意圖 + 樞柱直徑、踏板尺寸、荷重抓法計算範例，讓設計更直觀、可落地施工。

你希望我直接幫你做這個示意圖嗎？