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層板承重計算
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樓梯計算機(級高、級數、斜樑長度、角度)

請輸入樓梯總高度(從下層地板到上層地板的高度)和一級的級深。級高可以用「指定目標值」或「指定級數」其中一種方式決定。

單位可以從下拉選單選擇(mm、cm、m)。把踏板厚度設為「考慮」時,會從斜樑的高度和第 1 級的級高扣掉厚度。
計算結果與圖示
在左側輸入樓梯總高度和級深,按下「計算」後,這裡會顯示結果。

這個頁面可以做什麼

  • 只要輸入樓梯總高度(從下層地板到上層地板的高度)和一級的級深,馬上就能知道級高(一級的高度)、級數、水平總長、斜樑長度和樓梯角度
  • 可以切換「用級高的目標值決定級數」和「用級數決定級高」兩種模式。斜樑的安裝方式(標準/齊平)和踏板的厚度也能算進去
  • 用級數前後增減的比較表,對照級數增減時級高和坡度怎麼變化
  • 自動檢查是否符合建築技術規則(建築設計施工編第 33 條)一般建築物樓梯的規定(級高 20 cm 以下、級深 21 cm 以上)
  • 輸入上層樓板的厚度和樓梯開口的長度,就能算出和樓梯上方突出的樓板(天花板)之間的淨高,以及為了確保所需高度要多長的開口(選填)
  • 公式的淺顯解說,以及可直接複製到 Excel、Google 試算表、Python 的公式,也都整理在這個頁面
符合性檢查用的是建築技術規則第 33 條第 4 款(一般建築物)的規定。學校、醫院、商場、供兒童使用的樓梯,以及每層居室樓地板面積超過 200 m² 的建築物,規定更嚴格;實際設計時請務必由建築師或主管建築機關確認。

這個計算有什麼用?

評估新建或裝修的樓梯配置

樓高(1 樓地板到 2 樓地板)300 cm 的房子,以級高 20 cm 為目標,段差是 \(300 \div 20 = 15\),級數是 14 級;級深 24 cm 時水平總長是 \(24 \times 14 = 336\) cm(約 3.4 m)。
能用數字確認「樓梯多加一級,級高會比較輕鬆,但會往走廊那側多伸出約 24 cm」這種取捨,和設計師討論格局時,就能一邊自己驗證一邊聽提案。透天厝的樓梯常常佔很大的空間,事先算好很有幫助。

確認建築技術規則和安全標準(居家安全)

建築技術規則(建築設計施工編第 33 條)對一般建築物的規定是級高 20 cm 以下、級深 21 cm 以上,但這只是最低標準,剛好卡在極限的尺寸(級高 20 cm、級深 21 cm)角度約 \(\arctan(20 \div 21) \approx 43.6^\circ\),對長輩和小孩來說是相當陡的樓梯。
再搭配好走程度的經驗法則「級高 × 2 + 級深 = 55~65 cm」一起確認,就能用數字檢查居家意外常發生的樓梯安全性。家裡有長輩時,選擇級高 16~18 cm 左右會更安心。

木棧板露台、玄關門廊的台階(DIY)

在高 50 cm 的木棧板露台加上級高約 17 cm 的台階,段差是 \(\mathrm{round}(50 \div 17) = 3\),級數是 2 級,餘數讓第 1 級變成 \(50 - 17 \times 2 = 16\) cm。
就算是小台階,先算好「平均分配後每級幾 cm」,就能避免高度參差不齊、容易絆倒的樓梯。

估算斜樑用料的長度

水平總長 336 cm、斜樑高度 280 cm 的樓梯,斜樑的長度是 \(\sqrt{336^2 + 280^2} \approx 437\) cm。
市售的木材或型鋼的長度(例如 12 尺約 364 cm、14 尺約 424 cm)夠不夠、需不需要接續,用這個畢氏定理的計算就能在採購前判斷。斜向的材料比想像中長,只看水平距離買料往往會不夠。

掌握夾層、閣樓樓梯的陡度

要在 120 cm 的深度(級深 20 cm × 6 級)內,做一座通往高 250 cm 夾層的樓梯,級高是 \(250 \div 7 \approx 35.7\) cm,角度是 \(\arctan(35.7 \div 20) \approx 60.7^\circ\),陡到接近爬梯。
先算好「放進這個深度角度會是幾度」,就能當作判斷夾層要做固定樓梯還是爬梯的依據(夾層的設置本身也要符合法規,請向建築師或主管機關確認)。

樓梯上方有 2 樓樓板突出的格局,檢查頭頂淨高

樓梯上方被 2 樓走廊或房間的樓板蓋住的格局,爬到快上去時頭頂會變窄。級高 20 cm、級深 24 cm 的樓梯,樓板厚 35 cm、樓梯開口長 240 cm 時,淨高是 \(20 \times 240 \div 24 - 35 = 165\) cm,大人可能會撞到頭,也未達建築技術規則第 35 條的 190 cm。
要確保 190 cm,開口需要 \((190 + 35) \times 24 \div 20 = 270\) cm。「開口加長 30 cm」「樓梯變陡」「樓板變薄」要選哪一個,就能帶著數字和設計師討論。

公式與圖示

段差數——用級高的目標值決定
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(n\) \(=\) \(\mathrm{round}\) \((\) \(H\) \(\div\) \(R\) \()\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
④ 段差數 \(n\) \(=\) ③ \(\mathrm{round}\) \((\) ① 樓梯總高度 \(H\) \(\div\) ② 目標級高 \(R\) \()\)
用文字讀公式
① 樓梯總高度 \(H\) 除以
② 目標級高 \(R\) ,
③ 再四捨五入成最接近的整數(\(\mathrm{round}\) 表示「四捨五入」),就是
④ 段差數 \(n\) 。
簡單範例
總高度 300 cm(3 m)的樓梯,以級高 20 cm 為目標時,段差數是
段差數 \(n\) \(=\) \(\mathrm{round}\) \((\) 總高度(300 cm) \(\div\) 目標級高(20 cm) \()\)
\(300 \div 20 = 15\)
思考重點
「段差數」是垂直往上升的部分的數目,「級數」是腳踩的踏面的數目。斜樑採標準安裝的樓梯,爬上最上面一個段差就是上層地板,所以級數(踏面數)比段差數少一個,是 \(n - 1\) 級(齊平安裝時是 \(n\) 級)。 除不盡時用四捨五入決定段差數,產生的餘數用第 1 級的級高調整:第 1 級的級高 \(= H - R \times (n-1)\)。例如總高度 350 cm、級高 20 cm,\(350 \div 20 = 17.5\) 四捨五入成 18 個段差,只有第 1 級是 \(350 - 20 \times 17 = 10\) cm。
級高——用級數決定
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(R\) \(=\) \(H\) \(\div\) \((\) \(s\) \(+\) \(1\) \()\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
③ 級高(一級的高度)\(R\) \(=\) ① 樓梯總高度 \(H\) \(\div\) \((\) ② 級數(踏面數)\(s\) \(+\) \(1\) \()\)
用文字讀公式
① 樓梯總高度 \(H\) 除以
② 級數(踏面數)\(s\) 加 1 的數(=段差數),就是
③ 級高(一級的高度)\(R\) 。
簡單範例
總高度 300 cm 的樓梯做成 14 級(14 個踏面)時,級高是
級高 \(R\) \(=\) 總高度(300 cm) \(\div\) \((\) 級數(14 級) \(+\) \(1\) \()\)
\(300 \div (14 + 1) = 300 \div 15 = 20\)
思考重點
重點是別忘了「\(+1\)」。標準安裝的樓梯,就算踏面是 14 個,往上升的段差包含最後上到樓板的那一次共有 15 次。總高度要除以的不是踏面數,而是段差數(\(s + 1\))。 用這個方法是把總高度平均分配,不會產生餘數,第 1 級的級高也全部相同(齊平安裝時段差數=級數,所以 \(R = H \div s\))。
水平總長(樓梯在水平方向占的長度)
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(D\) \(=\) \(T\) \(\times\) \(s\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
③ 水平總長 \(D\) \(=\) ① 一級的級深 \(T\) \(\times\) ② 級數(踏面數)\(s\)
用文字讀公式
① 一級的級深 \(T\) 乘上
② 級數(踏面數)\(s\) ,就是
③ 水平總長 \(D\) 。
簡單範例
級深 24 cm、14 級的樓梯在水平方向占的長度(水平總長)是
水平總長 \(D\) \(=\) 級深(24 cm) \(\times\) 級數(14 級)
\(24 \times 14 = 336\)
思考重點
水平總長是從樓梯最下面的段差到上層地板邊緣的水平距離,用這個值確認樓梯能不能放進預定的空間(走廊或樓梯間的長度)。把級深加寬或增加級數,上下樓會比較輕鬆,但水平總長也會跟著變長、比較占空間——兩者是互相牽制的關係。
斜樑的長度
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(L\) \(=\) \(\sqrt{D^2 + K^2}\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
② 斜樑的長度 \(L\) \(=\) ① 水平總長 \(D\) 和斜樑高度 \(K\) 的「平方和」的平方根
用文字讀公式
① 水平總長 \(D\) 和斜樑高度 \(K\) 的「平方和」的平方根 (各自平方後相加,再開根號),就是
② 斜樑的長度 \(L\) 。
簡單範例
水平總長 336 cm、斜樑高度 280 cm 時,斜樑的長度是
斜樑的長度 \(L\) \(=\) 平方和(336² + 280²)的平方根
\(L = \sqrt{336^2 + 280^2} = \sqrt{112896 + 78400} = \sqrt{191296} \approx 437.37\)
思考重點
斜樑是斜著支撐樓梯踏板的結構材。它是水平方向伸長水平總長 \(D\)、垂直方向伸長斜樑高度 \(K\) 的直角三角形的斜邊,所以長度用畢氏定理求出。 斜樑的高度 \(K\) 會因安裝方式而不同。標準安裝只要到比上層地板低一個級高的地方,所以 \(K = H - R\);齊平安裝要到和上層地板同高,所以 \(K = H\)。考慮踏板厚度時,再扣掉那個厚度。
樓梯角度(坡度)
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(\theta\) \(=\) \(\arctan\) \((\) \(R\) \(\div\) \(T\) \()\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
④ 樓梯角度 \(\theta\) \(=\) ③ \(\arctan\) \((\) ① 級高 \(R\) \(\div\) ② 一級的級深 \(T\) \()\)
用文字讀公式
① 級高 \(R\) 除以
② 一級的級深 \(T\) ,求出「每一級的傾斜程度(比)」,
③ 再從那個比反推角度(\(\arctan\) 是「由傾斜的比求角度」的反三角函數),就是
④ 樓梯角度 \(\theta\) 。
簡單範例
級高 20 cm、級深 24 cm 的樓梯角度是
樓梯角度 \(\theta\) \(=\) \(\arctan\) \((\) 級高(20 cm) \(\div\) 級深(24 cm) \()\)
\(20 \div 24 \approx 0.833\)
\(\arctan(20 \div 24) \approx 39.81^\circ\)
思考重點
角度是由「一級的級高和級深的比」求出。用第 1 級調整級高的餘數時,可能和斜樑整體的傾斜(\(\arctan(K \div D)\))稍有差異,但代表樓梯陡不陡的,是每一級的比。 住宅的樓梯大多在 35~45° 左右,超過 45° 就會覺得相當陡。以建築技術規則一般建築物的極限尺寸(級高 20 cm、級深 21 cm)來算,角度約 \(\arctan(20 \div 21) \approx 43.6^\circ\)。好走程度的經驗法則「級高 × 2 + 級深 = 55~65 cm」也很常用(例如:級高 20 cm、級深 24 cm 就是 \(20 \times 2 + 24 = 64\) cm,在參考範圍內)。
淨高——到樓梯上方突出樓板的高度
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(h_c\) \(=\) \(R\) \(\times\) \(L_o\) \(\div\) \(T\) \(-\) \(t_f\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
⑤ 淨高 \(h_c\) \(=\) ① 級高 \(R\) \(\times\) ② 樓梯開口的長度 \(L_o\) \(\div\) ③ 一級的級深 \(T\) \(-\) ④ 上層樓板的厚度 \(t_f\)
用文字讀公式
① 級高 \(R\) 乘上
② 樓梯開口的長度 \(L_o\) ,再除以
③ 一級的級深 \(T\) ,就知道「在開口邊緣正下方,級鼻連線比上層地板低多少」,從這裡減去
④ 上層樓板的厚度 \(t_f\) ,就是
⑤ 淨高 \(h_c\) 。
簡單範例
級高 20 cm、級深 24 cm 的樓梯上方突出厚 35 cm 的 2 樓樓板,樓梯開口長 240 cm 時的淨高是
淨高 \(h_c\) \(=\) 級高(20 cm) \(\times\) 開口長度(240 cm) \(\div\) 級深(24 cm) \(-\) 樓板厚度(35 cm)
\(20 \times 240 \div 24 = 200\)
\(200 - 35 = 165\)
思考重點
樓梯上方有 2 樓的樓板(走廊或房間)突出的格局,爬到快上去時頭頂會變窄。這個公式是在天花板開始的「開口邊緣」正下方,求連接各級前端(級鼻)的斜線=級鼻連線,和突出樓板的底面(天花板)之間的垂直距離。級鼻連線每往前一個級深 \(T\) 就下降一個級高 \(R\),所以在從上層地板邊緣往前 \(L_o\) 的位置,比上層地板低 \(\dfrac{\text{級高} \times \text{開口長度}}{\text{級深}}\)。另一方面,天花板比上層地板低樓板厚度 \(t_f\),兩者的差就是淨高。 計算結果也會顯示參考值「開口邊緣正下方的踏面到天花板的高度」(不是從級鼻連線,而是從實際踩的面量的值)。齊平安裝時最上一級的踏面和上層地板同高,級鼻連線的起點會往前移一個踏面,改用 \(L_o - T\) 計算。開口長度比水平總長 \(D\) 長時,開口邊緣正下方是樓梯前方的地板,所以從下層地板到天花板的高度 \(H - t_f\) 就直接是頭頂的高度。 在台灣,建築技術規則第 35 條規定:從樓梯級面最外緣(級鼻)量到天花板底面、梁底面或上一層樓梯底面的垂直淨空距離,不得小於 190 cm。上面的例子是 165 cm,不符合規定。請把確認過的值填進「所需淨高」欄。
所需開口長度——由淨高反推
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(L_{\mathrm{req}}\) \(=\) \((\) \(h_{\mathrm{req}}\) \(+\) \(t_f\) \()\) \(\times\) \(T\) \(\div\) \(R\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
⑤ 所需開口長度 \(L_{\mathrm{req}}\) \(=\) \((\) ① 所需淨高 \(h_{\mathrm{req}}\) \(+\) ② 上層樓板的厚度 \(t_f\) \()\) \(\times\) ③ 一級的級深 \(T\) \(\div\) ④ 級高 \(R\)
用文字讀公式
① 所需淨高 \(h_{\mathrm{req}}\) 加上
② 上層樓板的厚度 \(t_f\) ,就知道「在開口邊緣正下方,級鼻連線必須比上層地板低多少」,再乘上
③ 一級的級深 \(T\) ,除以
④ 級高 \(R\) ,就是
⑤ 所需開口長度 \(L_{\mathrm{req}}\) 。
簡單範例
級高 20 cm、級深 24 cm、上層樓板厚 35 cm 的樓梯,要確保法規的淨高 190 cm 所需的樓梯開口長度是
所需開口長度 \(L_{\mathrm{req}}\) \(=\) \((\) 所需高度(190 cm) \(+\) 樓板厚度(35 cm) \()\) \(\times\) 級深(24 cm) \(\div\) 級高(20 cm)
\(190 + 35 = 225\)
\(225 \times 24 \div 20 = 270\)
思考重點
這是把淨高的公式改寫成求開口長度 \(L_o\) 的形式。開口只要延伸到「級鼻連線比上層地板低 \(h_{\mathrm{req}} + t_f\) 的位置」,那裡到天花板的高度就剛好是 \(h_{\mathrm{req}}\)。級鼻連線每下降一個級高就往前一個級深,所以把要下降的高度乘上 \(\dfrac{\text{級深}}{\text{級高}}\) 倍,就是所需的水平距離。 把開口加長,就是把 2 樓的樓板削掉那麼多、把開口加大。所需長度超過水平總長 \(D\) 時,表示開口必須延伸到樓梯前方的地板上方。開口無法加長時,只能把級高加大(樓梯變陡)讓級鼻連線早點下降,或讓樓板變薄——樓梯的緩和程度和開口的大小,在這裡也是互相牽制的關係。齊平安裝時,級鼻連線的起點往前移一個踏面,所以所需長度要再加上 \(T\)。
設計樓梯的起點是「把總高度平均分給段差數,決定級高」。水平總長是級深 × 級數,斜樑的長度用畢氏定理,角度用級高 ÷ 級深的 arctan 求出。在台灣,一般建築物的最低標準是級高 20 cm 以下、級深 21 cm 以上(建築技術規則第 33 條)。樓梯上方有樓板突出時,用淨高=級高 × 開口長度 ÷ 級深 − 樓板厚度確認頭頂的高度(法規 190 cm 以上),不夠就把開口加長。

符號與用語解說

符號

\(H\) H 樓梯總高度。從下層地板完成面到上層地板完成面的垂直距離(例如:1 樓到 2 樓 300 cm)。
\(R\) R 級高(一級的高度),也就是一個段差的垂直距離。
\(T\) T 一級的級深,也就是腳踩的面的水平長度。
\(n\) n 段差數。垂直往上升的部分的數目,標準安裝時比級數多一個。
\(s\) s 級數(踏面數),也就是腳踩的面的數目。
\(D\) D 水平總長。樓梯在水平方向占的長度,用 \(D = T \times s\) 求出。
\(K\) K 斜樑的高度。斜樑在垂直方向涵蓋的高度,標準安裝是 \(H - R\),齊平安裝是 \(H\)。
\(L\) L 斜樑的長度,用 \(L = \sqrt{D^2 + K^2}\)(畢氏定理)求出。
\(t\) 小寫 t 踏板的厚度。考慮時,會從斜樑的高度和第 1 級的級高扣掉這個厚度。
\(t_f\) t sub f 上層樓板的厚度。從上層地板完成面,到樓梯這一側看得到的天花板面(樓板底面或梁底)的厚度。f 取自 floor(樓板)的字首,和踏板厚度 \(t\) 是不同的量。
\(L_o\) L sub o 樓梯開口的長度。從上層地板的邊緣,到突出在樓梯上方的樓板邊緣的水平距離。o 取自 opening(開口)的字首,和斜樑的長度 \(L\) 是不同的量。
\(h_c\) h sub c 淨高。在開口邊緣正下方,從級鼻連線垂直量到天花板的高度,用 \(h_c = R \times L_o \div T - t_f\) 求出。c 取自 clearance(淨空)的字首。
\(h_{\mathrm{req}}\) h sub req 所需淨高。在開口邊緣正下方想確保的高度,台灣的法規(建築技術規則第 35 條)是 190 cm 以上。req 是 required(所需的)的縮寫。
\(L_{\mathrm{req}}\) L sub req 所需開口長度。為了確保所需淨高的樓梯開口長度,用 \(L_{\mathrm{req}} = (h_{\mathrm{req}} + t_f) \times T \div R\) 求出。
\(\theta\) theta 樓梯角度(坡度),用 \(\theta = \arctan(R \div T)\) 求出。
\(\sqrt{x}\) 根號 x 平方根,平方後等於那個數的值(例如:\(\sqrt{25} = 5\))。
\(\arctan\) arctangent 由正切(傾斜的比)反推角度的函數,工程計算機上也可能顯示成 tan⁻¹(例如:\(\arctan(1) = 45^\circ\))。

用語

級高 樓梯一級的高度(垂直距離)。數值越大,每一步要上升的高度越大,樓梯就越陡、越累。建築技術規則規定一般建築物 20 cm 以下(學校、醫院等 18 cm 以下,供兒童使用 16 cm 以下)。
級深 腳踩的面(踏面)的水平深度。數值太小腳會踩不穩、容易踩空。建築技術規則規定一般建築物 21 cm 以上(每層居室樓地板面積超過 200 m² 的建築物 24 cm 以上,學校、醫院等 26 cm 以上)。
段差 踏面和踏面之間垂直往上升的部分(豎板的部分)。本頁的「段差數」就是往上升的次數,標準安裝時比級數(踏面數)多一個。
斜樑 在樓梯兩側斜著支撐踏板的結構材(也稱側樑,英文是 stringer)。木樓梯或鋼構樓梯會斜放板材或型鋼,切成階梯狀或焊上托架來放踏板。
踏板 構成踏面的板子本身。木製一般厚約 30 mm,厚度會影響和斜樑接合的尺寸。
齊平安裝 把斜樑上端和上層地板對齊同高的安裝方式。和標準安裝(裝在比上層地板低一級的位置)相比,級數會多一級。
坡度 傾斜的程度。樓梯用級高 ÷ 級深的比,或由此求出的角度表示。數值越大樓梯越陡。
建築技術規則 內政部依建築法訂定的建築物技術規定。樓梯的尺寸在「建築設計施工編」第 33 條,一般建築物規定樓梯及平臺寬度 75 cm 以上、級高 20 cm 以下、級深 21 cm 以上;第 34 條規定平臺,第 35 條規定垂直淨空 190 cm 以上,第 36 條規定扶手(距級鼻 75 cm 以上)。用途和規模不同,規定也不同。
淨高 上下樓梯的人頭頂上方確保的空間高度(垂直淨空距離)。本頁是從連接各級前端的級鼻連線,垂直量到突出在樓梯上方的樓板底面(天花板)的高度,在天花板開始的開口邊緣正下方最小。台灣的法規是 190 cm 以上。
樓梯開口 在樓梯上方那一層的樓板,為了讓樓梯通過而開的洞(沒有樓板的部分)。本頁的「樓梯開口的長度」是從上層地板的邊緣,到突出在樓梯上方的樓板邊緣的水平距離。
級鼻連線 連接各級前端(級鼻,法規用語是「級面最外緣」)的斜線,代表樓梯的坡度。頭頂的淨高和扶手的高度,一般都是從這條線垂直量起。每一級往前一個級深、往上一個級高。

建議先了解的基礎知識

為了讓您「理解意思」地使用這個頁面的計算,這裡整理了事先了解會更好懂的基礎知識。

除法與四捨五入(國小四~五年級,9~11 歲)
  • 了解「把總高度平均分給段差數」這個除法的意思
  • 會用「四捨五入」取到最接近的整數
長度的單位換算(國小二~三年級,7~9 歲)
  • 知道 1 m = 100 cm、1 cm = 10 mm 的關係,能先統一單位再計算
畢氏定理(國中八年級,13~14 歲)
  • 知道直角三角形的斜邊可以用 \(\sqrt{a^2 + b^2}\) 求出
  • 知道像 3:4:5 這種整數比的直角三角形,驗算會比較快
三角比與正切(高中,15~18 歲)
  • 知道正切表示「高 ÷ 底」(傾斜的比)
  • 知道由比反推角度的是 \(\arctan\)(tan⁻¹)(計算本身用工程計算機也可以)
比與互相牽制的想法(國小六年級~國中七年級,11~13 歲)
  • 知道級高和級深的比決定樓梯的陡度
  • 能用公式追蹤「增加級數每一級會輕鬆,但水平總長會變長」這種「顧此失彼」的關係
正比與相似(國小六年級~國中九年級,11~15 歲)
  • 知道級鼻連線是「每往前一個級深就下降一個級高」的固定比例的線,能用正比由水平距離求出下降的高度

用 Excel 計算的方法

把下方表格整個複製,貼到 Excel 的 A1 儲存格就能直接使用。
求「段差數與級數」的表格(用級高的目標值)
樓梯總高度 H(cm) 300
目標級高 R(cm) 20
段差數 n =ROUND(B1/B2,0)
級數(標準安裝) =B3-1
第 1 級的級高(cm) =B1-B2*(B3-1)
求「級高」的表格(用級數)
樓梯總高度 H(cm) 300
級數(踏面數) s 14
級高 R(cm) =B1/(B2+1)
求「水平總長」的表格
一級的級深 T(cm) 24
級數(踏面數) s 14
水平總長 D(cm) =B1*B2
求「斜樑長度」的表格
水平總長 D(cm) 336
斜樑的高度 K(cm) 280
斜樑的長度 L(cm) =SQRT(B1^2+B2^2)
求「樓梯角度」的表格
級高 R(cm) 20
一級的級深 T(cm) 24
樓梯角度(度) =DEGREES(ATAN(B1/B2))
求「淨高」的表格
級高 R(cm) 20
一級的級深 T(cm) 24
樓梯開口的長度 L_o(cm) 240
上層樓板的厚度 t_f(cm) 35
淨高 h_c(cm) =B1*B3/B2-B4
求「所需開口長度」的表格
所需淨高 h_req(cm) 190
上層樓板的厚度 t_f(cm) 35
一級的級深 T(cm) 24
級高 R(cm) 20
所需開口長度 L_req(cm) =(B1+B2)*B3/B4
貼上後,B 欄上方的列是輸入欄,下方的列會自動算出結果。
「ROUND(值,0)」是四捨五入到最接近的整數,「SQRT」是平方根,「ATAN」是由傾斜的比求角度的函數(結果是弧度),再用「DEGREES」把弧度換成角度。
第 1 個表格 B3 是 15、B4 是 14 級、B5 是 20 cm,第 2 個表格 B3 是 20 cm,第 3 個是 B3 336 cm,第 4 個是 B3 約 437.37 cm,第 5 個是 B3 約 39.81 度。只要把 B 欄改成您自己的數值就能使用。
第 6 個表格是淨高(B5 是 165 cm,未達法規的 190 cm),第 7 個是所需開口長度(B5 是 270 cm),兩者都能改寫級高、級深、樓板厚度使用(這是標準安裝的公式。齊平安裝時,第 6 個表格的 B3 請填開口長度減去一個級深的值,第 7 個表格請把 B5 的結果加上一個級深)。

用 Google 試算表計算的方法

把下方表格整個複製,貼到 Google 試算表的 A1 儲存格就能直接使用。
求「段差數與級數」的表格(用級高的目標值)
樓梯總高度 H(cm) 300
目標級高 R(cm) 20
段差數 n =ROUND(B1/B2,0)
級數(標準安裝) =B3-1
第 1 級的級高(cm) =B1-B2*(B3-1)
求「級高」的表格(用級數)
樓梯總高度 H(cm) 300
級數(踏面數) s 14
級高 R(cm) =B1/(B2+1)
求「水平總長」的表格
一級的級深 T(cm) 24
級數(踏面數) s 14
水平總長 D(cm) =B1*B2
求「斜樑長度」的表格
水平總長 D(cm) 336
斜樑的高度 K(cm) 280
斜樑的長度 L(cm) =SQRT(B1^2+B2^2)
求「樓梯角度」的表格
級高 R(cm) 20
一級的級深 T(cm) 24
樓梯角度(度) =DEGREES(ATAN(B1/B2))
求「淨高」的表格
級高 R(cm) 20
一級的級深 T(cm) 24
樓梯開口的長度 L_o(cm) 240
上層樓板的厚度 t_f(cm) 35
淨高 h_c(cm) =B1*B3/B2-B4
求「所需開口長度」的表格
所需淨高 h_req(cm) 190
上層樓板的厚度 t_f(cm) 35
一級的級深 T(cm) 24
級高 R(cm) 20
所需開口長度 L_req(cm) =(B1+B2)*B3/B4
和 Excel 相同的公式(ROUND、SQRT、ATAN、DEGREES 的函數名稱也一樣)可以直接使用。把表格整個複製貼到 A1 儲存格,再把 B 欄改成您自己的數值。

用 Python 計算的方法

import math

total_height_cm = 300   # 樓梯總高度(下層地板到上層地板)
run_cm = 24             # 一級的級深
target_rise_cm = 20     # 目標級高

# 段差數=總高度÷級高的四捨五入
# ※Python 的 round() 會把「.5」捨入到偶數,所以用 floor(x + 0.5) 四捨五入
num_risers = math.floor(total_height_cm / target_rise_cm + 0.5)
steps = num_risers - 1                                          # 級數(標準安裝)
first_step_cm = total_height_cm - target_rise_cm * (num_risers - 1)  # 餘數用第 1 級調整

total_run_cm = run_cm * steps                                   # 水平總長
stringer_height_cm = total_height_cm - target_rise_cm           # 斜樑的高度(標準安裝)
stringer_length_cm = math.sqrt(total_run_cm ** 2 + stringer_height_cm ** 2)  # 畢氏定理
angle_deg = math.degrees(math.atan(target_rise_cm / run_cm))    # 樓梯角度

# 淨高(和樓梯上方突出樓板之間的高度。標準安裝)
floor_thickness_cm = 35     # 上層樓板的厚度(地板完成面到樓梯側的天花板面)
opening_length_cm = 240     # 樓梯開口的長度(上層地板邊緣到突出樓板的邊緣)
headroom_required_cm = 190  # 想確保的淨高(建築技術規則第 35 條:190 cm 以上)
headroom_cm = target_rise_cm * opening_length_cm / run_cm - floor_thickness_cm
opening_required_cm = (headroom_required_cm + floor_thickness_cm) * run_cm / target_rise_cm

print(f"級數(踏面數):{steps} 級")
print(f"級高:{target_rise_cm} cm(第 1 級 {first_step_cm} cm)")
print(f"水平總長:{total_run_cm} cm")
print(f"斜樑的高度:{stringer_height_cm} cm")
print(f"斜樑的長度:{stringer_length_cm:.2f} cm")
print(f"樓梯角度:{angle_deg:.2f} 度")
print(f"淨高:{headroom_cm:.2f} cm")
print(f"所需開口長度:{opening_required_cm:.2f} cm")
只用標準函式庫就能執行。math.sqrt() 是平方根(畢氏定理),math.atan() 和 math.degrees() 用來算角度。請把開頭的總高度、級深、級高改成您自己的數值再執行。後半的淨高是「級高 × 開口長度 ÷ 級深 − 樓板厚度」,所需開口長度是它的反推;上層樓板沒有突出在樓梯上方時,這部分不需要。

用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)

段差數——用級高的目標值決定
n = round(H ÷ R)
n = \mathrm{round}\left( \frac{H}{R} \right)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>n</mi>
    <mo>=</mo>
    <mi>round</mi>
    <mo>&#x2061;</mo>
    <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mfrac><mi>H</mi><mi>R</mi></mfrac>
      <mo>)</mo>
    </mrow>
  </mrow>
</math>
n = round(H / R)
Round[h/r]
n := round(H/R);
n = round(H/R);
n = round(H/R)
級高——用級數決定
R = H ÷ (s + 1)
R = \frac{H}{s + 1}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>R</mi>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <mi>H</mi>
      <mrow><mi>s</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
R = H / (s + 1)
h/(s + 1)
R := H/(s + 1);
R = H/(s + 1);
R = H/(s + 1)
水平總長(樓梯在水平方向占的長度)
D = T × s
D = T \times s
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>D</mi>
    <mo>=</mo>
    <mi>T</mi>
    <mo>&#xD7;</mo>
    <mi>s</mi>
  </mrow>
</math>
D = T * s
t*s
d := T*s;
D = T*s;
D = T × s
斜樑的長度
L = √(D² + K²)
L = \sqrt{D^2 + K^2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>L</mi>
    <mo>=</mo>
    <msqrt>
      <mrow>
        <msup><mi>D</mi><mn>2</mn></msup>
        <mo>+</mo>
        <msup><mi>K</mi><mn>2</mn></msup>
      </mrow>
    </msqrt>
  </mrow>
</math>
L = sqrt(D^2 + K^2)
Sqrt[d^2 + k^2]
L := sqrt(d^2 + K^2);
L = sqrt(D^2 + K^2);
L = √(D^2 + K^2)
樓梯角度(坡度)
θ = arctan(R ÷ T)
\theta = \arctan\left( \frac{R}{T} \right)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>&#x3B8;</mi>
    <mo>=</mo>
    <mi>arctan</mi>
    <mo>&#x2061;</mo>
    <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mfrac><mi>R</mi><mi>T</mi></mfrac>
      <mo>)</mo>
    </mrow>
  </mrow>
</math>
theta = arctan(R / T)
ArcTan[r/t]/Degree
theta := arctan(R/T)*180/Pi;
theta = atand(R/T);
θ = arctan(R/T)
淨高——到樓梯上方突出樓板的高度
h_c = R × L_o ÷ T − t_f
h_c = \frac{R \, L_o}{T} - t_f
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>h</mi><mi>c</mi></msub>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <mrow><mi>R</mi><mo>&#x2062;</mo><msub><mi>L</mi><mi>o</mi></msub></mrow>
      <mi>T</mi>
    </mfrac>
    <mo>-</mo>
    <msub><mi>t</mi><mi>f</mi></msub>
  </mrow>
</math>
h_c = R * L_o / T - t_f
r*lo/t - tf
h_c := R*L_o/T - t_f;
h_c = R*L_o/T - t_f;
h_c = R L_o/T − t_f
所需開口長度——由淨高反推
L_req = (h_req + t_f) × T ÷ R
L_{\mathrm{req}} = \frac{(h_{\mathrm{req}} + t_f) \, T}{R}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>L</mi><mi>req</mi></msub>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <mrow>
        <mo>(</mo>
        <msub><mi>h</mi><mi>req</mi></msub>
        <mo>+</mo>
        <msub><mi>t</mi><mi>f</mi></msub>
        <mo>)</mo>
        <mo>&#x2062;</mo>
        <mi>T</mi>
      </mrow>
      <mi>R</mi>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
L_req = (h_req + t_f) * T / R
(hreq + tf)*t/r
L_req := (h_req + t_f)*T/R;
L_req = (h_req + t_f)*T/R;
L_req = (h_req + t_f) T/R

請 ChatGPT  幫忙計算的方法

你是樓梯尺寸的計算助理。請務必實際執行 Python 程式碼來進行以下計算,並只以執行結果的數值為根據回答(請不要用心算或推測回答)。

要做一座總高度 300 cm(1 樓地板到 2 樓地板)的樓梯,一級的級深是 24 cm,目標級高是 20 cm。斜樑採標準安裝(到上層地板的下一級)。
請分別求出以下的值。
1. 段差數=總高度÷級高的四捨五入,以及級數(踏面數)=段差數−1
2. 第 1 級的級高(總高度 − 級高× (段差數−1))
3. 水平總長(級深×級數)
4. 斜樑的長度(√(水平總長² + 斜樑高度²)。斜樑高度=總高度−級高)
5. 樓梯角度(arctan(級高÷級深),以度表示)
6. 是否符合台灣建築技術規則建築設計施工編第 33 條第 4 款一般建築物的規定(級高 20 cm 以下、級深 21 cm 以上)
7. 2 樓樓板厚 35 cm、樓梯上方的開口長 240 cm 時的淨高(級高×開口長度÷級深 − 樓板厚度),以及確保淨高 190 cm(建築技術規則第 35 條)所需的開口長度((190 + 樓板厚度) ×級深÷級高)

請列出計算用的公式和執行結果的數值。

使用方法
  1. 1
    輸入數值
    在輸入欄中輸入要計算的數值
  2. 2
    計算
    按下「計算」按鈕
  3. 3
    查看結果
    計算結果會立即顯示。計算的思路和公式的解說,也都能在同一個頁面查看
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