引言：在建筑结构设计领域，螺旋楼梯以其独特的空间造型和美学效果被广泛应用于各类建筑中。然而，传统的结构设计软件主要是以标准层结构建模，即使现在能支持空间斜梁、空间斜杆的建模，但在处理螺旋楼梯这样的空间曲线结构建模时还是会面临诸多难题，而规范图集中的螺旋楼梯往往不能满足变化多样的项目需求。鉴于此，本文引入PKPM-CAE仿真分析软件，并借助其内嵌的Python脚本工具，探索一种全新的螺旋楼梯建模与计算方法，为螺旋楼梯的设计提供更高效、精确且灵活的解决方案。
该楼梯包含平直段和螺旋段两部分，螺旋段的几何尺寸如表1所示，在螺旋角度79度处增加了200*400的TL1和200*500的TZ1，其余楼梯尺寸见图1、图2。
表2中详细介绍了该螺旋楼梯建模的Python脚本。在参数定义处修改数据,即可快速调整楼梯尺寸，实现参数化建模，模型如图3所示。
设置程序自动考虑结构自重，附加恒载与活载的分项系数分别取1.3和1.5，已在建模步骤中考虑，设置单位制等其他静力分析参数即可提交计算。
（1）该楼梯按整体计算，考虑了梯梁梯柱等构件刚度后的第一阶竖向自振频率为14.3Hz，最大周期0.07s，该楼梯频率高且周期短，表明结构竖向振动响应小，刚度储备充足，能很好地满足舒适度要求；
（2）混凝土梯板的最大应力为3.97MPa，位于螺旋楼梯的支座处，支座处因承受较大负弯矩，符合设计预期；
（3）最大竖向位移1.67mm，位于第二段螺旋中间位置的外环边缘节点处，整体变形不大，表明楼梯在正常使用荷载下变形控制良好；
（4）通过PKPM-CAE的Python脚本，可快速实现螺旋楼梯的建模，并且通过修改参数，可实现任意高度、任意梯段宽和任意旋转半径的螺旋楼梯建模。
参数化建模脚本.zip
供稿丨刘勇（北京构力科技有限公司）、李靖（中机国际工程设计研究院有限责任公司）
审稿丨张欣、黄怡萍、刘孝国 编辑丨王蕊 责编丨张跃飞
