Правильный расчет винтовой лестницы: поэтапная работа

Рассчитываем винтовую лестницу самостоятельно

Расчет винтовой лестницы немного сложнее, чем маршевой, но в целом, если вспомнить формулу длины окружности, ничего трудного в нем нет. Будем применять следующие обозначения (рисунок 1):

• H – расстояние от пола второго этажа до пола первого этажа;
• Н1 – расстояние от поверхности ступени до перекрытия. Не должно быть меньше 200 см;
• Н2 – толщина перекрытия;
• h – высота ступени. Лежит в пределах от 14 см до 20 см. Оптимальное значение – 15 см;
• R1 – внешний радиус лестницы;
• R – радиус лестницы по линии движения;
• r – радиус опоры (внутренний радиус лестницы);
• L1 – длина лестницы по внешнему краю;
• L – длина лестницы по линии движения;
• L2 – длина лестницы по внутреннему краю;
• l – глубина ступени по линии движения, должна лежать в пределах от 25 см до 32 см, оптимальное значение 30 см;
• l1 – глубина ступени по внешнему краю;
• l2 – глубина ступени по внутреннему краю. Не должна быть меньше 9 см;
• K – общее (расчетное) количество ступеней;
• k – фактическое количество ступеней (обычно на одну меньше, чем К, объяснение ниже);
• S – ширина ступени.

Рисунок 1

Безопасность винтовой лестницы

Для винтовой лестницы, в отличие от других лестниц в интерьере дома, подступенки (вертикальные части ступеней) не делаются. Ограничения на глубину и высоту ступеней накладываются из соображений удобства и безопасности лестницы. Проверить, насколько лестница удобна, можно по формуле 2h + l. Для оптимальных значений h = 15, 1= 30:

2h + l= 2*15 + 30 = 60.

Именно такова средняя длина шага человека, следовательно, чем ближе данное значение для ступеней вашей лестницы в числу 60, тем она удобнее. Считается, что для лестниц общего пользования величина 2h + l может лежать в пределах от 58 см до 65 см.

Расчет винтовой лестницы на примере

Предположим, что внутренняя опора имеет радиус r = 30 см, а ширина ступенек S =100 см. Таким образом, внешний радиус лестницы R1 = 130 см (100 + 30). Проведем расчет винтовой лестницы при таких параметрах: расстояние от пола первого этажа до пола второго H = 300 см, толщина перекрытия H2 = 20 см, при высоте ступеней h = 15 см.

Вычислим количество ступеней:

К = Н : h = 300 : 15 = 20

Это расчетное значение, но, поскольку последняя ступенька будет совпадать с полом второго этажа, то фактически на нашей лестнице будет ступеней на одну меньше, то есть, k = 19.

Вообще, как показывает практика, больше всего путаницы при расчете винтовой лестницы возникает именно с последней ступенью, поэтому надо четко себе представлять, что она собой представляет. Очень помогает в этом случае созерцание реальной лестницы, например, в собственном подъезде. Подсчитайте, сколько на ней ступеней и подступенков, и все встанет на свои места.

Обратите внимание

Теперь определимся с размером лестничного проема. Расстояние от пола первого этажа до потолка составляет:

H1 = H – H2= 300 – 20 = 280 см.

При подъеме на каждую ступень это значение уменьшается на 15 см. Для пятой ступени:

Н1= Н – Н2 – 5h = 300 – 20 – 5* 15 = 205 см,

что еще находится в пределах допустимого (не превышает 200 см). Но для шестой ступени H1 = 190 см, и высокий человек, поднимаясь по лестнице, может задеть головой потолок. Поэтому, под перекрытием может находиться только 5 ступеней, и горизонтальная проекция лестницы выглядит так, как показано на рисунке 1б.

Глубина ступеней винтовой лестницы непостоянна и изменяется, увеличиваясь по направлению к внешнему краю лестницы. Считается, что наиболее интенсивно используется участок, находящийся на расстоянии трети внешнего радиуса лестницы от ее края.

Мы, ведь, не ходим вплотную к перилам или строго по-над стеночкой, а стараемся двигаться посредине или ближе к внешнему краю винтовой лестницы. Это, так называемая, линия движения, на которой глубина ступеней должна быть оптимальной.

Радиус R соответствующий линии движения, равен 2/3 внешнего радиуса лестницы R1. В нашем случае:

R = 130 *2/3 = 86,7 см.

Как правило, для комфортного подъема на высоту H = 300 см, необходим угол поворота на 360 градусов, то есть, на полный круг. Тогда воображаемый конец 20-ой ступени в проекции совпадает с началом первой.

Поскольку 20-я ступень – это, по сути дела, пол второго этажа, то вполне можно совместить ее начало с началом первой ступени.

Важно

Правда, при этом несколько уменьшатся размеры площадки второго этажа, и горизонтальная проекция лестницы будет выглядеть как на рисунке 2:

Рисунок 2

Мы видим, что теперь полный круг составляют 19 ступеней, а воображаемая 20-я ступень находится строго над первой. Высчитаем их размеры и проверим, совпадают ли они с оптимальными. Для начала необходимо вычислить ширину ступеней на линии движения. По формуле длины окружности 2пR, где п = 3,14, определяем длину L линии движения:

L = 2nR = 2*3,14* 86,7 = 544,5 см.

Разделив полученное значение длины линии движения на 19, получаем:

l = 544,5 : 19 = 28,7 см.

Это, конечно, не оптимальная величина, но она находится в пределах нормы. Если вы хотите довести свою лестницу до совершенства и немного увеличить глубину ступени, можно идти тремя путями:

1. Увеличивая угол поворота лестницы.
2. Увеличивая радиус лестницы.
3. Уменьшая количество ступеней, и увеличивая одновременно их высоту.

При увеличении угла разворота глубина ступеней будет увеличиваться, их высота оставаться прежней, но уменьшатся размеры лестничной площадки, что может быть не слишком удобно. Уменьшив количество ступеней, придется увеличивать их высоту, что тоже не всегда желательно.

Если во главу угла при расчете винтовой лестницы ставить удобство и безопасность, (а в случае винтовой лестницы, являющейся не слишком удобной конструкцией, желательно так и поступать), то лучше увеличить внешний радиус лестницы, например, на 5 см. В этом случае, радиус R, соответствующий линии движения, составит:

R = 135*2*3 = 90 см.

Тогда длина лестницы L по линии движения:

L = 2*3,14*90 = 565,2

Глубина ступеней на линии движения:

l = L / k = 565,2/19 = 29,8 см.

Что уже можно считать идеальным показателем. Далее аналогично вычисляются длина лестницы по внутреннему и внешнему краю и глубина ступенек:

L1 = 2nR1 = 2*3,14*135 = 847, 8 см l1 = L1/ k = 44,6 см

L2 = 2п r = 2*3,14*30 = 188,4 см 12 = L2/ k = 9,9 см

Итак, в примере расчета винтовая лестница имеет следующие параметры:

• количество ступеней на лестнице k =19 (20-я ступень совпадает с полом второго этажа, не забываем об этом!);
• глубина ступеней по линии движения l = 29,8 см;
• глубина ступени по внешнему краю l1 = 44, 6 см;
• глубина ступеней по внутреннему краю l2 = 9,9 см;
• высота ступеней h = 15 см;
• внешний радиус R = 135 см;
• ширина ступеней S = 105 см.

Чертеж ступени будет выглядеть следующим образом:

Рисунок 3

Строго говоря, мы вычисляли длины дуг, показанных пунктиром, а глубина ступеней будет немного меньше. Чтобы не углубляться в сложные математические расчеты, этой небольшой разницей в размерах можно пренебречь. Впрочем, особо дотошные строители могут найти формулу длины хорды и вычислить точные значения.

Как рассчитать винтовую лестницу?

Сделать стандартную винтообразную лестницу на второй этаж своими руками вполне по силам любому. Главным условием успешного встраивания данной конструкции в межэтажное пространство является правильный расчет всех параметров изделия.

Расчет винтовой лестницы на второй этаж рекомендуется начинать с выполнения наброска или чертежа, который станет затем пошаговым планом производства этого изделия.

Существует три основных типа винтовых лестничных маршей, который используют для загородных домов:

1. С центральным опорным столбом, к которому различными способами крепят ступени.
2. С креплением ступеней на тетиве без центральной опоры.
3. Комбинированное крепление ступеней на тетивах и опорном столбе.

В зданиях, предназначенных для индивидуального жилья, чаще всего используется первый способ. Дальнейшие примеры расчета винтового лестничного марша будут основываться именно на такой конструкции.

Начинают рассчитывать лестничный марш с определения радиуса и длины окружности.

План лестницы сверху выглядит как правильная окружность с диаметром, соответствующим размеру проема в междуэтажном перекрытии. Радиус этого проема принято обозначать буквой R.

Радиус опорной трубы обозначают как R1. Этот размер включает в себя и толщину стенки трубы. Для организации винтовой конструкции рекомендуется использовать стальную трубу диаметром не менее 60 мм и толщиной стенки от 5 мм.

Чертеж лестницы с размерами.

В качестве межступенчатых разделителей, а также для обеспечения крепежа узкого конца ступени, используют отрезки труб с большим диаметром, чем диаметр опорного столба и высотой равной высоте ступеней.

На следующем этапе необходимо посчитать число оборотов лестницы. Если марш делает два полных оборота (n=2), это соответствует 720 градусам, которые обозначают у.

Например, при высоте от пола первого этажа до пола второго этажа 5 метров и числе оборотов n=2, высота между оборотами лестничного марша будет 2,5 метра. Что вполне достаточно.

Совет

Если высота этажа не позволяет выполнить полный оборот, для дальнейших расчетов в формулах используется значение в долях от целого оборота. Например: 2/3n, 3/4n.

Для вычисления длины внешней окружности необходимо использовать формулу: L=2*3,14*R*n. Если R=1 м, то L=2*3,14*1*2=12,56 м.

Необходимо понимать, что передвигаться по лестнице человек будет не по внешнему краю, а примерно посередине ширины ступеньки. Для того, чтобы понять, как рассчитать среднюю линию ступенек винтовой лестницы, следует помнить, что для спиральных лестниц нужно брать расчетное расстояние 2*R/3.

Как провести расчет винтовой лестницы для дома

Винтовая лестница на второй этаж — стильный, удобный вариант для любой современной квартиры или дома. Особенно это касается помещений с маленькой площадью, где такая конструкция будет экономить пространство.

Но перед тем, как сделать такую конструкцию, необходимо узнать, как правильно рассчитать винтовую лестницу. Что для этого нужно уточнить, какие преимущества имеет винтовая лестница. Давайте попробуем разобраться.

Особенности и плюсы винтовой лестницы

Винтовые лестницы пользуются большим спросом и имеют ряд преимуществ перед другими вариантами. Как минимум, эстетичный внешний вид изделия – оно может стать настоящей изюминкой интерьера. Также к преимуществам винтовых изделий можно отнести:

1. Экономия пространства. Для ее установки потребуется всего 1,5-2 м². В квартирах с маленькой площадью такой вариант считается идеальным. Кроме того, визуально она не нагружает пространство.
2. Большое разнообразие дизайнерских решений, широкий выбор разнообразных конструкций, который поможет подобрать идеальный вариант для любого интерьера.
3. Финансовая экономия. Для винтовой конструкций потребуется меньше материалов, чем для стандартной маршевой. Соответственно, финансовые затраты будут меньше.
4. Также можно сэкономить на работе. Монтаж конструкции достаточно прост, поэтому справиться с ним можно самостоятельно, без помощи профессиональных работников.

Но недостатки у нее тоже есть. К ним можно отнести безопасность спуска и подъема. Их не рекомендуется устанавливать в доме с маленькими детьми или пожилыми жильцами. Подниматься по ним нужно медленно и аккуратно.

Особенности винтовой конструкции:

1. В центре ширина проступи должна составлять не менее 20 см, что обеспечит безопасность во время ходьбы.
2. Возле стойки ширина проступи должна быть не менее 10 см.
3. Когда винтовая конструкция — это основная и единственная лестница на второй этаж, необходимо, чтобы диаметр перекрытия был 2 м, а длина марша — 80 см.
4. Для подобных изделий, которые служат дополнительным подъемом, диаметр перекрытия может быть меньше — до 1,4 м. В то же время ступень должна быть не менее 60 см в длину.
5. Для изготовления такой конструкции можно использовать разные материалы: бетон, стекло, камень, металл и дерево. Самые востребованные — дерево и металл.

Параметры изделия также могут зависеть от диаметра самого проема в перекрытии. При этом диаметр самой лестницы обязательно меньше этого показателя.

Как рассчитать основные параметры винтовой лестницы

Самое главное для винтовой конструкции – она должна быть надежной, безопасной и удобной. Для этого необходимо правильно просчитать три основных параметра: диаметр, высоту изделия, определиться с формой ступеней. Как это сделать? Давайте попробуем разобраться.

Диаметр лестницы

Диаметр, или окружность, изделия высчитывается по формуле, знакомой многим еще со школьной скамьи: L = 1пR (формула используется для конструкций с полным оборотом — 360 градусов).

Также стоит учитывать, что диаметр лестницы всегда меньше диаметра проема в перекрытии на 2 толщины используемого материала. При этом r = 2R/3 (либо L = 4пR/3).

Также необходимо узнать внутренний диаметр изделия, то есть диаметр опорного столба окружности.

Длина лестницы

Для этой характеристики не нужно много объяснений, она определяется по расстоянию от пола до потолка. Также этот параметр многие называют «высотой лестницы». Еще в этот показатель входит толщина перекрытия и напольного покрытия второго этажа. Это гарантирует, что верхняя ступень будет находиться на нужном уровне.

Определение формы ступеней

Ступени — основа любой лестницы, но для винтовых конструкций их форма и размер имеют самое большое значение. Из-за определенных особенностей именно надежность, правильные параметры этого элемента обеспечивают комфорт и безопасность использования подъема.

Форма ступеней для такой конструкции напоминает развернутый лепесток. Также для нее, если она установлена у стены, используются трапециевидные ступени. Все проступи должны быть одного размера, с закругленными с внешней и внутренней стороны краями.

Количество ступеней определяется в зависимости от высоты подъема в целом. Определяем высоту подъема ступени, делим ее на этот показатель. Важно учесть, что количество ступеней обязательно должно быть нечетным.

В случае с винтовыми конструкциями, если после расчета получилось четное количество, их проводят снова, только высота подъема немного уменьшается.

Необходимо добиться того, чтобы количество ступеней получилось нечетным.

Какие данные потребуются для расчета

Чтобы правильно просчитать все параметры, нужно использовать специальные формулы и знать необходимые параметры. К этим параметрам относятся:

• высота изделия — H;
• расстояние между витками — H1;
• высота ступеней — h;
• проступь — h1;
• наружный радиус — R;
• внутренний радиус — R1.

Онлайн-расчет винтовой лестницы с помощью калькулятора и программ-конструкторов

Для расчета винтовой лестницы можно использовать онлайн-калькуляторы, которые самостоятельно проводят все расчеты по введенным параметрам. Такое решение также можно использовать для проверки собственных расчетов.

Для этого необходимо ввести все параметры в специальную форму и начать вычисления. Некоторые онлайн-калькуляторы также позволяют автоматически нарисовать чертежи.

Составление чертежей винтовой лестницы своими руками

Конечно, правильный монтаж изделия играет большую роль, но, прежде всего, необходимо сделать точные чертежи. Даже маленькая погрешность может привести к снижению прочности и надежности подъема. Для создания правильных чертежей необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Заранее необходимо продумать, как будет использоваться пространство рядом с лестницей на первом, а также на втором этаже, какие функции оно будет выполнять, как часто станет использоваться.
2. Еще стоит учитывать комфорт использования этой конструкции, например, для подъема крупных вещей и мебели. Если устанавливать высокие перила, они будут этому препятствовать.
3. Если в доме проживают маленькие дети, необходимо предусмотреть дополнительную защиту или ограничить доступ ребенка к лестнице.
4. После составления чертежей необходимо тщательно все проверить. Внимательно продумывайте каждую деталь строения: крепления, вид, размеры, форма ступеней и т.д.
5. Винтовую лестницу можно устанавливать в любой части комнаты: на отдельной стойке в центре помещения либо у стены (внутренний край ступени находится возле стойки, а внешний – крепится к стене).
6. Также следует учесть все особенности помещения, выбрать подходящие материалы и продумать дизайн лестницы. Наиболее востребованный вариант: изделие на металлическом каркасе с деревянными ступенями.

Самостоятельное создание чертежей — трудоемкий и сложный процесс, но немного терпения и усидчивости поможет хорошо справиться с этой работой. Можно даже найти уже готовые чертежи на нашем портале, но их придется подгонять под ваш случай. Также можно пользоваться онлайн-конструкторами лестниц.

В заключение

Сделать винтовую лестницу своими руками достаточно просто, для этого нужно правильно произвести все расчеты и создать чертежи. После этого монтаж конструкции не составит никакого труда.

Неважно, сделаны чертежи самостоятельно или взят уже готовый вариант, главное – учесть индивидуальные особенности помещения и покупать только качественные материалы. Тогда изделие прослужит долго и станет красивым элементом любого интерьера.

Винтовая лестница своими руками — проектирование эргономики и самостоятельный монтаж

В небольших по площади загородном доме или двухуровневой квартире красивые и компактные спиралевидные лестницы нередко остаются единственным средством перемещения людей между этажами.

Но и в просторном доме аккуратная винтовая лестница своими руками станет альтернативным парадному входу мостиком, связывающим жилые помещения разных этажей между собой, а также с расположенными в цоколе или на чердаке здания.

Она несколько проигрывает в комфорте прямой маршевой лестнице, но занимает намного меньше драгоценной полезной площади, для ее сооружения требуется меньше стройматериалов, но перед тем, как сделать винтовую лестницу самостоятельно, необходимо постичь несколько правил строения этих конструкций.

Типы и варианты дизайна винтовых лестниц ↑

С точки зрения внешней привлекательности вряд ли сыщется более яркий элемент интерьера, чем винтовые лестницы: фото причудливо извивающихся красавиц из самых разных материалов никого не оставляют равнодушным.

Здесь и традиционные деревянные, и основательные каменные, и ажурные кованые винтовые лестницы и экзотические конструкции из прозрачного стекла или яркого пластика – каждый волен выбирать в зависимости от вкуса, стиля интерьера, фантазии и финансовых возможностей.

При огромном разнообразии дизайнерских решений все винтовые лестницы относятся к одному из четырех типов

Но, несмотря на столь разнообразный дизайн винтовых лестниц, конструктивно их можно разделить на четыре основных типа:

1. Винтовая лестница, клинообразные ступени которой опираются широким концом на окружающие стены, а узким – на центральную опорную колонну или столб из камня, дерева либо утолщенных фрагментов ступеней. К стенам ступени крепят чаще всего на больцах, но встречаются варианты на спиральных тетивах или косоурах.Первый тип –винтовая лестница с опорой на центральный столб и ближайшие стены
2. Отдельно стоящая, удаленная от стен винтовая лестница с консольно укрепленными на монолитном центральном опорном столбе ступенями.Второй тип – удаленная от стен винтовая лестница с консольно закрепленными на опорном столбе ступенями
3. Винтовая лестничная конструкция без центрального опорного столба. Опорой для ступеней служат спирально изогнутые тетивы либо косоуры, плавно переходящие в опорные перила. Это очень красивая, изысканная, но и самая сложная в изготовлении конструкция винтовой лестницы, требующая опыта и профессионализма мастера .Тип третий – винтовая лестница без центрального столба с опорой на спирально изогнутые тетивы. Красивая, но сложная в исполнении конструкция
4. Винтовая лестница с центральным опорным стержнем, как правило, представляющим собой толстостенную стальную либо асбоцементную трубу диаметром не менее 50 мм. Это традиционная, наиболее часто встречающаяся лестничная конструкция, простая в изготовлении и надежная в эксплуатации. После монтажа центральную стойку и ступени лестницы можно окрасить или отделать деревом, керамикой и т. д.Четвертый тип – надежная и простая в исполнении металлическая винтовая лестница с опорой на монолитный столб из стальной толстостенной трубы

С учетом особенностей изготовления и монтажа металлическая либо деревянная винтовая лестница своими руками – оптимальный вариант для умелого домовладельца, стремящегося без посторонней помощи обустраивать свое жилье. На специализированных сайтах интернета можно найти готовые проекты винтовых лестниц, которыми вполне можно воспользоваться, сделав необходимые расчеты для привязки конструкции к своему конкретному помещению.

Как не прогадать с размером при проектировании? ↑

Из практики известно, что наиболее удобны в эксплуатации винтовые лестницы с шириной пролета не менее 800-900 мм.

То есть диаметр всей лестничной конструкции должен быть не менее 2000 — 2200 мм с учетом диаметра центральной стойки и ширины лестничного проема в межэтажном перекрытии, в который должны свободно войти лестница и ее ограждения с поручнями. В плане винтовая лестничная конструкция может иметь круглую, многоугольную, овальную и даже прямоугольную форму.

[include id=»1″ title=»Реклама в тексте»]

плане винтовая лестница может быть не только круглой, но овальной, многоугольной или четырехугольной

В жилых домах с невысокой интенсивностью движения диаметр вспомогательных винтовых лестниц в цокольное помещение или на чердак вполне допустим в пределах 1400-1500 мм при ширине проступи 550-600 мм. Изготовление винтовой лестницы диаметром более 3000 мм не целесообразно: при соответствующем размере проема лучше установить более комфортную и безопасную маршевую лестницу.

Как правильно рассчитать конструкцию и сделать ее эргономичной? ↑

Если винтовая лестница будет использоваться в качестве основной, ширина ее пролета менее 800 мм нежелательна, так как не позволит разойтись двум идущим навстречу друг другу людям. При расчете размеров и количества забежных ступеней используются те же принципы, что и при аналогичных расчетах для прямых маршевых лестниц:

• глубина ступени в средней линии – не менее 200 мм;
• глубина ступени на расстоянии 150 мм от опорной стойки – не менее 100 мм;
• глубина ступени в широкой части у кромки лестницы – не более 400 мм;
• диаметр лестницы – 1300 — 3300 мм;
• диаметр прохода по внутреннему краю перил – 1200-3200 мм;
• ширина марша – 530 — 1430 мм;
• диаметр проема в перекрытии – 1300 — 3300 мм.

Типовые размеры винтовой лестницы1 — ширина марша2 — диаметр лестницы по наружному краю перил3 — диаметр лестничного проема

4 — диаметр прохода по внутреннему краю перил

Важным расчетным параметром при проектировании винтовой лестницы является комфортная для человека высота подъема. Приведем расчет для лестницы высотой 3000 мм и шириной марша 800 мм.

[include id=»2″ title=»Реклама в тексте»]

Диаметр лестницы равен удвоенной ширине марша плюс диаметр опорной стойки (200 мм):

D = 800 х 2 + 200 = 1800 мм

Радиус подъема равен сумме половины ширины лестничного марша и радиуса опоры:

Rn = 400 + 100 = 500 мм

Воспользовавшись формулой длины окружности из школьного курса геометрии и средней величиной глубины проступи 200 мм, а именно разделив длину траектории передвижения на глубину проступи, рассчитаем количество ступеней в одном витке лестничной конструкции:

L = 2 πr : 200 = 2 х 3,14 х 500 : 200 = 17,2

Обратите внимание

Округлив полученное значение, определяем, что один виток спирали лестницы должен состоять из 17 ступеней. Чаще всего лестница состоит из одного витка, но может содержать и несколько.

Эргономичная высота ступени рассчитывается таким образом, чтобы общая высота одного витка спирали обеспечивала удобное и безопасное перемещение человека высокого роста. Для расчета к величине роста 180 см добавляем оперативные 20 см и делим на количество ступеней в одном витке. Расчетная высота ступени получается:

h = 2000 : 17 = 120 мм

Определяем необходимое количество ступеней для винтовой лестницы высотой 3000 мм:

n = 3000 : 120 = 25

Таким образом, для обеспечения удобного передвижения винтовая лестница высотой 3000 мм и шириной марша 800 мм должна содержать 25 ступеней высотой 120 мм.

Несколько полезных правил, соблюдение которых сделает винтовую лестницу долговечной, безопасной и удобной:

• Исключение из конструкции винтовой лестницы подступенков повышает ее безопасность, так как нога прочно опирается на ступень и не соскальзывает с нее даже в узкой части.
• При высоте прохода не менее 2000 мм обеспечивается комфортное и безопасное перемещение даже очень высокого человека.
• Для размещения и жесткого закрепления опорной стойки винтовой лестницы следует выбирать место, которое может выдержать вес конструкции и минимум двух-трех человек.
• Размещение ступеней внахлест в несколько сантиметров относительно друг друга обеспечивает комфорт передвижения, а также дополнительно укрепляет всю конструкцию за счет установки кронштейна между передней и задней кромками расширенной части двух смежных ступеней.

Технологические особенности самостоятельного монтажа ↑

Вооружившись расчетами, можно закупать в магазине заготовки ступеней стандартных размеров 400 х 800 мм либо 300 х 1100 мм и толщиной 40 мм, выкроить из них клиновидные ступени в соответствии с проектом и приступать к монтажу лестницы. Вначале необходимо установить и жестко закрепить опорную стойку, а затем закрепить на ней ступени.

Для тех, кто не слишком доверяет произведенным самостоятельно расчетам, существует более удобный вариант – готовые сборные винтовые лестницы от отечественных или зарубежных производителей, которые легко собираются по инструкции изготовителя, как это показано в видео ролике:

Расчет винтовой лестницы

Начинается расчет с определения габаритных размеров проема в перекрытии, именно проем определяет длину проступи. Помимо этого, сразу нужно выяснить и расстояние между этажами, чтобы определиться с необходимым числом ступеней.

Важно также правильно определиться с углом закручивания винтовой лестничной конструкции, когда вы проходите полный круг по винтовой лестнице, вы должны закончить движение в той же точке горизонтальной плоскости, где вы и начали его.

Если строительство лестницы ведется в центре помещения, то вход и выход можно обустроить в любом месте.

Однако если установка будет выполнена в углу или около стены, то стоит обратить внимание на направление вращение, чтобы точно определиться с точками выхода и входа.

Вполне вероятно, что организовать лестницу с вращением на 360 градусов не удастся и придется предпочесть иной угол. Если коттедж имеет мансарду, то во внимание принимается высота до перекрытия, чтобы не удариться головой о конструкции мансарды.

Перед тем, как приступить к строительству, стоит составить проект, который определяет длину проступи и число ступеней. Допустим, что мы занимаемся проектированием лестницы, угол поворота которой составляет 360 градусов, диаметр – 2 метра, а высота – 3.

При вычислении длины окружности лестницы по средней линии ее движения можно получить значение, которое равно 4.19 метра. Данное значение позволило нам получить развертку лестницы, которая соответствует стандартной одномаршевой.

Важно

Если высота от пола до пола находится на отметке 3 метра, то стоит остановиться на шаге ступени в 15-20 сантиметров, чтобы количество подъемов оказалось на отметке в 20 или 15. Допустим, что вы проводите расчет винтовой лестницы, которая имеет 15 подъемов.

15 подъемам соответствует 14 ступенек, причем последняя ступень будет также лестничной площадкой. Если число подъемов равняется 15, то высота каждой ступени находится на отметке 20 сантиметров.

Стоит отметить, что подсчет числа ступеней, в большинстве ситуаций, проводится по методике обыкновенного подбора. Достаточно просто делить значение высоты этажа на разнообразные количества подъемом и ориентироваться на то, какими получаются размеры высоты и ширины ступеней и насколько соответствуют они нормативам, которые равны ширине человеческого шага.

Когда не удается без остатка разделить высоту ступени на число подъемов с точностью до одного миллиметра, необходимо увеличить или, наоборот, уменьшить высоту первой ступени. Разница в размерах не будет превышать сантиметра, то есть визуально ее зафиксировать просто невозможно.

Прочие ступени марша должны обладать абсолютно одинаковой высотой и шириной. Допуск небольшого различия по высоте между первой ступенью и прочими возможен исключительно потому, что нельзя внести кардинальные изменения в высоту этажа. Есть небольшая возможность ее корректировки при помощи толщины напольного покрытия.

Расчеты ширины проступей проводятся более лояльно. Всегда имеется возможность несколько уменьшить или увеличить габариты лестницы. Незначительное увеличение проступей никак не скажется на удобстве пользования конструкцией.

Исходя из представленных в начале статьи параметров, можно прийти к выводу, что ширина узкого участка проступи (в месте крепления ступени к стойке) составит 15 сантиметров, расстояния по линии движения – 262 миллиметра, а самой широкой части проступи – 393 миллиметра. Ступень вполне может быть изготовлена на основе данных параметров, но в реальности форма детали порой может делать упрощенной.

Еще статьи по данной теме

Расчет винтовой лестницы и подготовка лестничного проема

Прежде всего, следует определить габариты проема в перекрытии (от этого зависит длина проступи) и расстояние между этажами (определяет количество ступеней). Также необходимо продумать угол закручивания винтовой лестницы.

При прохождении полного круга по винтовой лестнице вы заканчиваете движение в той же точке по горизонтали, откуда его и начали. Если вы строите лестницу посередине помещения, вход на лестницу и выход с нее можно устроить в любом удобном месте.

Однако если вы планируете установку лестницы в углу или возле стены, обратите внимание на направление вращения и определите точку входа и выхода с лестницы, вполне вероятно, что вам придется отказаться от 360° вращения лестницы и взять за основу другой угол.

Совет

В домах мансардного типа нужно учесть высоту до перекрытия, чтобы не удариться головой о конструкции мансарды, как при движении, так и при выходе с лестницы.

Перед строительством лестницы нужно составить проект, в котором определяют длину проступи и количество ступеней. Предположим, что мы проектируем винтовую лестницу с углом поворота 360°, диаметром 2 и высотой 3 м.

Приступаем к проектированию лестницы. Длина окружности лестницы (рис. 13, 14) оборотом в 360° исчисляется по формуле: L =2πR.

Длина окружности по линии движения вычисляется по формуле L =2πr, где r =2R/3, так как средняя линия движения по винтовой лестнице находится на расстоянии 2/3 радиуса лестницы.

Таким образом, длина окружности по средней линии движения составит L =4πR/3 = 4×3,14×1000/3 = 4187 мм (4,19 м).

Этими вычислениями мы получили развертку лестницы, соответствующую обычной одномаршевой лестнице. При высоте этажа (от пола до пола) 3 м рационально принять высоту шага ступенек равной 150 или 200 мм, тогда количество подъемов будет 20 или 15.

Предположим, что остановились на варианте лестницы с 15 подъемами. Для 15 подъемов требуется 14 ступенек, последняя 15 ступенька одновременно служит лестничной площадкой. Ширину последней ступени мы можем принять равной ширине двух рядовых ступеней либо трех–четырех.

Обратите внимание

Здесь важно понять, что вступая на первую ступень, общая высота уменьшается на высоту ступени, а в лестницах с поворотом на 360° над головой площадка. При 15 подъемах лестницы высота каждой ступеньки, получается, по 200 мм.

Значит, при высоте этажа 3 м мы можем допустить установку площадки шириной в 4 ступени. Поднявшись на четвертую ступеньку, мы теряем 800 мм высоты, а над головой остается еще более 2 м.

Вычислим ширину проступи нашей лестницы по средней линии движения. Она должна подчиняться формулам: 2а+b = 600…640 мм или а+b = 450±20 мм. Подставляя высоту ступеньки в формулы получаем, что ширина проступи по первой формуле должна быть в пределах 200–240 мм, по второй 230–270 мм. А что мы имеем на самом деле? Делим длину развертки 4187 мм на 14 ступенек, получаем 299 мм.

Это размеры стандартной лестницы продающейся на строительном рынке, мы ее несколько изменим, поскольку ступенька для такой высоты подъема не проходит по формулам эргономики — она слишком широкая. В ней получается увеличенная ширина шага (2×200+299=699 вместо 620 мм). Целесообразно довести количество подъемов до 17 (16 ступенек плюс площадка).

Тогда ширина проступи составит: 4187/16=262 мм, а высота подъемов 3000/17=177 мм. Причем 16 подъемов будут по 177 мм, а самый первый подъем на 9 мм ниже — 168 мм (168+16×177=3000 мм).

Эти размеры ступенек удовлетворяют требованиям эргономики и позволяют нам сделать верхнюю площадку шириной до пяти ступенек, поскольку поднимаясь по лестнице, мы можем позволить себе потерять в высоте до одного метра, а это как минимум 5 подъемов.

Необходимо добавить, что подсчет количества ступенек ведется обычным методом подбора. Надо просто делить высоту этажа на разное количество подъемов и смотреть, какие получаются размеры высоты и ширины ступенек и как они соответствуют нормативным формулам, то есть ширине шага человека.

Когда высота лестницы не делится без остатка на количество подъемов с точностью до миллиметра, следует увеличить или уменьшить высоту первой ступени. Разница в размерах не превышает 10 мм, то есть практически незаметна. Все остальные ступеньки марша должны быть абсолютно одинаковыми как по ширине, так и по высоте.

Небольшое отклонение по высоте между первой ступенькой и остальными допускается потому, что мы не можем кардинально изменить высоту этажа: она такая, какая она есть. Мы можем ее немного подправить толщинами напольных покрытий и подогнать высоту, чтобы она без остатка делилась на высоту подъемов, а если это невозможно, то изменить высоту первой ступени.

Важно

Расчет ширины проступей более лоялен. Мы всегда можем слегка увеличить или уменьшить размер лестницы в плане, сделав все ступеньки одинаковой ширины, тем более что речь идет об остатке не более 10 мм. В винтовых лестницах еще проще, здесь все ступеньки забежные и делаются открытыми (без подступёнков), то есть ступеньки «забегают» друг под друга.

Незначительное уширение проступей никак не скажется, нижняя ступенька просто чуть глубже «забежит» под верхнюю.

Ширину проступи по линии движения определили, теперь нам нужно рассчитать ширину ступени в узкой части. Ступени обычно нанизывают на стальную трубу диаметром 50 мм, для увеличения жесткости стойки и фиксирования ступеней на определенной высоте между ступеньками вставляются стальные гильзы и выточенные на токарном станке шайбы.

Следовательно, общий диаметр центральной опорной стойки будет увеличен. Кроме того, в узкой части ступени будет просверлено отверстие диаметром 50 мм, чтобы ступенька не сломалась, ее нужно расширить, добавив во все стороны вокруг отверстия по размеру, равному одному диаметру (50 мм).

Таким образом, получается, что ширина узкой части проступи в месте крепления к обсадной трубе составит 50+50+50=150 мм.

Рассчитываем ширину проступи в широкой части ступеней. Длина окружности составит: L =2πR =2×3,14×1000 = 6280 мм. Количество ступеней — 16 (17 подъемов). Значит, ширина проступи в широкой части ступеней будет равна 6280/16=393 мм.

Итак, расчетные размеры проступи ступеней (рис. 60) составляют в узкой части 150, по линии движения (на расстоянии двух третей радиуса) — 262, в широкой части — 393 мм.

Ступень можно изготовить по этим размерам, но в реальности форму ступени упрощают, соединяя линии разметки широкой и узкой части проступи. Размер ширины проступи по линии движения при этом увеличивается.

Совет

Однако это мнимое увеличение, ступень действительно становится шире, но когда лестница будет полностью собрана, ширина проступи по линии движения будет равна расчетной. Ступеньки просто «забегут» друг под друга.

рис. 60. К расчету размеров проступи винтовой лестницы (размеры в мм.)

Не забываем, что полученные нами расчетные размеры справедливы только для радиуса лестницы равному 1 м. При изменении радиуса либо при изменении положения линии движения, например, приняв ее равной R/2, размеры проступи будут другими.

Почему можно изменить положение линии движения? Потому, что человек вообще не может неосознанно ходить строго прямо либо по нарисованной или воображаемой линии. В винтовых лестницах, где ступени клинообразные, размер проступи уменьшается от наружной границы лестницы к ее центру.

Как бы мы не рассчитывали линию движения, одна нога все равно идет по широкой части ступени, другая по узкой.

Многие изготовители винтовых лестниц давно перестали задумываться над этим вопросом и делают свои лестницы с подъемами 200 мм (14 ступеней, 15 подъемов), а ширина проступи у них получается такой, какой получается в зависимости от диаметра лестницы. Человек, пользующийся лестницей, сам найдет, где ему удобнее идти, ближе к краю или ближе к центру.

Все вышеприведенные расчеты велись по длине окружности и дуг. В связи со сложностью применения этих величин при натурной разметке ступеней, в расчетах лучше использовать хорды. Длина хорды вычисляется по формуле с=2Rsina/2 .

Тем, кому вычисления с синусами кажутся слишком сложными, можно отказаться от такого расчета и считать хорды равными соответствующим длинам дуг, но учтите, что ступени при этом будут шире, чем нужно, следовательно, и нависание их друг над другом будет больше.

Для определения размера верхней ступени — лестничной площадки нужно понять, как лестница будет ориентирована в помещении.

Лестница круглая, ее можно повернуть как угодно и обеспечить удобный заход на нее, но при этом нужно продумать, как сделать с нее выход. Размеры площадки вычисляются, исходя из планировки второго этажа.

Некоторые решения размещения лестничных площадок изображены на рисунке 61.

рис. 61. Варианты расположения лестничных площадок винтовых лестниц

Теперь нужно подготовить под лестницу проем в перекрытии верхнего этажа. Проем проектируется в процессе изготовления чертежей всего дома и оставляется открытым в период строительства.

Если этого, по каким либо причинам не произошло, проем выпиливают в готовом перекрытии. Форма проема может быть квадратной или круглой.

Главное условие, размер «в свету» оставляемого или выпиливаемого проема должен быть больше диаметра лестницы минимум на 20 см, то есть по 10 см с каждой стороны.

Мы рассмотрим изготовление круглого проема, как более сложного. Прямоугольный проем делается аналогично описываемому способу, но для его обрамления не требуются гнутые профили.

Обратите внимание

Разметьте планируемый проем на нижней поверхности пола (рис. 62), добавив со всех сторон необходимую для отделки толщину и перенесите разметку с помощью отвеса на потолок. Установите регулируемые домкратные стойки, как показано на рисунке. По центру проема просверлите в верхнем перекрытии сквозное отверстие снизу вверх.

Перейдите наверх и найдите просверленное отверстие. Вставьте в отверстие штырь и с помощью шпагата и карандаша очертите круг, обозначающий проем с учетом толщины балки, обрамляющей проем. Сделайте сквозные отверстия для пропускания пилы лобзика и выпилите пол по контуру проема. Выбейте выпиленные куски досок пола.

Несущие балки перекрытия пока не трогайте, их выпилим, когда будет готова отделка проема.

рис. 62. Разметка лестничного проема

Для устройства балки проема, имеющего форму окружности, нужно произвести загиб пиломатериалов. Загиб можно сделать несколькими способами, но наиболее простой способ гнутья, доступный в домашних условиях, «холодноклеевой».

На большом и ровном столе, обитом кровельной жестью (обивка стола жестью не допустит приклеивания изготавливаемого элемента к поверхности стола), устанавливаются стальные или деревянные кружала, образующие требуемый диаметр (рис. 63).

К столу на расстоянии от кружал чуть большем, чем толщина загибаемого элемента, закрепляются деревянные или стальные упоры. Для обеспечения хорошего обжима высота упоров и кружал выбирается больше, чем требуется для данного элемента.

От того, как качественно будут изготовлены кружала, зависит качество изгибаемой конструкции. Вместо упоров и клиньев могут быть использованы струбцины.

рис. 63. Стол для изготовления гнутой деревянной конструкции

Гнутую балку изготавливают из шпона, так называется тонкий лист древесины. В зависимости от способа изготовления различают лущеный, колотый и пиленый шпоны. Лущеный шпон толщиной 0,25–1,66 мм встречается наиболее часто. Качества лущеного, колотого и пиленого шпона примерно одинаковы.

Весь процесс склейки можно сравнить с изготовлением папье-маше из бумаги. В кондуктор последовательно вставляются предварительно промазанные клеем полосы древесного шпона и обжимаются клиньями. Первая и последняя полоса шпона должны быть полной длины и загибаться в кольцо, середина может быть заполнена более короткими кусками.

Все полосы шпона делают на 5–10 мм большей высоты, чем требуется, для последующей острожки и шлифовки полученного изделия. Для более качественного обжима допускается использовать шурупы, вкручиваемые впотай, которые навсегда остаются в балке.

Важно

Процесс изготовления гнутой балки в зависимости от ее толщины может выполняться в один или несколько приемов, то есть в кондуктор можно зарядить весь пакет шпона или только часть, например, половину толщины, а после просушки следующую половину. Для достижения более высокого качества работ можно укладывать в кондуктор по одному слою, обжимать, сушить и вставлять следующий слой.

Скорость работ заметно упадет, но повысится качество обжима, следовательно, всей балки. Но при этом не следует забывать о главном правиле: все склеиваемые слои должны быть примерно одинаковой влажности.

После склеивания и просушки изогнутую балку обрамления проема устанавливают в перекрытие. Для этого в перекрытии выпиливают несущие балки и закрепляют обрамление (рис. 64).

Гнутую конструкцию прикрепляют к существующим несущим балкам угловыми накладками либо металлическими зубчатыми пластинами (МЗП). Для окончательной отделки проема нужно изготовить два закругленных плинтуса и установить их на шурупах сверху и снизу проема.

Плинтусы изготавливаются в том же кондукторе с единственной разницей в том, что они делаются чуть шире балки и значительно ниже.

рис. 64. Оформление лестничного проема винтовой лестницы

Как правильно рассчитать винтовую лестницу: советы специалистов

3875 0

Такая задача, как расчет винтовой лестницы, может стать серьезной проблемой для новичка, особенно если всё выполнять своими руками.

Здесь особую трудность составляет, пожалуй, распределение положения ступеней и определение их оптимальных размеров и количества. Поэтому стоит обратиться к уже прописанным стандартам и подыскать аналог планируемого сооружения.

Если же ничего похожего вам найти не удалось, в любом случае придется разрабатывать отдельные чертежи практически с нуля.

Особенности конструкции

Чтобы понять, как рассчитать винтовую лестницу своими руками, для начала нужно вникнуть в суть конструкции. В отличие от стандартных маршей такая лестница обладает следующими характеристиками:

• Компактность. Это одна из определяющих особенностей винтовых лестниц. Благодаря особому устройству можно добиться оборудования удобного и вполне безопасного подъема в условиях ограниченного пространства. По сути, ступени образуют круг, который по диаметру должен соответствовать размерам проема на втором этаже.
• Эстетичность. В винтовом исполнении доступны различные конфигурации конструкции. Плавные линии забежных ступеней и спиральные закругления придают лестнице особый шарм и некую легкость. Она может стать одним из центральных украшений помещения.
• Устойчивость. Если чертежи были проработаны грамотно, а также использовались качественные материалы, при возведении своими руками вам удастся добиться гораздо большей устойчивости и прочности конструкции, чем в случае с маршевыми моделями. Упор приходится на центральную ось, которая надежно фиксируется сверху и снизу, соединяясь с межэтажными перекрытиями.

Компактность — основная особенность при использования винтовой лестницы

Для того чтобы своими руками произвести расчет винтовой лестницы, необходимо определить целый ряд параметров:

• Уклон ступеней — определяет угол наклона прямой линии, по которой человек поднимается наверх. Для винтовой лестницы он может колебаться от 35 до 50 градусов. Чем больше уклон, тем круче конструкция, что негативно сказывается на её эргономичности и безопасности, но при этом позволяет сэкономить место.
• Количество ступеней — рассчитывается таким образом, чтобы рационально распределить высоту лестницы. По ней должно быть удобно подниматься с минимальными затратами сил. Рекомендуется делать нечетное количество, не более 15–17 штук.
• Ширина проступи — это, пожалуй, основной параметр, так как именно от него зависит, насколько комфортно будет передвигаться по ступеням. Он характеризует ширину той части, куда человек ставит ногу. В идеале стопа должна полностью опираться на поверхность ступени. Для винтовой лестницы этот показатель является скорее условным, так как по всей длине радиуса значение изменяется от меньшего к большему.
• Высота подступенка — это высота самой ступени, то есть от неё зависит, сколько усилий нужно приложить человеку для того, чтобы подняться на следующий уровень. Берется в среднем на уровне 15–20 см.
• Ширина лестницы — это общий показатель, который рассчитывается вместе с диаметром. Это длина одной ступени, то есть доступное пространство для прохождения пути.

Перечень основных параметров, необходимых для расчета винтовой лестницы

Параметры ступеней

Отдельно следует остановиться именно на расчете ступеней винтовой лестницы, рассмотрим, как это сделать своими руками. Практически весь смысл проектирования сводится к определению граничных параметров ступеней и их оптимального расположения на опорной оси.

Так как рассчитать винтовую лестницу своими руками нужно с нуля, в начале следует измерить расстояние от нижнего яруса до пола второго потолка. Это и будет сама опора, то есть высота лестницы.

Полученную цифру нужно разделить на предполагаемое количество ступеней. Так вы получите высоту подступенка.

Совет

Если этот показатель не вписывается в нормативные рамки, его можно подкорректировать и изменить показатели, участвующие в расчетах в пределах доступных отклонений.

Самым сложным этапом для выполнения своими руками является расчет ширины ступеней винтовой лестницы. Здесь нужно воспользоваться формулой для определения окружности конструкции.

При этом учтите, что полезной считается не более 2/3 площади ступени, поэтому 2πR умножают на дробь. Результат делят на количество ступеней, за исключением верхней площадки, то есть на четное число. Вы получите ширину проступи в центральной части ступеней.

Линия может идти неравномерно, так как элементы располагаются поворотным принципом по спирали.

Радиусом в данном случае выступает длина ступени. Ее следует брать не менее 100 см. При этом проход для двоих уже будет весьма затруднительным. Точное его значение можно определить посредством сопоставления диаметра конструкции с площадью проема.

Учтите, что часть пространства займет опорный столб и ограждение с поручнями. То есть, если вы хотите сконструировать просторную лестницу, лучше взять небольшой запас.

Если же такой необходимости нет, можно свести все параметры к минимуму, чтобы обеспечить комфортное передвижение для одного человека среднестатистической комплекции.

Схематическое построение винтовой лестницы и формулы для определения параметров ступеней

Способы крепления ступеней и их влияние на размеры конструкции

Винтовую лестницу можно сделать своими руками в разных вариантах при сохранении практически идентичной конфигурации. Речь идет, прежде всего, о расположении ступеней относительно их опорного крепления. Наиболее распространенными являются такие варианты:

• опора на периметральные стены;
• консольное защемление на оси;
• опора на тетивы;
• консольное опирание на осевую опору.

Типы крепления ступеней к винтовой лестнице

Самым просторным проектом можно считать лестницу с опорой на стены. В таком случае ступени фиксируются внешним краем к стене, а по внутренней линии образуют ось.

Это позволяет сэкономить на установке массивных поручней и зафиксировать их к стене, чтобы они не мешали передвижению, но при этом сохранялся требуемый уровень безопасности.

То же самое можно сказать и о модели с упором на гнутые тетивы.

Обратите внимание

А вот консольное крепление занимает гораздо больше места, поэтому необходимо прибавить 20–30 см к каждой стороне, чтобы добиться полноценного охвата полезной площади при подъеме. В этом случае часть ступени занимает примыкание к опорному столбу, а еще некоторая площадь уходит под фиксацию ограждения.

В любом случае рекомендуется проработать несколько проектов для определения наиболее подходящего варианта. Базовые расчеты остаются практически неизменными, но это позволит вам определить наиболее выигрышный вариант.

Рекомендуем посмотреть видео: