Как рассчитать винтовую лестницу? Расчет винтовой лестницы своими руками: формулы, правила, нюансы Проектирование винтовой лестницы в частном доме программа

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. 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. 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. 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. 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.

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.

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.

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.

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. 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.

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.

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. 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.

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.

Винтовая лестница - это довольно сложная конструкция и в то же время самое хорошее и изящное решение для многоэтажных строений. Установка деревянных или металлических винтовых лестниц является самым оптимальным и компактным решением у себя дома. Это сооружение, которое не требует особых затрат и много пространства, и её можно сделать своими руками. Имеется довольно разнообразный выбор по материалу, дизайну и интерьеру. Какой именно подходит вам, рассмотрим ниже.

Разновидности винтовых лестниц

Винтовые лестницы всегда придавали какой-то определённый шарм дому. При правильном расчёте места и пространства такого рода лестницы могут быть самой любимой и красивой конструкцией в доме. Разновидностей данных сооружений так много, что каждому дому требуется индивидуальное решение. В основном выделяют четыре вида:

1. Винтовые лестницы, которые окружены специальными опорами или стенами. Опоры могут быть как из дерева, так и из металла. А посередине они прикреплены к деревянному столбу или каменной колонне. Такие столбы и колонны могут быть отделаны под материалы на ваш вкус и выбор.
2. Винтовые лестницы, которые не имеют специальных опор. Они обычно находятся посередине комнаты, тем самым не опираясь на стены. Посередине они прикреплены к опорному столбу.
3. Винтовые лестницы, которые не имеют опоры посередине, а опорой служат профессионально сделанные перила. От этой конструкции создаётся впечатление некоей парящей лёгкости. Это, как правило, самое оптимальное и красивое решение для дома, но она требует профессионального расчёта и особого подхода к делу.
4. Наружные винтовые лестницы, которые опираются на стальные трубы диаметром не менее 50 мм. Этот вид также очень распространён, так как не требует особых навыков и знаний для установки. Винтовая лестница такого рода является самым оптимальным решением для дачников, которые собираются делать всё своими руками.

Расчёт винтовых лестниц. Размер

При расчёте размера винтовой лестницы нужно учитывать все главные аспекты этой конструкции, как высоту перил, а также ширину самой лестницы. Если говорить о практике применения данного рода лестниц, то оптимальным размером пролёта является 0,90 м. Этот размер в данном случае мы имеем дело с конструкцией диаметром 2- 2,2 м .

Как рассчитать винтовую лестницу?

При расчёте размера винтовой конструкции нужно первым делом рассчитать ширину проёма. Проём или же просвет на второй этаж может иметь округлую или квадратную форму. При изготовлении проёма нужно учесть то, что его ширина должна быть больше на 20 см чем диаметр лестницы (нужно учитывать перила, 10 см с двух сторон).

Третьим делом нужно рассчитать угол закручивания лестницы. Для этого нужно определить точку входа на первую ступень и выхода из последней ступени. При расчёте последней ступени нужно учесть высоту до потолка. Нужно, чтобы от последней ступени до потолка оставалось больше места, чем рост человека, чтобы не задеть головой потолок при подъёме. Для расчёта угла закручивания нужно сделать предварительный чертёж винтовой лестницы. Эти наброски могут помочь вам наглядно увидеть всю конструкцию.

Расчёт винтовой лестницы на примере

Например, при высоте этажа 2,5 м, угла закручивания 270 ° и ширины проёма 2 м начинаем рассчитывать размер винтовой лестницы.

Сначала мы должны рассчитать диаметр всей конструкции. Как уже было сказано, диаметр нашего сооружения должна быть меньше чем ширина проёма. Так как ширина проёма у нас 2 м , то диаметр винтовой лестницы должен быть 1,8 м. Соответственно, длина ступени или ходовая часть составляет 0,90 м, что является самым оптимальным вариантом.

После определения диаметра конструкции, нужно рассчитать длину лестницы. Для этого используем всем нам известную школьную формулу измерения длину окружности.

Длина круга (L) = 2*П(3,14)*Радиус(R).

В нашем примере L =2*3,14*90=565 см.

Но у нас имеется неполный круг 360°, а 270°. Поэтому нашу длину умножаем на 0,75.

565*0,75=424 см

Теперь нам известна длина лестницы. Она составляет 4,24 м.

Следующий шаг – определение количества ступенек. Так как рекомендуемая высота каждой ступени от 15 до 20 см, мы берём 17 см как фиксированную высоту нашей ступеньки. Итак, нам известны высота каждой ступеньки (17 см) и высота этажа (2,5 м).

Итак, у нас есть количество ступенек . Округлим до 15 количество ступенек и рассчитываем точную высоту каждой ступеньки.

250/15=16,67 см

Во избежание некоторых недочётов при использовании сотых долей первую ступеньку сделаем чуть ниже 16,2 см, а остальные 16,7см.

Теперь нужно рассчитать ширину проступи. Известно, что ширина проступи должна вместить всю стопу. Наиболее удобный размер - это 20 - 25 см. Мы берём 23 см. У нас получилась прямоугольная ступенька. Но нам нужно размеры самой узкой и самой широкой её части. Узкая её часть равна диаметру опоры, которая поддерживает всю конструкцию. Здесь проступь будет иметь отверстие. Чтобы достичь наибольшей прочности нужно, чтобы диаметр проступи была в 2 раза больше чем опорная труба.

Винтовая лестница довольно сложная конструкция и требует большого усердия, хоть и кажется на первый взгляд довольно простой. Поэтому помощь профессионалов своего дела здесь очень даже уместна. Хоть выше и приведены расчёты, но для новичка самому соорудить такую конструкцию сложновато. Наличие опыта играет тут немаловажную роль.

Материал и дизайн винтовых лестниц. Расчёт

Для изготовления винтовой лестницы подходят абсолютно все материалы , будь то дерево и металл или даже бетон. Опорная труба или стойка, как правило, делается из металла. Но она может быть и из прочного дерева, натурального камня или бетона, главное, чтобы была прочная. Ведь вся конструкция держится на ней.

Перила тоже играют немаловажную роль. Как правило, перила делают из декоративных материалов, в основном, из кованого железа. Ажурные материалы, красиво изготовленные из железа, придают интерьеру самый благоприятный вид.

При установке винтовых лестниц нужно учитывать прежде всего удобство и долгосрочность конструкции. Придерживание следующих правил поможет вам при установке наиболее долговечной и безопасной конструкции:

• Установка винтовой конструкции на специальной бетонной "подушке" является самым безопасным решением. Ведь винтовая лестница - конструкция большая и тяжёлая. Часто пол не может выдержать такой нагрузки. Нужно учитывать вес самой конструкции и людей, которые будут по ней передвигаться. Поэтому для продления срока службы вашего сооружения необходимо всё это рассчитать и при необходимости принимать соответствующее оптимальное решение.
• Идеальная высота прохода- 2м, чтобы при подъёме не задеть головой какие-либо элементы вашей конструкции.
• При установке данного сооружения нужно учесть то, что ширина ступеней должна быть не менее чем ваши стопы, чтобы было максимально удобно передвигаться по конструкции. Каждый поворот должен быть оснащён не меньше 12 ступеньками.
• Для обеспечения максимальной безопасности нужно, чтобы смежные ступеньки скреплялись друг к другу дополнительно.

И в заключение приводим наиболее важные детали , которые нужно знать при установке винтовых лестниц. Почему же именно такому виду сооружения мы отдаём преимущество, и что же нужно знать?

• Винтовая лестница являет собой элемент оригинальности и стиля. Поэтому она может подойти под любой интерьер дома.
• Не требует много места - 1,5-2 кв. м более чем достаточно, чтобы вы воплотили любую идею.
• Обходится дешевле, чем привычная лестница.
• Достаточно обладать минимальными навыками при расчёте и установке.

Конечно же, нужно знать правила безопасности и соблюдать их при передвижении по данному сооружению. Быстрая ходьба по ним не рекомендуется, так как довольно крутой угол наклона является источником опасности. Но надёжные перила могут быть, как никогда, полезны в таких случаях. Поэтому самым оптимальным вариантом является винтовая лестница, обладающая 30-40 градусами угла наклона. А высота перил рекомендуется от 0,90 до 1,2 м. Нечётное количество ступеней и закручивание против часовой стрелки также рекомендуется профессионалами, так как многие люди обычно поступают на первую ступень правой ногой.

Компактная винтовая лестница становится привычным интерьерным решением для загородных домов. Эта изящная конструкция украсит любое помещение и поможет сохранить полезную площадь в строениях с ограниченными габаритами.

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.

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.

Чертеж винтовой лестницы с нанесенными на него размерами позволит избежать ошибок при монтаже.

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.

Выполняя расчет числа оборотов, необходимо учитывать оптимальную высоту для свободного прохода человека. Она должна составлять 185-190 см, что позволит не ударяться головой о верхние ступеньки.

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.

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 .

Таким образом, получаем еще одну величину – длину окружности пути движения человека (I ). Ее можно рассчитать по формуле: I=2*3,14*(2*R/3)*n , что в нашем случае составляет: I=2*3, 14*(2*1/3)*2=8,37 м.

Расчет высоты ступеней и их необходимого количества

Как рассчитать ступени винтовой лестницы? Следует замерить высоту от поверхности пола первого этажа до потолка (H1 ) и добавить толщину междуэтажного перекрытия из бетона или дерева (H2 ). Допустим, что высота H1=5 м, а Н2=0,25 м, получается, что общая высота Н=5+0,25=5,25 м.

Нормальными габаритами ступени считаются: высота – не более 20 см, ширина – не менее 27 см, свес – не более 4 см.

Возьмем высоту ступени s=20 см.

Чтобы определить количество ступеней, необходимо высоту этажа разделить на желаемую высоту ступени: х=Н/s =5,25/0,2=26,25 ступеней. Если первую ступеньку сделать на высоте 25 см, оставшиеся ступени будут иметь высоту 20 см, причем последняя, 26 ступенька, будет соответствовать уровню пола второго этажа, т.е. являться площадкой лестницы.

Расчет длины ступеней и ширины проступи

Важным параметром размеров винтовой лестницы в частном доме является длина и ширина ступеней. Так как винтовая конструкция обычно имеет небольшие размеры, необходимо учесть, чтобы человеку было удобно подниматься по ней на второй этаж.

В силу поворотного устройства пролета, сама ступенька для винтовой лестницы имеет неправильную, клинообразную форму с широким внешним концом и узким концом, который предназначен для крепления на опорном столбе.

Расчет размеров ступенек производится поэтапно:

1. Изначально определяется размер самой широкой, внешней части ступеньки (d1 ), ее выполняют слегка закругленной. Чтобы рассчитать показатель d1, следует разделить внешнюю длину лестницы на количество ступенек: d1=L/x =12,56/26=0,48 м;
2. Чтобы определить ширину проступи в средней линии (d2 ), в том месте, где будет проходить человек, необходимо использовать длину окружности пути I. Схема расчета остается прежней: d2=I/x =8,37/26=0,32 м. Данная величина вписывается в стандартные размеры ступеней и будет комфортна для перемещения по лестнице;
3. Следующим шагом определяется значение ширины ступени около опорной трубы (d3 ). Этот показатель зависит от диаметра трубы, но обычно он составляет не менее 10 см;
4. Если ступенька изготавливается с прямым внешним обрезом, для определения максимальной ширины ступени требуется найти угол (а ) по формуле: а=y/x =720/26=27,69 градуса. Далее вычисляется максимальная ширина (с ) ступеньки: с=2*R*sin a/2 =2*1*0,55/2=0,55 м.

Расчетный размер длины ступени (h ) определяется от несущей опоры лестницы до внешнего края. Данная величина находится следующим образом: из радиуса проема следует вычесть радиус опоры. R-R1 =1-0,065=0,939 м.

Вычисленная длина ступени не превышает одного метра, поэтому для изготовления ступенек можно использовать дерево твердых пород. Если по расчетам выходит, что длина ступени более 1 м, необходимо предусмотреть дополнительные точки опоры для деревянных ступеней, или применять стандартные сварные конструкции из металла. При необходимости перекрытия большого проема, металлические ступени являются оптимальным решением.

После выполнения всех поэтапных расчетов размеров ступеней, можно приступать к их изготовлению, но для точного соблюдения всех параметров, следует сделать чертеж этой детали, особенно в том случае, когда выполнением заказа будет заниматься стороннее лицо или организация.

Расчет площадки лестницы

Радиус площадки обычно чуть меньше радиуса проема, исключение составляет способ возведения винтовой лестницы с балясинами, которые опираются на наружный край ступеней, в этом варианте радиусы совпадут.

Если взять диаметр проема равный 200 см и сократить его на 20 см (часть проступи используемой при ходьбе), то длина ступеньки составит: (200-20)/2=90 см.

Чтобы определить ширину верхней площадки, следует учитывать потери высоты при передвижении по маршу. Каждая ступенька в нашем случае уменьшает расстояние до площадки на 20 см. Соответственно, необходимо рассчитать минимально возможную высоту для начала организации площадки. Если взять средний рост человека в 180 см, то от уровня пола второго этажа, где организуется площадка, до нижней ступеньки будет девять ступеней (180/20=9).

В нашем случае на два полных оборота приходится 26 ступенек, соответственно на один (конечный) – 13 ступеней. Ширина площадки высчитывается по количеству ступеней: 13-9=4. Значит, ширина площадки будет равна ширине 4 ступеней, за минусом отверстия в середине под опорный столб.

Ширина ступени d1 составляет 0,48 м, а значит, ширина площадки составит: 0,48*4=1,92 м, что вполне достаточно для комфортного подъема. Больший размер площадки не позволит в повороте свободно проходить под ней.

Изучив вышеперечисленные методы вычислений, каждый домашний мастер без проблем разберется с тем, как рассчитать винтовую лестницу на второй этаж и самому изготовить все необходимые элементы конструкции. Для более быстрого подсчета можно воспользоваться специальными программами, которые позволяют точно и быстро рассчитать параметры винтового лестничного марша.

Созданию лестницы предшествует этап разработки проекта. На этапе конструирования инженер:

Конечно, любую работу лучше доверять профессионалам. Но если есть желание сэкономить 30-40% от стоимости лестницы, то описанную работу можно выполнить самостоятельно при помощи специального программного обеспечения.

Онлайн-конструктор 3d расчета

Разработать 3d модель лестницы своей мечты под силу каждому. Для этого в интернете существуют онлайн-сервисы.

Работают они достаточно просто. Пользователь должен задать следующие параметры:

• тип лестницы;
• длину марша;
• ширину и высоту ступени;
• материал конструкции.

Дополнительно можно из предложенного списка выбрать цвет тонировки и декоративное оформление конструкции.

Подобные программы можно встретить на сайтах производителей лестниц. В этом случае можно не только посмотреть воочию на созданную своими силами лестницу, но и узнать в какую сумму обойдется ее изготовление у конкретного производителя.

Проектирование своими руками - программа калькулятор

Ну а если необходимо запроектировать лестницу «с нуля», то потребуется программа калькулятор. На сегодняшний день существуют программы, которые специализируются на проектировании лестниц. К таким относятся StairCon, Stair Designer, Compass/ND, Consultec Stairon.

С их помощью можно:

Как правило, для того чтобы получить готовый проект, для программы достаточно следующих исходных данных:

• тип лестницы;
• ширина и длина проема;
• высота проема;
• толщина перекрытия.

Строительный калькулятор Житова

Описанные программы, конечно же, облегчат задачу проектирования и позволят сэкономить немаленькую сумму, но и сами они стоят не дешево.

В качестве альтернативы можно воспользоваться строительным калькулятором Житова, который в онлайн-режиме поможет рассчитать деревянную, металлическую или железобетонную лестницу.

Конструирование одномаршевой лестницы начинается с того, что программа запрашивает следующие данные:

• желаемые размеры ступеней;
• размеры выступа на ступенях;
• размеры проема;
• минимальную ширину косоура;
• положение начальной ступени по отношению к уровню пола 2-го этажа;
• направление подъема.

На основании этих данных программа рисует чертеж с указанием основных размеров конструкции и углов ступеней по отношению к тетиве, с разметкой основных размеров ступеней.

Следует учесть, что проектирование в программе производится с учетом эргономических требований. В соответствии с которыми, уклон лестницы должен быть 30-40, высота ступени – не более 25 см, а глубина ступени – 28-31 см.

Ну а если есть желание творчески подойти к процессу создания лестницы для собственного дома, то можно вооружившись калькулятором, карандашом и бумагой выполнить расчет и чертеж самостоятельно.

Как правильно рассчитать лестницу

Винтовую металлическую

Конструирование винтовой лестницы начинают с замеров высоты помещения (Н) и размера проема (D 1). Высота помещения измеряется от уровня чистого пола нижнего этажа до уровня пола верхнего этажа. От размера проема зависит то, какого диаметра (D 2) можно установить лестницу.

Диаметр лестницы принимают чуть меньшего размера, чем проем. Для того чтобы подъем по лестнице был удобным и безопасным диаметр принимают 1500-2000 мм.

Определив диаметр, находят длину ступени (D 3): D 3 = D 1 /2-d, где

d- внутренний диаметр. Его принимают с учетом диаметра опорной стойки. Обычно эта величина равняется 100-200 мм.

Для дальнейших расчетов, необходимо определиться с углом поворота лестницы. Если вход и выход с лестницы будет находиться на одной линии, то поворот лестницы составляет 360 0 .

На следующем этапе определяют длину марша по формуле: L = 2πR, R= D 2 /2. Так как нужно определить длину марша по линии подъема, а он отступает от края комнаты на 2/3, то формула принимает вид: L = 2*2/3πR.

Зная длину марша и выбрав глубину проступи (h 1) можно рассчитать количество ступеней (n): n= L/ h 1. При этом оптимальная глубина проступи составляет 25-27 см. Если при расчете получают нечетное число, то его округляют. Как правило, уровень верхней ступени совпадает с полом верхнего этажа, поэтому ее при расчете не учитывают.

Если поделить высоту помещения на количество ступеней, то узнаем ее высоту. Нормальной считается высота ступеней 17-18 см. Если получилась высота больше, то необходимо увеличить количество ступеней.

Чтобы убедиться, что лестница полностью соответствует нормам эргономики, необходимо вычислить глубину проступи по линии движения и по внешнему краю. Для этого нужно длину марша разделить на количество ступеней. Полученное значение глубины проступи по линии движения должно быть 20-25 см, а по внешнему краю – 30-35 см. Глубину проступи внутри марша можно рассчитать или принять 100-200 мм.

На основании этих расчетов строят чертеж винтовой лестницы и рассчитывают необходимое количество материалов.

Как правильно рассчитать лестницу из дерева на второй этаж

С поворотом на 90 0

Прежде чем приниматься за расчет, измеряют высоту от пола первого этажа до пола второго этажа и размеры проема, в котором будет установлена лестница.

А ширина ступени (b) должна быть в пределах 27-30 см. Проверить насколько удобной получилась после расчетов лестница, можно умножив высоту ступеней на два и прибавив ширину. Получившееся значение должно быть в пределах 600-650 мм. Используя эту же формулу можно рассчитать ширину ступени по формуле: b=650-а*2

Чтобы в процессе подъема по лестнице не упереться в потолок головой, необходимо соблюсти высоту просвета в пределах 1900-2000 мм. Понять соответствует ли проектируемая конструкция данному требованию можно, выполнив следующие расчеты:

1. От длины проема отнять 70 см и разделить на ширину ступеней. Получившееся число – это количество ступеней, расположенных над проемом.
2. Значение из первого пункта умножить на высоту ступени.
3. От высоты этажа отнять значение, полученное во втором пункте. Это число и будет равняться высоте просвета.

Если число получилось меньше нормы, можно предпринять следующее:

• увеличить проем;
• уменьшить количество ступеней, тем самым увеличив их высоту.

Если же увеличить проем невозможно, а уменьшение ступеней приведет к тому, что уклон лестницы и высота ступеней не будут соответствовать норме, лучше запроектировать лестницу с поворотом на 90 0 .

Данная конструкция состоит из двух маршей расположенных по отношению друг к другу под углом 90 0 . Это позволяет вписать лестницу даже в помещение с небольшой площадью и с маленьким проемом.

Между собой марши могут быть соединены площадкой или забежными ступенями. Первый вариант намного удобнее, да и расчет в этом случае мало чем отличается от уже описанного. Главная задача – определить, на какой высоте от уровня пола необходимо устроить промежуточную площадку.

Вначале считают, сколько ступеней нужно для верхнего марша, расположенного между площадкой и вторым этажом. Для этого требуемую высоту просвета (2000 мм) делят на принятую высоту ступени (15-18 см). Полученное число округляют до целых и уменьшают на единицу (так как верхняя фризовая ступень совпадает с уровнем пола).

Чтобы узнать, на какой высоте будет находиться площадка, высоту ступеней умножают на их количество и от высоты этажа отнимают это число.

Количество ступеней для нижнего марша рассчитывают точно так же. При этом лестничная площадка при расчете считается ступенью. Ширину и длину площадки принимают равной ширине лестницы.

С поворотом на 180 0 и площадкой - чертежи

Двухмаршевую лестницу с поворотом на 180 0 принято устанавливать при высоте этаже больше 3 м.

Для удобства расчет выполняют одновременно с построением чертежа на миллиметровке. Вначале вычерчивают лестничную клетку.

Зная ширину лестничной клетки, вычисляют ширину марша. Для этого от ширины лестничной клетки отнимают величину зазора (100 мм) и делят величину на два.

Ну а чтобы узнать, какая высота отведена каждому маршу – высоту этажа делят на два.

Дальнейший расчет связан с вычислением количества ступеней. Для этого опять же достаточно высоту марша разделить на высоту ступени.

Ну а чтобы определить, какая будет длина марша, и построить его горизонтальную проекцию на плане, необходимо количество ступеней умножить на ширину.

Полученные размеры переносят на план. А затем вычерчивают разрез лестничной клетки.

Имея на руках чертежи, не составит труда выполнить разбивку конструкции в доме.

Онлайн-конструктор 3d расчета, проектирование лестниц своими руками – программа-калькулятор, Житов, как правильно рассчитать винтовую, металлическую, лестницу из дерева на второй этаж с поворотом на 90, 180 и площадкой – формулы, чертежи

Сообщение
отправлено.