Программа для расчета винтовой лестницы онлайн. Делаем расчет винтовых лестниц для самостоятельного изготовления конструкций
Винтовые лестницы – это не просто строительные конструкции, они являются украшением в оформлении интерьера. Они компактней и удобней лестниц других форм. Разнообразие размеров, конструкций и используемых материалов позволяет вписать такое сооружение в любой интерьер. И если потратить немного сил и времени на изучение особенностей проектирования и постройки винтовой лестницы, то можно самостоятельно сделать такое функциональное украшение в своем доме.
Виды винтовых лестниц
По форме винтовые лестницы бывают многоугольными и круглыми . Многоугольные устанавливаются возле стены, а в центре помещения эффектней смотрятся круглые конструкции.
По видам конструкции они бывают с опорой ступеней:
- на стойку;
- на стены, расположенные по периметру (стенки колодца, в котором образовывается лестница);
- на ограждение или гнутые тетивы.
Если выбирается конструкция с опорной стойкой, то проступи могут опираться на нее или же в ней защемляться.
С учетом всех особенностей конструкции можно выделить четыре типа винтовых лестниц:
- Простые клинообразные ступени широким концом опираются на стенки лестничного колодца, а узким на опорный столб, который может быть возведен из кирпичей или составлен из концов ступеней, на которых выполнены утолщения.
- Ступени закреплены узким концом в среднем монолитном столбе без опоры на стены. Это очень воздушная не загроможденная деталями конструкция.
- Ступени закреплены в изогнутых тетивах наружным широким краем. В конструкции такой лестницы нет опорного столба. Сооружение очень красивое и необычное и очень сложное в изготовлении.
- Стальная винтовая лестница с внутренним опорным столбом, который выполняется из толстостенной трубы диаметром не менее 50 мм, так как именно он несет основную нагрузку. Такие лестницы наиболее часто встречаются и отличаются по большей части только элементами декора.
Для всех типов винтовых лестниц существует одна особенность – они, как правило, выполняются без подступенков, так как ступени ближе к опоре узкие и нога при подъеме становится на них со свисанием вперед. Вообще, по винтовой лестнице рекомендуется ходить не слишком быстро, соблюдая правила осторожности. Надежные поручни – это не элемент декора, а жесткая необходимость, и соответствующие типовым нормам размеры проступей еще важней для безопасности движения.
Принятые размеры винтовых лестниц основываются на эргономических принципах и правилах безопасности, то есть в основе лежит удобное перемещение и безопасная эксплуатация сооружения.
Основные размеры:
- ширина лестничного марша 530- 1430 мм;
- диаметр отверстия в перекрытии 1400- 3400 мм;
- диаметр лестницы по наружному краю перил 1300- 3300 мм;
- диаметр прохода по внутреннему краю перил 1200- 3200 мм;
- расстояние между витками (высота прохода) от 1900 мм, выше роста человека, чтобы не пригибаться при ходьбе;
- угол одного поворота лестницы по спирали – 270-360°.
- ширина проступи в районе движения – от 200 мм, а на расстоянии 150 мм от стойки – от 100 мм, хотя оптимальной является ширина 280 мм, так как при спуске, опираясь только на пятку, можно упасть;
- высота подъема ступени 150- 200 мм. Для винтовой лестницы оптимальной будет высота не меньше 170 мм, так как при подъеме верхние ступени зачастую находятся над головой идущего;
- количество ступеней в полном обороте больше 12, во всей же конструкции их должно быть нечетное количество;
- высота перил в пределах 900- 1200 мм.
Если говорить об основной лестнице, а не о чердачной, то диаметр проема в перекрытии должен быть не менее 2000 мм , а проступь должна быть длиной от 900 мм, то есть диаметр лестницы – 1800 мм. Разница в 100 мм на сторону предназначена для того, чтобы выполнить ограждение, и рука удобно располагалась на поручне. Для доступа на чердак будет удобна дополнительная лестница диаметром 1200 мм в проеме – 1400 мм.
Если учесть, что процентов тридцать длины проступи уходит на нависание забежных ступеней друг над другом у центрального столба, то для хождения остается немногим более полуметра. Разойтись на такой лестнице трудно, а увеличивать диаметр смысла нет. Кроме того, по ней сложно носить грузы, для этой цели диаметр отверстия в перекрытии должен быть не меньше 2200 мм. Но все эти недостатки компенсируются красотой и компактными размерами сооружения.
Расчет размеров
При изготовлении металлической лестницы в качестве опоры берут стальную трубу с диаметром 50 мм
и толщиной стенки не менее 5 мм. Тогда узкая часть проступи должна быть не менее 150 мм, чтобы выполнить отверстие под трубу, так, чтобы между краем отверстия и краем ступени оставалось расстояние не меньше диаметра отверстия. Эти размеры используются при дальнейших расчетах.
Размеры проема
Условные обозначения:
- H – высота проема;
- R – радиус окружности проема;
- R1 – внутренний радиус проема или наружный радиус опорного столба;
- r – радиус пути движения, обычно r = 2/3 R (две трети радиуса окружности проема);
- γ – угол оборота марша вокруг оси в градусах;
- n – количество оборотов марша вокруг оси, то есть n = γ/360°;
- L – полная длина окружности проема;
- l – полная длина окружности по линии движения.
Форма поступи в винтовой лестнице напоминает лепесток, закругленный с узкой стороны, с отверстием в нем для крепления на опорном столбе, поэтому речь идет о защемленной узким концом консоли.
Условные обозначения:
h – длина поступи, h=R–R 1 (если h меньше 1000 мм, то консоль можно выполнять без металлического каркаса только из массива дерева);
W 1 – максимальная ширина консоли, хорда окружности с радиусом R ;
α – угол между радиусами R, проведенными через внешние края ступени;
W – ширина проступи, хорда окружности с радиусом 2/3R;
C – высота ступени;
Z – толщина консоли;
N – общее количество ступеней;
N 1 – количество ступеней в одном витке.
Расчеты количества ступеней и их размеров
Согласно формуле
- L=2πR =2πR,
- l=2π* r =2π*2/3 R =4πR/3;
примерное количество ступеней в одном полном обороте (витке) можно определить, зная среднюю ширину на линии движения W ≥ 200 мм
N 1 = l/ W =3 l /4 πR.
Если стандартная высота одного витка 1900 мм, то с запасом 100 мм
C = ((1900+100)+ Z)/ N 1 и N = H / C .
угол α= γ/ N , тогда ширина консоли W 1 =R*sinα, а ширина проступи на линии движения
W = r* sin α =2/3R* sin α .
Имея под руками таблицы Брадиса , ширину проступи на линии движения подсчитать несложно. Полученное значение должно быть в пределах 150- 200 мм обязательной ширины. Если оно отличается в любую сторону, нужно менять количество ступеней и делать уточняющий расчет. Таким несложным подбором можно установить количество ступеней для комфортного перемещения по винтовой лестнице.
Существует формула, по которой можно проверить оптимальные размеры ступени: если сложить ширину проступи и удвоенную высоту ступени, то сумма должна быть в пределах от 600 до 650 мм (величина среднего шага).
При расчете винтовой лестницы трудно придерживаться всех правил, ведь кроме безопасности и удобства существуют еще планировка, эстетические моменты, прочностные характеристики и геометрические размеры материала, из которого сделана конструкция. Наиболее жесткие требования предъявляются к высоте ступеней. Их ширина в винтовой лестнице не столь важна, потому что она все равно по длине консоли отличается настолько, что даже шаги правой и левой ногой идущего отличаются по величине. Поэтому определяя оптимальное значение размеров ступени, выбирают обычно вариант, в котором именно высота больше всего соответствует нормам.
Размеры типовых винтовых лестниц
Строить лестницу своими руками хлопотно, расчет параметров не так прост
, но есть фирмы, специализирующиеся на проектировании и изготовлении винтовых лестниц по типовым и индивидуальным проектам из различных материалов. Производители массовой продукции предлагают готовые типовые конструкции, предусматривающие изменение базовых размеров в каких-то пределах и комплектующие к ним.
Самая простая и дешевая конструкция – винтовая со ступенями, которые закреплены на центральном столбе и на балясинах винтовых поручней, и может проектироваться так, чтобы движение по ней происходило против часовой стрелки и по ходу. Она выполняется из металла с различными видами покрытия и деревянными ступенями.
В паспорте на изделие обычно указываются стандартные размеры (обозначения могут быть другими, но суть от этого не меняется):
- диаметр лестницы D = 2R = 1200, 1400 или 1600 мм;
- высота лестницы в базовой комплектации H = 2860 мм;
- высота, до которой можно поднять конструкцию за счет изменения расстояния между ступенями H" = 3090 мм;
- высота за счет дополнительной секции H"" = 3320 мм;
- расстояние между ступенями C = 220 - 238 мм;
- толщина ступени Z = 35 мм;
- количество ступеней N = 16;
- количество ступеней за счет дополнительной секции N " = 17;
и в зависимости от количества ступеней и диаметра проема разные значения угла оборота марша γ и длину ступени h.
Если указан угол γ = 450°, значит, количество оборотов лестницы n = γ /360°= 450/360=1,25.
Изучить алгоритм расчета размеров всей конструкции и ее ступеней стоит хотя бы затем, чтобы, выбирая типовую винтовую лестницу, можно было представить, впишется она в существующий проем или нет, насколько она удобна (хотя бы теоретически, походить по ней можно не во всяком магазине) и безопасна, соответствует ли основным параметрам эксплуатации таких сооружений. А заказывая индивидуальный проект, можно будет практически на равных и со знанием дела обсуждать со специалистами параметры будущего украшения интерьера.
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:
- 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.
- Винтовые лестницы, которые не имеют специальных опор. Они обычно находятся посередине комнаты, тем самым не опираясь на стены. Посередине они прикреплены к опорному столбу.
- 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.
- 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.
руками – это возможность сделать самостоятельно уникальные “закручивающиеся” ступеньки.
Они ведут с одного этажа на другой.
Такая конструкция экономит место, которое пришлось бы выделять для установки обычной маршевой лестницы.
Типы конструкций винтовой лестницы могут быть разделены на три большие категории:
- С центральным столбом, на который и упираются ступени.
- Без опоры в середине (ступени крепятся на тетивах – окружающих стенах).
- Объединение первых двух (то есть ступени опираются и на центр и на боковые опоры – применяется для широких конструкций).
При самостоятельной сборке и изготовлении винтовой лестницы наиболее популярным и простым вариантом является первый – с центральным столбом.
Эта серединная (обсадная) опора легко делается из стальной .
Она должна иметь диаметр минимум шесть сантиметров, а толщину своей стенки – от половины сантиметра.
Только в таком случае конструкция будет крепкой.
Для начала работы стоит нарисовать план будущей лестницы на бумаге.
Если смотреть на этот важный элемент сверху, то окажется, что это правильная окружность.
Ее диаметр равен диаметру проема, предназначенного для винтовой лестницы.
Радиус конструкции будет обозначаться латинской буквой R и называется он радиус проема или консоли, причем внешний. Это самое большое измерение лестницы по ширине.
При этом нужно определиться с внутренним радиусом, который будет выглядеть в формуле так: R1. Он равняется толщине опоры, включая толщину ее стеночки. Например, если для постройки винтовой лестницы взяли максимально тонкую из возможных труб, ее R1 будет равен 6 см+0,5 см = 6,5 см. То есть R1=6,5 см=0,065 м.
Следующая величина, с которой нужно определиться, это количество оборотов, которые проходит лестница либо идущий по ней человек. Есть два выражения этого параметра: в градусах или в штуках.
Например, лестница делает два полных оборота вокруг своей опоры-оси. Тогда в штуках (n) этот параметр будет равняться двум, а в градусах (y) 2*360 = 720 0 , так как в одном обороте (в полном круге) триста шестьдесят градусов.
Итак, y=720, а n=2. Первая величина вполне удобна для отображения на чертеже, а вторая – для расчетов. Если лестница имеет более одного целого оборота (y>360, а n>1), то надо учесть следующее.
Человек, идущий по ней, обязательно должен проходить в полный рост, не рискуя удариться головой о верхний ее виток. Именно поэтому между двумя ступеньками, расположенными друг над другом обязательно нужно учесть расстояние в 180-190 см.
Для проверки этого параметра надо брать величину высоты винтовой конструкции (допустим – это пять метров) и разделить на то количество полных оборотов, которые она будет делать вокруг своей оси (в этом примере n=2). Итак, 5/2=2,5 м – показатель отличной просторной лестницы. Такая конструкция будет выглядеть красиво.
Следующий этап – определение длины окружности проема лестницы – L. Она равна 2*p*R*n, где все величины уже были описаны выше, а число p (“пи”) равно приблизительно 3,14.
Второй вариант расчета длины окружности – через y (количество градусов): L=2*p*R*(y/360). Если взять приведенные выше данные, а также принять за длину радиуса 80 см (R=0,8 м), то L будет равна 2*3,14*0,8*2=10,048 м.
Так была вычислена длина окружности внешней. Но идти по лестнице человек будет не по краю, а по середине ступени. Поэтому теперь стоит посчитать расстояние пути движения – l. В практике строительства таких лестниц был выявлен тот факт, что обычно нога ставится на две третьих радиуса винтовой лестницы, то есть за радиус пути движения r нужно брать 2*R/3.
В таком случае предыдущая формула примет вид: l=2*p*(2*R/3)*n или l=2*p*(2*R/3)*(y/360). Посчитаем полезную длину пути: l=2*3,14*(2*0,8/3)*2=2*3,14*0,53*2=6,65 м. Получается, внешняя окружность имеет протяженность более десяти метров, а путь – менее семи.
Для того, чтобы вычислить основные определяющие величины любой винтовой лестницы, нужно определиться с шириной для нее и количеством оборотов, которые она будет делать вокруг своей оси.
Определение параметров ступеней для любой винтовой лестницы
Расчет винтовой лестницы на второй этаж – это наиболее востребованный вариант изготовления подобной конструкции. Для того, чтобы сделать такую лестницу, все описанные выше формулы подходят.
Кроме этого, можно упростить определение ширины и высоты ступеней для лестницы с первого на второй пролет, вычислив их следующим образом.
Сначала надо узнать высоту самого этажа (расстояние от пола до на первом этаже). Эта цифра обозначается буквой H1 (например, H1=4,5 м). Также нужно знать толщину перекрытия между первым и вторым этажом – H2 (допустим, H2=0,5 м). Тогда высота винтовой лестницы будет суммой этих двух чисел: H=H1+H2=4,5+0,5=5 м.
Теперь хозяевам предстоит решить, какой высоты будет каждая ступенька. Рекомендуемая величина – 18-22 см. Для этого примера примем высоту ступени (s) равной двадцати сантиметров (s=0,2 м).
Рассчитаем количество ступеней (x). Для этого нужно разделить высоту лестницы на высоту одного элемента. Получаем: x=H/s=5/0,2=25 ступеней. То есть с заданными ранее параметрами расчетное количество элементов лестницы будет составлять двадцать пять.
Обратите внимание, что последняя верхняя ступень – это пол второго этажа, поэтому ее делать не нужно будет.
Итак, расчет радиусов и длин окружностей лестницы произведен. Также выяснено, сколько ступеней понадобиться сделать. Они могут быть выполнены из , не обязательно делать металлические.
Ступени для винтовой лестницы имеют не прямоугольную форму плоскости, а клинообразную. Это значит, что к центру они сужаются, а к внешнему краю – наоборот, расширяются.
Рассчитаем длину ступени (h) – расстояние от центральной опоры до внешнего края конструкции. Величина вычисляется так – это разность между радиусом лестничного проема и радиусом опоры или R-R1. Итак, длина ступени в приводимом примере равна: h=R-R1=0,8-0,065=0,735 м, то есть h=73,5 см.
Так как величина h меньше метра, можно не боятся делать ступени для подобной винтовой лестницы из дерева (твердых пород). В случае, когда эта величина получается более одного метра, нужно ее делать с дополнительной опорой на боковые тетивы либо брать более надежный , например, сварной металл.
Еще один вариант – сделать металлический каркас для каждого элемента, а сверху установить деревянные планки.
Теперь нужно определить не менее важный, чем все предыдущие величины, момент. Это ширина проступи (та плоскость, на которую становится нога при подъеме по лестнице, либо при спускании человека вниз).
Важный момент: это число будет показывать ширину ступени в том месте, куда обычно опускается ступня – то есть на две третьих от центральной опоры. Эта величина будет обозначаться опять же латинской буквой – буквой d.
Итак, d равняется частному между полезной длиной лестницы (l) и количеством ступеней (x), d=l/x=6,65/25=0,26 м=26 см. Ширина проступи – чуть менее тридцати сантиметров.
По желанию, учитывая потребности тех людей, которые будут пользоваться лестницей, можно сделать ступени уже или шире, соответственно их количество тоже изменится. Оптимальным размером проступи считается величина от двадцати пяти до сорока сантиметров.
С помощью несложных вычислений можно определить длину пути по лестнице и ширину проступи.
Расчет размеров самой ступеньки
Расчет винтовой лестницы, чертежи для которой рисуют на основании вычислений, строят во время планирования построения этой конструкции. Но вычисления не будут полными без определения размеров каждой ступени. Итак, после определения ее длины, надо выяснить, каким будет широкий край.
Необходимо просчитать максимальную ширину проступи. Эту величину обозначим латинской буквой d1. Показатель d1 – это несколько закругленный отрезок по самому широкому внешнему краю ступени, то есть фактически – ширина самого широкого ее места. Для самого узкого отрезка определим такое обозначение – d2 – это глубина проступи вблизи -центра (обсадной трубы).
Обычно ее делают не менее десяти сантиметров. Например, для расчета d2 будет равно 10 см (d2=0,1 м). Проступь d1 рассчитывается так. Длина лестницы (внешняя) L делится на количество ступеней (x): d1=L/x=10,048/25=0,40 м=40 см.
Для дальнейших расчетов потребуется узнать угол каждой ступени. Обозначим его буквой a. Для того, чтобы узнать угол каждого конструктивного элемента винтовой лестницы, нужно сделать следующий простой расчет: a=y/x=720/25=28,8 0 . То есть угол ступени составляет менее тридцати градусов, а именно 28,8 градусов.
Для правильных расчетов, касаемых ступеней с прямым (ровным) внешним краем, придется сделать вычисления по такой формуле: с=2*R*sina/2, где с – длина хорды (отрезка), определяющей максимальную ширину ступеньки (проступи). Итак, для приводимого примера с будет равно 2*0,8*sin28,8/2=2*0,8*0,48/2=0,384м=38,4см.
Теперь можно сделать ступеньку, точнее все двадцать пять ступеней, так как все параметры известны и просчитаны. Чертеж рисуйте в двух вариантах. Разные виды конструкции лестницы, которые будут изготавливаться для лучшего воплощения в жизнь этой затеи, просто необходимы.
Некоторые правила, касающиеся обустройства винтовых конструкций в доме:
- Возле центральной опоры ступени по ширине проступи должны быть от десяти-пятнадцати сантиметров. Меньший размер этого элемента повышает опасность использования лестницы.
- Длина ступеней зависит от наличия свободного пространства в помещении, а также от назначения и использования. Если людей, которые ежедневно или даже ежечасно будут проходить по лестнице, много, тогда есть рациональное зерно в том, чтобы делать лестницу пошире – метр и больше. При редком пользовании узким кругом лиц достаточно радиуса в один метр при ширине ступени от шестидесяти-восьмидесяти сантиметров.
- Высота прохода, как уже упоминалось выше, не должна быть ниже ста восьмидесяти – ста девяноста сантиметров для того, чтобы голова, и лоб в частности, идущего по лестнице человека была в целости и сохранности.
- Самое важное для создания винтовой конструкции с опорой на центр – прочность опорного столба. Точка, на которой он стоит, обязана держать на себе достаточно большую нагрузку. Это нужно учитывать так же, как и то, что стоять эта центральная часть должна строго вертикально.
- Для того, чтобы подъем и спуск по лестнице был удобен, ее размеры требуется сделать пропорциональными друг другу. Как это проверить? Очень просто: возьмите двойную ширину проступи (по пути прохождения), которая в данном примере обозначается латинской буквой d и равняется двадцати шести сантиметрам. Добавьте туда высоту ступени, которая в данном примере обозначался буквой s и равна двадцати сантиметрам. Результат должен быть в пределах шестидесяти шести сантиметров или меньше.
- Чтобы вся конструкция была еще прочнее, нужно и рассчитывать каждую ступень так, что одна немного находит нахлестом на другую.
- Для устойчивости и долговечности, кроме опорного столба, можно сделать дополнительную опору на боковые стены или тетивы. Расчет ступеней при этом не отличается от приведенного выше.
- Практически любой лестнице нужны перила. Это – конструктивный элемент, который придает дополнительную безопасность всему изделию.
- Центральный опорный элемент для винтовой лестницы может быть изготовлен из стали, металла или быть асбоцементным.
- В плане (вид сверху) винтовая лестница не обязательно должна быть круглой. Вот еще несколько вариантов ее формы: овальная, квадратная, неправильной формы с изгибами.
- Если лестница является вспомогательной и ведет в подсобные помещения (на чердак, в цокольное помещение). В случае, когда ею не пользуются часто можно сделать диаметр от 1,4-1,5 м с шириной проступи 55-60 см. А вот установка подобной лестницы с диаметром три метра и более не является целесообразной, так как при таких пространственных возможностях лучше делать обычную маршевую лестницу.
- Придерживайтесь диаметра внутреннего прохода (что возле перил) – сто двадцать – триста тридцать сантиметров.
Кроме того, все конструктивные элементы вместе, собранные в винтовую лестницу, на всякий случай берутся из расчета того, что по ней одновременно могут идти два, а то и три человека.
Будущий ступеней нужно предусматривать как на верхней стороне, так и на внутренней.
Для изготовления винтовой лестницы своими руками нужно изобразить горизонтальную и вертикальную проекции.
Первая из них – рисунок (чертеж) по линии пути, вторая – по внешнему ее краю.
Для этого сначала необходимо произвести расчеты всех важных величин. Таких как высота лестницы, высота и ширина ступени и проступи.
Как сделать винтовую лестницу самостоятельно, можно посмотреть на видео:
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:
- С центральным опорным столбом, к которому различными способами крепят ступени.
- С креплением ступеней на тетиве без центральной опоры.
- 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:
- 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;
- 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;
- Следующим шагом определяется значение ширины ступени около опорной трубы (d3 ). Этот показатель зависит от диаметра трубы, но обычно он составляет не менее 10 см;
- 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.
