Расчет поворотной лестницы для загородного дома

  • Дата: 28-04-2015
  • Просмотров: 2014
  • Комментариев:
  • Рейтинг: 47

Наличие второго этажа в современной городской квартире или загородном доме уже давно перестало быть роскошью. Особенно это относится к загородным домам, где второй этаж считается практически необходимостью. Соответственно, наличие второго этажа подразумевает и строительство лестницы для подъема на него. Строительный рынок предлагает множество вариантов лестниц, однако самое большое распространение получили деревянные конструкции.

Маршевые лестницы с забежными ступенями

Маршевые лестницы с забежными ступенями: а – одномаршевая с одним поворотом на 90°; б – одномаршевая с двумя поворотами на 90°; в – двухмаршевая с поворотом на 180°; г – двухмаршевая с поворотом на 90°.

Конструкция лестницы зависит от возможного занимаемого пространства. Если позволяет место, можно возвести маршевую лестницу, которая более удобна для эксплуатации. Однако зачастую полезное место ограничено, и оптимальной будет поворотная или винтовая лестница. Поворотная лестница своими руками — это довольно сложная, но выполнимая задача.

Если знать последовательность действий и особенности строительства подобных объектов, то можно попробовать сделать такую лестницу самостоятельно.

Винтовые лестницы

Винтовые лестницы: а – винтовая на опорной колонне; б – круговая с шахтой посередине.

Конечно же, можно купить готовую лестницу, однако она будет иметь некоторые недостатки:

  • довольно высокая стоимость готовых изделий;
  • возможный выбор некачественных материалов производителем;
  • подгонка размеров может занять продолжительное время и не всегда привести к желаемым результатам.

Прежде чем приступить к созданию лестничной конструкции, следует определиться с некоторыми параметрами, которые влияют на долговечность и удобную эксплуатацию лестницы:

  • максимально возможная нагрузка на лестницу;
  • оптимальные размеры ступеней и перил;
  • высота до верхнего этажа.

Выбор материала для строительства

Основные элементы лестницы

Основные элементы лестницы: 1 – площадка; 2 – тетива или косоур; 3 – проступь; 4 – подступенек; 5 – стойки перил; 6 – поручень; 7 – верхний опорный столбик перил; 8 – нижний опорный столбик перил; 9 – расстояние между стойками; 10 – высота перил.

Самыми распространенными породами дерева, которые применяются в изготовлении лестниц, являются хвойные породы. Они легко обрабатываются, достаточно долговечны и практичны, имеют невысокую стоимость. Однако если позволяет бюджет, конструкция может быть изготовлена и из твердых пород дерева: дуба или бука. Они более долговечны. Имеют благородный вид, однако достаточно сложны в обработке. Кроме того, стоимость лестницы из твердых пород дерева намного выше, чем из хвойных.

Материал для строительства должен быть без серых участков, деформаций, шероховатостей или трещин. Возможно присутствие сучков диаметром до 1 см, если материал пойдет на изготовление подступенников или ступеней. Наличие сучков в перилах или балясинах нежелательно, так как они повлияют на прочность.

Вернуться к оглавлению

Возведение поворотной лестницы

Устройство поворотной лестницы

Устройство поворотной лестницы.

Перед тем как приступить к непосредственным работам по монтажу сооружения, стоит сделать предварительный макет или проект будущей конструкции. Это поможет не отклониться от задуманного дизайна и избежать ошибок при строительстве.

Следует знать, что лестницы состоят из нескольких частей: тетивы (косоура), ступеней, подступенников, поручней (перил) и балясин. Каждый элемент отвечает за определенный этап эксплуатации готовой лестницы.

Тетива держит основную нагрузку, скрепляя собой ступени. У поворотных лестниц зачастую тетива представлена центральным столбом или стойкой, к которым прикреплен один край ступеней. Ступени и подступенники отвечают за непосредственный подъем людей на второй этаж, а перила и балясины — за безопасность подъема.

Вернуться к оглавлению

Расчет размера лестничного марша

Вариант установки основных элементов опалубки лестничного марша

Вариант установки основных элементов опалубки лестничного марша.

Для того чтобы возвести удобную и безопасную винтовую лестницу, стоит определиться с основными ее размерами и характеристиками. Они рассчитываются исходя из конструктивных особенностей и высоты между этажами.

  • H — высота конструкции, которая равна расстоянию от пола до пола второго этажа;
  • H1 — высота витка лестницы, то есть высота, на которую можно подняться при преодолении одного витка. Эта высота не должна быть менее 2 м, иначе существует вероятность удариться головой о верхнюю ступень;
  • h — высота подступенника, которая зависит от конструкции лестницы и не должна быть более 22 см;
  • h1 — глубина проступи (ширина ступени) должна быть такой, чтобы обеспечивать надежную опору, иначе нога будет соскальзывать при восхождении. Как показывает практика, ширина ступени должна быть в пределах от 25 до 40 см. При этом глубина проступи у центральной опоры не должна быть менее 10 см.

При соблюдении условия, что 2h+h1=60…65 см, лестница будет максимально удобной.

  • R — внешний радиус лестницы;
  • R1 — радиус линии подъема, который составляет 1/3 внешнего радиуса. Этот параметр является одним из самых важных, так как движение по лестнице осуществляется обычно именно на расстоянии R1 от центральной стойки и глубина проступи в этом месте должна быть самой удобной;
  • r — радиус внутренней стойки;
  • w — угол закручивания, который равен углу между входом на лестницу и выходом из нее. К примеру, если w=360°, то точка входа находится точно под точкой выхода.
Вернуться к оглавлению

Пример расчета параметров поворотной лестницы

Схема расчета лестницы

Схема-пример расчета лестницы.

Для примера можно рассчитать винтовую лестницу, соединяющую два этажа с расстоянием между ними (H), равным 3 м. Ширину лестницы (R) принимается за 1,2 м, а угол закручивания (w) должен быть равным 360°.

В первую очередь рассчитывается количество ступеней. При высоте ступени h=18 см количество ступеней будет равно n=H/h=300/18=16,7. Это значит, что лестница будет иметь 16 ступеней, так как последняя, неполная, — это пол второго этажа (однако в расчетах будет фигурировать n=17, так как количество ступеней влияет на ширину каждой ступеньки).

Длина лестницы, рассчитываемая по линии основного подъема, равна L0=2πR1. Учитывая то, что R1=2/3R, то L0=2*3,14*2/3*1,2=5 м. Зная количество ступеней и длину подъема, можно получить глубину проступи h1=L/n=5/17=0,29 м или 29 см.

Проверка 2h+h1=2*18+29=65 показывает, что рассчитанная лестница будет удобной для перемещения.

Вернуться к оглавлению

Расчет формы ступеней

Параметры ступеней

Пример параметров ступеней.

Особенность ступеней винтовых лестниц такова, что они имеют форму вытянутого треугольника с закругленными углами, где вытянутый угол направлен в сторону центральной стойки.

Форма ступеней рассчитывается исходя из их количества. К примеру, если центральный столб имеет диаметр r=10 см, то это же значение имеет и внутренний радиус ступени rвнут. Внешний диаметр rвнеш=Lв/n, где Lв=2πR=2*3,14*1,2=7,536 м. Соответственно, rвнеш=7,536/17=0,44 м или 44 см.

Получается, что ступень нашей лесенки будет в форме вытянутого треугольника со скругленными углами. Высота треугольника 1,2 м, ширина основания 44 см, а ширина верхнего скругленного угла 10 см.

Разумеется, в реальных условиях сложно получить целые числа в расчетах, потому приходится корректировать данные. Можно изменить форму ступеней или сделать первую ступень шире, чем остальные, чтобы нивелировать получившиеся погрешности, тут все зависит от вас.

Подступенники практически не используются при возведении поворотных лестниц, так как их присутствие вносит некоторый дискомфорт в передвижение.

Вернуться к оглавлению

Расчет лестничных проемов

Расчет лестничной клетки

Расчет лестничной клетки.

Лестничный проем необходимо проектировать при строительстве дома до начала постройки сооружения. Иначе необходимо будет выпиливать перекрытия, что не всегда удобно.

Чтобы узнать, какого размера необходим лестничный проем, достаточно сделать несложный расчет.

Каждый раз, когда человек поднимается по нашей лестнице на одну ступень, он приближается к потолочному перекрытию на расстояние, равное высоте ступени h. В нашем примере h=18 см. Поднявшись на 4 ступени, человек преодолеет высоту в 72 см. Учитывая то, что расстояние до 2 этажа равно 3 м, и если принять ширину перекрытия в 20 см, получится расстояние от четвертой ступени до потолка H1=300-20-72=208 см. Это значение вполне допустимо, так как превышает 2 м.

При подъеме на пятую ступень этот же параметр будет равен H1=300-20-90=190 см, что ниже допустимого минимума, так как высокий человек в таком случае может удариться головой о перекрытие.

Исходя из этих данных и ширины проступи получается, что допустимая минимальная ширина пролета по средней линии должна равняться 0,29*4=1,16 м.

Данный расчет приведен для идеальной ситуации, при строительстве стоит учитывать также материал ступеней, их толщину и другие параметры.

Сам же лестничный проем может иметь как круглую, так и квадратную или любую другую произвольную форму. Главными параметрами проема является его минимальная ширина, рассчитанная ранее, и превышение его размера над размером самой лестницы. Проем должен быть больше конструкции минимум на 10 см во всех направлениях, чтобы пользователи не поранили руки о стену при использовании перил на последних ступенях.

При проектировании необходимо тщательно отмерить место расположения лестницы, очертить размеры проема и удалить ненужный участок перекрытия. После того как лестница своими руками собрана и закреплена на месте, лестничный проем декорируется балкой из шпона в форме проема или гипсокартоном. Главное — тщательно повторить форму проема, чтобы декорирование не выбивалось из общего дизайна интерьера.

Вернуться к оглавлению

Монтаж элементов конструкции

Самой популярной разновидностью конструкции винтовых лестниц является конструкция с консольной опорой ступеней на центральную балку.

Монтаж такой лестницы начинается с закрепления центральной стойки, которая обычно представлена стальной трубой диаметром не менее 5 см. После закрепления металлической опоры на нее нанизываются поочередно ступени и гильзы, которые определяют высоту подступенника. После того как все ступени и гильзы нанизаны, ступени расправляются как веер, согласно расчетам.

Когда лестничный марш распределен и выверен, все ступени закрепляются друг с другом металлическими опорными кронштейнами. Кронштейны крепятся на внешний край ступени и обеспечивают общую прочность.

В последнюю очередь на ступенях закрепляются балясины и навешиваются поручни.

Таким образом, получается поворотная лестница, которая отлично выполняет свои функции, занимая при этом минимум полезного пространства.




Заполните форму