Расчет ступенек для лестницы

По

03.09.2017

2727

Как произвести грамотный расчет лестничных ступеней

Правильно просчитанные ступени выглядят не слишком оригинальны, но удобны и безопасны.

Строительство дома, имеющего второй этаж, предполагает создание лестничной конструкции, которая соединяет этажи между собой. Наиболее простым и доступным для самостоятельного возведения вариантом является одномаршевая лестница. Однако даже в этом случае нужно знать, как рассчитать ступени лестницы, чтобы она получилась не только безопасной, но еще и удобной.

Необходимые формулы

Расчет лестничных ступеней производят, ориентируясь на такой параметр, как человеческий шаг. Его среднее значение находится в диапазоне от 600 до 640 мм. Как, исходя из этой величины, сделать расчет высоты и глубины ступеней (высоты подступенка и глубины проступи)?

Размер шага среднестатистического человека.

Существуют формулы, которые связывают высоту и глубину ступени с конкретными числовыми параметрами, характерными для человеческого шага. Вот наиболее значимые соотношения:

Обозначения: Y – глубина ступени, H – высота ступени, S – средний шаг человека (600–640 мм).

Первая формула является основной. Вторая – упрощенный вариант первой, она еще называется формулой безопасности. Использование третьей формулы поможет сделать лестницу наиболее удобной. Все эти соотношения были получены еще в 18 веке, но они и по сегодняшний день считаются эталонными. Если ваши размеры совпадут со стандартными, значит лестница будет удобной и безопасной.

Нестандартная форма ступеней хоть и выглядит оригинально, особым удобством обычно не отличается.

Выбор ширины марша

Одним из параметров ступеней является их ширина. Правильнее называть его шириной марша. От этой величины зависит возможность комфортно передвигаться по лестнице. Ширина марша не должна быть меньше 70 см.

Разминуться на такой лестнице двум людям практически нереально.

Если лестницей будут пользоваться несколько человек одновременно, конструкция должна быть не только более прочной, но и более широкой. Когда один человек поднимается на второй этаж, а другой спускается на первый, им необходимо разойтись, не испытывая при этом каких-либо неудобств. Чтобы обеспечить возможность ходить по лестнице навстречу друг другу, ширина марша должна быть не меньше 120 см.

Такая лестница будет удобна даже для большой семьи, так как по ней без проблем могут идти рядом два человека.

Длина ступеней может быть и больше, когда необходимо обеспечить увеличение так называемой пропускной способности лестницы. В многоквартирных домах и общественных зданиях, где в передвижениях с этажа на этаж участвует большое количество людей, пролеты лестниц в ширину достигают полутора метров, а то и больше. В частных постройках ширина марша лестницы, ведущей на верхний этаж, нередко совпадает с шириной дверного проема, к которому она примыкает.

В роскошном особняке можно позволить себе установить даже слишком широкую лестницу, которая только подчеркнет статус владельца.

От чего могут зависеть параметры ступеней

Ориентируясь на средний шаг человека и рекомендуемые значения, можно выбрать высоту, глубину и ширину ступеней. Однако в большинстве случаев это лишь предварительный шаг. Окончательный выбор размеров может зависеть от следующих величин:

количество ступеней;
высота лестницы;
угол наклона.

Для определения количества ступеней межэтажное расстояние делят на высоту одной ступеньки. Все просто, но проблема в том, что полученное значение может оказаться нецелым. Решение – сделать нижнюю фризовую ступеньку нестандартной. Площадь ее при этом не изменится, но высота будет меньше, чем у остальных – она равна произведению остатка и исходной высоты ступеней.

В данном случае первая ступень получилась несколько ниже остальных.

Другой вариант – размазать «лишнее» по всем ступеням, увеличив их высоту. Расчет несложен – остаток умножается на высоту ступеньки, полученное произведение делится на число ступенек и это частное добавляется к исходной высоте каждой ступеньки. Очевидно, что изменение окажется несущественным, если ступеней много.

Также можно установить так называемую подиумную ступень, которая может быть, как ниже, так и выше остальных.

Графический метод

Метод, использующий графические построения, позволяет получить параметры ступеней (высоту и глубину), беря за основу угол наклона лестницы и их (ступеней) количество. Для этого строится система координат, на горизонтальной оси которой откладываются значения среднего шага человека, а на вертикальной – половины этой величины.

При таком расчете нужно выбрать подходящий масштаб, иначе для чертежа потребуется слишком большая площадь.

Если средний шаг человека принять равным 620 мм, а масштаб выбрать 1:10, то на горизонтальной оси откладываются отрезки величиной 66 мм, а на вертикальной – 31 мм. Количество отрезков на каждой из осей должно быть равно числу ступеней.

Графический просчет ступеней.

Имея оси с отметками, чертят линии, соединяющие первую отметку на горизонтальной оси с первой отметкой на вертикальной, вторую – со второй, третью – с третьей и т. д. Получив ряд параллельных наклонных линий, из центра координат проводят прямую, обозначающую крутизну лестницы. Теперь из каждой точки пересечения прямой с наклонными линиями чертят по два отрезка:

первый – влево, параллельно горизонтальной оси;
второй – вверх, параллельно вертикальной оси.

В итоге должны обрисоваться границы ступеней. Их ширина и высота определяется простым измерением получившихся на графике линий. Окончательные размеры получают с учетом масштабирования (например, умножением на 10, если был выбран масштаб 1:10).

Данный метод подойдет для расчета прямых одномаршевых лестниц.

Онлайн-калькулятор

Самым простым способом расчета параметров лестниц является онлайн-калькулятор. Здесь не требуется каких-то особых знаний и навыков. Кроме того, онлайн-калькуляторы позволяют произвести расчет параметров не только простых одномаршевых лестниц на второй этаж, но и винтовых, а также лестниц с забежными ступенями.

Расчет может производиться с разными исходными данными. В одном случае для получения нужных размеров в программу вводятся высота этажа и площадь помещения. В другом случае расчеты ведутся, исходя из высоты ступеней и угла наклона конструкции.

Онлайн калькулятор лестниц и других строительных работ

Онлайн-калькуляторы, производящие расчет параметров лестниц, разрабатываются, как правило, с соблюдением норм, указанных в ГОСТ. Использование таких программ может принести пользу не только новичкам, но и профессионалам.

Не стоит забывать про специальные компьютерные программы для архитекторов, но их интерфейс обычно достаточно сложен для новичков.

No related posts.

Расчет размеров ступеней и уклона лестничного марша

При расчёте по несущей способности элементы лестницы расчленяются на статически определимые балки — консольные или однопролётные, и рассчитываются по соответствующим формулам. Так как лестницы подвержены действию динамических нагрузок, к жёсткости несущих элементов предъявляются повышенные требования: прогиб их не должен превышать 1/400 пролёта. Нагрузки, действующие на лестничные марши и площадки, должны собираться путем сложения собственного веса конструкций и временных нагрузок: в жилых домах — 300 кг/м².

При подъеме человек затрачивает примерно в два раза больше энергии, чем при движении по горизонтали (рис. 2). Практикой установлено: лестница удобна и безопасна, если удвоенная высота подступёнка, сложенная с шириной ступени (проступью), равняется среднему шагу человека. Длина шага человека на плоскости составляет примерно 600–640 мм. Исходя из этого, проступь и подъем определяют по формуле: 2а+b = 600. 640 мм .

рис.2. Расчет высоты и ширины рядовых ступеней

Как альтернативу можно использовать другую, более легкую для запоминания, формулу: а+b = 450 ± 20 мм. где а — высота ступени (подступёнка), b — ширина ступени (проступи).

Ширина проступи должна обеспечивать опирание ноги полной стопой, то есть быть не меньше 200 и не больше 320 мм. Оптимальной считается высота подступёнка, равная 150, а ширина проступи — 300 мм. При сильном увеличении ширины проступи вы непременно собьетесь с шага, а при сильном уменьшении затруднится спуск. При проектировании забежных ступеней нужно учитывать, что минимальная ширина ступеней с узкого конца должна составлять не менее 100 мм, а нависание проступи над нижней ступенькой должно быть не более 50 мм. Так же нависание верхней ступени над нижней делается тогда, когда другими способами не удается увеличить ширину проступи, в этом случае величина нависания не должна превышать 30 мм для деревянных и 50 мм для железобетонных ступеней.

Наиболее удобные углы подъёма лестницы находятся в диапазоне от 23 до 37°. Чем лестница круче, тем меньше ей надо места для установки в доме, и соответственно, чем лестница положе, тем больше места необходимо для неё предусмотреть. Если угол меньше 23° — лестницу можно заменить пандусом (ровной наклонной площадкой), если больше 45°, то лестница переходит в разряд приставных или раскладных (рис. 3). Оптимальный угол подъема винтовых лестниц — 25—35°. Наиболее сложным процессом при крутизне лестничного марша более 40° является спуск с лестницы, а при углах более 45° спуск можно осуществлять только спиной вперед.

рис. 3. Нормативная зависимость размеров ступеней от крутизны лестницы

Количество ступеней зависит от высоты этажа и угла наклона лестницы. Зная местоположение лестницы в плане и высоту помещения, количество ступеней можно (и проще) установить графически, а после этого, по формулам безопасности определить ширину проступи.

Для графического построения лестницы на миллиметровой бумаге или бумаге «в клеточку» нужно в масштабе нарисовать лестничный марш (рис. 4) соизмеряя его с высотой этажа.

рис. 4. Пример графического расчета количества ступеней и высоты подступёнка. Таблица высот для ступенек в зданиях с нормативной высотой этажа

Высотой этажа называется разница высотных отметок уровней чистого пола нижнего и верхнего этажа, то есть в размер высоты этажа должны быть включены толщины одежды полов. Например, пол нижнего этажа облицован керамической плиткой, а пол верхнего этажа выложен паркетом по лагам и фанерному «черному полу». В расчет высоты этажа должны быть включены все слои данных половых конструкций: внизу — толщины выравнивающей стяжки, плиточного клея и плитки; вверху — толщина лаг, фанеры и паркета. В России еще со времен существования СССР высота этажа — величина регламентированная. Обычно стандартная высота этажа равна 2,8 или 3 м, реже — 2,7 или 3,3 м, что позволяет проектировать высоту помещения (расстояние от пола до потолка) не менее 2,4 м. Такая высота этажа позволяют без особого труда вписать лестницу с размерами ступеней, отвечающим требованиям расчетной формулы безопасности (рис. 4, таблица 2). Если ваша высота этажа отличается от нормативной и не кратна 3, то высоту ступеней нужно рассчитывать (округлять) с точностью до одного миллиметра, но так, чтобы высоты всех подступёнков были одинаковыми. Погрешность вычисления, набегающую от округления высот, лучше распределить на нижнюю фризовую ступень, а остальные ступеньки марша сделать одинаковой высоты.

Разные по высоте ступени приводят к постройке травмоопасной лестницы. Особенно опасной эта лестница становится во время спуска в ночное время суток. Спускаясь по лестнице, мышечная память нам подсказывает, что должна быть ступенька. Вес тела переносится на ногу, а ступеньки под ней нет… Она — ниже! И всего-то два-три десятка миллиметров, а ногу подвернули… и еще хорошо, если не покатились кубарем вниз.

В домах с нестандартной высотой этажа для выравнивания высоты ступеней допускается опустить уровень чистого пола верхней этажной площадки чуть ниже относительно уровня чистого пола остального этажа. Порожек лучше не делать, а сделать пол этажной площадки в виде пандуса, то есть наклонным. Для подравнивания высоты ступенек потребуется всего несколько миллиметров так, что уклон будет вряд ли сильно заметным. Как вариант, если лестничная площадка огорожена стенами с дверями, полы между этими помещениями можно сделать с небольшим порогом. Такое решение всем хорошо знакомо: уровень этажных площадок в многоквартирных домах, как правило, ниже уровня чистых полов в квартирах. Ноги мы здесь не ломаем — привыкли.

В таблице 1 рисунка 3 приведены размеры ступеней для «уплотненных» лестниц, пригодных для загородных домов. Нередко в планировках этих домов под лестницы оставляется так мало места, что для того, чтобы сделать лестницу короче, приходится жертвовать шириной проступи. Так, например, в лестнице с высотой подступёнка 200 мм ширина проступи равняется 250 мм. Взрослый человек не может опереться на такую проступь полной ступней и ему приходится спускаться с лестницы боком или спиной вперед. В таблице 2 рисунка 4 приведены размеры высот подступёнков для стандартных высот этажа. Рассчитать ширину проступи по формулам безопасности не составит особого труда. Но есть и еще один способ определить размеры ступеней — графический.

Этот эргономический способ основан на том, что человек, свободно делая по горизонтальной плоскости шаг в 620 мм, может с той же легкостью поднимать ногу на высоту, равную лишь половине этой величины, то есть на 310 мм. Поэтому, если на горизонтальной оси графика (рис. 5) отложить известное число частей, равных каждая одному шагу (620 мм), а на вертикальной оси — равных высоте подъема ноги 310 мм, то такое построение дает возможность получить размеры подъема и ширины ступеней для лестницы с любым наклоном. Для этого нужно нанести на график линию наклона своей лестницы (ее высота и длина известны) и в точках пересечения с сеткой графика провести перпендикуляры. Это и есть оптимальная высота и ширина ступени для данного уклона лестничного марша. Более того, вы можете воспользоваться этим методом и построить лестницу конкретно «по себя». Например, задав шаг равным 600, а подъем соответственно 300 мм либо задав длину шага такой, какой вы считаете нужным.

рис. 5. Графический способ подбора оптимальных размеров ступеней (размеры в мм)

Расчет ступеней лестницы: оптимальные параметры и формулы для вычисления

Расчет ступеней лестницы позволяет обеспечить проектирование конструкции с использованием стандартных норм и требований, предусмотренных для удобства и безопасности сооружения. Исходя из количества отведенного места, выбора материалов и высоты потолка, с помощью простых вычислений, можно быстро определиться с конфигурацией изделия.

Габариты лестничного марша

Несущая способность

Расчет ступеней лестницы на второй этаж производится с учетом прогиба не более 1/400 пролёта. Нагрузка на марш и площадку собираются путем суммирования собственного веса сооружения и временной нагрузки: в жилых помещениях – 300 кг/м².

Высота изделий

Для того, чтобы определить удобство изделия, применяется формула расчета ступеней лестницы. Она представлена суммой удвоенной высоты подступенков, сложенных с проступью. Этот показатель равняется среднему человеческому шагу – 60 –64 см. Определение проступи и подъема обеспечивается путем подстановки данных:

В качестве альтернативы можно рассматривать другой пример расчетов:

где а – размер подступенка, b – параметр проступи.

Габариты лестничной конструкции

Если создается лестница своими руками, расчет ступеней начинается с ширины проступи. Она способствует размещению ноги полной стопой. Оптимальный размер 20 – 32 см. Высота подступенков составляет 15 см, а проступь – 30 см в ширину.

Забежные ступени проектируются с учетом, что с узкой стороны ступень имеет параметры 10 см, а нахлест на нижнюю ступень составляет 5 см. Нахлест может создаваться при необходимости увеличить ширину проступи. Тогда данный показатель должен варьировать в пределах 3 – 5 см для ступенек из железобетона.

Угол подъёма

Расчет ступеней деревянной лестницы осуществляется с учетом наклона в пределах 23 до 37°. Если наклон менее 23 гр. вместо лестничной конструкции ставится пандус (ровная наклонная площадка). Если угол более 45°, производится установка приставного или раскладного типа изделий. Винтовые лестницы имеют угол подъема в пределах 25—35°.

Параметры лестничного марша

Число ступенек

Данный параметр обусловлен высотой этажа и углом наклона лестничной конструкции. Определившись с расположением конструкции в плане и высотой здания, число ступенек определяется графическим путем. Вслед за этим по формулам безопасности определяется ширина проступи. Чертеж создается с использованием масштаба.

Если использовать калькулятор расчета ступеней лестницы, высота этажа измеряется с учетом размещения чистовых покрытий на верхнем и нижнем перекрытии. Стандартный размер составляет 2800 или 3000 мм. Реже применяются показатели 2700 или 3300 мм. Проектирование высоты здания производится не менее 2,4 м. Если высота не входит в пределы нормы и не кратна 3, то ступеньки рассчитываются с точностью до 1 мм.

Габариты лестничной установки

Расчет ступеней лестницы по программе или вручную предусматривает образование погрешности. Его можно распределить на нижней фризовой ступени, а оставшиеся ступени марша создаются на одинаковой высоте. Ступеньки с разной высотой способствуют созданию травмоопасной конструкции. Для выравнивая высоты ступенек можно опустить чистовое покрытие верхнего этажа немного ниже.

Когда проводится расчет лестницы с ступенями на 90 градусов, порожек не рекомендуется сооружать. Предпочтительнее создать этажную площадку в виде пандуса, под наклоном. При наличии ограждения из стен с дверями, полы этих установок производятся с порогом. Для создания более короткой лестницы укорачивается ширина проступи. Например, высота подступенка 20 см, ширина проступи равна 25 см способствует неудобному спуску.

Графические замеры ступенек

Расчет высоты ступеней лестницы осуществляется с учетом того, что свободное перемещение по горизонтальной поверхности обеспечивает с шагом в 62 см. Поднимание ноги осуществляется на 31 см. На горизонтальной плоскости схемы откладывается заданное количество частей. Каждая из них равна одному шагу (62 см).

Внимание! Удобство сооружения определяется по формуле, где 2 высоты ступени + глубина ступени = 63±3 см.

Лестница на 180 градусов

Расчет лестницы с ступенями на 180 градусов требует пристального внимания к промежутку между двумя маршами, которые размещены по параллели по отношению друг к другу. Данный параметр должен соответствовать ¼ ширины проема. Производится расчет сооружения графическим способом :

Создание схематического изображения производится путем нанесения окружности с радиусом: ширина марша + 0,5 отрезка между маршами. Радиус отвечает минимальным параметрам 1,13 части ширины.
С двух сторон окружности чертятся прямые марши с заданными параметрами ширины и длины. Через центр маршей проходит линия передвижения, размечаются ступеньки (шириной 350 -370 мм). Полученное количество ступенек должно определяться целым значением.

Параметры ступеней для жилого массива

Через самую высокую точку окружности В и центральную точку А проходит вертикальный отрезок до пересечения с нижней гранью отметки С. Отрезок ВС проходит через середину центральной ступеньки поворота. Центральная ступенька размечается аналогично первой. Оставшиеся ступеньки отсчитывают по обе стороны.
Наносится горизонтальный отрезок DE, обозначающий последнюю прямую ступеньку. Через отметку А и боковое положение ступеньки 1 до пересечения с контуром DE откладывают прямую (разметка производится пунктирной линией). Через отметку А и границу ступеньки 2 создается вторая линия до пересечения с контуром DE. Образованная линия выступает в качестве шаблона для всех последующих ступенек.
По линии DE откладывают равные 1-2 участки. Число линий соизмеримо с количеством забежных ступенек.
От образованных на отрезке DE отметок 3, 4, 5 и т.д. проводят отрезки, пересекающие отметку 3 на DE и отметку А. Данные контуры выступают в качестве границы забежных ступенек.

Основные вычисления ступенек

Забежные ступени на 90 градусов

Для вычисления поворота ступенек на 90 гр. переменяются 2 косых ступеньки и монтируется между ними поворотная ступенька с гранями под прямым углом. Фиксация поворотной ступеньки производится непосредственно к косоурам. Подпорка ступени с помощью балясины или специального столба.

Отмеряется стандартная ширина ступенек. Замеряется длина косой ступеньки от участка фиксации на косоуре до точки подсоединения на стеновой поверхности или косоуре с другой стороны. На чертеже проводится линия от угла 90 гр. В предусмотрено создание поворота до центральной части размещения узкой стороны ступеньки (до центра опоры для поручней). На рисунке проводится окружность с радиусом, соответствующим отрезку от центральной части опоры, на которой обеспечивается крепление ступени до ее середины. От последней прямой ступеньки откладывается по этому радиусу нужная ширина. Это ширина центрального участка косой ступеньки. Ставится цифра 1 в конечной части отрезка. Проводится от нее прямая до центральной части окружности.

Определение параметров ступенек

Произвольно проводится прямая через центр так, чтобы с отрезка от числа 1 она способствовала созданию острого угла. На прямой отмечаются промежутки, равные «X1», где X – преумножающийся вдвое коэффициентный показатель. Цифра «1» выступает в качестве длины первой линии. Узнать положение второй ступеньки можно с использованием отрезка на прямой в 2 раза больше первого. Третья ступень будет иметь параметр в 4 раза больше.
Создавая рисунок с забежными ступенями, их ширина в центре равна 1. Смена угла способствует неизменной ширине, а размещение ступеньки изменяется.

Вычисление размеров лестничной установки

Альтернативная методика расчета

Определяется ширина в центральном положении ступеньки. Делится поворот на 30 гр. Для разворота на 90 гр. необходимо создание 3 ступеней. Угловая забежная ступенька создается с установкой дополнительного бруса сечением 10*10 см. Назначение бруска заключается в компенсации большого количества ошибок при определении прочностных показателей. На данном этапе центральный столб заменяет стойка для поручней и 2 косоура.

Источники: http://lestnitsygid.ru/svoimi-rukami/stupeni-odnomarshevoj-lestnicy-kak-pravilno-rasschitat.html, http://ostroykevse.com/Lestnica/02.html, http://lestnitsahouse.ru/raschet-stupeney-lestnitsyi-optimalnyie-parametryi-i-formulyi-dlya-vyichisleniya.html