Расчет лестниц с поворотными ступенями на 90°
Методика расчета деревянной лестницы
Укажите необходимые размеры
X — ширина проема лестницы
Y — высота проема
E — ширина лестницы
F — выступ ступеней
Z — толщина ступеней
C — количество всех ступеней
C1 — количество ступеней на нижнем марше
C2 — количество поворотных ступеней
Расчет лестниц с поворотными ступенями на 90°.
Деревянная лестница с поворотными ступенями позволяет значительно съэкономить пространство в доме без потери удобства и функциональности.
При расчете обратите внимание на оптимальное число поворотных ступеней. По моему опыту оптимально 3 ступени при ширине лестницы в 80 см. Больше — ступени будут слишком узкими и поэтому неудобными.
Если проем располагается только над верхней частью лестницы, то важна высота в месте поворота до перекрытия, во избежание травм головы. Она должна быть не менее 2 метров.
При данной конструкции ширина лестницы играет важную роль. Поскольку напрямую влияет на удобство поворотных ступеней. Чем шире лестница — тем большее количество ступеней возможно применить без потери удобства.
В силу разнообразия проектов и конструкций, перила для лестниц в программе никак не рассчитываются и не показываются.
Важно! Обратите внимание на размеры поворотных ступеней. Что бы получить размеры ступени — не забудьте прибавить к этим размерам величину выступа.
Расчет каменной лестницы для ничем не отличается от расчета деревянной или металлической лестницы. Главное — правильно рассчитать размеры ступеней. Их высота обязательно должна быть одинаковой для всех ее частей.
Расчет удобства лестницы вычисляется по формуле, основанной на длине шага.
Длина шага человека составляет от 60 до 66 см, в среднем — 63 см.
Удобная лестница соответствует формуле: 2 высоты ступени + глубина ступени = 63±3 см.
Наиболее удобный наклон лестницы — от 30° до 40°.
Глубина ступеней лестницы должна соответствовать 45 размеру обуви — не меньше 28-30 см.
Недостаток глубины можно компенсировать выступом ступени.
Высота ступени должна быть до 20-25 см.
Программа нарисует чертежи лестницы с поворотными ступенями с основными углами и размерами.
На чертежах показаны общие размеры лестницы, разметка верха ступеней на тетивах, углов ступеней и основные размеры самих ступеней.
Надеюсь, программа поможет вам спроектировать и изготовить лестницу для дачи или дома своими руками.
Чертежи и схемы забежной лестницы
Чертеж лестницы с забежными ступенями пользуется большим спросом в домах, где требуется комфортное, безопасное перемещение между этажами, но нет технической возможности размещения прямой конструкции. Такие сооружения требуют особого внимания на этапе проектирования и расчета лестниц .
Схема с названиями элементов забежной лестницы
Типы конструкций и их особенности
Забежные ступени широко используются для следующих видов лестниц:
- Винтовые. Самые компактные варианты подъемных сооружений. Рекомендуемая ширина общего проема до 3000 мм.
- Г-образные. Устройства с поворотом на 90˚. Занимают меньше пространства, чем прямые марши или маршевые с площадками.
- П-образные. Имеют поворот в 180˚, более компактны, чем предыдущий вариант.
- Криволинейные. Отличаются плавными линиями поворота. Забежные ступени (проступи) чаще используются с одинаковыми параметрами, что создает дополнительный комфорт при подъеме.
Форма поворотной проступи у таких конструкций имеет форму усеченного треугольника. За счет компактности устройства экономится полезная площадь дома .
Схема устройства поворота забежной лестницы
Забежные ступени могут располагаться внизу, вверху, посередине лестничного марша. Для безопасного передвижения рекомендуются первые два варианта. В них неплохая видимость поворотного участка, что позволяет вовремя сориентироваться и сменить положение ступни или длину шага.
Схемы забежных лестниц тяжелее выполнить, чем прямых сооружений или с площадками для перехода. Поэтому нередко встречаются чертежи с неправильно выполненными конструкциями.
А это снижает не только комфорт передвижения, но и повышает риск получения травмы от падения.
Основные требования к забежным лестницам
Комфорт и безопасность – основные принципы, которым должны отвечать любые строительные сооружения. Лестница не является исключением. Ряд представленных технических требований, характерны и для прямых маршевых конструкций:
Схема деревянной лестницы с забежными ступенями
- Высота ступеней должна быть одинаковой на протяжении всего лестничного пролета. Утвержденный диапазон 100-180 мм. Оптимальный рекомендуемый 100-150 мм;
- Глубина рядовых (прямых) ступеней. Находится в диапазоне от 200 до 400 мм. Безопасным считается, когда 70% ступни лежит на опоре (250-320мм);
- Глубина забежной проступи. Она составит: в узкой части — от 100 мм, в центральной – от 200 мм, в самой широкой – до 400 мм;
- Необходимо предусмотреть ограждения балясины для лестницы высотой 900-1200 мм;
- Ширина лестничного марша от 900 мм. Параметр зависит от технической возможности размещения и требований к конструкции (интенсивность движения в двух направлениях, возможность заноса мебели на второй этаж, прочие). Чтобы два человека безопасно могли разойтись, ширина марша закладывается от 1250 мм;
Чертеж с размерами ширины лестничного марша
Все перечисленные характеристики и данные обеспечат комфорт и безопасность передвижения между этажами.
Достоинства забежных конструкций
К основным преимуществам забежной лестницы относят:
- Компактность. Нередко разместить прямую конструкцию не позволяет площадь или габариты проема на второй этаж. Чтобы с минимальными потерями преодолеть эти трудности, монтируют забежные ступени в поворотных маршах.
- Эстетика. Лестничный пролет с поворотами добавляет особый шарм в интерьер дома.
- Экономия материалов. При увеличении угла уклона (крутизны) несколько уменьшается расход материалов.
К недостаткам относят снижение уровня комфорта и безопасности передвижения. Забежные проступи отличаются размерами, придется приноравливаться. Да и разойтись на таком марше сложнее, чем на обычных лестницах.
Классический внешний вид забежной лестницы
Технические данные для чертежей
Для грамотного составления схемы забежной лестницы требуется учесть все перечисленные выше нормативы, габариты помещений и увязать их на плане. Для этого приступают к следующим действиям:
- Определяют местоположение конструкции.
- Делают соответствующие замеры: ширину проема, высоту от чистового пола первого этажа до поверхности пола второго.
- Прорисовывают в масштабе план первого или цокольного этажа с детализацией. Если в месте, где будет монтироваться лестница, находятся проемы, окна, выступы, ниши, их отмечают на чертеже с привязкой к стенам и полу.
- Выбирают тип конструкции и стройматериала для нее.
- Производят предварительные расчеты по количеству, высоте и глубине ступеней.
Схема и чертеж забежной лестницы
Эти данные помогут сделать правильный подбор конструкции, которая обеспечит соблюдение строительных норм.
Предварительный расчет данных
Зная высоту между уровнями и формулу комфортного передвижения, можно рассчитать длину лестничного марша, количество предполагаемых ступеней. Например, заданная высота между этажами 2600 мм. Высоту степеней выберем из рекомендуемого диапазона 120 мм. Произведем все расчеты для построения чертежа:
- Глубина проступи. За основу возьмем формулу комфортного передвижения (2А+Б=С), где А – высота подступенка, Б – глубина проступи, С – среднестатистическая длина шага человека (620 мм), преобразовав, получаем данные: 620-2*120=380 мм. Глубина ступеней вышла за пределы рекомендуемого диапазона (до 320 мм). Поэтому на практике можно изменить высоту подступенка;
- Количество ступеней. Зная высоту проема и размер подступенка, путем деления первого параметра на второй, получаем результат: 2600/120=21,66 шт. Округляем до 22 шт. Рекомендуемое число – 16. За счет пересмотра высоты подступенка можно уменьшить количество ступеней до оптимального значения;
- Длина лестничного марша. Зная глубину и число ступеней, перемножив их, получаем результат: 22*380= 8 360 мм. Длина каждого марша будет: 8 360/2=4 180 мм.
Из примера видно, что лучше пересмотреть параметры ступеней. Это позволит значительно сэкономить пространство. Например, при высоте подступенка 150 мм, глубина проступи станет 300 мм, а длина лестницы составит 5 400. Что сэкономит 3 кв. м. полезной площади дома.
Чертежи и методы расчета забежных ступеней
С учетом современных реалий и получения быстрого результата можно воспользоваться несколькими способами составления схемы конструкции.
Проектные программы
Лучший вариант для конструирования. Существуют софты, которые на основании чертежа выдают спецификацию на материалы с распилом. Для бесплатных программных продуктов такой опции не предусмотрено. Но выполнив детальный чертеж, рассчитать количество материала будет несложно. Минусом такого способа является расход времени на поиск и освоение программного продукта.
Готовые решения
Чертежи, размещенные в интернете, позволяют подобрать подходящий вариант. Но следует проверить их на соответствие техническим требованиям, чтобы обезопасить себя от чьей-то конструкторской неграмотности.
Чертеж забежной лестницы
Для этого можно воспользоваться онлайн-калькуляторами или освоить один из методов расчета забежных ступеней.
Основная сложность при работе с такими чертежами – вписать в нужное пространство готовое решение. Можно столкнуться с тем, что окно или выступ на стене окажутся в месте монтажа лестницы.
Придется либо адаптировать конструкцию под интерьер дома. либо искать другой подходящий вариант.
Онлайн-калькуляторы
Помогут произвести расчеты и выдадут рекомендации по коррекции конструкции, если она не будет соответствовать строительным нормам. На основании полученных данных автоматически формируется чертеж с деталировкой. Это самый простой и доступный способ разработки чертежей под индивидуальные размеры. Но в дальнейшем следует сделать привязку к плану дома .
Интерфейс онлайн калькулятора для расчета забежной лестницы
В противном случае полученная конструкция может закрыть окно или дверной проем.
Метод пропорций
Основная трудность в самостоятельном конструировании лестницы с забежными ступенями – расчет количества и разработка форм поворотных элементов. Расчет с помощью пропорций. Такой метод подойдет для лестниц с поворотом на 90˚, 180˚. Для начала следует прочертить вид сверху будущей конструкции, вписав ее в предполагаемую площадь. Далее выполнить ряд операций:
- Разметить середину марша, провести линию. На ней прочертить отрезки равные ширине проступи (в нашем примере 380 мм).
- Отметить границу между прямыми и забежными ступенями, прочертить прямую.
- Определить середину поворотной площадки, провести отрезок. Полученное пересечение с предыдущей прямой определить как Т1.
Элементы забежной лестницы
Это самый простой и доступный способ построения чертежа. Существует еще три метода: датский, развертки и подъема линий. Перечисленные технологии сложные и требуют более глубоких познаний математического анализа. В этих методиках требуется учет горизонтальной и вертикальной кривизны конструкции.
Пример металлического каркаса для забежной лестницы
Следует отметить, что чертеж по любому из вышеперечисленных способов выполняется с определенной степенью погрешности. Поэтому даже профессионалы производят подгонку деталей по месту сборки. Забежная лестница – более сложная конструкция, поэтому если нет уверенности в своих способностях, то расчет, проектирование, монтаж лучше доверить специализированным предприятиям.
Материал и особенности монтажа
Ограничения по выбору материала как такового нет. Это может быть бетон, стекло, металл. Нередко используется комбинирование. Например, в основу конструкции положен стальной каркас, а подступенки, проступи выполнены из дерева. Наиболее востребованным строительным материалом является классика жанра – древесина. Деревянные резные лестницы добавляют уют и тепло в интерьер. Сооружения получаются более легкие по сравнению с металлом и бетоном, что снижает нагрузку на фундамент.
Пример дизайна и оформления забежной лестницы из дерева
Чертежи и реальность нередко расходятся, поэтому придется подгонять заготовки при сборке. Стоит отметить основные трудности, которые могут возникнуть при монтаже:
- Некачественный материал. Напрямую влияет на срок службы конструкции. Если выбирается дерево, то оно должно быть просушено и иметь класс не ниже первого (допускается один сучок на погонный метр), без видимых трещин и дефектов.
- Точность распила. С учетом того, что чертеж выполняется в масштабе, процент погрешности все равно будет присутствовать, поэтому при самостоятельном монтаже следует иметь под рукой инструмент столяра для подгонки деталей.
- Уровень. Каждый этап сборки должен выполняться строго по уровню. Это обеспечит ровность каркаса, а в дальнейшем качество конструкции.
- Капитальная лестница возводится только после полной усадки дома. Иначе это грозит перекосом конструкции, появлению трещин, скрипа.
Качество монтажа зависит напрямую от подготовленного чертежа и сделанных на его основании заготовок. Сложность сборки зависит от того насколько точно проработана деталировка с размерами, и выполнен распил материала. Забежная лестница, сделанная своими руками, по собственному эскизу – особый предмет гордости хозяина. Но следует объективно оценивать свои силы. И если нет практики работы с чертежами, этот этап следует доверить профессионалам.
Расчет поворотной лестницы для загородного дома
- Выбор материала для строительства
- Возведение поворотной лестницы
- Расчет размера лестничного марша
- Пример расчета параметров поворотной лестницы
- Расчет формы ступеней
- Расчет лестничных проемов
- Монтаж элементов конструкции
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: 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: 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: 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.
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.
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-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
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.
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.
Источники: http://www.zhitov.ru/lestnica3/, http://proekt-sam.ru/lestnica/chertezh-lestnitsy-s-zabezhnymi-stupenyami.html, http://1polestnicam.ru/konstrukciya/lestnica-povorotnaya-svoimi-rukami.html