Формула удобства ступеней лестницы
Лестницы в доме важный элемент. Лестница должна быть не только прочна, безопасна, красива, но и удобна.
Лестница в каждом доме занимает важное место. Лестницы должны быть не только прочны, безопасны, красивы, но и удобны.
Как рассчитать удобство и безопасность лестницы?
Не обязательно прибегать к сложным расчетам с дорогими программами, если нам надо построить простую, но удобную лестницу для входа на крыльцо, на второй этаж дачного дома.
Правильный расчет лестницы можно сделать без специализированных знаний. Нам достаточно знать основы эргономики, на что и опираются расчетные формулы.
Самая удобная лестница, как показывают расчеты эргономики
та, которая соответствует ширине шага и размеру ступни.
Ширина ступени (ширина проступи) большое значение имеет при спуске с лестницы. Если ступени узкие и на них можно наступать только пяткой, то по такой лестнице безопасно подняться еще можно, а спускаться можно только спиной вперед.
При спуске мы ставим ступню на ступени не полностью, носок ступни немного свисает. Таким образом, ширина ступени должна быть под размер ноги взрослого человека – 25-30 см. Оптимально 28 см. при такой ступени будет удобно любому взрослому.
Высота между ступенями (высота подступенка) следующий важнейший элемент удобства и безопасности лестницы. Если ступени расположить слишком часто, то нам придется семенить, если редко, то надо будет высоко задирать ноги.
Т.е. высоту подступенка надо выбирать по ширине шага человека. Средний шаг 54-65 см в зависимости от наших физических данных. Оптимальный расчет высоты лестничных ступеней 17-19 см.
Уклон лестничного марша при расчете лестницы с такими данными получится удобный в пределах 30-40 градусов. Чем больше уклон лестницы, тем неудобнее ей пользоваться, чем положе, тем больше места она занимает.
Ширина лестничного марша может быть разной, но должна быть удобной для прохода по ней. Если лестница не в проходном месте, то достаточно ширины в 80 см, а там где возможно встречное движение людей по лестнице необходимо 120 см.
Практика строительства лестниц вывела несколько простых формул расчета лестниц.
Формула удобств лестницы: ширина проступи — высота подступенка = от 12 до 14 см
Формула безопасности лестницы: ширина проступи + высота подступенка = от 45 до 47 см.
Мы знаем, что минимальная ширина ступени (проступи) не должна быть меньше 25 см.
Например, 29+17= 46 и по второй формуле 29-17=12
Сделать такой расчет лестницы просто и лестница будет безопасной и удобной.
Количество ступеней надо делать нечетным, чтобы начав подъем по лестнице с правой ноги, правой ногой же и ступить на лестничную площадку — удобно.
Высота ограждений лестницы должна быть выше центра тяжести взрослого человека. Если взять средний рост, то оптимальная высота ограждений от 90 до 120 см.
Конечно, такой расчет лестницы удобно сделать на этапе проектирования дома, а в уже построенном доме лестницу надо с учетом конкретных особенностей помещения стараться подогнать под формулы удобства и безопасности.
Ступеньки для лестницы. Основные виды, формулы расчета ступеней и лестницы (угла, длины марша, и т.д.)
Ни для кого не секрет, что современные деревянные лестницы для дачи или дома делятся на несколько категорий, в зависимости от конструкции. В прошлых статьях мы рассматривали этот вопрос здесь, и здесь. Конечно, ступеньки для лестницы отличаются между собой, в зависимости от выбранной категории, но мало кому известно, что данные приспособления имеют собственные подвиды.
На выбор ваших ступеней влияют такие показатели, как угол подъема лестницы, физические и технические параметры всего устройства, в конце концов, вид древесины, площадь и высота помещения, и так далее. Но примечательно, что выбор подходящих ступеней зависит не только от самой лестницы, но и от пожеланий потребителя. В случае самостоятельного проектирования деревянной лестницы, вы должны точно знать, по какому принципу вычислять оптимальную ширину ступеней, так как именно от этого зависит безопасность будущего устройства.
Основоположные характеристики деревянной лестницы
Как известно, лестница представляет собой очень сложную конструкцию, изготовить которую без определенных знаний практически невозможно. Дело в том, что данное приспособление должно отвечать определенным стандартам, от которых напрямую зависит его качество. Сегодня есть два железобетонных положения, касающихся деревянных лестниц:
Прогиб ступени не должен превышать четырехсотую часть пролета при любой нагрузке. Точная нагрузка на всю конструкцию и отдельные лестничные ступени высчитывается путем сложения веса самого приспособления и регулярных дополнительных нагрузок в виде, например, человеческого веса. Общая нагрузка не должна превышать 300 кг/м2.
Схема прямой, одномаршевой лестницы
Формула расчета лестницы. Ширина ступеней. Оптимальный угол подъема.
Основная формула для расчета параметров ступенек в деревянной лестнице
Размеры ступеней также имеют определенные стандарты. Идеальным приспособлением считается та лестница, в которой высота ступени, умноженная на два и сложенная с ее шириной, дает в результате длину среднего шага человека. Статистически доказано, что человек, независимо от роста и веса шагает примерно на 600-640 мм, а значит, результат математического действия, приведенного выше, должен колебаться именно в таком диапазоне.
Для удобства возьмем условные обозначения для каждой величины.
К примеру, a — высота ступени, b — ширина. Таким образом, необходимая нам формула выглядит следующим образом:
2a + b
Данный результат будет являться максимальным точным, но если вас устраивает некое отклонение от стандарта, и если габариты ступени мене 145мм, можете использовать упрощенный вариант:
a + b
Именно по такому принципу высчитывается шаг ступеней лестницы, но проведя элементарные расчеты, уже сейчас можно сделать вывод, что идеальные параметры а = 150 мм, b = 300 мм. Именно такие размеры будут удобными для любого человека. Сильное увеличение ширины проступи может способствовать неудобству во время подъема, так как в большинстве случаев пользователь сбивается с шага, а уменьшение во время спуска, ведь человеку придется постоянно придерживаться за поручень и медленно передвигаться, чтобы вдруг не соскользнуть.
Какой угол подъема соответствует идеальным ступеням лестниц для дома и дачи
Независимо от вида и особенностей конструкции, сегодня существует определенный стандарт угла, что значительно упрощает работу пользователей. Опять же, исходя из статистики было доказано, что идеальный угол подъема лестницы колеблется в диапазоне от тридцати до сорока градусов.
Расчет угла лестницы
Конечно, диапазон достаточно велик, и десять градусов также значительно влияют на конструкцию, но свой выбор вы должны сделать, опираясь именно на параметры своих ступенек. Чем больше высота, тем больше угол и наоборот. Во всяком случае, имея приведенные формулы и диапазоны, вы сможете сделать правильные расчеты именно для своего помещения.
Угол лестницы также рассчитывается при помощи тригонометрической формулы:
cos(α)=a/c, α = arcos(a/c)
Где a — высота лестницы, а c — ее длина (лестничного марша).
На заметку: для удобства всех вычислений можно воспользоваться онлайн-калькулятором, например этим: https://kalk.pro/stairs-wooden/straight-saddle/ . Кстати там много и других полезных калькуляторов помогающих в строительстве эко-дома.
А как рассчитать длину лестницы (лестничного марша)? Здесь на помощь приходит всем известная со школы теорема Пифагора — L=√(D²+H²). Где D — ширина лестницы, и H — высота.
Расчет длины лестницы по теореме Пифагора
Видео — расчет и проектирование лестницы в бесплатной программе SketchUp
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://www.masterovoi.ru/statya-148.html, http://ecodomstroj.ru/stupenki-dlya-lestnicy-osnovnye-vidy-raschet-formuly/, http://lestnitsahouse.ru/raschet-stupeney-lestnitsyi-optimalnyie-parametryi-i-formulyi-dlya-vyichisleniya.html
