Расчет лестницы: основы и правила
- Как рассчитать лестницу. основы
- Расчет лестницы
- Как правильно сделать поворот
- Как рассчитать лестницу: правила
Лестницы – это важный и ответственный атрибут в каждом доме. Они должны обеспечивать комфорт, надежность и безопасность для каждого жителя. Желательно, чтобы лестничная конструкция по своей площади занимала немного места. А чтобы она соответствовала всем стандартам, нужно рассчитать лестницу и спроектировать ее правильно.
Расчет верхнего марша деревянной лестницы.
Как рассчитать лестницу: основы
Самый распространенный материал для изготовления лестничной конструкции – это дерево. Оно считается самым «теплым» и податливым материалом, с которым работать следует очень осторожно. Наиболее распространенные сорта древесины – это бук, дуб, ясень, береза, лиственница и сосна.
Чтобы сделать расчеты у любых видов лестниц, необходимо сначала определить три размера. Во-первых, нужно определить уровень чистого пола и затем от него замерить высоту конструкции по стене. Во-вторых, следует измерить ее длину, начиная от стены и заканчивая предполагаемым завершением пролета. И в-третьих, нужно найти длину лестничного марша, прибегнув к теореме Пифагора. В этом случае длинами катетов являются найденные размеры высоты и длины лестницы, найти при этом нужно гипотенузу получившегося прямоугольного треугольника, т.е. длину марша.
Далее следует рассчитать количество ступеней, которые получатся в лестничном марше.
Чтобы по лестнице было комфортно ходить, глубину ступенек нужно делать около 30 см, а высоту – около 16 см.
Схема новой лестницы на косоурах.
Зная габариты ступеней, необходимо длину лестничного марша разделить на эти размеры, и получится их количество.
Для удобства нужно делать лестницы. ширина которых не менее 80-90 см. Если она предназначена для хозяйственного назначения, т.е. ведет в подвал, то ее лучше сделать около 120 см. Если же конструкция направлена в мансардное помещение, то ее можно сделать более узкой, около 70-80 см.
Угол наклона лестницы должен составлять 40-45 °. Наиболее комфортной является лестничная конструкция, которая наклонена под углом в 45 °. Но ввиду того что она занимает много места, используется в строительстве достаточно редко. Можно выбрать и острый угол наклона в 30-36 °. тем более что такая конструкция займет на полу не более двух метров. Подниматься вверх по данной установке будет удобно, а спускаться можно только спиной вперед из-за крутизны наклонного спуска.
Вернуться к оглавлению
Расчет лестницы
- отборная малосучковая древесина для тетивы.
Схема расчета лестницы с углом наклона 45 градусов.
Рассмотрим более подробно, как правильно произвести расчет. Любая лестничная конструкция состоит из маршей и площадок. Важно, чтобы ширина площадок не была меньше ширины марша. Марши состоят из ступенек и несущих балок, которые называются тетивы или косоуры. Их изготавливают из толстых и широких досок, сечение которых – 80-100х200-250 мм, либо делают из двух более узких досок.
Ступени состоят из проступей и подступенков, ширину которых следует правильно рассчитать. Крутизну лестницы, а также удобство ходьбы по ней, определяет именно соотношение их размеров. Необходимо, чтобы стопа человека полностью вставала на проступь, т.е. это в среднем около 30 см, а длина шага в среднем была равна 60-70 см, значит, высота подступенка получается 14-16 см. При этом действует следующая формула для расчета: сумма двух подступенков плюс ширина проступи равняется длине среднего шага человека. Учитывая толщину проступи в 3 см, получается, что одна ступенька занимает горизонтально 30 см и вертикально 15-18 см.
Полученные цифры необходимы, чтобы рассчитать лестницу для дома правильно. Приведем пример, если высота между первым и вторым этажом равна 3 метрам, а одна ступенька размером 30 см на 15-18 см, то получится 17-20 подступенков. При этом последняя ступенька – это пол на втором этаже. Далее нужно высоту подъема лестничной конструкции разделить на целое число в данном диапазоне. Лучше, если оно будет четное, и получится точная высота ступеньки, состоящая из толщины проступи и ширины подступенка. Допустим, нужно сделать 18 ступенек, тогда высота ступеньки будет равна 300:18=16,7 см. Такую конструкцию следует разбить на два лестничных марша и обязательно сделать ее с поворотом.
Вернуться к оглавлению
Как правильно сделать поворот
Схема расчета лестничной конструкции для изготовления своими руками.
У лестничной конструкции поворот можно сделать тремя способами. Один из них для винтовой лестницы, которая представляет собой один большой поворот. Она очень компактна и занимает мало площади, но обладает достаточно большой крутизной. Так как за один оборот на 360 ° лестница должна подняться на два метра как минимум, то пролет должен иметь от 13 до 15 ступенек. Из-за конструкции ширина проступи должна быть небольшой, поэтому ступени у винтовой лестницы узкие и высокие. Ее лучше всего устанавливать либо на чердаке, либо в хозяйственном помещении.
Маршевые лестницы нужно поворачивать на 90 ° или 180 ° с помощью площадок, а можно с помощью специальных ступенек в виде трапеции. Горизонтальную лестничную площадку устраивают в том случае, если позволяет площадь. Такая лестница состоит из прямых элементов и имеет классический вид. На самой площадке можно сделать окно, что придаст изящность и дополнительное освещение днем. Если такой возможности нет, то поворот лестничной конструкции нужно сделать непосредственно ступенями. В этом случае в определенном месте, можно и не в середине, следует начать устанавливать проступи в виде трапеции, которые задают поворот лестнице на 15 ° либо 30 ° на каждую ступеньку. В результате они поворачивают ее на нужный угол.
Вернуться к оглавлению
Как рассчитать лестницу: правила
Чтобы правильно спроектировать лестницу. необходимо придерживаться некоторых правил:
Чертеж лестницы на стальном косоуре с расчетными данными.
- Во-первых, лестничный марш должен иметь ширину не менее 1 метра. А если он имеет больше трех ступеней, то обязательно должен быть оборудован перилами. Их высота не должна быть меньше 90 см, а ширина – около 10 см. Если в доме есть дети, то можно сделать дополнительные поручни и для ребенка, высота которых должна быть 70-75 см. Также нужно ограждать окна, которые прилегают к лестничному маршу.
- Во-вторых, все ступени должны быть одинаковыми по высоте. Если отклонение все-таки присутствует, то оно должно быть минимальным, 0,5 см. Расстояние, которое находится между лестничным маршем и стеной, должно быть меньше 6 см. Расстояние между ступенью и потолком (балкой), т.е. высота прохода, должна быть больше 2 метров.
- В-третьих, сооружая криволинейные лестницы (с забежными ступенями), в средней ее линии следует радиус кривизны устанавливать не менее 30 см. При монтаже забежных ступеней необходимо помнить, что в зоне прохода ширина ступени должна быть больше 20 см, а уровень последней ступени должен всегда совпадать с уровнем пола этажа. Лестница должна быть безопасной и надежной, для этого необходимо ее установить так, чтобы она могла выдержать нагрузку около 180-220 кг, а ее перила – около 100 кг. Также подходы к ней должны иметь ширину не менее 1 метра и иметь освещение в любое время суток.
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)
Как рассчитать лестницу: виды и элементы конструкции
В настоящее время есть немало фирм, осуществляющих изготовление и монтаж лестниц, но их услуги стоят достаточно дорого. Поэтому домовладельцы нередко пытаются сделать эту работу самостоятельно. Первая сложность, с которой они при этом сталкиваются — это проектирование будущего изделия.
Наша статья расскажет вам, как рассчитать лестницу в доме, чтобы в итоге получить безопасную и удобную конструкцию.
Общая характеристика лестниц
Начнем мы с того, что рассмотрим виды таких изделий и их составные элементы. Это потребуется знать при проведении расчетов.
Виды лестниц
Всего выделяют два основных вида таких конструкций. Причем каждый из них обладает своими особенностями.
Давайте обозначим эти разновидности:
- маршевые – этот вид является самым распространенным в силу своей простоты и надежности. Данное название он получил из-за того, что состоит из одного или нескольких маршей. Так именуют ряд ступеней, соединенных друг с другом. Марши могут быть разделены между собой лестничной площадкой;
- винтовые – такие изделия используются гораздо реже. Причина этого в том, что их цена довольно высока, что обусловлено сложностью изготовления этой конструкции. Кроме того, она малофункциональна – по ней невозможно поднять никаких габаритных вещей. К ее достоинствам можно отнести весьма привлекательный внешний вид, а также скромные габариты;
На фото — винтовой вариант
Первый вид гораздо проще в изготовлении. И, разумеется, стоит он дешевле второго. Но минус его в том, что он обладает большими габаритами, что, впрочем, не осложняет задачу того, как расчитать лестницу для дома.
Самая распространенная разновидность лестницы обычно бывает двухмаршевой. Это означает, что она состоит их двух маршей, разделенных между собой лестничной площадкой. Причем второй из них может быть развернут относительно первого на угол от 90 до 180 градусов.
Домовладельцы выбирают тот или иной вид исходя из параметров своего жилья. А точнее, из размеров имеющегося свободного места. Немаловажно при этом учесть удобство пользования и функциональность будущего изделия. Вдобавок к тому, постройка должна хорошо вписываться в имеющийся интерьер.
Элементы конструкции
Наглядное изображение элементов
Теперь следует разобраться с тем, из чего же собственно, состоит лестница.
Она изготовлена из следующих частей:
- ступени – они определяют большую часть характеристик всей конструкции. Поэтому именно им стоит уделить особое внимание, обдумывая то, как правильно рассчитать лестницу. Состоят они из двух элементов. Верхняя часть – проступь и нижняя часть – подступенок;
- опорные балки – бывают они одного из трех видов. Это косоур, тетива, а также центральный столб. Косоур имеет вид наклонной балки, к которой сверху прикреплены ступени. Тетива лестницы сходна с ним, но в ней ступени вставляются в специальные пазы. Столб, в свою очередь, используют для винтовых конструкций;
- перила – имеют в своем составе поручень, который опирается на балясины.
Расчетные работы
В качестве образца возьмем пример расчетов для маршевой лестницы. В целом, создание такой конструкции является несложным делом, доступным любому домашнему мастеру. Но прежде чем приступать к изготовлению следует провести необходимые расчеты.
Первый вопрос, который возникает при этом — как рассчитать шаг лестницы. Чтобы на него ответить, нужно в первую очередь определиться с тем, какая конфигурация изделия вам потребуется.
Дело в том, что отнюдь не любая конструкция впишется в имеющееся пространство. Но это в том случае, если оно является ограниченным. Если же места достаточно, то и проблем, соответственно, не возникнет. Но так бывает далеко не всегда.
Также следует учесть, что к любой лестнице предъявляются два основных требования – это безопасность и удобство. Поэтому при проектировании нужно иметь в виду наличие прямой зависимости между шириной проступи и высотой подступенка.
Шаг лестницы и другие параметры
Поэтому, при расчете надо ориентироваться на среднюю величину шага взрослого человека. Она составляет 60 сантиметров.
Применяем эту величину следующим образом. Ширину проступи сложим с двумя высотами ступени. Допустим, проступь равна 28 см, а ступень – 16 см. В итоге мы получаем – 16*2+28=60 см.
Спроектированная таким образом конструкция будет и безопасной и удобной. Решая, как рассчитать размеры лестницы, вы можете применить и несколько иное соотношение. Но, в любом случае, оно не должно сильно отличаться от вышеназванных значений.
Совет!
Высота ступени не должна превышать ее ширину.
В противном случае, по такой постройке будет просто неудобно ходить.
Теперь рассчитаем необходимое количество ступеней. Для этого сперва придется сделать замер имеющегося проема, предназначенного для размещения лестницы. С этой целью воспользуемся строительной рулеткой.
Завершив проведенные своими руками измерения, полученную межэтажную высоту мы разделим на высоту ступени. Как правило, эта величина лежит в диапазоне от 15 до 18 сантиметров.
Полученная при этом цифра будет равна точному количеству требуемых подступенков. Если число оказалось не точным, то его следует округлить. После чего проводим новый расчет.
В ходе него высоту разделим на количество подступенков. В итоге мы получим цифру, показывающую нужную высоту ступени.
Высота и ширина ступени в миллиметрах
Теперь поговорим о длине ступени. Для ее расчета из средней длины человеческого шага надо вычесть высоту ступени, помноженную на два.
Возьмем цифры из предыдущего примера. Тогда у нас получится следующее: 60-16*2=28 см. Вот это число и будет требуемой длиной. Если необходимо, его можно округлить до 30 см.
В случае, если мы решаем вопрос того, как рассчитать металлическую лестницу, применяем те же вычисления.
В расчете лестничных конструкций присутствует один интересный момент. При проектировании количество подступенков получается всегда на одну единицу большим, чем число проступей.
Проводя расчеты, нужно учесть и еще один момент. Расстояние от нашего изделия до расположенных выше конструкций, таких как потолочные перекрытия, должна составлять не менее 190 сантиметров.
Проводить расчеты можно с использованием специальной таблицы. Ее вы можете увидеть ниже.
Думая о том, как самому рассчитать лестницу, нужно учитывать те особенности, которые имеет тот или иной вид конструкции. Среди них наиболее простыми в изготовлении и доступными по стоимости являются маршевые лестницы.
Их расчет не представляет особой сложности. Инструкция, изложенная в данной статье, поможет вам с успехом справиться с данной задачей. (см. также статью Изготовление деревянных лестниц своими руками с помощью подручных средств ).
Помимо прочтения этого текста, рекомендуем вам посмотреть видео в этой статье, чтобы визуализировать данную информацию.
Источники: http://1polestnicam.ru/raschet/pravilnyj-lestnicy.html, http://ostroykevse.com/Lestnica/02.html, http://sdelai-lestnicu.ru/osobennosty/185-kak-rasschitat-lestnicu
