3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет винтовой лестницы своими руками

Расчет размеров винтовой лестницы

Расчет спиральной лестницы

Укажите необходимые размеры

H — высота лестницы
D1 — наружный диаметр
D2 — внутренний диаметр
C — количество ступеней
Z — толщина ступеней
A — угол поворота лестницы

справка

Длина ступеней в винтовых лестницах не должна быть менее 80 см.
Ширина ступени в центральной части должна быть не меньше 20-25 см, в самой широкой части — не больше 40 см. Высота ступеней винтовой лестницы может быть больше чем высота, рекомендуемая для маршевых лестниц. Нормальной высотой ступеней для маршевых лестниц считается 16 см, для винтовых — 18 см.

В том месте, где наступает нога, ступень винтовой лестницы должна быть около 25-30 см, по краю — не меньше 30-35 см. Такая глубина ступени будет достаточно удобна. Тогда ступня человека встанет на ступень полностью, не свисая за край.

Размеры ступени винтовых лестниц.

h — длина ступени
W1 — ширина ступени в широкой части
W2 — ширина заготовки ступени
α — расчетный угол ступени

Как рассчитать винтовую лестницу?

Компактная винтовая лестница становится привычным интерьерным решением для загородных домов. Эта изящная конструкция украсит любое помещение и поможет сохранить полезную площадь в строениях с ограниченными габаритами.

Сделать стандартную винтообразную лестницу на второй этаж своими руками вполне по силам любому. Главным условием успешного встраивания данной конструкции в межэтажное пространство является правильный расчет всех параметров изделия.

Расчет винтовой лестницы на второй этаж рекомендуется начинать с выполнения наброска или чертежа, который станет затем пошаговым планом производства этого изделия.

Существует три основных типа винтовых лестничных маршей, который используют для загородных домов:

  1. С центральным опорным столбом, к которому различными способами крепят ступени.
  2. С креплением ступеней на тетиве без центральной опоры.
  3. Комбинированное крепление ступеней на тетивах и опорном столбе.

В зданиях, предназначенных для индивидуального жилья, чаще всего используется первый способ. Дальнейшие примеры расчета винтового лестничного марша будут основываться именно на такой конструкции.

Чертеж винтовой лестницы с нанесенными на него размерами позволит избежать ошибок при монтаже.

Начинают рассчитывать лестничный марш с определения радиуса и длины окружности.

План лестницы сверху выглядит как правильная окружность с диаметром, соответствующим размеру проема в междуэтажном перекрытии. Радиус этого проема принято обозначать буквой R.

Радиус опорной трубы обозначают как R1. Этот размер включает в себя и толщину стенки трубы. Для организации винтовой конструкции рекомендуется использовать стальную трубу диаметром не менее 60 мм и толщиной стенки от 5 мм.

Чертеж лестницы с размерами.

В качестве межступенчатых разделителей, а также для обеспечения крепежа узкого конца ступени, используют отрезки труб с большим диаметром, чем диаметр опорного столба и высотой равной высоте ступеней.

На следующем этапе необходимо посчитать число оборотов лестницы. Если марш делает два полных оборота (n=2), это соответствует 720 градусам, которые обозначают у.

Выполняя расчет числа оборотов, необходимо учитывать оптимальную высоту для свободного прохода человека. Она должна составлять 185-190 см, что позволит не ударяться головой о верхние ступеньки.

Например, при высоте от пола первого этажа до пола второго этажа 5 метров и числе оборотов n=2, высота между оборотами лестничного марша будет 2,5 метра. Что вполне достаточно.

Если высота этажа не позволяет выполнить полный оборот, для дальнейших расчетов в формулах используется значение в долях от целого оборота. Например: 2/3n, 3/4n.

Для вычисления длины внешней окружности необходимо использовать формулу: L=2*3,14*R*n. Если R=1 м, то L=2*3,14*1*2=12,56 м.

Необходимо понимать, что передвигаться по лестнице человек будет не по внешнему краю, а примерно посередине ширины ступеньки. Для того, чтобы понять, как рассчитать среднюю линию ступенек винтовой лестницы, следует помнить, что для спиральных лестниц нужно брать расчетное расстояние 2*R/3.

Таким образом, получаем еще одну величину – длину окружности пути движения человека (I). Ее можно рассчитать по формуле: I=2*3,14*(2*R/3)*n, что в нашем случае составляет: I=2*3, 14*(2*1/3)*2=8,37 м.

Расчет высоты ступеней и их необходимого количества

Как рассчитать ступени винтовой лестницы? Следует замерить высоту от поверхности пола первого этажа до потолка (H1) и добавить толщину междуэтажного перекрытия из бетона или дерева (H2). Допустим, что высота H1=5 м, а Н2=0,25 м, получается, что общая высота Н=5+0,25=5,25 м.

Нормальными габаритами ступени считаются: высота – не более 20 см, ширина – не менее 27 см, свес – не более 4 см.

Возьмем высоту ступени s=20 см.

Чтобы определить количество ступеней, необходимо высоту этажа разделить на желаемую высоту ступени: х=Н/s=5,25/0,2=26,25 ступеней. Если первую ступеньку сделать на высоте 25 см, оставшиеся ступени будут иметь высоту 20 см, причем последняя, 26 ступенька, будет соответствовать уровню пола второго этажа, т.е. являться площадкой лестницы.

Расчет длины ступеней и ширины проступи

Важным параметром размеров винтовой лестницы в частном доме является длина и ширина ступеней. Так как винтовая конструкция обычно имеет небольшие размеры, необходимо учесть, чтобы человеку было удобно подниматься по ней на второй этаж.

В силу поворотного устройства пролета, сама ступенька для винтовой лестницы имеет неправильную, клинообразную форму с широким внешним концом и узким концом, который предназначен для крепления на опорном столбе.

Расчет размеров ступенек производится поэтапно:

  1. Изначально определяется размер самой широкой, внешней части ступеньки (d1), ее выполняют слегка закругленной. Чтобы рассчитать показатель d1, следует разделить внешнюю длину лестницы на количество ступенек: d1=L/x=12,56/26=0,48 м;
  2. Чтобы определить ширину проступи в средней линии (d2), в том месте, где будет проходить человек, необходимо использовать длину окружности пути I. Схема расчета остается прежней: d2=I/x=8,37/26=0,32 м. Данная величина вписывается в стандартные размеры ступеней и будет комфортна для перемещения по лестнице;
  3. Следующим шагом определяется значение ширины ступени около опорной трубы (d3). Этот показатель зависит от диаметра трубы, но обычно он составляет не менее 10 см;
  4. Если ступенька изготавливается с прямым внешним обрезом, для определения максимальной ширины ступени требуется найти угол (а) по формуле: а=y/x=720/26=27,69 градуса. Далее вычисляется максимальная ширина (с) ступеньки: с=2*R*sin a/2=2*1*0,55/2=0,55 м.
Читать еще:  Размеры поручней для лестниц

Расчетный размер длины ступени (h) определяется от несущей опоры лестницы до внешнего края. Данная величина находится следующим образом: из радиуса проема следует вычесть радиус опоры. R-R1=1-0,065=0,939 м.

Вычисленная длина ступени не превышает одного метра, поэтому для изготовления ступенек можно использовать дерево твердых пород. Если по расчетам выходит, что длина ступени более 1 м, необходимо предусмотреть дополнительные точки опоры для деревянных ступеней, или применять стандартные сварные конструкции из металла. При необходимости перекрытия большого проема, металлические ступени являются оптимальным решением.

После выполнения всех поэтапных расчетов размеров ступеней, можно приступать к их изготовлению, но для точного соблюдения всех параметров, следует сделать чертеж этой детали, особенно в том случае, когда выполнением заказа будет заниматься стороннее лицо или организация.

Расчет площадки лестницы

Радиус площадки обычно чуть меньше радиуса проема, исключение составляет способ возведения винтовой лестницы с балясинами, которые опираются на наружный край ступеней, в этом варианте радиусы совпадут.

Если взять диаметр проема равный 200 см и сократить его на 20 см (часть проступи используемой при ходьбе), то длина ступеньки составит: (200-20)/2=90 см.

Чтобы определить ширину верхней площадки, следует учитывать потери высоты при передвижении по маршу. Каждая ступенька в нашем случае уменьшает расстояние до площадки на 20 см. Соответственно, необходимо рассчитать минимально возможную высоту для начала организации площадки. Если взять средний рост человека в 180 см, то от уровня пола второго этажа, где организуется площадка, до нижней ступеньки будет девять ступеней (180/20=9).

В нашем случае на два полных оборота приходится 26 ступенек, соответственно на один (конечный) – 13 ступеней. Ширина площадки высчитывается по количеству ступеней: 13-9=4. Значит, ширина площадки будет равна ширине 4 ступеней, за минусом отверстия в середине под опорный столб.

Ширина ступени d1 составляет 0,48 м, а значит, ширина площадки составит: 0,48*4=1,92 м, что вполне достаточно для комфортного подъема. Больший размер площадки не позволит в повороте свободно проходить под ней.

Изучив вышеперечисленные методы вычислений, каждый домашний мастер без проблем разберется с тем, как рассчитать винтовую лестницу на второй этаж и самому изготовить все необходимые элементы конструкции. Для более быстрого подсчета можно воспользоваться специальными программами, которые позволяют точно и быстро рассчитать параметры винтового лестничного марша.

Делаем расчет винтовых лестниц для самостоятельного изготовления конструкций

В собственном доме или двухуровневой квартире не обойтись без лестничной конструкции, и большой популярностью в настоящее время пользуются винтовые модели. Их выбор в магазинах довольно разнообразен. Но при желании такую конструкцию вполне реально сделать своими руками.

Для этого предварительно необходимо произвести правильный расчет винтовых лестниц. Как это выполнить самостоятельно, рассмотрим более подробно в данной статье.

Разновидности винтовых конструкций

Перед тем, как рассчитать винтовую лестницу на второй этаж, необходимо рассмотреть возможные варианты конструктива, узнать их достоинства и недостатки.

К несомненным преимуществам данного типа лестниц относятся:

  • Компактность – можно изготовить совсем небольшое изделие, которое займет минимум полезной площади в помещении.
  • Стоимость – даже готовые варианты по карману большинству. А если сделать лестницу самостоятельно, то она обойдется еще дешевле.
  • Эстетичность – практически любая винтовая конструкция привлекает к себе внимание своей неординарностью и красотой. Можно выполнить высоко художественный вариант из самых различных материалов.

Из некоторых недостатков стоит отметить следующее:

  • По очень компактным моделям неудобно осуществлять подъем и спуск. Необходимо делать это очень осторожно из-за неравномерной ширины ступеней.
  • По данным лестницам часто невозможно перемещать предметы крупного размера.
  • Самостоятельное изготовление или монтаж отдельных моделей – довольно сложное занятие.

Конструкция винтовой лестницы состоит из:

  • Опорных элементов;
  • Деталей ступеней;
  • Системы ограждения – она бывает не во всех моделях.

При всем многообразии винтовых лестничных изделий, их можно классифицировать по нескольким параметрам:

  • Виду опоры ступеней.
  • Материалу изготовления.
  • Углу поворота.

Проектирование и расчет каждого вида винтовой лестницы будет иметь свои особенности.

Виды опоры

В качестве опорных элементов винтовых изделий могут выступать:

Наиболее распространенным вариантом является центральная опора. Часто применяются косоуры и больцы. Самостоятельное изготовление опорной тетивы весьма сложно.

Здесь необходимо специальное оборудование и профессиональные навыки. По этой причине большинству не удастся сделать такой вариант своими руками.

Материалы для изготовления

Для изготовления винтовых конструкций могут применяться самые разнообразные материалы:

  • Металл – обычная сталь, нержавейка, алюминий, чугун. Стальные модели часто выполняются из кованого металла.
  • Дерево – предпочтительнее использование древесины твердых пород. Особенно это касается опорных элементов и ступеней лестницы. Цена на деревянные изделия обычно самая доступная.
  • Бетон – большей частью такие модели выполняются в частных домах при наличии достаточной свободной площади.
  • Стекло – конструкции получаются весьма эстетичными и оригинальными. Такой материал отлично подойдет, чтобы сделать лестницу украшением дома.
  • Композитные материалы.

Большое распространение имеют комбинированные модели. Чаще всего применяется сочетание дерева и металла. Но возможна комбинация и других материалов.

Расчет всей конструкции

Перед расчетом конструкции требуется определиться с размером будущей лестницы. В первую очередь необходимо выяснить, какого размера проем под нее можно сделать.

  • Минимальный проем в межэтажном перекрытии составляет 140 см, но стандартно берется 200 см.
  • Если конструкция будет использоваться для перемещения крупногабаритных вещей, то диаметр проема должен быть минимум 220 см.
  • Совсем компактные модели, например, для чердака или подвала, требуют минимального проема.
Читать еще:  Размер чердачной лестницы с люком

Размер конструкции должен быть немного меньше, чем диаметр проема в межэтажном перекрытии. Далее нужно определиться с видом опоры и основными пара.

Высота

Высота изделия будет равна расстоянию между полом первого и второго этажа. Расстояние между витками винта должно быть больше, чем рост человека, минимум – 190 см.

В этом случае, подъем будет безопасным и удобным. В зависимости от высоты подбирается угол поворота конструкции.

Опора

В качестве центральной опоры обычно берется металлическая труба или деревянный столб. Такие конструкции очень оригинальны. Но применение косоура или тетивы также распространено. Весьма эстетичны модели на больцах.

  • Диаметр трубы из металла может быть минимум 6 см. Толщина стенок металлической опоры – не меньше 5 мм.
  • Деревянный столб берется диаметром более 15 см.
  • Толщина тетивы, изготовленной из твердых пород дерева, должна быть не менее 4 см. если используются сосна или ель – минимум 6 см.

При этом сочетание различных видов опоры также может быть выполнено своими руками.

Ступени

Для того, чтобы передвижение по лестнице было безопасным и достаточно удобным, есть ряд требований к элементам ступеней:

  • Ширина – она должна быть не менее 10 см на расстоянии 15 см от внутреннего края. Посередине ступени ее ширина берется более 20 см.
  • Длина – если предполагается использовать лестницу в качестве основной и единственной в доме, то минимальный размер будет 80 см. Когда конструкция применяется в виде дополнительной, либо предназначается для подъема на чердак или спуска в подвал, то длина ступеней может быть минимум 55 см.

Совет: деревянные ступеньки, имеющие в длину меньше 100 см, можно изготавливать из прочных пород бескаркасным способом.

  • Толщина каждого элемента, выполненного из дерева, берется не менее 5 см при высоте лестницы до 2 м, и 6 см – при высоте более 2 м.
  • Высота подъема – расстояние между соседними ступенями считается оптимальным, если оно находится в пределах 15 – 20 см.
  • Винтовая конструкция состоит из забежных ступеней, которые имеют трапециевидную форму. Их ширина неравномерна. В целях безопасности такие конструкции в основном выполняют без подступенков.

На центральной опоре ступени чаще всего крепятся внахлест друг к другу. Для обеспечения большей прочности и надежности, по внешнему краю консолей можно дополнительно установить больцевые крепления.

Если выполняется расчет винтовой лестницы металлической, то ступени лучше предусмотреть деревянные. Это значительно облегчит всю конструкцию и сделает ее более комфортной для передвижения.

Построение чертежа

Инструкция для расчета:

  • Для начала необходимо определиться с количеством витков в будущем пролёте. Одним витком считается полное оборачивание марша вокруг оси, он обозначается «y» и равен 360о. Иногда в расчетах удобнее использовать безразмерную величину оборотов «n».
  • Рассчитываем длину окружности конструкции по внешнему краю изделия по формуле: L = 2 π R * n. Можно также применить формулу: L = 2 π R * (y/360).
  • Так как для расчета требуется длина траектории движения «l», то вместо радиуса конструкции по краю берем радиус пути подъема «r». Он составит примерно 2/3R. Следовательно, длина линии передвижения составит: l = 2 π *2/3 R * n = 4 π R / 3 * n.
  • Длину ступени обозначают «h». Она равна разнице между радиусом конструкции R и радиусом опорной трубы.
  • Разделив высоту лестницы на высоту между ступенями, можно получить количество необходимых элементов.
  • Угол ступеньки — это угол между радиусами лестничного проема, проведенными по краям консолей. Он обозначается «α» и рассчитывается по формуле: α = y / количество ступеней.
  • Максимальная ширина ступени будет по внешнему краю. Она обозначается «W1». Ширина заготовки обозначается «W2» Ширина консоли по линии движения – «W».
  • Расчет ступенек винтовой лестницы по ширине W1 = R * sinα.
  • Рассчитываем W = r * sin α = (2 R * sin α) / 3. Если полученный результат меньше 20 см, то необходимо изменить количество ступеней или высоту подъема. Можно также изменить оборот конструкции.

Для конкретных условий расчет винтовой лестницы своими руками выполнить несложно. После получения всех необходимых данных можно выполнить чертеж.

Какую бы модель вы не выбрали для своего дома, сделать все расчеты можно и самостоятельно. Во многом облегчит эту задачу специальный калькулятор расчета винтовой лестницы. Но пользоваться им проще, если вы хорошо понимаете основы такого расчета. Больше информации по данной теме можно получить из видео в этой статье.

Расчет винтовой лестницы. Диаметр лестницы и длина ступеней. Определение основных параметров и формы ступеней

При недостатке жилой площади часто приходится выбирать такую конструкцию межэтажной лестницы, которая занимает минимум места. Оптимальным вариантом в таких случаях становится винтовая или спиралевидная конструкция. Чтобы построить её своими руками, прежде всего, нужно сделать расчет винтовой лестницы, определиться с её формой и габаритами.

В этой статье мы рассмотрим пример такого расчета для конструкции с центральной опорной стойкой как на картинке выше.

Винтовая лестница с центральной опорой

Какие данные требуются для расчета

Как и при определении параметров обычной прямой лестницы, нам потребуется измерить некоторые существующие размеры и составить проект. Ниже дана краткая инструкция, которая поможет вам в этом.

Величина проема (просвета) в перекрытии второго этажа

Проем может быть круглым или квадратным. Если он ещё не сделан, то при его изготовлении следует учесть, что диаметр будущей лестницы будет примерно на 20 см меньше, чем ширина просвета – по 10 см с каждой стороны необходимо оставить для перил.

Высота этажа

Измеряется между «чистым» полом нижнего и верхнего уровня.

Измерение высоты

Совет. Проще всего определить высоту этажа, опустив отвес, как показано на рисунке выше, и измерив длину бечевки с грузом.

Точки входа и выхода

Кроме этого нужно определить место входа на первую ступень и выхода с последней на втором этаже. Это даст нам возможность узнать угол закручивания конструкции и, соответственно, вычислить её длину. Выбирать вход и выход нужно с учетом положения лестницы в помещении и наличия препятствий, мешающих комфортному движению.

Читать еще:  Расчет лестницы на чердак

Например, если она располагается в углу или у стены, вариантов положения первой ступени остается не так много. А если второй этаж мансардного типа со скошенным потолком, верхняя ступень должна находиться в таком месте, чтобы при выходе расстояние между площадкой и перекрытиями было больше человеческого роста.

Составив чертеж и обозначив на нем точки входа и выхода, вы сможете определить угол закручивания.

На фото представлен чертеж лестницы с углом поворота 2700 или ¾ круга

Пример расчета

Предположим, что после всех измерений и определений мы имеем следующие данные:

  • Ширина проема 200 см;
  • Высота этажа 250 см;
  • Угол закручивания 270 0 .

Исходя из этого, начинаем расчет винтовых лестниц.

Диаметр лестницы и длина ступеней

  • Как уже упоминалось выше, диаметр должен быть несколько меньше ширины проема. Однако, если крепить балясины под поручни на край ступеней, общий диаметр можно не уменьшать. Но для расчетов все же принимаем его равным 180 см (200 – 20 = 180), т.к. нам важна именно рабочая, ходовая часть проступи.
  • Длина ступени будет равна радиусу или половине диаметра: 180 : 2 = 90 см. При этом ходовая часть (ширина лестничного марша) окажется меньше на половину толщины опорной стойки. Но на расчеты это не влияет.

Длина лестницы

Чтобы упростить расчеты, нужно получить развертку винтовой конструкции, определив её длину по внешнему контуру и по линии движения.

Для этого воспользуемся формулами, известными всем из школьной программы.

  • Длина окружности L = 2ПR. Подставив в формулу известное нам значение радиуса, получаем: 2 х 3,14 х 90 = 565 см. Но наша конструкция в плане не является полным кругом, поэтому полученное значение нужно умножить на ¾, что соответствует 270 0 . В итоге получаем протяженность лестницы по внешнему радиусу 424 см.

Внимание!
Если нужно сделать расчет полувинтовой лестницы (с углом поворота 180 0 ), полученную длину окружности следует разделить на 2.
Если при этом полувинтовая конструкция является частью двухмаршевой поворотной лестницы, прямые и поворотные секции рассчитываются по отдельности.

Таким образом, мы получили данные, соответствующие прямой одномаршевой конструкции лестницы и позволяющие вычислить количество ступеней и их размеры.

Определение основных параметров

Зная высоту этажа и рекомендуемую высоту подъема на один шаг (15-20 см), можно подобрать количество ступенек. Примем высоту шага равным 17 см:

Округлим полученное значение до целого числа и получим точную высоту шага:

250 : 15 = 16,67 см.

Цифра получилась не очень удобной, так как при изготовлении подступенков придется каждый раз производить измерения с учетом сотых долей сантиметра. Чтобы избежать этого, округлим её до десятых (16,7 см), а первую ступеньку сделаем ниже:

250 – (14 х 16,7) = 16,2 см.

В итоге получаем высоту первой ступени 16,2 см, высоту всех остальных – 16,7 см. Всего их 15. Осталось вычислить ширину проступи по линии движения. Она должна попасть в «вилку» 20-40 см.

Чертеж деталей и конструкции в сборе

Разделим длину этой линии на количество проступей, т.е. на 14, так как последняя ступень уже является полом второго этажа. Получаем:

283 : 14 = 20,2 см.

Этого достаточно, чтобы стопа при спуске и подъеме полностью опиралась на проступь.

Перед тем как рассчитать винтовую лестницу, вспоминаем формулу определения ширины проступи для обычной прямой конструкции: 2h + b = 60-64 см, где:

  • h – уже известная нам высота ступени;
  • b – её ширина.

Подставляем полученные данные в формулу: 2 х 16,7 + 20,2 = 53,6 см. Видим, что в рекомендованные значения мы не попадаем. Значит, нужно увеличить либо высоту шага, либо длину линии движения. Но проще уменьшить количество ступенек, например, до 12 (плюс один подъем на верхнюю площадку = 13).

Снова производим расчет:

  • Высота шага 250 : 13 = 19,2 см;
  • Ширина проступи 283 : 12 = 23,6 см;
  • 2 х 19,2 + 23,6 = 62 см.

Теперь все в порядке: все значения соответствуют нормативным, что очень важно. Цена вопроса – ваша безопасность и удобство передвижения.

Обратите внимание. Данные итоговых расчетов округлены, их нужно привести в соответствие с действительными, как было описано выше.

Определение формы ступеней

Мы определили ширину проступи только по линии движения. Но она имеет не прямоугольную форму, поэтому нам нужны размеры самой узкой и самой широкой её части.

Ширина узкой части зависит от диаметра опорной стойки, на которую ступени нанизываются и фиксируются в заданном положении. То есть, в этом месте проступь будет иметь отверстие. Для обеспечения нужной прочности её ширина должна быть увеличена на два диаметра отверстия.

Т.е. если диаметр опорной стойки равен 5 см, то ширина узкой части – минимум 15 см.

По внешнему краю ширина проступи вычисляется просто: длина окружности делится на количество ступенек: 424 : 12 = 35,3 см.

Зная длину ступени и её ширину в узкой части, по линии движения и в широкой части, нетрудно сделать её чертеж

Заключение

Как видите, расчет заключается преимущественно в подборе параметров ступеней исходя из существующих проектных данных. Они должны вписываться в рекомендованные нормативы, соответствующие размерам стопы и длине шага человека. Меняя количество и высоту подъемов, можно найти самую оптимальную форму ступеней.

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector