Расчет винтовой лестницы. Диаметр лестницы и длина ступеней. Определение основных параметров и формы ступеней. Как рассчитать винтовую лестницу из металла Расчет спиральной лестницы

02.05.202427.05.2017

Винтовые лестницы заслуженно привлекают внимание частных домовладельцев. Эта красивая конструкция придаст любому жилищу солидность и привлекательность. Технология изготовления винтовой лестницы своими руками довольно проста. С учетом доступности в наше время разнообразных строительных материалов сделать такую лестницу по силам любому хозяину, имеющему определенные познания в столярном деле. Единственным моментом, вызывающим затруднение в создании этого оригинального элемента интерьера, является определение правильных размеров винтовой лестницы при изготовлении чертежей. В этой статье мы расскажем, как рассчитать винтовую лестницу для вашего дома быстрым и практичным способом.

Основные параметры лестницы: рассчитываем ступени

Первое, с чего следует начинать расчет винтовой лестницы – правильное вычисление размеров ступеней конструкции. Для этого нужно ориентироваться в условных обозначениях параметров, представленных ниже:

Н – высота конструкции. Определяется она суммой расстояния от пола до потолочных перекрытий с учетом их толщины;
H1 – междувитковое расстояние;
h – высота ступенек;
h1 – проступь;
R – наружный радиус ступени;
R1 – радиус по точке основной линии спуска-подъема.

Эти обозначения будут позже использоваться в проведении вычислений и чертежах. Необходимо помнить, что проектирование винтовых лестниц не является самодеятельностью. Такие их параметры, как диаметр, ширина или упомянутые уже размеры ступеней, должны четко укладываться в существующие ГОСТы и нормы СНиПов. Соблюдение всех требований к размерам ступеней и их другим параметрам обеспечит безопасность и прочность лестничной конструкции. Поэтому при изготовлении чертежей ступеней всегда учитывают следующие моменты:

Тонкости проектирования: как рассчитать лестничный марш

Расчет винтовой лестницы – процедура, требующая усидчивости. Только 100%-но правильные вычисления превратят вашу идею в красивую и безопасную конструкцию. Для удобной работы над проектом винтовой лестницы желательно составить предварительную схему с ее размерами, и уже по ней проводить все расчеты. В проведении таких работ хорошим помощником могут стать специальные строительные калькуляторы – программы, позволяющие качественно произвести все расчеты винтовой лестницы даже онлайн. Они просты в использовании, имеют интуитивно понятный интерфейс и превратят работу над проектом в настоящее удовольствие.

Если же программы в онлайне вам недоступны, можно приобрести диск с таким лицензионным софтом. Эта выгодная покупка позволит с помощью компьютера создавать качественные чертежи строительных конструкций по заданным параметрам ширины, высоты, диаметра и др. показателям, которые вводятся в специальные окна программы.

Расчет лестничного марша следует начинать с вычисления площади участка, отведенного под обустройство межэтажной конструкции. Этот важный показатель является основным для определения минимального диаметра винтовой лестницы, а также дальнейших вычислений габаритов конструкции.
После этого следует перейти к определению высоты элемента интерьера (Н). Для этого, как уже было указано в таблице, измеряют расстояние от полового покрытия первого этажа до второго, учитывая и толщину перекрытия. Здесь же следует определиться с точками входа-выхода, что позволит на чертеже определить угол, под которым будет закручиваться лестничный марш.

Завершив эти предварительные измерения, следует вычислить количество ступеней. Для примера используем условный расчет винтовой лестницы с диаметром 2000 мм (радиус — 1000 мм), высотой 3500 мм и вертикальным углом закручивания в 360 градусов. Получаем: R = 1000; Н = 3500; ω =360°.

Важно учесть, что все измерения и вычисления параметров для чертежей с применением формул производят исключительно в миллиметрах!

Алгоритм вычислений такой:

Исходя из того, что в винтовых конструкциях подступенок обычно не используют, можно скорректировать расстояние между ступеньками в сторону увеличения промежутков. Во время корректировки следует проверить на соответствие полученных результатов эталонным размерам, согласно которым удвоенная высота ступеньки в сумме с ее глубиной должна вписаться в промежуток от 60 до 65 см.

Рассчитываем диаметр лестницы и ширину лестничной площадки

На этом этапе все достаточно просто. Диаметр всегда должен быть немного меньше размеров проема винтовой лестницы. Исключение составляет вариант, когда балясины устанавливают по наружному краю ступеней. В этом случае ширина лестничного проема может совпадать с диаметром конструкции.

Для примера расчетов возьмем диаметр за 220 см и уменьшим его до 200 см (220-20 = 200), учитывая только часть проступи, предназначенную для ходьбы. В этом случае длина ступени будет равна радиусу: 200/2 = 100 см. При этом по ширине винтовая лестница будет на 1/2 меньше толщины опорной балки, но на расчетах это не отразится.

Расчет ширины верхней площадки производится путем вычисления потерь высоты при движении по ступеням. В случае нашей лестницы с разворотом марша на 360 градусов при подъеме на одну ступень расстояние до площадки уменьшится на 22 см. Поднявшись на 5 ступеней, потеря высоты составит около 110 см. Если принять во внимание толщину перекрытия (hп = 20 см), то в запасе остается еще более 2 метров. Таким образом, ширина верхней площадки может быть в пределах ширины 5 ступеней. Если же ее увеличить до 6, то двухметровый запас исчезнет, и голова поднимающегося будет цепляться за верхние конструкции.

Для проверки расчетов можно пользоваться формулой:

H1 = H-5h-hп = 350-110-20 = 220 см (хороший результат).

Подставляя в эту формулу свои варианты, можно вычислить наиболее подходящие размеры.

Как видите, точный расчет всех параметров винтовых лестниц для дальнейшего изготовления чертежей – занятие кропотливое, но несложное и интересное. Пользуясь полученными навыками или прибегнув к помощи , вы легко сможете подготовить качественный проект и воплотить его в жизнь.

Винтовые лестницы являются удачным изобретением в строительной сфере. Благодаря своей компактности они легко вписываются в любое помещение и дополняют интерьер, делая его привлекательным и органичным. Расчет винтовой лестницы проводится благодаря онлайн программам, достаточно ввести в них свои основные параметры и программа сама проектирует конструкцию лестницы и все ее размеры.

Особенности проектирования

Каждая конструкция имеет свои особенности и нормативные параметры, исходя из которых, получается быстро вычислить параметры, положение и основные особенности лестницы.

При расчете винтовой лестницы онлайн нужно учитывать запрограммированные параметры, которые прописаны в нормативных документах и являются обязательными для соблюдения при проектировании конструкции. К ним относятся:

Ширина лестничного полотна должна быть не менее 80 см, чтобы обеспечить удобное передвижение;
Ширина ступени – оптимально 25-30 см, это позволит стопе удобно располагаться и не соскальзывать;
Высота ступени варьируется в пределах 15-20 см. при изменении данного показателя можно обеспечить неудобства эксплуатации, так как шаг будет не комфортным для человека и ему придется слишком часто шагать и высоко поднимать ноги. Это особенно неудобно для пожилых людей или детей.
Удобство лестницы зависит во многом от угла наклона. Для винтовых конструкций он может быть 30-40 градусов. Чем меньше угол, тем более крутым и неудобным будет подъем. Для увеличения угла нужно будет обеспечить больше свободного пространства.

Важно! Чтобы нейтрализовать возможность задевания головой верхних ступеней, важно тщательно продумать их расположение. Для этого нужно сделать высоту подступенка не менее 17 см. количество ступеней при этом должно быть нечетным.

Важную роль в конструкции лестницы играет ограждение. Высота перил зависит от роста человека, поэтому оптимальным показателем будет 0,9-1,2 м.

Расчет винтовой лестницы на второй этаж требует ответственного подхода и профессионализма. Не стоит самостоятельно производить расчеты, не разобравшись в конструктивных особенностях. Эти значения нужно тщательно проверять при проектировании конструкции, если же лестница устанавливается в уже готовом доме, который ранее не имел спланированного подъема, будет сложнее подогнать размеры под конкретное помещение с соблюдение правил эргономичности конструкции.

Какие параметры нужно определить при расчетах лестницы

При помощи рулетки необходимо измерить высоту от пола до потолка, учитывая также толщину перекрытия. Затем определяются параметры ступеней (высота и глубина), ее радиус и расстояние между соседними ступенями.

Обратите внимание! Чтобы обеспечить удобный подъем нужно рассчитать расположение лестниц, так как низко расположенные ступени будут обеспечивать неудобства и их можно будет при неосторожности задеть головой.

Расчет винтовой лестницы своими руками является сложной задачей и требует наличия определенных знаний и навыков. Главной задачей является правильный просчет лестничного марша. Первоначальными замерами на этом этапе является площадь, которая предназначается для размещения лестницы и высота, измеряющаяся от пола до потолка с учетом толщины перекрытия.

Затем нужно четко определиться с местом захода лестницу, и местом выхода с нее. Расположение должно быть удобным и позволять беспрепятственно попадать из одной комнаты в другую. После этого можно приступать к расчету винтовой лестницы. Программа, выбранная для проектирования должна давать все необходимые схемы и чертежи, а также обеспечивать человека необходимыми рекомендациями.

В качестве примера можно взять параметры высоты лестницы – 3 м, диаметр – 1м, угол поворота – 360 градусов (выход будет расположен непосредственно над входом).

Длина марша для такой лестницы будет равна 4,2 м. для расчета необходимо использовать геометрические формулы расчета длины окружности. Затем рассчитывается количество ступеней. Необходимо разделить длину лестничного марша на предполагаемую глубину ступени, если взять ее равной 25 см, то для этой винтовой лестницы необходимо будет 16 ступеней (так как одна будет совпадать с поверхностью перекрытия).

Расчет винтовых лестниц из металла практически не имеет отличий, все этапы выполняются в той же последовательности. Важно лишь учесть, что каркас лестницы должен быть выполнен из качественного материала и соответствовать международным стандартам.

Использование профильных программ для проектирования конструкций

Чтобы значительно упростить задачу планирования конструкции можно воспользоваться специально разработанными программами. Они позволяют быстро произвести расчеты основных параметров и предотвращают многие неточности и ошибки. Программы для проектирования используются при расчете практических любых лестничных конструкций и других интерьерных элементов. Все дизайны выполняются в профильных программах и только после этого переводятся на помещение.

Калькулятор расчета винтовой лестницы используют даже профессионалы. Кроме точных значений всех необходимых параметров, программа предоставляет необходимые схемы и чертежи, с помощью которых значительно упрощается монтаж лестницы.

Схематические рисунки позволяют быстрее разобраться с конструкцией лестницы и ее основными особенностями. Наглядные рисунки и чертежи обеспечивают улучшенное восприятие и дают возможность внести изменения в конструкцию до ее монтажа, а это в свою очередь значительно упрощает и улучшает монтажные работы, обеспечивая лестнице комфорт и безопасность.

Ошибки при проектировании конструкции

Как и в любой работе, проектирование лестничных конструкций имеет множество нюансов, при несоблюдении которых не удается создать удобную и безопасную лестницу. При расчете винтовой лестницы, чертежи позволяют более наглядно разобраться с конструкционными особенностями и предотвращают большинство неточностей. Чтобы избежать проблем, нужно ознакомиться с основными ошибками при создании проекта и изготовлении конструкции:

Самой распространенной ошибкой является неправильное расположение лестницы. Вследствие этого в процессе возникают трудности с размещением лестницы, которая не вписывается в помещение не по размерам, не по эстетичности.
Неточности при определении диаметра конструкции могут привести к нарушениям температурного режима, так как через проем весь теплый воздух будет подниматься на второй этаж. Слишком узкий проем будет повышать опасность травм при использовании лестницы.
Отсутствие ограждения или перил также влечет за собой опасность при эксплуатации конструкции, особенно это касается пожилых людей и детей. Лестница без ограждения выглядит незаконченной и не обеспечивает необходимый комфорт при эксплуатации.
Расчет ступеней винтовой лестницы имеет важное значение в процессе проектирования. Соотношение высоты и глубины ступеней должно соответствовать нормам. Нарушение нормативных значений ведет к неудобствам использования конструкции.
Угол наклона должен обеспечивать комфортный спуск и подъем.
Проступь необходимо делать из нескользящих материалов, либо же использовать специальные накладки. Это в значительно степени позволит предотвратить травматические ситуации.

Обратите внимание! Крепление внешнего края ступеней может осуществляться лишь к прочной кирпичной стене. Запрещено монтировать ступени к перегородкам, так как они не смогут выдержать вес конструкции и вес идущего человека.

Не рекомендуется использовать данный тип лестницы для деревянных домов. Соприкосновение деревянной стены со ступенями создаст акустическую проблему, поэтому при хождении по лестнице будет раздаваться сильный шум, мешающий всем жителям дома.

Учитывая перечисленные ошибки, можно избежать их при создании своей конструкции, что соответственно позволит спроектировать качественную лестничную конструкцию и на долгие годы обеспечит удобную и безопасную эксплуатацию.

Винтовая лестница - это довольно сложная конструкция и в то же время самое хорошее и изящное решение для многоэтажных строений. Установка деревянных или металлических винтовых лестниц является самым оптимальным и компактным решением у себя дома. Это сооружение, которое не требует особых затрат и много пространства, и её можно сделать своими руками. Имеется довольно разнообразный выбор по материалу, дизайну и интерьеру. Какой именно подходит вам, рассмотрим ниже.

Разновидности винтовых лестниц

Винтовые лестницы всегда придавали какой-то определённый шарм дому. При правильном расчёте места и пространства такого рода лестницы могут быть самой любимой и красивой конструкцией в доме. Разновидностей данных сооружений так много, что каждому дому требуется индивидуальное решение. В основном выделяют четыре вида:

Винтовые лестницы, которые окружены специальными опорами или стенами. Опоры могут быть как из дерева, так и из металла. А посередине они прикреплены к деревянному столбу или каменной колонне. Такие столбы и колонны могут быть отделаны под материалы на ваш вкус и выбор.
Винтовые лестницы, которые не имеют специальных опор. Они обычно находятся посередине комнаты, тем самым не опираясь на стены. Посередине они прикреплены к опорному столбу.
Винтовые лестницы, которые не имеют опоры посередине, а опорой служат профессионально сделанные перила. От этой конструкции создаётся впечатление некоей парящей лёгкости. Это, как правило, самое оптимальное и красивое решение для дома, но она требует профессионального расчёта и особого подхода к делу.
Наружные винтовые лестницы, которые опираются на стальные трубы диаметром не менее 50 мм. Этот вид также очень распространён, так как не требует особых навыков и знаний для установки. Винтовая лестница такого рода является самым оптимальным решением для дачников, которые собираются делать всё своими руками.

Расчёт винтовых лестниц. Размер

При расчёте размера винтовой лестницы нужно учитывать все главные аспекты этой конструкции, как высоту перил, а также ширину самой лестницы. Если говорить о практике применения данного рода лестниц, то оптимальным размером пролёта является 0,90 м. Этот размер в данном случае мы имеем дело с конструкцией диаметром 2- 2,2 м .

Как рассчитать винтовую лестницу?

При расчёте размера винтовой конструкции нужно первым делом рассчитать ширину проёма. Проём или же просвет на второй этаж может иметь округлую или квадратную форму. При изготовлении проёма нужно учесть то, что его ширина должна быть больше на 20 см чем диаметр лестницы (нужно учитывать перила, 10 см с двух сторон).

Третьим делом нужно рассчитать угол закручивания лестницы. Для этого нужно определить точку входа на первую ступень и выхода из последней ступени. При расчёте последней ступени нужно учесть высоту до потолка. Нужно, чтобы от последней ступени до потолка оставалось больше места, чем рост человека, чтобы не задеть головой потолок при подъёме. Для расчёта угла закручивания нужно сделать предварительный чертёж винтовой лестницы. Эти наброски могут помочь вам наглядно увидеть всю конструкцию.

Расчёт винтовой лестницы на примере

Например, при высоте этажа 2,5 м, угла закручивания 270 ° и ширины проёма 2 м начинаем рассчитывать размер винтовой лестницы.

Сначала мы должны рассчитать диаметр всей конструкции. Как уже было сказано, диаметр нашего сооружения должна быть меньше чем ширина проёма. Так как ширина проёма у нас 2 м , то диаметр винтовой лестницы должен быть 1,8 м. Соответственно, длина ступени или ходовая часть составляет 0,90 м, что является самым оптимальным вариантом.

После определения диаметра конструкции, нужно рассчитать длину лестницы. Для этого используем всем нам известную школьную формулу измерения длину окружности.

Длина круга (L) = 2*П(3,14)*Радиус(R).

В нашем примере L =2*3,14*90=565 см.

Но у нас имеется неполный круг 360°, а 270°. Поэтому нашу длину умножаем на 0,75.

565*0,75=424 см

Теперь нам известна длина лестницы. Она составляет 4,24 м.

Следующий шаг – определение количества ступенек. Так как рекомендуемая высота каждой ступени от 15 до 20 см, мы берём 17 см как фиксированную высоту нашей ступеньки. Итак, нам известны высота каждой ступеньки (17 см) и высота этажа (2,5 м).

Итак, у нас есть количество ступенек . Округлим до 15 количество ступенек и рассчитываем точную высоту каждой ступеньки.

250/15=16,67 см

Во избежание некоторых недочётов при использовании сотых долей первую ступеньку сделаем чуть ниже 16,2 см, а остальные 16,7см.

Теперь нужно рассчитать ширину проступи. Известно, что ширина проступи должна вместить всю стопу. Наиболее удобный размер - это 20 - 25 см. Мы берём 23 см. У нас получилась прямоугольная ступенька. Но нам нужно размеры самой узкой и самой широкой её части. Узкая её часть равна диаметру опоры, которая поддерживает всю конструкцию. Здесь проступь будет иметь отверстие. Чтобы достичь наибольшей прочности нужно, чтобы диаметр проступи была в 2 раза больше чем опорная труба.

Винтовая лестница довольно сложная конструкция и требует большого усердия, хоть и кажется на первый взгляд довольно простой. Поэтому помощь профессионалов своего дела здесь очень даже уместна. Хоть выше и приведены расчёты, но для новичка самому соорудить такую конструкцию сложновато. Наличие опыта играет тут немаловажную роль.

Материал и дизайн винтовых лестниц. Расчёт

Для изготовления винтовой лестницы подходят абсолютно все материалы , будь то дерево и металл или даже бетон. Опорная труба или стойка, как правило, делается из металла. Но она может быть и из прочного дерева, натурального камня или бетона, главное, чтобы была прочная. Ведь вся конструкция держится на ней.

Перила тоже играют немаловажную роль. Как правило, перила делают из декоративных материалов, в основном, из кованого железа. Ажурные материалы, красиво изготовленные из железа, придают интерьеру самый благоприятный вид.

При установке винтовых лестниц нужно учитывать прежде всего удобство и долгосрочность конструкции. Придерживание следующих правил поможет вам при установке наиболее долговечной и безопасной конструкции:

Установка винтовой конструкции на специальной бетонной "подушке" является самым безопасным решением. Ведь винтовая лестница - конструкция большая и тяжёлая. Часто пол не может выдержать такой нагрузки. Нужно учитывать вес самой конструкции и людей, которые будут по ней передвигаться. Поэтому для продления срока службы вашего сооружения необходимо всё это рассчитать и при необходимости принимать соответствующее оптимальное решение.
Идеальная высота прохода- 2м, чтобы при подъёме не задеть головой какие-либо элементы вашей конструкции.
При установке данного сооружения нужно учесть то, что ширина ступеней должна быть не менее чем ваши стопы, чтобы было максимально удобно передвигаться по конструкции. Каждый поворот должен быть оснащён не меньше 12 ступеньками.
Для обеспечения максимальной безопасности нужно, чтобы смежные ступеньки скреплялись друг к другу дополнительно.

И в заключение приводим наиболее важные детали , которые нужно знать при установке винтовых лестниц. Почему же именно такому виду сооружения мы отдаём преимущество, и что же нужно знать?

Винтовая лестница являет собой элемент оригинальности и стиля. Поэтому она может подойти под любой интерьер дома.
Не требует много места - 1,5-2 кв. м более чем достаточно, чтобы вы воплотили любую идею.
Обходится дешевле, чем привычная лестница.
Достаточно обладать минимальными навыками при расчёте и установке.

Конечно же, нужно знать правила безопасности и соблюдать их при передвижении по данному сооружению. Быстрая ходьба по ним не рекомендуется, так как довольно крутой угол наклона является источником опасности. Но надёжные перила могут быть, как никогда, полезны в таких случаях. Поэтому самым оптимальным вариантом является винтовая лестница, обладающая 30-40 градусами угла наклона. А высота перил рекомендуется от 0,90 до 1,2 м. Нечётное количество ступеней и закручивание против часовой стрелки также рекомендуется профессионалами, так как многие люди обычно поступают на первую ступень правой ногой.

Винтовые лестницы – это не просто строительные конструкции, они являются украшением в оформлении интерьера. Они компактней и удобней лестниц других форм. Разнообразие размеров, конструкций и используемых материалов позволяет вписать такое сооружение в любой интерьер. И если потратить немного сил и времени на изучение особенностей проектирования и постройки винтовой лестницы, то можно самостоятельно сделать такое функциональное украшение в своем доме.

Виды винтовых лестниц

По форме винтовые лестницы бывают многоугольными и круглыми . Многоугольные устанавливаются возле стены, а в центре помещения эффектней смотрятся круглые конструкции.

По видам конструкции они бывают с опорой ступеней:

на стойку;
на стены, расположенные по периметру (стенки колодца, в котором образовывается лестница);
на ограждение или гнутые тетивы.

Если выбирается конструкция с опорной стойкой, то проступи могут опираться на нее или же в ней защемляться.

С учетом всех особенностей конструкции можно выделить четыре типа винтовых лестниц:

Простые клинообразные ступени широким концом опираются на стенки лестничного колодца, а узким на опорный столб, который может быть возведен из кирпичей или составлен из концов ступеней, на которых выполнены утолщения.
Ступени закреплены узким концом в среднем монолитном столбе без опоры на стены. Это очень воздушная не загроможденная деталями конструкция.
Ступени закреплены в изогнутых тетивах наружным широким краем. В конструкции такой лестницы нет опорного столба. Сооружение очень красивое и необычное и очень сложное в изготовлении.
Стальная винтовая лестница с внутренним опорным столбом, который выполняется из толстостенной трубы диаметром не менее 50 мм, так как именно он несет основную нагрузку. Такие лестницы наиболее часто встречаются и отличаются по большей части только элементами декора.

Для всех типов винтовых лестниц существует одна особенность – они, как правило, выполняются без подступенков, так как ступени ближе к опоре узкие и нога при подъеме становится на них со свисанием вперед. Вообще, по винтовой лестнице рекомендуется ходить не слишком быстро, соблюдая правила осторожности. Надежные поручни – это не элемент декора, а жесткая необходимость, и соответствующие типовым нормам размеры проступей еще важней для безопасности движения.

Принятые размеры винтовых лестниц основываются на эргономических принципах и правилах безопасности, то есть в основе лежит удобное перемещение и безопасная эксплуатация сооружения.

Основные размеры:

ширина лестничного марша 530- 1430 мм;
диаметр отверстия в перекрытии 1400- 3400 мм;
диаметр лестницы по наружному краю перил 1300- 3300 мм;
диаметр прохода по внутреннему краю перил 1200- 3200 мм;
расстояние между витками (высота прохода) от 1900 мм, выше роста человека, чтобы не пригибаться при ходьбе;
угол одного поворота лестницы по спирали – 270-360°.
ширина проступи в районе движения – от 200 мм, а на расстоянии 150 мм от стойки – от 100 мм, хотя оптимальной является ширина 280 мм, так как при спуске, опираясь только на пятку, можно упасть;
высота подъема ступени 150- 200 мм. Для винтовой лестницы оптимальной будет высота не меньше 170 мм, так как при подъеме верхние ступени зачастую находятся над головой идущего;
количество ступеней в полном обороте больше 12, во всей же конструкции их должно быть нечетное количество;
высота перил в пределах 900- 1200 мм.

Если говорить об основной лестнице, а не о чердачной, то диаметр проема в перекрытии должен быть не менее 2000 мм , а проступь должна быть длиной от 900 мм, то есть диаметр лестницы – 1800 мм. Разница в 100 мм на сторону предназначена для того, чтобы выполнить ограждение, и рука удобно располагалась на поручне. Для доступа на чердак будет удобна дополнительная лестница диаметром 1200 мм в проеме – 1400 мм.

Если учесть, что процентов тридцать длины проступи уходит на нависание забежных ступеней друг над другом у центрального столба, то для хождения остается немногим более полуметра. Разойтись на такой лестнице трудно, а увеличивать диаметр смысла нет. Кроме того, по ней сложно носить грузы, для этой цели диаметр отверстия в перекрытии должен быть не меньше 2200 мм. Но все эти недостатки компенсируются красотой и компактными размерами сооружения.

Расчет размеров

При изготовлении металлической лестницы в качестве опоры берут стальную трубу с диаметром 50 мм и толщиной стенки не менее 5 мм. Тогда узкая часть проступи должна быть не менее 150 мм, чтобы выполнить отверстие под трубу, так, чтобы между краем отверстия и краем ступени оставалось расстояние не меньше диаметра отверстия. Эти размеры используются при дальнейших расчетах.

Размеры проема

Условные обозначения:

H – высота проема;
R – радиус окружности проема;
R1 – внутренний радиус проема или наружный радиус опорного столба;
r – радиус пути движения, обычно r = 2/3 R (две трети радиуса окружности проема);
γ – угол оборота марша вокруг оси в градусах;
n – количество оборотов марша вокруг оси, то есть n = γ/360°;
L – полная длина окружности проема;
l – полная длина окружности по линии движения.

Форма поступи в винтовой лестнице напоминает лепесток, закругленный с узкой стороны, с отверстием в нем для крепления на опорном столбе, поэтому речь идет о защемленной узким концом консоли.

Условные обозначения:

h – длина поступи, h=R–R 1 (если h меньше 1000 мм, то консоль можно выполнять без металлического каркаса только из массива дерева);

W 1 – максимальная ширина консоли, хорда окружности с радиусом R ;

α – угол между радиусами R, проведенными через внешние края ступени;

W – ширина проступи, хорда окружности с радиусом 2/3R;

C – высота ступени;

Z – толщина консоли;

N – общее количество ступеней;

N 1 – количество ступеней в одном витке.

Расчеты количества ступеней и их размеров

Согласно формуле

L=2πR =2πR,
l=2π* r =2π*2/3 R =4πR/3;

примерное количество ступеней в одном полном обороте (витке) можно определить, зная среднюю ширину на линии движения W ≥ 200 мм

N 1 = l/ W =3 l /4 πR.

Если стандартная высота одного витка 1900 мм, то с запасом 100 мм

C = ((1900+100)+ Z)/ N 1 и N = H / C .

угол α= γ/ N , тогда ширина консоли W 1 =R*sinα, а ширина проступи на линии движения

W = r* sin α =2/3R* sin α .

Имея под руками таблицы Брадиса , ширину проступи на линии движения подсчитать несложно. Полученное значение должно быть в пределах 150- 200 мм обязательной ширины. Если оно отличается в любую сторону, нужно менять количество ступеней и делать уточняющий расчет. Таким несложным подбором можно установить количество ступеней для комфортного перемещения по винтовой лестнице.

Существует формула, по которой можно проверить оптимальные размеры ступени: если сложить ширину проступи и удвоенную высоту ступени, то сумма должна быть в пределах от 600 до 650 мм (величина среднего шага).

При расчете винтовой лестницы трудно придерживаться всех правил, ведь кроме безопасности и удобства существуют еще планировка, эстетические моменты, прочностные характеристики и геометрические размеры материала, из которого сделана конструкция. Наиболее жесткие требования предъявляются к высоте ступеней. Их ширина в винтовой лестнице не столь важна, потому что она все равно по длине консоли отличается настолько, что даже шаги правой и левой ногой идущего отличаются по величине. Поэтому определяя оптимальное значение размеров ступени, выбирают обычно вариант, в котором именно высота больше всего соответствует нормам.

Размеры типовых винтовых лестниц

Строить лестницу своими руками хлопотно, расчет параметров не так прост , но есть фирмы, специализирующиеся на проектировании и изготовлении винтовых лестниц по типовым и индивидуальным проектам из различных материалов. Производители массовой продукции предлагают готовые типовые конструкции, предусматривающие изменение базовых размеров в каких-то пределах и комплектующие к ним.

Самая простая и дешевая конструкция – винтовая со ступенями, которые закреплены на центральном столбе и на балясинах винтовых поручней, и может проектироваться так, чтобы движение по ней происходило против часовой стрелки и по ходу. Она выполняется из металла с различными видами покрытия и деревянными ступенями.

В паспорте на изделие обычно указываются стандартные размеры (обозначения могут быть другими, но суть от этого не меняется):

диаметр лестницы D = 2R = 1200, 1400 или 1600 мм;
высота лестницы в базовой комплектации H = 2860 мм;
высота, до которой можно поднять конструкцию за счет изменения расстояния между ступенями H" = 3090 мм;
высота за счет дополнительной секции H"" = 3320 мм;
расстояние между ступенями C = 220 - 238 мм;
толщина ступени Z = 35 мм;
количество ступеней N = 16;
количество ступеней за счет дополнительной секции N " = 17;

и в зависимости от количества ступеней и диаметра проема разные значения угла оборота марша γ и длину ступени h.

Если указан угол γ = 450°, значит, количество оборотов лестницы n = γ /360°= 450/360=1,25.

Изучить алгоритм расчета размеров всей конструкции и ее ступеней стоит хотя бы затем, чтобы, выбирая типовую винтовую лестницу, можно было представить, впишется она в существующий проем или нет, насколько она удобна (хотя бы теоретически, походить по ней можно не во всяком магазине) и безопасна, соответствует ли основным параметрам эксплуатации таких сооружений. А заказывая индивидуальный проект, можно будет практически на равных и со знанием дела обсуждать со специалистами параметры будущего украшения интерьера.

Стесненные условия внутри дома вынуждают владельцев установить винтовую лестницу для подъема на второй этаж, мансарду или чердак. Винтовые конструкции позволяют сэкономить пространство в помещении, однако они весьма трудоемки и сложны в изготовлении. Спиральную лестницу можно построить самостоятельно, но перед изготовлением необходимо сделать проект, точный расчет винтовой лестницы и ее элементов, чтобы перемещение по ней было удобным, а сама лестница на второй этаж была прочной и прослужила много лет.

Внутридомовые лестницы имеют различные конструкции. Винтовые обладают рядом неоспоримых преимуществ перед другими видами лестниц:

Двигаться по подобным лестницам необходимо осторожно и не торопясь. Надежности придаст устройство крепких ограждающих конструкций.

С чего начать проект

Перед началом разработки проекта и составления расчетов винтовой конструкции, необходимо определиться с размерами проема, ведущего на второй этаж. Также исходными данными для служит межэтажное расстояние. Все эти параметры будут влиять на длину проступей и общее количество ступеней. Прежде чем приступить к проектированию, очень важно определить угол закручивания конструкции.

Если спланируете лестницу с полным кругом – 360 градусов, то выход с лестницы на верхний этаж будет находиться в проекции точки начала движения. Если лестницу разместить в середине помещения, точки входа и выхода можно спланировать в любом месте. Но, при проектировании винтовой лестницы у стен, следует учесть направление вращения, и точно рассчитать место начала и окончания, поскольку может случиться, что вам не подойдет конструкция с углом вращения в 360 градусов.

Важно понимать, что удобство и безопасность перемещения по винтовой лестнице обеспечивается правильной конструкцией и оптимальными размерами ступенек. При этом за основу берутся эргономические показатели, такие как длина шага человека и длина стопы. Так, оптимальным считается длина шага в пределах 59-65 см. А длина стопы взрослого человека приблизительно равна 30 см.

Проектирование винтовой лестницы в компьютерной программе.

Пример расчета

Расчет винтовой лестницы производится по формулам. Как рассчитать винтовую лестницу рассмотрим на примере конструкции с вращением на 360 градусов, диаметр которой 2.2 м, при высоте 3 метра.

Проект начинаем с вычисления длины окружности (L), которая, как помним из школьного курса, рассчитывается как L = 2πR. Протяженность линии движения считаем в соответствии с формулой L = 2πr, здесь r = 2R/3, поскольку проекция перемещения по спирали лежит на расстоянии 2/3 радиуса конструкции. В результате получаем искомую, протяженность по развертке L = 4πR/3 = 4×3,14×1100/3 = 4605 мм (4,6 м).
На первом этапе в результате вычислений у нас получились параметры развертки нашей конструкции в виде лестницы из одного марша. Теперь можно заняться подсчетом количества ступенек. При заданной высоте в три метра и оптимальной рекомендованной высоте ступеней в 17 (± 3) см, в нашем случае, получится 20 ступенек. То есть, для кратности мы приняли за высоту значение 15 см, и получили 300:15 = 20. Последний 15-й шаг приходится уже на лестничную площадку.
Поскольку ступени винтовой конструкции имеют трапециевидную форму, то и рассчитывать их будем в три этапа. Сначала просчитаем глубину проступей в середине лестничной конструкции по пути движения. Для этого нам и пригодится рассчитанная в п.1 протяженность окружности по развертке конструкции. Разделим 4605 на 14 (пятнадцатая ступень считается площадкой) и получим 329 мм. Это немного превышает принятые стандарты для внутридомовых лестниц, поэтому следует увеличить количество ступеней до 17, таким образом, чтобы количество подъемов составило 18. В этом случае получим проступь глубиной 4605:17=271 мм и высотой 3000:18=167 мм. Такие параметры попадают в эргономические рекомендации, основанные на ширине человеческого шага.
Если при делении образуется остаток, его можно учесть, скорректировав высоту первой ступени. Прочие проступи обязаны быть одинаковыми, как по высоте, так и по ширине.
Далее необходимо высчитать глубину проступей в точке крепления на центральной опоре. Как правило, такой опорой служит металлический столб, диаметром 50 мм, на котором нанизаны ступени. Для крепления ступеней необходимо отверстие того же диаметра, что и труба и по 50 мм кромки. Поэтому глубина трапециевидных ступеней в узкой своей части будут равняться 50х3=150 мм.
Далее просчитываем и проектируем проем в межэтажных перекрытиях, который необходимо предусмотреть при строительстве дома или изготовить его заранее перед проектированием лестничной конструкции с учетом, что его размеры должны превышать лестничный диаметр примерно на 20-22 см. Форма проема на верхний этаж может быть круглой или прямоугольной.
В домах мансардного типа необходимо учитывать расстояние до верхнего перекрытия.

Помимо правильных расчетов, не менее важно корректно провести сам процесс монтажа. Для этого рекомендуем ознакомиться еще и с . В ней детально рассмотрены важные моменты установки винтовой лестницы.