Расчет винтовые лестницы своими руками чертежи

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

Источник

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.

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.

Источник

Своими руками

Винтовая лестница своими руками

Если бюджет строительства ограничен также, как и жилая площадь, наилучшим выходом станет установленная винтовая лестница своими руками. Она занимает минимум места, при этом гораздо удобнее складной чердачной лестницы.

Преимущества и недостатки изготовления винтовых лестниц своими руками

Перед началом строительства все же лучше еще раз сравнить все плюсы и минусы винтовой лестницы, особенно если планируется ее самостоятельный монтаж. Иначе можно потратиться на закупку материалов и инструментов, не получив в итоге желаемого результата.

Плюсы винтовой лестницы

Итак, почему же винтовая лестница может стать удачным решением:

• экономия места – для лестницы понадобится всего лишь окружность диаметром 2 м;
• экономия материалов – ступеней нужно меньше, чем для угловой лестницы;
• экономия сил – сократив число элементов, можно существенно уменьшить время на монтаж.

Таким образом, винтовая лестница подойдет людям, желающим максимально увеличить жилое пространство за счет уменьшения лестничного пролета. Оригинальный внешний вид придаст небольшому жилью уникальный шарм.

Если же правильно подобрать и рассчитать конструкцию, удастся еще и хорошо сэкономить.

Винтовые лестницы пользовались огромной популярностью в Англии в середине ХХ века. Даже многоэтажные дома были оборудованы такими лестницами – для экономии пространства. При этом жители не испытывают неудобств даже сейчас – все габаритные грузы поднимаются через окна или в разобранном виде.

Минусы винтовой лестницы

Недостатки есть у любой конструкции. Не исключение и винтовые лестницы, которые часто подвергаются критике:

• неудобная эксплуатация – придется предусмотреть запасной вариант поднятия на верхний этаж габаритной мебели;
• сложность в изготовлении – чтобы построить действительно красивую винтовую лестницу, нужно обладать отличными столярными и токарными навыками;
• недостаточная безопасность – при неправильном расчете и подборе ступенек, по лестнице крайне неудобно ходить.

Поэтому, если через окна поднимать диван или двуспальный матрас нельзя, придется отказаться от спирального варианта расположения ступенек. Если же строительные навыки находятся на начальном уровне, лучше заказывать готовые элементы, а это увеличит стоимость строительства. Да и для расчета безопасной и удобной конструкции желательно привлечь профессионала, чтобы не пришлось годами мучиться из-за узких и коротких ступенек.

Для пожилых людей винтовая лестница может стать непреодолимым препятствием – отсутствие двух перил и высокие ступеньки не очень удобны. Так что, если в доме живет несколько поколений, лучше пожертвовать драгоценным пространством, но подумать об удобстве передвижения старших.

Выбор конструкции и материала

От выбранной формы и размера лестницы будет зависеть ее комфорт и безопасность. Например, при сооружении узкой винтовой лестницы стоит оказаться от установки подступенков.

Это позволит становиться всей ступней на ступеньку не только в самом широком месте, что увеличивает комфорт и безопасность лестницы.

Дерево, металл или бетон?

Кроме эстетических предпочтений, выбирая тот или иной материал, нужно руководствоваться еще и практическими соображениями. Ведь переделывать лестницу уже никто не будет и служить она должна столько же, сколько и весь дом.

Для больших загородных коттеджей, построенных из кирпича или бетонных блоков, подойдет бетонная же лестница. Конечно, компактной она не будет, зато придаст интерьеру оригинальность. А чтобы пользоваться ею было приятно, желательно делать ее не больше одного витка и с шириной ступеней не меньше 1,2 метра – так, чтобы на лестнице спокойно разминулись два человека.

Лестницы на металлическом каркасе универсальны и долговечны. Их можно устанавливать как в деревянных, так и кирпичных домах и даже в легких каркасниках. Используя деревянные ступеньки и перила в сочетании с кованными элементами ограждения, вся конструкция получит надежный, но легкий и ажурный вид.

Полностью деревянные лестницы отличаются простотой возведения – для работы с деревом не нужны навыки сварщика, а из инструментов понадобятся только электролобзик, шлифмашинка и ручная пила по дереву. Правильно обработав древесину антисептиками и регулярно подновляя декоративное покрытие, можно добиться долгого срока службы. К тому же, натуральное дерево добавит больше уюта в интерьер.

Лестница на тетивах или косоурах

Это наиболее простой вариант для сооружения в небольшом дачном домике. Тетива – это глухой боковой элемент с выбранными пазами под ступеньки, а косоур имеет форму гребенки, на ребра которой и кладутся ступеньки. Зачастую косоуры монтируются непосредственно на стену, благодаря чему ступеньки винтовой лестницы получают две точки опоры – на центральный столб и на косоур.

При этом нет нужды в дополнительных подпорках или укосинах.

Еще один вариант простой опоры винтовой лестницы на стену – монтаж планок под ступеньки.

Совместно с врезанием пазов в центральный столб это позволяет добиться высокой надежности конструкции с минимумом затрат на материалы. Этот вариант подойдет даже для начинающего плотника.

Лестница на больцах

Больцевые лестницы получают все большую популярность. Все благодаря безопорной конструкции, которая позволяет размещать лестницы в любом месте, делать их визуально более легкими и освобождать максимум пространства. Больцы связывают ступеньки и перила, которые являются несущим элементом.

Благодаря этому создается жесткий каркас, а за счет отсутствия контакта между ступеньками, лестницы на больцах не скрипят и не шатаются.

Конечно, такой вариант является самым сложным для самостоятельного осуществления, ведь требуется предельно точно рассчитать форму перила и правильно зафиксировать его. В противном случае ступеньки со временем начнут изгибаться вниз по наружному краю.

Расчет винтовой лестницы

Ни в коем случае не стоит пропускать этот этап и строить винтовую лестницу «на глаз». Даже натренированная рука мастера может не справиться, что приведет к печальным последствиям. Так, необходимо учитывать:

• расчет комфортной высоты подступенка винтовой лестницы отличается от маршевой – чем меньше высота, тем уже ступени по средней линии;
• количество ступеней рассчитывается исходя из высоты витка, равному 2 м;
• минимальная ширина ступеней винтовой лестницы – 90 см, при этом площадь всей лестницы равна удвоенному значению ширины ступеней плюс диаметр центрального столба.

Все остальные требования к винтовым лестницам такие же, как и к маршевым. Не следует делать ступеньки слишком узкими или прибегать к «утиному шагу» для экономии места. Если же в доме есть дети, стойки перил нужно ставить по две на одну ступень.

Схемы, формулы и чертежи

Для примера можно рассчитать параметры лестницы с шириной ступеней 90 см и круглым центральным столбом 20 см. Диаметр всей лестницы (Дл) равен:
Дл = 90 см *2 + 20 см = 200 см.
Выбранная высота подступенка 21 см. Высота лестницы – 290 см. Таким образом, количество ступеней (Кс) равно:
Кс = 290 см / 21 см = 13,8.
Округлив получившееся число до 14 ступеней, следует уменьшить высоту первой или последней ступеньки до 17 см, чтобы не пришлось делать верхнюю площадку приподнятой над уровнем пола. Комфортная глубина ступеньки по средней линии должна составлять 20 см при спуске с учетом нахлеста и 30 см при подъеме.

Начертив круг и поделив его на сегменты нужной ширины, например 22 см, можно получить количество ступенек на один виток.

Или же воспользоваться формулой и рассчитать точную глубину ступенек в зависимости от выбранной ширины лестницы и угла каждой ступеньки.

Если же вручную делать расчеты слишком сложно, можно воспользоваться одной из многочисленных программ, которые не только выдадут готовые результаты по количеству ступенек и их ширине, но и покажут модель будущей лестницы.

Неоспоримое удобство такой программы – можно посмотреть несколько вариантов лестницы, вводя разные данные. Ведь подсчет производится мгновенно.

Изготовление лестницы своими руками

Первое, с чем нужно определиться, приступая к изготовлению лестницы – это будет ли собственноручно проводиться только сборка, или же столярные навыки позволяют приступить к вырезанию ступеней и стоек своими руками. Первый вариант гораздо проще, собрать лестницу из готовых деталей можно на один день. Единственная загвоздка – найти хорошего столяра, который может выполнить заказ точно про представленным эскизам.

Делать же лестницу «с нуля» не каждому с руки. Только на приобретение нужного инструмента уйдет половина стоимости всех заготовок. Но если сложности не пугают, а фрезерный станок точно пригодится в хозяйстве, можно приступать к работе.

Подготовка элементов

Чтобы не ошибиться в размерах и в удобстве пользования лестницей, желательно перед вырезанием ступеней собрать макет из трех ступенек.

После успешного тестирования лестницы можно начинать резать сами ступеньки из выбранного материала. Лучше всего подходит массив дуба, но это самый дорогой материал. В качестве аналогов рекомендуют использовать ясень, белую акацию или клен. Бук для ступеней не подходит – он боится влаги и может не выдержать активного использования.

Подготовка деталей лестницы состоит из нескольких этапов:

Из заготовок выкраиваются ступеньки нужной формы. Ручным фрезером снимаются фаски, делаются желобки под несущие гильзы, все шлифуется, покрывается лаком и краской.

Изготавливаются гильзы, опорная пятка для центральной трубы и фланцы.

Если есть навыки работы со сварочным аппаратом, вместо нанизывания ступенек на центральную шпильку можно сварить металлический каркас.

Также для центральной колонны вместо металлических гильз можно использовать деревянные кольца.

Когда все элементы готовы, можно приступать непосредственно к возведению винтовой лестницы. Лестница устанавливается на подготовленную поверхность, с которой снято напольное покрытие. Верхний проем обрамляется металлическими уголками или же деревянной планкой с плинтусами.

Сборка лестницы

Сам процесс сборки лестницы займет не много времени, главное – соблюдать технологию:

устанавливается центральная труба на опорную пятку – это может быть как сваренный из труб каркас, так и вырезанный из листа фланец;

очень важно выставить центральный опорный столб строго по вертикали, иначе вся лестница будет косить, а исправить это не так и просто;

фиксируется центральная стойка анкерами к полу, при необходимости заливается цементной стяжкой;

нанизываются металлические или деревянные гильзы и ступени – для защиты от механических повреждений в процессе примерки и сборки ступеньки лучше обернуть полиэтиленовой пленкой;

ступеньки разворачиваются согласно эскизу и фиксируются больцами – не стоит забывать о проверке строительным уровнем горизонтали;

если же использование больц не предусмотрено, под ступеньками нужно установить укосины, которые будут распределять вес на центральный столб;

в некоторых случаях укосины сделать не получается, тогда ситуацию спасут опорные столбы под каждую ступеньку, которые можно сделать элементом интерьера;

устанавливаются стойки перил – можно заказать готовые балясины с отверстием под металлическую шпильку;

если перила являются частью больцевой конструкции, в качестве закладных для стоек используются стальные трубы для придания жесткости конструкции;

для соединения стоек и поручня используется универсальный штырь, который крепится на стойки фланцем цанговым;

если перила изготовлены заранее, они «оттягиваются» временной фиксацией перед тем, как окончательно крепить их к стойкам;

если же перила из ПВХ, им можно придавать нужную форму непосредственно во время монтажа – для этого надевается специальный греющий рукав и оставляется на 40 минут;

главное не сжечь рукав – свободная часть, не греющая ПВХ, должна быть расстегнута;

следует помнить, что во время нагрева ПВХ перила увеличиваются в объеме на несколько миллиметров, так что фитинги нужно приобретать с учетом расширения, иначе придется подпиливать места стыков.

Чтобы лестница выглядела стильно, можно сделать подсветку ступенек светодиодной лентой или даже точечными светильниками с детектором движения.

Бетонная винтовая лестница

Альтернативой деревянной и металлической лестнице может стать ее бетонный аналог. Смотрится это очень стильно, но массивно. Так что подойдет только для больших помещений со свободным пространством.

Рассчитывается такая лестница по тому же принципу, что и обычная винтовая с центральным столбом. Только вместо столба в расчет вводится диаметр внутренней окружности. Процесс устройства бетонной винтовой лестницы прост в теоретическом плане, но довольно сложен при практическом исполнении:

Устанавливается опалубка для лестницы и перил с обязательным армированием. Для этого настилаются листы ОСБ по заданной дуге, на них укладывается арматурная сетка.

Поверх формируются ступеньки. Особая сложность бетонной винтовой лестницы – правильно и надежно зафиксировать распорки, которые должны выдержать немалый вес и не нарушить геометрию лестницы.

Заливка бетоном начинается с перил по направлению от нижней площадки к верхней. Если сначала залить ступеньки, то при заполнении перил ступеньки будут выдавливаться. А чтобы бетонная смесь не стекала вниз, в месте стыка ступенек и перил наливается немного бетона так, чтобы закрыть щель.

Залитые ступеньки и перила штыкуются или вибрируются – для удаления пузырьков воздуха из смеси. После этого поверхность заравнивается. Для перемещения по залитой лестнице на опалубку кладутся доски, которые не должны соприкасаться с поверхностью бетона.

Как и любые бетонные изделия, лестница должна полностью высохнуть, занимает это около месяца. Чтобы бетон приобрел необходимую прочность, лестницу регулярно поливают водой и укрывают пленкой.

Когда бетон затвердел, опалубку снимают. Теперь можно приступать к заглаживанию неровностей и декоративной отделке.

Бетон – прочный и долговечный материал. Такая лестница прослужит долго, но и внести изменения в дизайн интерьера без полного разрушения не получится. Поэтому перед устройством бетонной винтовой лестницы лучше взвесить все преимущества и недостатки подобного решения.

Наглядно, с детальными пояснениями устройства опалубки и армирования, процесс строительства показан на видео:

Источник

Читайте также:  Чем зашить металлическую лестницу