Разметка ступеней винтовой лестницы

Размеры винтовой лестницы: виды, существующие стандарты. Расчет длины окружности и параметров ступеней. Изготовление конструкции

Винтовой лестницей называется конструкция, которая состоит исключительно из забежных ступеней. Чаще всего их выполняют из древесины или металла.

Далее мы рассмотрим, как самостоятельно рассчитать винтовую лестницу и приведем краткую технологию ее изготовления.

На фото – деревянная винтовая лестница

Общие сведения

Виды винтовых лестниц

Прежде чем приступать к каким-то расчетам, необходимо определиться с видом конструкции.

Они бывают нескольких типов и в первую очередь различаются по форме:

Многоугольная форма может быть использована, если конструкция будет устанавливаться рядом со стеной. Такое решение позволит сэкономить пространство еще больше. Если же лестница будет размещена в центре помещения, то лучше использовать круглую форму.

Также, винтовые лестницы различают по видам конструкции:

• С опорой ступеней на стены, которые расположенные по периметру (лестница образуется в колодце).
• С опорой на стойку.
• С опорой ступеней на ограждение или гнутые тетивы.

При использовании опорной стойки устройство также различается на:

• Защемление проступи в стойке.
• Опирание проступи на стойку.

Сделать гнутую лестничную тетиву своими руками очень сложно, поэтому, при самостоятельном изготовлении конструкции это вариант отпадает. Можно построить колодец, если это не противоречит общей концепции интерьера. Однако, самый оптимальный вариант – это опора консоли на стойку.

Виды винтовых лестниц

Особенности конструкции

Винтовые лестницы чаше всего выполняются без подступенков, так как они делают конструкцию неудобной в использовании. Дело в том, что в средней линии ширина забежной лестничной ступени уже длины стопы, поэтому нога становится не полностью. В результате появляется угроза соскальзывания, что может привести к травмам.

Отсутствие подступенков позволяет становиться всей ступней на проступь. Таким образом, движение по такой лестнице получается более удобным и безопасным.

Существующие стандарты

При проектировании винтовой лестницы, необходимо учитывать следующие размеры:

• В районе линии движения ширина проступи должна составлять не менее 20 см.
• Ширина проступи на расстоянии 15 см от стойки должна быть не менее 10 см.
• Если винтовая лестница будет основной, то длина марша должна составлять не менее 80 см, а диаметр перекрытия – не менее 200 см.
• Если лестница используется как дополнительная, то допускается диаметр проема – 14 см. Длина проступи при этом должна быть не менее 55-60 см.

Размер конструкции также зависит от размера проема в перекрытии. При этом в диаметре она должна быть меньше проема. Разница обычно составляет две толщины его отделочного материала.

Ширина проступи всегда меньше радиуса конструкции

Надо также учитывать, что винтовая лестница может быть удобной не только для передвижения по ней, но и для переноса грузов. Но, для этого ее диаметр должен составлять не менее 220 см.

Существуют типовые размеры винтовых лестниц, согласно которым:

• Ширина лестничного марша должна находиться в пределах 53 — 143 см.
• По наружному краю перил диаметр лестницы может находиться в пределах от 130 до 330 см
• Диаметр отверстия в перекрытии должен составлять от 140 до 340 см.
• Диаметр прохода по внутреннему краю перил может находиться в пределах 120 -320 см.
• Расстояние между витками должно быть не меньше человеческого роста.

Совет!
Для оборудования подъема на мансарду или чердачное помещение, можно установить компактную лестницу.
В частности ее можно монтировать даже в проеме 120×60 см.

Расчет размеров

В качестве опоры для конструкции подойдет стальная труба 6-8 см в диаметре, при этом толщина стенок должна составлять минимум 5 мм. Каркас консолей чаще всего вываривают из стального уголка. Сами же консоли можно выполнить из деревянного массива.

Длина окружности

При дальнейших расчетах радиус окружности проема будем обозначать как – «R». Еще его называют внешним радиусом консоли. Также необходимо взять во внимание внутренний радиус проема, который будет обозначаться как –«R1»,он включает в себя радиус опорной трубы + толщина ее стенки.

Схема графического построения лестницы

Одним из самых важных параметров винтовой лестницы является количество оборотов, которые совершает марш вокруг опорной оси. Оборот обозначается как – «γ» и выражается в градусах (один оборот — 360◦). Иногда он выражается и безразмерной величиной–«n». Для чертежных построений удобнее угловая величина, а для расчетов – безразмерная.

Совет!
Если конструкция содержит один оборот или даже более, то следует учесть, что расстояние между лежащими друг над другом ступенями должна быть не менее 1,9 м.
В противном случае по лестнице придется ходить согнувшись.

Согласно формуле, длина окружности, обозначенной как«L», составляет:

L=2πR*n или L=2πR* (γ/360).

Но, нас данная величина не устраивает, так как по самому краю ходить никто не будет. Поэтому длину окружности следует рассчитывать по линии движения.Как показывает практика, радиус пути движения, который обозначен как «r»,составляет две трети от радиуса лестницы, т.е. — 2R/3. Из этого следует:

Размеры ступеней

Основная особенность винтовых лестниц заключается в специфической форме проступи. Ступень такой конструкции является лепестком, который с одной стороны закруглен.

Консоль характеризуется такими параметрами:

• Длина ступени, которая обозначается как«h».Чтобы вычислить это параметр, необходимо от радиуса лестничного проема отнять внешний радиус опоры.
• Максимальная ширина консоли, обозначается как«W1» – является хордой по широкому краю проступи.
• Ширина заготовки, обозначается как«W2» – является размером касательной к окружности ступени, которая ограничена продленными радиусами, построенными по краям проступи;
• Угол ступени, обозначается как«α» – рассчитывается как угол между радиусами проема, которые проведены через края ступеней.

Совет!
Если длина проступи будет меньше метра, то ее можно выполнить без каркаса из твердых пород дерева.

Как и в случае с прямым маршем, количество консолей рассчитывается путем деления высоты проема на высоту подъема ступени. При этом подъем должен находиться в пределах 15-20 см. Как показывает практика, такая высота при ходьбе является самой безопасной и комфортной.

Чертеж конструкции

Величину угла ступени «α» можно вычислить по следующей формуле: α= γ/количество ступеней.

Зная угол проступи, а также ее ширину,можно вычислить максимальную ширину проступи по формуле: W1=R*sinα

Нам необходимо узнать ширину проступи в центре, т.е.на линии движения, которая обозначается -«W», для этого надо выполнить следующий расчет: w= r* sinα=(2R*sinα)/3

Ширина проступи на линии движения должна составлять 20-30 см.Если значение, полученное при расчетах, не укладывается в этот диапазон, то следует варьировать количество консолей. Однако, в этом случае измениться подъем ступени.

Оптимальные размеры ступеней на линии движения

Если при изменении числа ступеней подъем выходит за пределы допустимого диапазона, то можно изменить не количество консолей, а оборот лестницы.В таком случае вместо верхней проступи устанавливается площадка необходимого размера.

Чертеж конструкции удобней выполнять как развертку на основании вертикальной и горизонтальной проекции. Лучше сделать две такие развертки, не только по плоскости линии внешнего карая, но ипо линии пути.

Теперь, когда все расчеты выполнены, можно приступать к изготовлению винтовой лестницы.

Совет!
Если проступи разместить внахлест относительно друг друга в несколько сантиметров, то это обеспечит комфорт передвижения.
Кроме того, это позволит дополнительно укрепить всю конструкцию путем установки кронштейна между кромками расширенной части смежных консолей.

Пример изготовления лестницы

Рассмотрим в качестве примера изготовление конструкции с центральной стойкой. В качестве стойки возьмем металлическую толстостенную трубу 50 мм в диаметре.

Краткая инструкция выглядит следующим образом:

1. К верхнему концу стойки необходимо приварить штуцер с резьбой и гайкой. Основание стойки бетонируется или закрепляется анкерными болтами.
2. При помощи специального сверла, чаще всего это перка, с узкой стороны ступеней высверливается отверстие. Оно должно соответствовать внешнему диаметру трубы, чтобы ступень одевалась на нее плотно.
3. Расстояние между консолями регулируется при помощи втулок, которые надеваются на трубу между ними. Внутренний диаметр втулки должен соответствовать диаметру отверстия в проступи.
4. С широкой стороны ступеней просверливаются отверстия для опорного кронштейна и стоек перил.

Схема изготовления и монтажа ступеней

Совет!
Если конструкция устанавливается на деревянные полы, то центральная стойка может быть укреплена при помощи шурупов.
Для этого к трубе приваривается фланец с отверстиями.

Сборка конструкции выполняется в следующей последовательности:

1. Закрепляется центральная стойка и на нее одевается втулка, которая соответствует высоте первой ступени, после чего одевается первая проступь.
2. Затем одевается следующая втулка, которая регулирует высоту второй ступени и устанавливается следующая ступень, и так до последней ступени.
3. Между передней частью широкого конца верхней проступи и задней частью широкого конца нижней проступи устанавливается кронштейн, который служит опорой для верхней проступи.
4. После монтажа всех ступеней, на окончание трубы стойки одевается втулка при помощи резьбового соединения. После этого необходимо закрутить верхнюю гайку с декоративным оголовком.
5. В завершении работы верхняя консоль прикрепляется к балке междуэтажного перекрытия.

Совет!
Между втулкой и деревянной проступью следует устанавливать металлическую широкую шайбу.
Это придаст прочность конструкции.

Вывод

Если все расчеты были выполнены верно, в соответствии с приведенными выше формулами, а монтаж произведен по инструкции, то в итоге получится достаточно прочная, комфортная и безопасная в эксплуатации лестница. При этом цена на нее получится на несколько порядков ниже, чем на фабричное, готовое изделие.

Дополнительную информацию можно получить из видео в этой статье.

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:  Деревянный порожек для лестницы