Как бы воображение не строило внешний вид лестницы, рассчитать её конструкцию согласно требуемому виду и нагрузке — задача совершенно иного класса сложности. В этом деле хорошо помогают всевозможные калькуляторы и программы для проектирования лестниц, о них мы сегодня и расскажем.
PRO100 — простая визуализация
Практически любая лестница, сколь бы сложной она ни была, может быть представлена как совокупность более простых ступеней, тетив, перил и подступенков — досок, иными словами. Поэтому составить проект лестницы будет наиболее просто тем мастерам, которые имеют опыт работы в программах по созданию мебели. Хорошо для этих целей подходит небезызвестная PRO100: набросать конструкцию простейшей лестницы в ней можно за 30-40 минут, даже новичку освоиться в этой программе не составит большого труда.
Конечно, мебельные программы работают, в основном, с примитивами — деталями в форме параллелепипеда. Отобразить резные поручни и стойки, ступени специальной формы и прочие художественные изыски может быть весьма затруднительно. Но если целью ставится определить общие параметры, такие как высота, количество и раскладка ступеней, то средств мебельных и общего назначения программ для трёхмерного моделирования будет более чем достаточно.
Конечно, не в том случае, если вы берётесь за самостоятельное составление проекта, воплощением которого в жизнь займётся другой мастер. Здесь необходимо уделять внимание деталям и, в конечном итоге, заказчик получает именно то, что смог изобразить, но не более.
Главным минусом PRO100 (как, впрочем, и большинства мебельных «конструкторов») можно назвать отсутствие какой-либо автоматизации для работы с лестницами. Нет возможности, например, указать габариты пролёта, шаг и высоту ступеней, поэтому вся работа ведётся с нуля. Впрочем, для большей части любительских проектов оказывается вполне достаточно стандартных средств манипулирования объектами: объединение в группы, копирование, перемещение и иже с ними.
Следует условиться, что целью проектирования лестницы может ставиться либо только общее представление о конструкции и основные параметры, либо комплексная визуализация со всеми завитушками и резьбой, формой точения и подробностями скрепления всех элементов в одно красивое цельное изделие. В последнем случае вы должны иметь практический опыт работы с лестницами, иначе проект может оказаться не реализуемым в принципе.
Онлайн-сервисы для получения чертежей
Начать знакомство с программами для конструирования лестниц следует со всевозможных online-сервисов и калькуляторов. Их возможности сильно ограничены веб-платформой: хотя и существуют способы осуществить подробные расчёты и качественно визуализировать изделие «не выходя из интернета», разработка подобных программных средств стоит слишком дорого и практически никогда не оправдана.
И всё же один плюс у таких программ есть: они предоставляют пользователю возможность не устанавливать дополнительное ПО, а провести предварительные расчёты на ходу. Один из популярных сайтов lesenka.com предлагает схематическое отображение лестницы — план и сечение ступеней — согласно введённому вами набору параметров. Есть возможность буквально за пару минут сгенерировать схемы лестниц как простых однопролётных, так и винтовых, и с площадками, и с забежными ступенями.
Еще один популярный сайт — lascalagrande.ru . Здесь не доступен свободный ввод параметров, но форма параметризации достаточно «умная» и сама предложит допустимые варианты на выбор пользователя. Есть возможность выбрать один из шести типов лестниц (включая многомаршевые, поворотные и со сложной формой ступеней), а также рассчитать ограждения и баллюстрады, получив в итоге чертёж с основными размерами и изометрический эскиз. Сайт stairshop.ru — это практически полный аналог предыдущего, но в нём есть редкая возможность трёхмерного обзора спроектированной лестницы, хотя и с весьма примитивным качеством отображения.
Сайты такого рода имеют ряд приятных особенностей. Большинство из них принадлежат компаниям, профессионально занимающимся изготовлением и монтажом лестниц. Поэтому есть возможность ознакомиться с фотогалереей готовой продукции и примерно оценить стоимость проекта.
Особенности работы в Staircon
Средства для онлайн-проектирования сильно ограничивают свободу действий при разработке лестниц с уникальным дизайном . Если вам нужен более индивидуальный подход, придётся пользоваться либо программами САПР (Autodesk, SketchUp), либо обратить внимание на специализированный софт.
Программа Staircon — очень и очень неплохой вариант даже для разового применения. Несмотря на обилие функций, этот продукт достаточно просто освоить, даже при использовании нерусифицированной версии. Практически каждое из окон настройки имеет небольшое превью, где наглядно отображается характер вносимых изменений, плюс все настраиваемые параметры сразу же применяются и к главной сцене. Вся работа ведётся путём параметризации либо лестницы в целом, либо отдельных площадок и пролётов, либо и вовсе каждой ступени по отдельности.
В программе есть три основных вида: общий план, эскиз и трёхмерная модель. Переходя последовательно от одного к другому, пользователь настраивает сначала параметры лестничного кармана, затем общую конфигурацию лестницы, для чего есть несколько десятков встроенных шаблонов. И, наконец, работа завершается проработкой мелких деталей, таких как ограждения или поручни, и выбором материалов (включая металл и стекло).
В итоге пользователь получает конструкторскую документацию, список деталей и материалов, либо рендер визуальной сцены с вполне приемлемым качеством.
Расчёт физико-механических параметров
Многих интересует вопрос: как с помощью программ выполнить расчёт лестницы по нагрузке. При более близком знакомстве со Staircon и подобными средствами оказывается, что расчёт технических параметров по нагрузке уже встроен в недра программы, и она попросту не предложит использовать сечения материалов и конструктивное исполнение узлов, которые не соответствуют хотя бы среднему уровню проходной нагрузки.
Как и во всём, здесь может потребоваться индивидуальный расчёт, особенно при закреплении ступеней к стене только по одной стороне, при работе с лестницами на подвесках или расчёте бетонных пролётов с большой собственной массой.
К сожалению, эти расчёты придётся выполнять вручную: как бы ни была совершенна программа, не стоит полагаться на стандартные алгоритмы. Ни одно средство проектирования не сможет учесть несущую способность стен, равно как и прочность отдельно взятых материалов для исполнения самой лестницы.
Стоит ли изучать САПР и 3D-моделирование
Если вы не имеете опыта разработки в Autocad или 3ds Max, обращать внимание на этот класс программ только для проектирования лестницы не стоит. Единственное исключение — когда вам нужно создать действительно высокое качество визуализации или вписать лестницу в общий план визуализации интерьера, что в любительской практике встречается достаточно редко.
Но если вам уже знакомы программы для трёхмерного моделирования и производства чертежей, знакомство со специальным софтом для лестниц может обернуться напрасной тратой времени. Как мы уже говорили, программы САПР не умеют располагать ступени на одинаковом расстоянии или автоматически подгонять линию ограждений под изменения в конфигурации пролёта.
Однако реально такие возможности необходимы при разработке только очень крупных проектов. В остальных случаях можно пользоваться стандартными средствами привязки и группирования, либо найти соответствующий плагин для работы с лестницами.
Расчет ступеней лестницы позволяет обеспечить проектирование конструкции с использованием стандартных норм и требований, предусмотренных для удобства и безопасности сооружения. Исходя из количества отведенного места, выбора материалов и высоты потолка, с помощью простых вычислений, можно быстро определиться с конфигурацией изделия.
Несущая способность
Расчет ступеней лестницы на второй этаж производится с учетом прогиба не более 1/400 пролёта. Нагрузка на марш и площадку собираются путем суммирования собственного веса сооружения и временной нагрузки: в жилых помещениях – 300 кг/м².
Высота изделий
Для того, чтобы определить удобство изделия, применяется формула расчета ступеней лестницы. Она представлена суммой удвоенной высоты подступенков, сложенных с проступью. Этот показатель равняется среднему человеческому шагу – 60 –64 см. Определение проступи и подъема обеспечивается путем подстановки данных:
2а+ b = 60…64 см.
В качестве альтернативы можно рассматривать другой пример расчетов:
а+ b = 45 ± 2 см,
где а – размер подступенка, b – параметр проступи.
Если создается лестница своими руками, расчет ступеней начинается с ширины проступи. Она способствует размещению ноги полной стопой. Оптимальный размер 20 – 32 см. Высота подступенков составляет 15 см, а проступь – 30 см в ширину.
Забежные ступени проектируются с учетом, что с узкой стороны ступень имеет параметры 10 см, а нахлест на нижнюю ступень составляет 5 см. Нахлест может создаваться при необходимости увеличить ширину проступи. Тогда данный показатель должен варьировать в пределах 3 – 5 см для ступенек из железобетона.
Угол подъёма
Расчет ступеней деревянной лестницы осуществляется с учетом наклона в пределах 23 до 37°. Если наклон менее 23 гр., вместо лестничной конструкции ставится пандус (ровная наклонная площадка). Если угол более 45°, производится установка приставного или раскладного типа изделий. Винтовые лестницы имеют угол подъема в пределах 25-35°.
Число ступенек
Данный параметр обусловлен высотой этажа и углом наклона лестничной конструкции. Определившись с расположением конструкции в плане и высотой здания, число ступенек определяется графическим путем. Вслед за этим по формулам безопасности определяется ширина проступи. Чертеж создается с использованием масштаба.
Если использовать калькулятор расчета ступеней лестницы, высота этажа измеряется с учетом размещения чистовых покрытий на верхнем и нижнем перекрытии. Стандартный размер составляет 2800 или 3000 мм. Реже применяются показатели 2700 или 3300 мм. Проектирование высоты здания производится не менее 2,4 м. Если высота не входит в пределы нормы и не кратна 3, то ступеньки рассчитываются с точностью до 1 мм.
Расчет ступеней лестницы по программе или вручную предусматривает образование погрешности. Его можно распределить на нижней фризовой ступени, а оставшиеся ступени марша создаются на одинаковой высоте. Ступеньки с разной высотой способствуют созданию травмоопасной конструкции. Для выравнивая высоты ступенек можно опустить чистовое покрытие верхнего этажа немного ниже.
Когда проводится расчет лестницы с ступенями на 90 градусов, порожек не рекомендуется сооружать. Предпочтительнее создать этажную площадку в виде пандуса, под наклоном. При наличии ограждения из стен с дверями, полы этих установок производятся с порогом. Для создания более короткой лестницы укорачивается ширина проступи. Например, высота подступенка 20 см, ширина проступи равна 25 см способствует неудобному спуску.
Графические замеры ступенек
Расчет высоты ступеней лестницы осуществляется с учетом того, что свободное перемещение по горизонтальной поверхности обеспечивает с шагом в 62 см. Поднимание ноги осуществляется на 31 см. На горизонтальной плоскости схемы откладывается заданное количество частей. Каждая из них равна одному шагу (62 см).
Внимание! Удобство сооружения определяется по формуле, где 2 высоты ступени + глубина ступени = 63±3 см.
Лестница на 180 градусов
Расчет лестницы с ступенями на 180 градусов требует пристального внимания к промежутку между двумя маршами, которые размещены по параллели по отношению друг к другу. Данный параметр должен соответствовать ¼ ширины проема. Производится расчет сооружения графическим способом :
- Создание схематического изображения производится путем нанесения окружности с радиусом: ширина марша + 0,5 отрезка между маршами. Радиус отвечает минимальным параметрам 1,13 части ширины.
- С двух сторон окружности чертятся прямые марши с заданными параметрами ширины и длины. Через центр маршей проходит линия передвижения, размечаются ступеньки (шириной 350 -370 мм). Полученное количество ступенек должно определяться целым значением.
- Через самую высокую точку окружности В и центральную точку А проходит вертикальный отрезок до пересечения с нижней гранью отметки С. Отрезок ВС проходит через середину центральной ступеньки поворота. Центральная ступенька размечается аналогично первой. Оставшиеся ступеньки отсчитывают по обе стороны.
- Наносится горизонтальный отрезок DE, обозначающий последнюю прямую ступеньку. Через отметку А и боковое положение ступеньки 1 до пересечения с контуром DE откладывают прямую (разметка производится пунктирной линией). Через отметку А и границу ступеньки 2 создается вторая линия до пересечения с контуром DE. Образованная линия выступает в качестве шаблона для всех последующих ступенек.
- По линии DE откладывают равные 1-2 участки. Число линий соизмеримо с количеством забежных ступенек.
- От образованных на отрезке DE отметок 3, 4, 5 и т.д. проводят отрезки, пересекающие отметку 3 на DE и отметку А. Данные контуры выступают в качестве границы забежных ступенек.
Забежные ступени на 90 градусов
Для вычисления поворота ступенек на 90 гр. переменяются 2 косых ступеньки и монтируется между ними поворотная ступенька с гранями под прямым углом. Фиксация поворотной ступеньки производится непосредственно к косоурам. Подпорка ступени с помощью балясины или специального столба.
Определение поворота:
- Отмеряется стандартная ширина ступенек. Замеряется длина косой ступеньки от участка фиксации на косоуре до точки подсоединения на стеновой поверхности или косоуре с другой стороны. На чертеже проводится линия от угла 90 гр. В предусмотрено создание поворота до центральной части размещения узкой стороны ступеньки (до центра опоры для поручней). На рисунке проводится окружность с радиусом, соответствующим отрезку от центральной части опоры, на которой обеспечивается крепление ступени до ее середины. От последней прямой ступеньки откладывается по этому радиусу нужная ширина. Это ширина центрального участка косой ступеньки. Ставится цифра 1 в конечной части отрезка. Проводится от нее прямая до центральной части окружности.
- Произвольно проводится прямая через центр так, чтобы с отрезка от числа 1 она способствовала созданию острого угла. На прямой отмечаются промежутки, равные «X1», где X – преумножающийся вдвое коэффициентный показатель. Цифра «1» выступает в качестве длины первой линии. Узнать положение второй ступеньки можно с использованием отрезка на прямой в 2 раза больше первого. Третья ступень будет иметь параметр в 4 раза больше.
- Создавая рисунок с забежными ступенями, их ширина в центре равна 1. Смена угла способствует неизменной ширине, а размещение ступеньки изменяется.
Альтернативная методика расчета
Определяется ширина в центральном положении ступеньки. Делится поворот на 30 гр. Для разворота на 90 гр. необходимо создание 3 ступеней. Угловая забежная ступенька создается с установкой дополнительного бруса сечением 10*10 см. Назначение бруска заключается в компенсации большого количества ошибок при определении прочностных показателей. На данном этапе центральный столб заменяет стойка для поручней и 2 косоура.
Частные загородные жилые дома и дачи в два и более этажа - уже давно перестали казаться диковинкой. Такой подход к планированию своих владений позволяет хозяевам достичь максимально возможной полезной площади жилья даже на «скромных» по размерам участках под строительство. Понятное, что и проектирование здания в несколько уровней, и его возведение - серьёзно усложняются. В частности, помимо обычных архитектурных и интерьерных элементов, свойственных любым домам, приходится продумывать создание межэтажных переходов. Чаще всего эту роль играют лестницы. А если рассматривать статистику индивидуального строительства, то безусловными «лидерами» по популярности являются
В наше время нет недостатка в готовых проектах лестничных конструкций. Можно отыскать в интернете и специальные приложения, которые проводят необходимые расчеты . Но вполне можно провести и самостоятельный расчет деревянной лестницы на второй этаж. Многим это будет даже интереснее и понятнее, так как в ходе проведения вычислении хозяин дома вникает во множество нюансов подобного сооружения, примеряя их к своим владениям.
Давайте в этой публикации пошагово пройдём по этапам базовых расчётов лестницы. Вы убедитесь, что все обстоит не так уж и запредельно сложно.
Основные элементы конструкции деревянной лестницы
Прежде всего, какими они бывают – деревянные лестницы на ?
- Самый простой вариант – это одномаршевая прямая лестница. Такие конструкции – относительно несложные в расчетах и монтаже, отличаются высокой надёжностью и комфортностью в эксплуатации.
Существенным недостатком такой лестницы можно считать то, что она «съедает» весьма много полезной площади помещения. А уменьшение ее размеров (имеется в виду – ее проекция на плоскость пола), ведет к увеличению крутизны подъема-спуска . Что, в свою очередь, делает лестничный марш неудобным и даже небезопасным для передвижения, особенно для детей или для людей, имеющих ограничения физических возможностей.
- Если имеющееся в комнате пространство не позволяет вместить одномаршевую лестницу, или она получается слишком крутой, ее делят на два или больше маршей, изменяя их направление на перпендикулярное или противоположное.
Понятно, что суммарная протяженность маршей, при той же высоте подъема и его крутизне, меньше не станет. Но зато такой подход позволяет, так сказать, оптимизировать пространство. Например, пролеты лестницы располагают в угловой части помещения вдоль стен, и она не загромождает комнату. Или же под межэтажный переход и вовсе выделяют небольшое обособленное помещение, превращая его в компактную лестничную клетку со встречным расположением маршей.
- Лестницы с двумя и более прямыми маршами также могут различаться. И эта разница заключается в особенностях обеспечения изменения направления движения. Так, между маршами может располагать горизонтальная переходная площадка. Другой вариант – марши связывает криволинейный участок с плавным изменением направления, со ступенями характерной трапециевидной формы. Подобные ступени называются забежными.
Лестница с забежным участком, конечно, смотрится в интерьере более изящно. Да и за счет того, что подъем нигде «не останавливается», в том числе и на повороте, появляется выигрыш в общих габаритах конструкции. Но забежная лестница - значительно сложнее в расчетах , проектировании и монтаже, а в эксплуатации – не столь удобна и безопасна, как аналогичная, но с переходной площадкой. Так что лучше все ее достоинства и недостатки взвесить заранее.
Цены на деревянные лестницы
деревянная лестница
- Конструкция позволяет разместить межэтажный переход буквально «на пятачке». И нельзя не согласиться с тем, что смотрится такая лестница в интерьере весьма винтажно (простите за каламбур). Но, правда, этим ее достоинства и ограничиваются.
А вот недостатков у нее – хоть отбавляй. Сложность расчетов и монтажа во многом ограничивают возможности для самостоятельного творчества – возведение таких конструкций все же удел профессионалов. Тем более что во многих моделях используются криволинейные, гнутые детали, изготовить которые собственными силами без специального оборудования и без знания технологии – и вовсе невозможно. С точки зрения удобства и безопасности перемещения по винтовым ступеням – лестница вообще проигрывает всем своим «собратьям». И еще - просто представьте, что необходимо поднять на второй этаж (или спустить вниз ) какой-то габаритный предмет мебели или бытовой техники!
- С внутренней стороны ступени могут закрываться панелями подступенков (поз. 5). Впрочем, этот элемент не является обязательным, и нередко подступенки не устанавливаются или в угоду придания конструкции визуальной легкости , или для того, чтобы не создавалось преграды для постановки ноги (это характерно для лестниц с выраженно большой крутизной подъема ).
Для изготовления подступенков используют доску толщиной не менее 20 мм (рекомендуется – 30 мм). Располагаться и крепиться эта деталь может по-разному , и это обязательно учитывается заранее, так как ее положение зачастую влияет на «рабочую» ширину проступи.
На рисунке выше, просто в качестве примера, показаны два разных принципа соединений проступей с подступенками . Совершенно очевидно, что на левом фрагменте положение подступенка не влияет на ширину ступени. А вот на правом, где подступенок устанавливается в выбранные пазы, придется делать поправку ширины панели проступи, чтобы расчетная ширина ступени не уменьшилась.
Цены на ступени лестницы
- Первая ступень нижнего марша (поз.6) может ничем не отличаться от всех остальных. Но иногда ее конфигурацию варьируют (стараясь при этом не изменять высоты), делают шире, с закругленными краями, так, чтобы облегчить подход к лестничному маршу с левой или правой стороны. Такую ступень называют фризовой.
- Важным элементов любой деревянной лестницы является конструкция ограждения. Это и обеспечение безопасности, и дополнительная декоративная «изюминка» межэтажного перехода. Основой для монтажа ограждения становятся мощные столбики (поз.7), которые должны стоять в начале и конце каждого марша. На переходной площадке такой столбик становится общим для обоих маршей. Если заход на лестницу выполнен фризовым, то нижний столб может быть смещен на вторую или даже третью ступень.
Между столбами, с равным шагом, который не должен быть более 150÷180 мм, (поз. 8), образующие общую балюстраду. От столба к столбу пущены перила (поручни) (поз.9), которые по ходу марша опираются в верхние торцы балясин.
Как правило, столбам и балясинам придается красивая конфигурация – детали вытачиваются на токарном станке. Недостатка в предложениях таких изделий сейчас нет, да и вполне можно заказать комплект в столярной мастерской. Там же изготовят и перила нужной формы в сечении. Некоторые рекомендации по формам и размерам деталей конструкции ограждения лестницы наглядно показаны на схеме.
Кстати, именно положение системы ограждения определяет ширину лестничного марша – она исчисляется между стеной и поручнями, или между поручнями с обеих сторон. Оптимальным с точки зрения удобства для внутриквартирных лестниц считается марш шириной от 900 до 1000 мм - не слишком широко, чтобы не «съедалось» пространство, и вполне удобно для перемещения одного человека и переноса предметов обстановки. Впрочем, верхней границы по ширине не обозначено нигде – это на усмотрение хозяев. А вот минимальный размер - строго оговорен правилами противопожарной безопасности. Лестница в любом случае рассматривается, как один из эвакуационных путей, и ее ширина никак не может быть менее 800 мм.
Понятно, что модели лестниц могут сочетать различные элементы, в том числе и те, что не были показаны на предложенной схеме. Но раз наша статья предназначена для новичков (опытные мастера уже давно знают все тонкости расчета и монтажа), то лучше не распыляться, а ограничиться разбором наиболее доступных вариантов.
Принципиальное устройство лестницы рассмотрено. Можно выбрать наиболее приемлемый для конкретных условий тип конструкции и переходить к расчетам .
Основные этапы расчета деревянной лестницы
Лестницы можно отнести к сооружениям повышенной сложности, однако, для настоящего хозяина - нет ничего невозможного. Главное – чтобы создаваемая конструкция была удобной и безопасной в повседневной эксплуатации, отличалась высокой надежностью и долговечностью. Плюс к этому – никто и никогда, как правило, не сбрасывает со счетов и эстетическую составляющую, так как лестница должна хорошо вписаться в задумываемый интерьер.
А начинают проведение расчетов с оценки места, где предполагается установить лестницу. От этого напрямую зависит крутизна ее подъёма.
Расчеты основных общих линейных параметров лестничной конструкции
Хотя в пределах своего дома хозяин волен «экспериментировать», определённых правил при создании конструкции лестницы ему, так или иначе, придется придерживаться. И прежде всего это касается крутизны лестничного марша, то есть угла между направлением подъема и горизонтальной плоскостью.
Лестница должна быть и удобна для пользования, и безопасна. Поэтому существуют определенные границы ее крутизны. Так, подъем не должен быть слишком пологим – это и неудобно для человека, и займет чрезмерно много места в помещении. Менее 20 градусов уклона в жилых домах лестницы вовсе не делаются, но допустимой нижней границей крутизны все же лучше рассматривать 24 градуса, хотя и это – несколько маловато .
Наиболее оптимальным считается диапазон примерно от 27 до 33 градусов – такие марши самые удобные и безопасные. Но нередко в тесных условиях дома к таким значениям прийти бывает сложно, и лестницы делаются с уклоном до 40 градусов. Ну а верхней. критической границей для находящейся в постоянном пользовании лестницы на второй этаж можно считать угол в 45 градусов. Но для отдельных членов семьи и такой уклон уже становится довольно сложным для преодоления.
Понятно, что чем лестница более пологая, тем больше места под ее установку потребуется. Поэтому видится целесообразным первым шагом оценить крутизну марша и размер горизонтальной проекции – как он «впишется» в пространство комнаты, которое может быть выделено под его установку.
Итак, рассматриваем взаимозависимость крутизны лестницы и места, необходимого для ее установки.
Эта зависимость выражается тригонометрическим соотношением:
D = H / tg a
Ниже размещен онлайн-калькулятор, в который уже заложена эта тригонометрическая функция. А подойди к выполнению расчёта, при известной высоте подъема (а она исчисляется «от пола до пола», то есть с учетом толщины перекрытия), можно двояко:
- Планируется создать лестницу с точно выбранным углом крутизны марша. Расчет покажет, какое место ей придется выделить в помещении.
- Размеры участка под лестницу строго регламентированы - нужно определить, какой угол получится у марша, и попадет ли он в допустимый диапазон. Для этого расчета стоит лишь, варьируя крутизну в поле ввода, добиться на выходе требуемого значения длины проекции – все это займет несколько секунд.
Если места для одномаршевой лестницы – недостаточно (а так чаще всего и случается в условиях небольшого частного дома), то ее следует разделить на два марша, о чем уже говорилось выше. В таком случае для каждого из маршей можно провести собственный расчет , изменяя высоту переходной площадки. Но при этом не забывая о том, что угол уклона в обязательном порядке выдерживается единым для всех маршей. Это жесткое правило, нарушать которое – недопустимо!
Калькулятор для анализа взаимозависимости уклона лестницы и размера ее горизонтальной проекции
При расчёте по несущей способности элементы лестницы расчленяются на статически определимые балки - консольные или однопролётные, и рассчитываются по соответствующим формулам. Так как лестницы подвержены действию динамических нагрузок, к жёсткости несущих элементов предъявляются повышенные требования: прогиб их не должен превышать 1/400 пролёта. Нагрузки, действующие на лестничные марши и площадки, должны собираться путем сложения собственного веса конструкций и временных нагрузок: в жилых домах - 300 кг/м².
При подъеме человек затрачивает примерно в два раза больше энергии, чем при движении по горизонтали (рис. 2). Практикой установлено: лестница удобна и безопасна, если удвоенная высота подступёнка, сложенная с шириной ступени (проступью), равняется среднему шагу человека. Длина шага человека на плоскости составляет примерно 600–640 мм. Исходя из этого, проступь и подъем определяют по формуле: 2а+b = 600…640 мм .
Рис.2. Расчет высоты и ширины рядовых ступеней
Как альтернативу можно использовать другую, более легкую для запоминания, формулу: а+b = 450 ± 20 мм , где а - высота ступени (подступёнка), b - ширина ступени (проступи).
Ширина проступи должна обеспечивать опирание ноги полной стопой, то есть быть не меньше 200 и не больше 320 мм. Оптимальной считается высота подступёнка, равная 150, а ширина проступи - 300 мм. При сильном увеличении ширины проступи вы непременно собьетесь с шага, а при сильном уменьшении затруднится спуск. При проектировании забежных ступеней нужно учитывать, что минимальная ширина ступеней с узкого конца должна составлять не менее 100 мм, а нависание проступи над нижней ступенькой должно быть не более 50 мм. Так же нависание верхней ступени над нижней делается тогда, когда другими способами не удается увеличить ширину проступи, в этом случае величина нависания не должна превышать 30 мм для деревянных и 50 мм для железобетонных ступеней.
Наиболее удобные углы подъёма лестницы находятся в диапазоне от 23 до 37°. Чем лестница круче, тем меньше ей надо места для установки в доме, и соответственно, чем лестница положе, тем больше места необходимо для неё предусмотреть. Если угол меньше 23° - лестницу можно заменить пандусом (ровной наклонной площадкой), если больше 45°, то лестница переходит в разряд приставных или раскладных (рис. 3). Оптимальный угол подъема винтовых лестниц - 25–35°. Наиболее сложным процессом при крутизне лестничного марша более 40° является спуск с лестницы, а при углах более 45° спуск можно осуществлять только спиной вперед.
рис. 3. Нормативная зависимость размеров ступеней от крутизны лестницы
Количество ступеней зависит от высоты этажа и угла наклона лестницы. Зная местоположение лестницы в плане и высоту помещения, количество ступеней можно (и проще) установить графически, а после этого, по формулам безопасности определить ширину проступи.
Для графического построения лестницы на миллиметровой бумаге или бумаге «в клеточку» нужно в масштабе нарисовать лестничный марш (рис. 4) соизмеряя его с высотой этажа.
рис. 4. Пример графического расчета количества ступеней и высоты подступёнка. Таблица высот для ступенек в зданиях с нормативной высотой этажа
Высотой этажа называется разница высотных отметок уровней чистого пола нижнего и верхнего этажа, то есть в размер высоты этажа должны быть включены толщины одежды полов. Например, пол нижнего этажа облицован керамической плиткой, а пол верхнего этажа выложен паркетом по лагам и фанерному «черному полу». В расчет высоты этажа должны быть включены все слои данных половых конструкций: внизу - толщины выравнивающей стяжки, плиточного клея и плитки; вверху - толщина лаг, фанеры и паркета. В России еще со времен существования СССР высота этажа - величина регламентированная. Обычно стандартная высота этажа равна 2,8 или 3 м, реже - 2,7 или 3,3 м, что позволяет проектировать высоту помещения (расстояние от пола до потолка) не менее 2,4 м. Такая высота этажа позволяют без особого труда вписать лестницу с размерами ступеней, отвечающим требованиям расчетной формулы безопасности (рис. 4, таблица 2). Если ваша высота этажа отличается от нормативной и не кратна 3, то высоту ступеней нужно рассчитывать (округлять) с точностью до одного миллиметра, но так, чтобы высоты всех подступёнков были одинаковыми. Погрешность вычисления, набегающую от округления высот, лучше распределить на нижнюю фризовую ступень, а остальные ступеньки марша сделать одинаковой высоты.
Разные по высоте ступени приводят к постройке травмоопасной лестницы. Особенно опасной эта лестница становится во время спуска в ночное время суток. Спускаясь по лестнице, мышечная память нам подсказывает, что должна быть ступенька. Вес тела переносится на ногу, а ступеньки под ней нет… Она - ниже! И всего-то два-три десятка миллиметров, а ногу подвернули… и еще хорошо, если не покатились кубарем вниз.
В домах с нестандартной высотой этажа для выравнивания высоты ступеней допускается опустить уровень чистого пола верхней этажной площадки чуть ниже относительно уровня чистого пола остального этажа. Порожек лучше не делать, а сделать пол этажной площадки в виде пандуса, то есть наклонным. Для подравнивания высоты ступенек потребуется всего несколько миллиметров так, что уклон будет вряд ли сильно заметным. Как вариант, если лестничная площадка огорожена стенами с дверями, полы между этими помещениями можно сделать с небольшим порогом. Такое решение всем хорошо знакомо: уровень этажных площадок в многоквартирных домах, как правило, ниже уровня чистых полов в квартирах. Ноги мы здесь не ломаем - привыкли.
В таблице 1 рисунка 3 приведены размеры ступеней для «уплотненных» лестниц, пригодных для загородных домов. Нередко в планировках этих домов под лестницы оставляется так мало места, что для того, чтобы сделать лестницу короче, приходится жертвовать шириной проступи. Так, например, в лестнице с высотой подступёнка 200 мм ширина проступи равняется 250 мм. Взрослый человек не может опереться на такую проступь полной ступней и ему приходится спускаться с лестницы боком или спиной вперед. В таблице 2 рисунка 4 приведены размеры высот подступёнков для стандартных высот этажа. Рассчитать ширину проступи по формулам безопасности не составит особого труда. Но есть и еще один способ определить размеры ступеней - графический.
Этот эргономический способ основан на том, что человек, свободно делая по горизонтальной плоскости шаг в 620 мм, может с той же легкостью поднимать ногу на высоту, равную лишь половине этой величины, то есть на 310 мм. Поэтому, если на горизонтальной оси графика (рис. 5) отложить известное число частей, равных каждая одному шагу (620 мм), а на вертикальной оси - равных высоте подъема ноги 310 мм, то такое построение дает возможность получить размеры подъема и ширины ступеней для лестницы с любым наклоном. Для этого нужно нанести на график линию наклона своей лестницы (ее высота и длина известны) и в точках пересечения с сеткой графика провести перпендикуляры. Это и есть оптимальная высота и ширина ступени для данного уклона лестничного марша. Более того, вы можете воспользоваться этим методом и построить лестницу конкретно «по себя». Например, задав шаг равным 600, а подъем соответственно 300 мм либо задав длину шага такой, какой вы считаете нужным.
рис. 5. Графический способ подбора оптимальных размеров ступеней (размеры в мм)
Приступая к решению задачи, как рассчитать лестницу на второй этаж, важно определиться с ее назначением и местоположением. Это позволит подобрать наиболее удобную конструкцию. Учитывается наличие свободного пространства. Если его параметры более 160х160 см, то рекомендуется подобрать маршевое сооружение. При недостаточных параметрах, ставится винтовое устройство.
Размер ступенек
- Ширина проступи 20 – 30 см.
- Размер подступенка равен 16 – 22 см.
- Определение данных показателей производится с использованием формулы:
2 a + b =60 – 64 см,
a – размер вертикальной части ступени.
b – горизонтальная ширина проступи.
60 – 64 см – это средняя длина человеческого шага. Он используется для решения задачи, как самому рассчитать лестницу на второй этаж.
- Для увеличения ширины ступени или ее прочности, создается нахлест по отношению к нижнему элементу. Средний показатель нахлеста составляет 4 см. Образование небольшого выступа способствует эффектному и легкому исполнению.
Угол наклона
Решая, как рассчитать размер лестницы на второй этаж, следует знать, что оптимальный наклон равен 30 – 38 гр. Наклон меньше 23 гр. заменяют пандусом. Конструкция с углом в 45 гр. и более служит для размещения приставного или раскладного сооружения.
Ширина конструкции
Для перемещения одного человека, ширина марша составит 80 см, а для передвижения 2-х людей – от 100 см. Размещение двух параллельных площадок производится с зазор между двумя маршами в 4 см.
Для размещения забежных ступеней, важно помнить, что средняя линия марша должна быть не менее 20 см, а на отрезке 15 см от узкой части – не меньше 10 см. Противоположная сторона соответствует размеру 40 см по ширине проступи.
Разбираясь по вопросу, как рассчитать деревянную лестницу на второй этаж, учитывается глубина изделия, которая по средней линии марша является одинаковой для всех ступенек. Ее определение производится с использованием воображаемой линии, проходящей по центру ступеней.
Вычисление параметров междумаршевой площадки, осуществляется с учетом, что длина площадки, расположенной между двумя маршами, соответствует двум средним шагам взрослого человека, а это 130 – 140 см. ширина площадки не должна быть меньше чистовой ширины примыкающих к ней маршей.
Размеры ограждений
Параметры проема
Установка винтовых и прямых изделий производится с учетом возможности свободного перемещения человека ростом 180 см. Исключение дискомфорта образуется при наличии свободного промежутка в 200 см.
Графический расчет
- Для того, чтобы правильно разобраться по теме, как рассчитать забежную лестницу на второй этаж, требуется узнать высоту от первого этажа до верхнего перекрытия.
- На чертеже наносится план здания, на месте лестничного проема указывают параметры. Рассчитать угол можно с использованием вертикальной проекции.
- Размечается прямоугольный треугольник, где предусмотрена высота помещения и угол наклона. Возможен недостаток площади, очень близкое размещение к двери или окну. Изначально откладывается проекция длины на площадь и высоты сооружения, измеряется образованный угол.
Внимание! Если угол 40 гр., следует продумать, как рассчитать поворотную лестницу на второй этаж.
Геометрический способ
Его реализация осуществляется с использованием теоремы Пифагора. Где, сторона прямоугольного треугольника а – высота сооружения, сторона в – проекция длины на площадь помещения, с – длина лестничной конструкции (гипотенуза). Точка А ставится в месте пересечения с и в, отметка С – отмечается в месте пересечения в и а. Отметка В – на пересечении с и а.
При условии, что имеется параметр высоты и угла наклона, то решение задачи производится следующим образом: с=а/sin (А). Отыскать значение можно с применением таблицы синусов.
Если известны высота и проекция длины, то определение величины производится по теореме Пифагора:
c = sqrt(a*a+b*b),
sqrt – корень квадрата.
Для определения удобных параметров конструкции, вычисляется угол наклона:
tg (A)=a/b.
Для определения угла применяется таблица тангенсов. Угол более 40 гр. является причиной для подбора другого сооружения.
Дополнительные параметры
- Правильно рассчитать винтовую лестницу на второй этаж можно путем правильного перехода ступеней. Минимальный размер ширины равен 10 см. Большая сторона – до 40 см.
- Обустройство лестничных маршей с параметрами более 3-х ступенек, требует установки перил. Если к маршу подступают оконные проемы, они ограждаются.
- Когда в доме проживают дети, просветы между вертикальными стойками перил составляют 10 см.
- Нагрузка на лестничные сооружения составляет 180-220 кг. Перила должны выдерживать близко 100 кг.
- Относительно высоты ступенек, максимально допустимый предел отклонения – 5 мм.
- Между стенами и маршем расстояние составляет более 50 – 60 мм.
- Для изготовления криволинейных установок, радиус кривой линии по центру сооружения должен составлять 30 см.
- Уровень последней ступеньки обычно соответствует уровню напольного покрытия второго этажа.
Конструирование лестницы с поворотом, с площадкой, винтовое устройство и пр. изделия по своей геометрии являют собой вид прямоугольного треугольника, где в качестве основания выступает один из катетов. Второй вертикальный катет определяет высоту этажа. А гипотенузой выступает линия самой лестничной конструкции. Удобным вариантом считается изделие, где угол наклона по отношению к основе (горизонтальным катетам) расположен в пределе 30 – 40 гр. Высота шага – 165 – 190 мм. Проступь составляет 240 – 280 мм.
При наличии заданной высоты этажа и желаемого угла наклона, можно узнать длину основы сооружения и проверить, вписывается ли она в заданное помещение. Если в доме создается конструкция с поворотом, например 90 гр. или 180 гр., вырезается из бумаги в масштабе прямоугольная треугольная фигура.
Поставляется треугольник к основанию (горизонтальному катету) и сгибается макет в заданное количество раз или на заданный угол. Гипотенуза отобразит линию лестничной конструкции по ее центру. При смене места изгиба макета (поворота лестницы), можно идеально вписать установку в здание.
При наличии промежуточной площадки, в геометрии образуется две треугольных фигуры с прямым углом: до площадки и от площадки верхнего перекрытия. При смене глубины площадки и ее установке по высоте, подбирается наиболее оптимальное решение.
Если свернуть треугольный макет в трубку, можно получить модель винтовой лестницы.
Внимание! Лестничное сооружение в плане может представлять собой Г-образуную или П-образую форму.
При равных параметрах сооружения (кол-ва шагов, глубины и ширины ступенек), сумма сторон по внешнему контуру периметра является равной.
Смена длины одной из сторон вызывает изменение длины другой стороны. После того, как выбрана конфигурация изделия, определяются параметры проема на верхнем перекрытии.
Лестничное сооружение в плане может полностью не вписаться в проем. Тогда, первые ступеньки сооружения располагаются под потолком. Это свидетельствует о комфортном расстоянии от этих ступенек до потолочной поверхности 210 см.
Установка изделия, вписанного в проем заставляет правильно подобрать толщину перекрытия и выбор облицовки. Иногда случается, что смена проема является невозможной. Тогда он способствует определению конфигурации и параметров, отвечающих за комфортное перемещение по ступеням. Актуальна смена дизайна, типа, производителя, материалов, но не геометрия треугольника.
Следующим аспектом выступает определение материалов для возведения стен. Любые сооружений создаются с использованием опор. Кроме основных точек опор: в пол или перекрытие, для распределения нагрузок потребуются вспомогательные опоры (кроме монолитных маршей).
Для создания легкой установки, можно произвести крепление в стену. Создание лестницы на больцах обеспечивается наличием стен из правильно подобранных материалов заданной толщины.
К чему снятся выпавшие волосы?
Как понять, что тебя приворожили?
Магнитский Сергей Леонидович - биография
Ненормативная лексика закон
Российский кризис разбудил сектантов