Винтовая лестница: как рассчитать основные параметры?

Не в каждом загородном доме или даче можно соорудить полноразмерную межэтажную лестницу. Отличным выходом из такой ситуации является винтовая лестница. Она менее комфортна для передвижения, но выбрав приемлемый вариант, вы обеспечите удобство перемещения по ней. Винтовые лестницы отличаются оригинальным, красивым и запоминающимся внешним видом.

Как рассчитать винтовую лестницу?

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.

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.

Как рассчитать винтовую лестницу?

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.

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.

Преимущества и недостатки

Главное преимущество винтовой лестницы – компактность

Винтовые лестницы хороши компактной формой, благодаря чему их часто выбирают при обустройстве мелкогабаритных жилищ. Они имеют затейливый внешний вид, что гармонирует с интерьером «под старину» или уютным деревянным домом. Конструкция визуально вытягивает помещение с низким потолком.

Из-за небольшого объема сырьевых ресурсов домовладелец сохранит часть сбережений. Габариты также способствуют экономии места на втором этаже из-за отсутствия необходимости в крупном проеме.

Преимущества и недостатки

Такая конструкция хорошо подходит для подъема на мансарду в холодное время года. В этом случае главную маршевую лестницу оборудуют снаружи здания (на улице) и используют, например, для проноса вверх шкафов и иных крупных вещей, а винтовую обустраивают внутри жилища.

Винтовая конструкция не подходит для подъема мебели или громоздких приборов. Кроме того, некоторые люди испытывают дискомфорт при подъеме по ступеням на столь ограниченном пространстве.

Советы бывалых строителей

Винтовая лестница по форме напоминает конус, чтобы рассчитать его ширину, строители пользуются математическими формулами. Человек, далекий от строительства и математики, приступая к расчетам, сразу же столкнется с трудностями. С такими, например, как вычисление окружности винтовой лестницы. Как рассчитать все правильно и не допустить ошибки? Специалисты справляются с этой задачей, используя формулу:

2 х 3,14 х r (в данном случае r – ширина лестницы).

Этой же формулой может воспользоваться дачник, поставивший перед собой цель соорудить винтовую лестницу своими руками. Рассчитать величину окружности пролета он сумеет без посторонней помощи, определившись с шириной конструкции.

Если, для примера, округлить показатель ширины до 100 сантиметров, значит, величина окружности лестничного пролета – 628 сантиметров.

Чтобы вычислить высоту лестничного пролета (если смотреть с внешней стороны лестницы, пролет будет выглядеть как сплошная конструкция), величину окружности необходимо разделить на количество ступеней, расположенных на пролете. Например, если запланировано 10 ступеней, значит, искомое расстояние составит 62,8 сантиметра (628 : 10).

Опытные мастера советуют: прежде чем приступить к точным расчетам, необходимо определиться с общими величинами конструкции.

Деревянные винтовые лестницы на второй этаж ‒ Разновидности конструкций

Деревянные винтовые лестницы на второй этаж, как правило, имеют несколько модификаций, которые отличаются, промеж себя, особенностями конструкции и способами фиксации ступеней. Однако, независимо от разновидности модификаций, восходящие ступеньки изделия, всегда устанавливаются только радиально, с некоторым поворотом, каждой. В сборе, такое сооружение, визуально, выглядит как винтовая резьба. Поэтому, подобные лестничные конструкции, называют ‒ винтовые.

Виды винтовых лестниц

Деревянные винтовые лестницы на второй этаж ‒ Разновидности конструкций

Помимо сходства, конструктивные виды винтовых лестниц, также имеют три, основных различия:

1. С опорой ступеней на столб и стены, расположенные по периметру.

Опора ступеней на столб и стену

Деревянные винтовые лестницы на второй этаж ‒ Разновидности конструкций

2. С консольным защемлением, восходящих ступеней, на несущем элементе.

Консольное защемление ступеней

3. С креплением, восходящих ступеней, к изогнутым тетивам.

Деревянные винтовые лестницы на второй этаж ‒ Разновидности конструкций

Одна из конструкций винтовых лестниц

Это наиболее популярные виды винтовых устройств, которые под силу построить самостоятельно, практически каждому домовладельцу. Другие-же, разновидности подъема на второй этаж, считаются более сложными в производстве и монтаже. Поэтому, обустройство в доме подобных приспособлений, целесообразнее доверить, настоящим профессионалам своего дела.

Деревянные винтовые лестницы на второй этаж ‒ Разновидности конструкций

Как рассчитать лестничную конструкцию

Очень важно грамотно рассчитать грамотно рассчитать проект будущей лестницы, так как очень важно сделать ее максимально функциональной. В случае если конструкция будет применяться, как главная, ширина пролета, которая не достигает 800 мм, крайне не ремендована.

Подобная ширина не позволит одновременно двум человекам разойтись на пролете.

В процессе расчета размера и общего количества ступеней, как правило, используются все те же основные принципы, которые применяются для подобных расчетов стандартных маршевых конструкций:

  • По середине общая глубина ступени 200 мм, не меньше.
  • Параметры глубины ступени от опорной стойке не меньше 100 мм.
  • Глубина в самой широкой части, которая находится у лестничной кромки не больше, чем 400 мм.
  • Диаметр самой лестницы от 1400 до 3300 мм.
  • Проход, расположенный по внутреннему краю должен составлять 1200 – 3200 мм.
  • Показатели диаметра проема в месте перекрытия равняются 1300 – 3300 мм.
  • Ширина марша 530 -1430 мм.

Подробные расчеты не повредят и при использовании облицовочного искусственного камня для фасада.

При осуществлении расчетов проекта будущей лестницы считается его комфортная высота для осуществления подъема.

Как рассчитать лестничную конструкцию

Ниже будет приведен расчет для такой конструкции, как металлические винтовые лестницы, высота которой составляет 3000 мм с одновременной шириной марша в 800 мм. Итак, расчеты будут следующими:

  • Общий диаметр равняется удвоенным показателям ширины с прибавлением диаметра стойки – D = 800 х 2 + 200 = 1800 мм.
  • Показатели радиуса подъема равны сумме половины параметров ширины марша и радиуса, присутствующего у опоры – Rn = 400 + 100 = 500 мм.
  • Чтобы определить общее количество ступеней, стоит использовать формулу с длиной окружности, которая изучается в школе. За глубину проступи берется 200 мм, то есть средняя величина – L = 2 πr : 200 = 2 х 3,14 х 500 : 200 = 17,2. Данное значение округляется, соответственно получается всего 17 ступеней. Что касается витков, то он может быть один, может быть несколько.
  • Высота каждой ступени рассчитывается так, чтобы подобные показатели витка гарантировали комфортное передвижение человека с достаточно высоким ростом. При расчете берется рост 180 см, добавляется еще 20 см полученное число делится на количество ступеней – h = 2000 : 17 = 120 мм.
  • Если общая высота объекта составляет 3000 мм, то количество ступеней у нее будет равно 25, то есть – n = 3000 : 120 = 25.

Кроме определенных методов расчета и формул при строительстве конструкции, стоит соблюдать несколько следующих условий, которые в состоянии его удобной, максимально долговечной и совершенно безопасной. Это такие требования и условия, как:

  1. Следует исключить из конструкции подступенки, потому как это значительно повышает параметры для обеспечения высокого уровня безопасности. Это основано на том, что нога очень опирается на ступень, не соскальзывает даже с самой узкой части.
  2. Если высота прохода не менее 2000 мм, это в состоянии обеспечить максимальное безопасное и при этом комфортное передвижение по ней человека с достаточно высоким ростом.
  3. Для размещения и последующего жесткого закрепления опорной винтовой стойки рекомендуется выбрать такое место, которое сможет выбрать не только вес конструкции, но также двух-трех человек одновременно.
  4. Если разместить ступени немного внахлест, примерно в пару сантиметров относительно друг друга, можно рассчитывать на то, что будет обеспечен высокий комфорт в процессе передвижения. Данный прием также в состоянии укрепить лестницу в целом, так как присутствует специальный кронштейн, который расположен между двумя кромками – передней и задней, а также более расширенной части двух рядом расположенных ступеней.
  5. Правильный подбор ограждений не только сделает вашу лестницу безопасной но и добавит изюминку в дизайн.
Читайте также:  Как построить своими руками крыльцо из кирпича для частного дома

Стоит обратить внимание на поручни пвх как на прекрасный вариант ограждения.

Как правильно рассчитать размеры винтовой лестницы в частном доме на второй этаж

Лестницы пожарные виды конструкций, характеристики, требования к ним, рекомендации по установке

Рассмотрим, как происходит расчет конструкции винтовой лестницы со стандартными размерами. Допустим, угол поворота винтовой лестницы составляет 360°, диаметр равен 2000 мм, а высота — 3000 мм.

Во-первых, необходимо определить длину окружности по средней линии движения. Расчет размеров винтовой лестницы своими руками должен производиться по формуле: L = 2mR, где г = 2R : 3. Следует помнить, что средняя линия движения отстоит от радиуса лестницы на две трети. После преобразования формула выглядит следующим образом: L = 4wR: 3. Подставляем результаты, получаем: 4 х 3,14 х 1000 : 3 = 4187 мм.

Во-вторых, нужно определить высоту шага ступеней. При высоте этажа 3000 мм данный размер в конструкции винтовой лестницы на второй этаж может быть равен 150 или 200 мм, т. е. число подъемов будет составлять 20 или 15.

Ширина пятнадцатой ступени может быть равной ширине 2-4 основных ступеней. Но следует учитывать, что при подъеме на первую ступень общая высота сокращается на высоту ступени, т. е. на 200 мм, что соответствует 15 подъемам. При этом в винтовых лестницах с поворотом 360° над головой располагается площадка. Следовательно, при высоте этажа 3000 мм необходимо соорудить площадку шириной в 4 ступени. Это означает, что на четвертой ступени общая высота сократится на 800 мм, но при этом над головой будет сохраняться безопасный промежуток более 2000 мм.

При правильном расчете винтовой лестницы на второй этаж важно определить ширину проступи по средней линии движения. Здесь применимы следующие формулы: 2h + b = 600-650 мм и h + b = 460 мм

Преобразовав формулы (b = 600-650 мм — 2h и b — 460 мм — К) и подставив в них значение высоты ступени (200 мм), можно вычислить ширину проступи, которая, исходя из первой формулы, будет составлять 200-240 мм, а согласно второй — 240 мм.

Теперь необходимо проверить, соответствуют ли эти значения тем, которые есть на самом деле. При делении длины развертки 4187 мм на 14 ступеней получаем 299 мм. Такая ступень является слишком широкой. Если в проекте указать проступи с подобным параметром, то возникнет необходимость в увеличении ширины шага. Для проверки следует произвести расчеты по первой формуле. Получаем: 2 х 200 + 299 = 699 мм вместо средних 620 мм. Это означает, что нужно увеличить число подъемов с 15 до 17, что включает 16 ступеней и одну площадку.

После вычислений станет ясно, что ширина проступи будет 262 мм (4187 мм : 16 подъемов), а высота подъемов — 177 мм (3000 мм : 17 ступеней), причем первый подъем необходимо уменьшить на 9 мм, чтобы уложиться в общую высоту этажа (168 мм+ 16×177 мм = 3000 мм). При таких размерах ступеней винтовой лестницы появляется возможность спроектировать верхнюю площадку шириной в 5 ступеней, так как они составят 1000 мм, что при общей высоте 3000 мм создаст нужный запас в 2000 мм.

В целом подбор количества ступеней осуществляется следующим образом: необходимо разделить общую высоту этажа на определенное число подъемов и сопоставить полученные высоту и ширину ступеней с тем, подходят ли они ширине среднего шага человека. Если при подсчетах будет образовываться остаток, то следует увеличить или, наоборот, сократить высоту первой ступени. Возможная разница составит менее 10 мм, что в результате практически не будет заметно. Такое допущение оправдано тем, что изменить высоту этажа нельзя, ее можно только скорректировать за счет укладки напольного покрытия, чтобы при делении ее на высоту подъемов получалось целое число.

Не менее важно при расчете размеров винтовой лестницы на второй этаж своими руками определить ширину ступени в ее узкой части. В качестве опоры забежных ступеней винтовой лестницы выступает центральная стойка в виде обсадной трубы диаметром 50 мм, на которую нанизываются ступени

Читайте также:  Варианты крепления косоура к площадке или перекрытию

Для того чтобы стойка стала более жесткой, а ступени были надежно зафиксированы, между ними необходимо вставить гильзы с шайбами. В этом случае произойдет увеличение диаметра трубы. Кроме того, в узкой части каждой ступени следует просверлить отверстие диаметром 50 мм. Для большей прочности ступени ее нужно расширить, сделав больше поверхность вокруг отверстия на аналогичную величину (на 50 мм). Становится понятно, что ширина узкой части ступени равна 150 мм.

Таким образом, можно определить все параметры проступи, ширина которой в узкой части составляет 150 мм, по линии движения — 262 мм, а в широкой части — 393 мм.

Руководствуясь полученными размерами, можно изготовить ступень, но обычно поступают гораздо проще, соединив разметку в узкой и широкой частях. Благодаря этому проступь становится шире, хотя после монтажа она не превышает расчетной ширины, потому что ступени являются забежными.

Далее представлена пошаговая инструкция по возведению винтовой лестницы в доме своими руками.

Изготовление ступеней

Берете заготовки, придаете им нужную форму, начисто обрабатываете их.

  1. Для соединения ступеней со стойкой на них нужно установить специальные втулки.
  2. Ступени покрывайте лаком или краской;
  3. На стойку монтируйте втулки и проступи, разверните их веером, придайте конструкции правильное положение
  4. Кронштейны установите между широкими элементами проступей;
  5. После установки последней втулки украсьте ее красивым декоративным оголовком;
  6. Установите все ступени с помощью крепежа;
  7. Закрепите балясины, они могут быть прямыми или фигурного очертания;
  8. Осуществите монтаж поручней, заранее изготовленных из пластика или древесины.
  9. Завершающая работа — финишная отделка винтовой лестницы. Деревянную лестницу лучше всего покрасить. Если вы использовали древесину с ярко выраженной структурой, то лучше всего покрыть конструкцию лаком, через него будет хорошо видна природная красота дерева.

Покрытая лаком

Перед началом отделки все деревянные элементы тщательно зачистите, затем покройте их морилкой и несколькими слоями прозрачного лака.

Деревянные детали, не отличающие хорошей структурой, просто покрасьте масляной краской или воспользуйтесь нитроэмалью. После выполнения всех вышеперечисленных работ у вас в доме появится отличная винтовая лестница.

Какие материалы используются

При изготовлении лестничных систем могут быть задействованы разнообразные материалы. В таком вопросе выбор стоит основывать на будущем стиле комнаты и интерьере всего дома в целом. Немаловажной будет финансовая сторона вопроса. Не секрет, что чем более качественный материал вы захотите использовать, тем дороже он может стоить.

Именно из-за этого вопрос выбора материала и считается сложным, к его решению стоит подходить комплексно и взвешенно. Тем не менее, наиболее распространены:

  • металл — нержавеющая сталь, легированная сталь, латунь, обработанный алюминий, чугун;
  • дерево — орех, дуб, тик, клен, венге, лиственница, ясень, сосна и другие;
  • комбинированные материалы — камень, кирпич, керамика, стекло, мрамор.

Для создания лестничных систем применяют разнообразные сочетания материалов, благодаря чему получаются оригинальные и нетипичные конструкции.

Совет!

Известно, что такие древесные породы, как лиственница, вишня и груша имеют высокий уровень сопротивления влаге. Они не только с честью выдерживают критическое сравнение с более дорогими деревьями, но и смогут прекрасно переносить повышенную влажность.

Онлайн-конструктор 3d расчета, проектирование лестниц своими руками

Созданию лестницы предшествует этап разработки проекта. На этапе конструирования инженер:

    разрабатывает чертеж будущей конструкции с учетом пожеланий заказчика;
Онлайн-конструктор 3d расчета, проектирование лестниц своими руками

Чертеж маршевой лестницы

Онлайн-конструктор 3d расчета, проектирование лестниц своими руками

Чертеж винтовой лестницы

Ширина лестничного марша

Онлайн-конструктор 3d расчета, проектирование лестниц своими руками

Расчет угла наклона лестницы

  • дополнительно может выполнить визуализацию, чтобы можно было оценить, как будет смотреться лестница в реальных условиях.

Онлайн-конструктор 3d расчета, проектирование лестниц своими руками

Конечно, любую работу лучше доверять профессионалам. Но если есть желание сэкономить 30-40% от стоимости лестницы, то описанную работу можно выполнить самостоятельно при помощи специального программного обеспечения.

Поворотные лестницы

В целях экономии пространства в доме, большинство лестниц на второй этаж приходится делать с поворотными участками. Наиболее простой способ поворота — монтаж площадки. Существуют конструкции П- образной и Г- образные формы, где поворот реализуют с помощью забежные ступенек.

Важные параметры лестницы, которые надо вычислить:

  • значение угла наклона;
  • размеры площадки между маршами;
  • высота ступени;
  • глубина прямых и забежных (если предусмотрены) ступеней;
  • параметры ограждения.

Более детально разобраться в вопросе создания поворотной лестницы вам поможет наша статья «Строим лестницу на 2-й этаж с поворотом«.