Геометрический расчет винтовой лестницы

Содержание

Рис. 1 Общий чертеж лестницы

Разметка проема производится параллельно к полу.

    H — высота лестницы — как правило определяется высотой этажей Вашего домаD1 — диаметр лестницы — габарит лестницы, зависит от того, сколько места Вы можете выделить в своём доме для лестницыD1 — внутренний диаметр — габарит стержня, к которому монтируются ступениA — угол поворота — зависит от взаиморазмещения начала лестницы и «принимающей» площадки верхнего этажаZ — толщина ступеней — геометрический параметр материала (например, досок), из которых Вы планируете строить лестницуC — количество ступеней — за сколько шагов Вам будет комфортней всего переместится с этажа на этаж

Рис.

2 Черно-белый чертеж лестницыИспользовать данную функцию целесообразно в двух случаях:Если Вы привыкли работать со стандартными ГОСТироваными чертежами, и, соответственно, лучше воспринимаете графику без цветового наполнения.Если Вы собираетесь распечатать результаты расчёта винтовой лестницы онлайн. Тогда и меньше краски/тонера потратите и визуальное восприятие рисунков на бумаге будет лучше. И, конечно же, данная функция используется при печати на чёрно-белом принтере.Главный результат работы данного калькулятора — чертёж и расчёт винтовых ступеней.По этому чертежу изготавливаются детали, из которых собирается конструкция.

Рис. 3 Пример чертежа ступениВсе остальные чертежи показывают конечный вид конструкции после состыковки ступеней со стержнем.Как сделать эффектным переход на второй и третий этаж?Какой из вариантов дизайна выбрать, чтобы Ваш дом получил свою изюминку? Обратите внимание на винтовые лестницы разных размеров  и форм, которые можно собрать своими руками или доверить их изготовление профессионалам своего дела.

Проект винтовой лестницы

Расчет винтовой лестниц на второй этаж с помощью нашего сервиса позволит  не только уточнить стоимость будущего изделия, но и определиться с выбором параметров.В самостоятельном оснащении дома лестницей поможет онлайн калькулятор для расчета винтовой лестницы на второй этаж, а если доверить профессионалам эту работу, то весь перечень работ будет выполнен без вашего участия, но с учётом всех Ваших требований и пожеланий. Важно отметить, что по сравнению с другими видами лестниц, именно винтовая обойдётся дешевле, а  в дизайне и надёжности не будет уступать остальным. Она может быть выполнена з деревянных  или металлических ступеней, но в общей стилистике с дизайном интерьера.

Расчет винтовой лестницы на второй этаж

Решение сделать самостоятельно лестницу должно начинаться с просчёта особенностей будущего изделия, маршей, размера и формы ступенек и других нюансов, которые в итоге нарисуют общую картину. Удобный калькулятор винтовой лестницы в онлайне поможет рассчитать абсолютно все важные параметры и определиться с количеством материала, который понадобится в процессе реализации данного проекта, а также увидеть параметры в чертежах.

Рассчитать винтовую лестницу с помощью нашего сервиса легко: интерфейс калькулятора достаточно прост в применении и интуитивно понятен для проводимых расчётов.

Винтовая лестница

Винтовая лестница — это вариант, популярный у владельцев небольших помещений, так как ее конструкция позволяет значительно сэкономить пространство.

По мнению большинства новичков в вопросах строительства и ремонта, сделать такую лестницу гораздо сложнее, чем маршевую. Это не так. Нужно детально изучить конструктивные особенности такого сооружения и придерживаться рекомендованного порядка его возведения, чтобы получить надежный и долговечный результат.

Схема металлической винтовой лестницы.

Правила проектирования

Для безопасной эксплуатации лестницы ее параметры нужно подобрать особым образом:

Оптимальная ширина должна быть не меньше 80 см.

Это позволит свободно проходить одному человеку.Средняя ширина ступени (проступи) должна варьироваться в пределах 25-30 см. Это значение основано на данных о средней ширине шага человека.Высота подступенка должна соответствовать интервалу 15-20 см. Это значение также основывается на средней ширине шага.Наиболее удобный угол наклона, при котором конструкция не становится слишком громоздкой, это 30-40°.

Винтовая лестница

Схемы подъема по лестницам.

Следует учитывать особенности винтовых лестниц. В подобных конструкциях верхняя часть находится над человеком.

Чтобы ему не приходилось постоянно пригибаться, высоту подступенков не рекомендуется выбирать меньше 17 см. Пользоваться удобней той лестницей, которая содержит нечетное количество ступеней. Безопасные перила должны быть от 90 см до 120 см.

Схема устройства винтовой лестницы.

Необходимо проверить параметры лестницы по следующему соотношению: a-b=12-14 см, a+b=45-47 см, где a — ширина проступи, b — высота подступенка.

Геометрический метод расчета

Перед проведением вычислений требуется определить расположение лестницы, место захода на нижнем этаже и место выхода на верхнем этаже.

Основной нюанс, который необходимо учесть на этом этапе, высота прохода. Человек должен спокойно подниматься и опускаться без необходимости пригибать голову.

Первый этап вычислений — определение высоты ступеней. Сначала определяется их количество.

Правила сооружения ступеней.

Для этого делят высоту этажа на рекомендованную высоту подступенка. Если результат составляет 2,8 м, то проводятся следующие вычисления: 280/17=16,47. Рекомендуется устанавливать сооружения с нечетным количеством ступеней, поэтому принимают их число за 17.

Соответственно, высота каждой будет равна 16,47 см. Полученное значение округляется до 16,5 см. Все ступени, кроме нижней, будут равны 16,5 см (по высоте), а первая — 16 см.

Далее рассчитывается ширина проступи. На этом этапе вычислений следует учесть, что человек идет на расстоянии 1/3 ширины от внешнего края лестницы. При ширине в 1 м человек проходит за один подъем (или спуск) расстояние (L), равное длине окружности (ее диаметр равен 100 см*2/3).

Схема параметров винтовой лестницы с поворотом на 360º.

L=2*3,14*100*2/3=418,7 см.

Это расстояние следует разделить на число ступеней, уменьшенное на 1, так как верхняя ступень будет расположена вровень с площадкой верхнего этажа. Получится: 418,6/16=26,2 см. Эта величина попадает в указанный рекомендованный интервал, поэтому принимается за расчетную.

Схема графического расчета винтовой лестницы.

При такой ширине проступи выход на верхней площадке находится строго над входом внизу. Однако не во всех помещениях это возможно. Поэтому расчеты потребуется подкорректировать, учитывая градус поворота винтовой лестницы.

После корректировки данных, полученных в результате расчета, остается только выполнить монтаж конструкции. Ее установка также выполняется по определенным нормам и правилам.

Схема расчета параметров лестницы.

    Дата: 05-06-2015Просмотров: 2702Комментариев: Рейтинг: 38

Изобретение винтовой лестницы является одним из самых удачных в строительном деле.

Они компактны, удобны, всегда органично вписываются в интерьер, являясь оригинальным его элементом. Размеры их и конструкция отличаются большим разнообразием — от каменных тяжелых подъемов в древних башнях до воздушных интересных решений в современных зданиях. На первый взгляд кажется, что подобная конструкция слишком сложна для самостоятельного изготовления, но на самом деле постройка такой лестницы своими руками — не такая уж трудная задача.

Расчет параметров безопасной лестницы.

Винтовые лестницы придуманы достаточно давно.

Они отлично вписываются в любой интерьер и отличаются большим разнообразием форм, размеров и конструкций.Прежде чем приступать к строительству винтовой лестницы, нужно правильно ее рассчитать.Придется вспомнить школьный курс геометрии. Ступени — это равные секторы круга, расположенные по высоте на одинаковом расстоянии и повернутые относительно друг друга на один и тот же угол. При расчете лестницы— любой, не только винтовой — нужно учитывать принятые эргономические нормы, поскольку она должна быть удобной в использовании,и безопасной.

Правила эргономики для проектирования

Расчеты показывают, что лестница будет безопасной, если ее параметры будут соответствовать средней ширине шага человека и длине его стопы.

Схема углов наклона ступеней лестницы.

Как показывают эргономические расчеты, лестница будет удобной и безопасной, если ее конструктивные параметры будут соответствовать средней ширине шага человека и длине его стопы.

Ширина ее в жилом помещении должна быть достаточной для прохода одного человека, этот размер нужно принять не менее 80 см.

Ширину проступи (собственно ступени) принимают 25-30 см, наилучший размер — 28 см. Этот показатель особенно важен при движении вниз. Если ширина будет меньше 25 см, то человек сможет наступать на нее не полной стопой, а только пяткой, что может привести к падению при спуске.

Расчеты показывают, что лестница будет безопасной, если ее параметры будут соответствовать средней ширине шага человека и длине его стопы.

Высоту подступенка принимают в пределах 15-20 см.

Эта величина соответствует средней длине шага взрослого человека. Если высоту подъема сделать меньше 15 см, то придется слишком часто шагать, что не очень удобно. А если высоту сделать более 20 см, то подниматься по такой лестнице будет тяжело — слишком высоко придется поднимать ногу.

Схема углов наклона ступеней лестницы.

Схемы подъема по лестницам

Угол наклона принимают 30-40º.

Более крутая лестница неудобна для пользования, а более пологая занимает больше места. В случае с винтовой конструкцией нужно еще принять во внимание и то обстоятельство, что при подъеме верхние ступени могут находиться прямо над головой человека, поэтому слишком маленькая высота подступенка неприемлема. Оптимальный размер его 17 см.

Для удобства пользования необходимо, чтобы количество ступеней было нечетным, а высота перил была в пределах 90-120 см.

Схема металлической винтовой лестницы

Расчет параметров безопасной лестницы.

Чтобы проверить, насколько лестница отвечает требованиям удобства и безопасности, можно воспользоваться следующими формулами:

a-b=12-14 см;

a+b=45-47 см,

где a — ширина проступи, b — высота подступенка.

Приведенные рекомендованные размеры целесообразно учитывать на этапе проектирования дома, но если дом уже построен, а лестница ранее рассчитана не была, то ее размеры придется подгонять под готовые помещения, но учитывать по возможности требования эргономики.

Вернуться к оглавлению

Схема расчета параметров лестницы.

Для начала нужно определить, где будет находиться заход на лестницу и как будет располагаться выход из нее на верхнем этаже. Нельзя упускать из вида, что при подъеме человек не должен упираться головой в верхнюю площадку.

Расчет лестницысвоими руками начинают с определения высоты ступеней.Для этого высоту этажа делят на рекомендованную высоту подступенка.

Например, высота между полом первого и второго этажа — 2,8 м. Не забывайте о том, что количество ступеней должно быть нечетным. Несложным подбором можно определить, что при высоте подступенка 16,5 см получается 17 ступеней.

17х16,5=280,5 см.

Графический расчет винтовой лестницы.

Лишние 0,5 см отнимают от высоты первой ступени. Все остальные ступеньки должны быть одной высоты, включая самую последнюю, которая одновременно является уровнем пола второго этажа или площадкой лестницы.

Итак, у нас получилось 17 подъемов по 16,5 см, что соответствует требованиям эргономики. Переходим к расчету ширины проступи.

При расчете винтовой лестницынужно учитывать, что человек проходит на расстоянии 2/3 ширины от центра лестницы. Сделайте расчет для ширины прохода в 1 м. Путь(L), который проходит человек, равен длине окружности с радиусом, равным 100х2/3 см.

L=2πR2/3=2*3,14*100*2/3=418,7 см.

Разделите полученную величину на количество ступеней за вычетом одной ступени, поскольку верхняя, как уже было отмечено, является площадкой второго этажа.

418,7/16=26,2 см.

Схема параметров винтовой лестницы с поворотом на 360º.

Полученная величина соответствует рекомендованным размерам, ее можно принять за расчетную. В данном случае получилась лестница с поворотом на 360º, при этом выход находится прямо над входом в нее.

Но так получается не всегда. При более узком проходе ступени получились бы меньшей ширины, что было бы уже неудобно при спуске по лестнице. В этом случае нужно уменьшить количество ступеней и в соответствии с этим увеличить подступенок.

Например, ширина лестницы 90 см при той же высоте этажа. Тогда длина пути будет равна

L=2*3,14*90*2/3=376,8 см.

Правила сооружения ступеней и подступенок.

При таком же количестве ступеней ширина их получается равной 376,8/16=23,5 см. Можно оставить и такой размер, но для большего удобства и безопасности все же лучше его увеличить до 25 см.

Тогда изменится количество подъемов: 376,8/25=15. Высота подступенка при этом получится 280/15=18,7 см, что тоже соответствует правилам эргономики. Следует напомнить, что если высота лестницы не делится нацело на величину подступенка, то нижнюю ступень делают меньше, а все остальные — равными по высоте.

Если в вашем проекте предусмотрена винтовая лестница с поворотом не на 360º, а меньше, то нужно учесть, что по мере подъема уменьшается общая высота, и если вы делаете верхнюю площадку шириной в 3-4 ступени, то при заходе на лестницу она у вас окажется прямо над головой. Например, при подступенке в 16,5 см и при высоте этажа 2,8 м на четвертом подъеме высота уменьшится на 66 см, в запасе останется более 2 м, а это значит, что в данном случае можно делать площадку шириной в 4 ступени.

Вернуться к оглавлению

Схема устройства винтовой лестницы.

При расчете винтовых лестництрудно придерживаться строгих правил. Обычно просчитываются разные варианты, при этом кроме удобства и безопасности принимаются во внимание такие факторы, как планировка, эстетические параметры, свойства материала, из которого будет изготавливаться лестница.

Более жесткие требования предъявляются к подбору высоты ступеней.

Ширина проступей в данном случае менее важна, поскольку конструкция ступеней такова, что ширина их неодинакова по длине. Кроме того, каждый человек будет подниматься и спускаться по разным траекториям — кто-то пройдет ближе к центру, кто-то предпочтет пройти ближе к краю, где ступени более широкие. А если принять во внимание тот факт, что левой и правой ногой человек неизбежно будет наступать на участки разной ширины, то становится понятно, что в данном случае ширина проступи — величина достаточно условная.

Поэтому при проектировании винтовой лестницы просчитывают несколько различных вариантов высоты ступеней, определяют, какое получается их количество, и выбирают тот, при котором полученные результаты более всего соответствуют принятым нормам.

Нужно отметить, что размеры любой конструкции должны соответствовать общему стилю и планировке здания. Деревянные элементы интерьера должны иметь достаточные размеры, чтобы не выглядеть слишком легковесными и непрочными, а кованные металлические изделия должны быть достаточно воздушными, чтобы не утяжелять пространство помещения.

Вернуться к оглавлению

Все приведенные выше расчеты — это геометрические показатели. Однако все элементы лестницы имеют реальные размеры, определяемые конструктивно. Внешняя ширина ступеней рассчитывается по формуле:

А=2πR/n, где

R — расчетная ширина лестницы от центра до края просвета;

n — количество ступеней.

Узкая часть проступей принимается шириной не менее 150 см.

Этот размер обусловлен тем, что за основу конструкции обычно принимают металлическую трубу диаметром 50 мм, под которую в доске делают соответствующее отверстие. Между ступенями вставляются цилиндрические втулки-проставки, между доской и проставкой может вставляться шайба в зависимости от конструкции и дизайнерского решения. Для прочности конструкции между краем отверстия под центральный стержень и краем самой ступени должно быть расстояние, не меньшее, чем диаметр отверстия.

Наличие центрального стержня не всегда обязательно. Дизайнерские и конструктивные решения настолько разнообразны, что порой приходится удивляться, насколько интересными могут быть инженерные решения. Однако всегда будет присутствовать элемент, несущий основную нагрузку, к которому будут крепиться другие части сооружения.

Узкая часть ступени соединяется с широкой по прямым линиям. При этом в центральной части лестницы получается перекрытие (забег) ступеней. Поскольку в винтовых лестницах ступени всегда открытые, то наличие забега вполне приемлемо, а в некоторых случаях его делают по всей длине ступени.

Автор статьи

Задайте вопрос

Такая стильная винтовая лестница прекрасно впишется в современный дизайн.

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

Непростая конструкция винтовой лестницы.

Плюсы винтовых конструкций на второй этаж

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

Подобная лестничная конструкция не отнимает много пространства в доме, так как крепится к центральной опоре и создается впечатление, что конструкция «парит» в пространстве.

Когда дом малогабаритный это важный аргумент. Для сооружения такой лестницы хватит полутора квадратных метра.Такая лестница займет минимум места в Вашем доме.Экономичность. Стоимость сооружения винтовой лестницы ниже, чем на строительство стандартных маршевых конструкций.

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

[ot-gallery url=»//lestnitsygid.ru/gallery/dizayn-vintovyh-lestnic»]

С чего начать проект

Перед началом разработки проекта и составления расчетов винтовой конструкции, необходимо определиться с размерами проема, ведущего на второй этаж.

Также исходными данными для расчетов служит межэтажное расстояние. Все эти параметры будут влиять на длину проступей и общее количество ступеней. Прежде чем приступить к проектированию, очень важно определить угол закручивания конструкции.

Проект винтовой лестницы.

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

Разметка проема проводится параллельно к полу.

Важно понимать, что удобство и безопасность перемещения по винтовой лестнице обеспечивается правильной конструкцией и оптимальными размерами ступенек.

При этом за основу берутся эргономические показатели, такие как длина шага человека и длина стопы. Так, оптимальным считается длина шага в пределах 59-65 см. А длина стопы взрослого человека приблизительно равна 30 см.

Проектирование винтовой лестницы в компьютерной программе.

Пример расчета

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

Проект начинаем с вычисления длины окружности (L), которая, как помним из школьного курса, рассчитывается как L = 2πR. Протяженность линии движения считаем в соответствии с формулой L = 2πr, здесь r = 2R/3, поскольку проекция перемещения по спирали лежит на расстоянии 2/3 радиуса конструкции. В результате получаем искомую, протяженность по развертке L = 4πR/3 = 4×3,14×1100/3 = 4605 мм (4,6 м).Окружность винтовой лестницы.На первом этапе в результате вычислений у нас получились параметры развертки нашей конструкции в виде лестницы из одного марша.

Теперь можно заняться подсчетом количества ступенек. При заданной высоте в три метра и оптимальной рекомендованной высоте ступеней в 17 (± 3) см, в нашем случае, получится 20 ступенек. То есть, для кратности мы приняли за высоту значение 15 см, и получили 300:15 = 20.

Последний 15-й шаг приходится уже на лестничную площадку.Расчет ступеней винтовой лестницы.Поскольку ступени винтовой конструкции имеют трапециевидную форму, то и рассчитывать их будем в три этапа. Сначала просчитаем глубину проступей в середине лестничной конструкции по пути движения. Для этого нам и пригодится рассчитанная в п.1 протяженность окружности по развертке конструкции.

Разделим 4605 на 14 (пятнадцатая ступень считается площадкой) и получим 329 мм. Это немного превышает принятые стандарты для внутридомовых лестниц, поэтому следует увеличить количество ступеней до 17, таким образом, чтобы количество подъемов составило 18. В этом случае получим проступь глубиной 4605:17=271 мм и высотой 3000:18=167 мм.

Такие параметры попадают в эргономические рекомендации, основанные на ширине человеческого шага.Учет человеческого шага при расчете ступеней.Если при делении образуется остаток, его можно учесть, скорректировав высоту первой ступени. Прочие проступи обязаны быть одинаковыми, как по высоте, так и по ширине.Далее необходимо высчитать глубину проступей в точке крепления на центральной опоре. Как правило, такой опорой служит металлический столб, диаметром 50 мм, на котором нанизаны ступени.

Для крепления ступеней необходимо отверстие того же диаметра, что и труба и по 50 мм кромки. Поэтому глубина трапециевидных ступеней в узкой своей части будут равняться 50х3=150 мм.Расчет глубины проступи винтовой лестницы.Расчет размеров проступей в самой широкой части (наружной). Длина окружности нашей лестницы составляет L = 2πR = 2×3,14×1100 = 6908 мм, число подъемов — 17.

Рассчитываем глубину в широком секторе ступени — 6908/17 = 406 мм.Теперь следует определить расположение и параметры площадки наверху лестницы, которая одновременно является последней ступенью. Здесь нужно отталкиваться от плана 2-го этажа, выход должен быть удобным и безопасным.Верхняя площадка винтовой лестницы.Далее просчитываем и проектируем проем в межэтажных перекрытиях, который необходимо предусмотреть при строительстве дома или изготовить его заранее перед проектированием лестничной конструкции с учетом, что его размеры должны превышать лестничный диаметр примерно на 20-22 см. Форма проема на верхний этаж может быть круглой или прямоугольной.Размеры проема винтовой лестницы.В домах мансардного типа необходимо учитывать расстояние до верхнего перекрытия.

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

Похожие статьи

Источники:

  • perpendicular.pro
  • 1poderevu.ru
  • 1polestnicam.ru
  • lestnitsygid.ru

Поделиться:
Нет комментариев