Расчёт и устройство винтовой лестницы на второй этаж.

Сооружение винтовой лестницы на второй этаж может показаться сложным и трудоёмким делом. На самом же деле разработать, изготовить и установить винтовую лестницу не так уж и сложно. Любой, имеющий небольшие строительные навыки и не забывший азы геометрии, способен соорудить небольшую, красивую и надёжную винтовую лестницу.

Начнём с некоторых понятий и формул.

Определяем (измеряем) расстояние от пола первого этажа, где будет основание винтовой лестницы, до пола второго этажа, где будет заканчиваться лестница. Это высота лестницы – H.

По величине H будем рассчитывать необходимое количество ступеней. Высоту ступеней, также как и её ширину, задают исходя из трёх критериев

— безопасность

— удобство

— ширина шага.

Обычно высота ступеней h, винтовой лестницы составляет 10-22см.

Ширина ступени g должна обеспечивать удобный подъём – нога почти полностью умещается на ступени, и безопасный спуск – нога не съезжает со ступени.

Подъём по винтовой лестнице, также как и опускание по ней, происходит чуть ближе к внешнему краю, там, где находятся перила. Поэтому, для небольших лестниц, с диаметром не более 2,5м. ( радиус лестницы Rл=1 – 1,25м.), очевидно, что человек движется по траектории с радиусом несколько меньшим радиуса лестницы. Обычно радиус траектории движения принимают равным 2/3 от радиуса лестницы:

радиус движения(траектория) Rдв=2/3Rл.

Например, если радиус лестницы равен 1,2м. (диаметр – 2,4м.), то радиус движения равен 0,8м. ( 2/3 от 1.2м).

Величина Rдв. нам понадобится для точного расчёта g — ширины ступени . Обычно ширина ступени составляет 25-40см., а методика точного расчёта будет приведена ниже.

Соотношение между высотой и шириной ступеней для любых лестниц должно быть в определённых рамках. Теоретически определено и подтверждено практикой, что

2h+g=60-65см. (§)

, где, напомним, h – высота ступени, g – ширина ступени на радиусе движения (Rдв.)

Зная (измерив) высоту H и рекомендуемую высоту ступени h (10-22см.) можно определить необходимое количество ступеней n=H/h.

В ответе чаще всего получается не круглая цифра, тогда округляем её и делаем пересчёт высоты ступени. На примере ниже мы это покажем.

Для винтовых лестниц на второй этаж заранее определяют – как, в каком месте, человек будет заходить на неё, и где будет выходить на , т.е. известно какой угол пройдёт человек. Этот угол называют углом закручивания лестницы — w. Сделав точно один оборот вокруг оси лестницы, человек пройдёт 360 град., угол закручивания лестницы – 360град.. Если выход будет раньше или позже, то и угол будет меньше или больше 360 град.. Угол закручивания w необходим для расчёта ширины ступени.

Мы знаем радиус проектируемой лестницы Rл., отсюда определяем радиус движения Rдв.=2/3Rл., значит не сложно найти и путь, который необходимо пройти.

Из геометрии длина окружности L=2Пr, но это в случае полного круга (или оборота вокруг оси), т.е. если w=360, значит необходимо пройти путь Lп=2ПRдв.

Если винтовая лестница имеет более чем один оборот, например 400град., то путь будет, конечно, больше — Lп=400/360 *2ПRдв., если у лестницы меньше полного оборота, например w=330град., то и путь будет меньше — Lп = 330/360*2ПRдв.

Длина реального пути Lп зависит от угла закручивания w и от радиуса движения Rдв. (т.е. от радиуса лестницы). Зная длину реального пути Lп. и определив количество ступеней (n=H/h), можно определить, что

ширина ступени по радиусу траектории движения g = Lп/n

Если вычисленный результат в рекомендуемых пределах (25-40см.) и при этом соблюдено соотношение между высотой и шириной (2h+g =60-65см.), то можно остановится на вычисленной ширине, в противном случае необходимо вернуться на начало страницы и делать новый расчёт.

Мы познакомились с некоторыми понятиями и с подходлом к расчётам, теперь на конкретном примере проведём расчёт винтовой лестницы.

Пример расчёта винтовой лестницы на второй этаж.

Подробный расчёт лестницы позволит иметь точные данные для изготовления и установки лестницы.

Пусть измеренное расстояние от пола первого этажа до пола второго этажа составит 3метра, т.е. H=300см.

Допустим, конструктивные особенности строения позволяют сделать лестницу диаметром 2,4м., т.е. Rл=120см.

Удобный вход на лестницу и удобный выход, допустим, располагаются так, что угол закручивания составляет 390⁰, т.е. w =390⁰

Теперь делаем расчёты.

Определяем количество ступеней. Для удобного передвижения возьмём ориентировочно высоту ступени

h=16см. ( обычно h=10-22см.)

Количество ступеней составит n = H/h = 300/16 = 18,75шт., округляем до 19шт. и тогда

точная высота ступени составит h = H/n = 300/19 = 15,8см.

Определяем ширину ступени.

Траектория подъёма проходит по радиусу движения, если дано, что Rл= 120см., то радиус движения_. будет — Rдв = 2/3R_Л= 80см.

Угол закручивания мы взяли w = 390⁰, тогда можно найти реально проходимый путь – Ln = 390/360 *2ПRдв = 544см._,Т.к. количество ступеней у нас 19шт., то не сложно найти ширину ступени – g = 544/19 = 28,6см.

Итак, мы взяли h =15,8см. и рассчитали, что g = 28,6см.
Эти данные удовлетворяют условию (§) , следовательно

можно остановиться на : количество ступеней – 19шт. высота ступени – 15,8 см.ширина ступени по траектории движения – 28,6см.

При проектировании и сооружении винтовых лестниц по заказу, конечно, возникает множество задач, которые под силу специалистам достаточно высокой квалификации.

В заключении нашего простого изложения добавим следующее.

Основным видом винтовой лестницы на второй этаж является конструкция, где есть несущая центральная ось, сделанная обычно из трубы, ступени располагаются равномерно по радиусу от оси, а по внешней части проходят ограждения с перилами. Если диаметр оси взять 10см. (или100мм.), то ступень для рассмотренного выше примера будет выглядеть так:

Важный момент, требующий дополнительного внимания:

В случае если угол закручивания составляет 360 и более градусов, то необходимо учитывать, то, что заходя на первые ступени, человек будет находиться под последними ступенями, а значит должно быть обеспечено удобство и безопасность движения. При перемещении человека ростом 180см. расстояние от нижних ступеней до верхних по вертикали должно составлять не менее 200см.

Для наглядности, предположим, что есть лестница высотой 300см., с 19 ступенями высотой 16см., а угол закручивания составляет 360 град.

Выход лестницы на второй этаж закроет пять ступеней. Поднимаясь, с каждой ступенью мы уменьшаем расстояние до верха. Если верхнею площадку сделать по толщине междуэтажного перекрытия – 20см. (200мм.), то на третьей ступени расстояние от низа до верха составит: 300см.- 20см. – 16см.*3 = 232см.

На четвёртой ступени: 300см. – 20см. – 16см.*4 = 216см.

На пятой ступени: 300см. – 20см. – 16см. *5 = 200см.

Таким образом, верхняя площадка должна заканчиваться краем пятой ступени (по проекции), начиная с шестой ступени над поднимающимся должно быть свободное пространство.

Изложенного материала вполне достаточно, для самостоятельного проектирования и изготовления небольших винтовых лестниц на второй этаж.