Как правильно рассчитать размеры винтовой лестницы в частном доме на второй этаж
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
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.
Заключительные работы
В случае с деревянной винтовой лестницей завершающим этапом является покраска. Если вы используете бук как основной материал, то этот процесс требует особой тщательности (чтобы сохранить натуральную текстуру). В первую очередь детали нужно зачистить наждачкой, пропылесосить и покрыть морилкой. Далее следует нанести два слоя паркетного лака, это позволит избежать истирания поверхности.
Изготовление винтовой лестницы – это довольно длительный и ответственный процесс. Однако его под силу выполнить даже начинающему мастеру. Соблюдение технических норм, правил безопасности и точной инструкции по сборке и монтажу конструкции позволит добиться отличного результата. Если же вы сомневаетесь в себе или не обладаете достаточным опытом работы в строительной сфере, то лучше обратиться за помощью к специалистам.
https://youtube.com/watch?v=ef8poRo_IcQ
Подготовительный этап работы: проект и конструирование
Перед проведением самостоятельных работ по устройству винтовой наружной лестницы необходимо рассчитать все необходимые параметры будущей конструкции.
При этом перед проектированием во внимание следует принять следующие основные моменты:
- Конструкция винтовой лестницы не должна содержать подступенок – это вертикальный элемент, который соединяет ближние ступени между собой. Ступая на узкую часть ступеньки, это позволит обезопасить от соскальзывания ноги поднимающегося человека.
- В центральной части ступень лестницы должна быть не меньше по размеру в 20 см.
- Надежность узла крепления ступенек обеспечит средняя опорная стойка, диаметр которой должен быть не меньше пяти сантиметров.
- По высоте витки лестницы должны быть не меньше двух метров, т.е. больше роста человека. В таком случае при подъеме человек не будет сгибаться.
- Полный поворот наружной лестницы должен составлять не меньше 12 ступеней.
При изготовлении винтовой наружной лестницы имеет значение правильный расчет параметров для обеспечения удобства и безопасности ее эксплуатации.
Пример расчета винтовой лестницы:
Приемлемая ширина конструкции составляет: от 80 до 90 см. При конструировании лестницы шириной в 85 см и при высоте 270 см, имеющую центральную стойку из металла, диаметр которой составляет 20 см необходимо:
- Определить общий диаметр лестницы (который равен ширине конструкции, умноженной на два, и толщине опорной стойки). Имеем, 85 см x 2 + 20 см = 190 см.
- Вписать в эту окружность другую, по которой будет осуществляться спуск и подъем человека. Радиус рассчитывается так: 85 см/2+20/2= 475 см.
- Приемлемая ширина ступеней равна 30-35 сантиметрам, при этом происходит увеличение размера, удаляясь от центра конструкции. Берем средний размер в 30 см. Для определения количества ступенек на один виток необходимо разделить длину вписанной окружности на ширину ступеньки. Получаем, 2×3.14×475 см /30 = 9,94. Округляем до целого числа, итого получается 10 ступенек.
- Высчитывается высота ступенек. Окружность делиться на 15 равных частей радиальными линиями. Для удобства подъема по лестнице учитывается человеческий рост, поэтому первая ступенька витка предполагается выше последней на рост человека. Учитывается также толщина ступенек, поэтому следует оставить запас на 10-15 см. При росте в 185 см при толщине ступеньки в 4 см с учетом запаса в 15 см, высота витка будет равна 205 см. Этот показатель делиться на количество ступеней: 205 см /10=20,5см.
- Чтобы определить общее число ступенек нужно разделить высоту конструкции на высоту одной ступеньки. Получаем, 270 см/20,5см=13,1.
Выбор конструкции и материала
Витые лестницы могут быть реализованы из разных материалов и иметь разные типы конструкции. Выбранные устройство и форма винтовой лестницы влияют на ее эксплуатационные характеристики.
Дерево, металл или бетон
Есть 3 основных материала, из которых делаются такие конструкции. И каждый материал имеет свои отличия.
| Материал | Описание |
| Дерево | Деревянную модель сделать проще, чем остальные. Для нее не нужно специальное оборудование (сварочный аппарат и другие) – можно обойтись только электрическим лобзиком и ручной пилой. Кроме выпиливания ступенек правильной формы, надо будет еще отшлифовать их и покрыть антисептическими пропитками. Есть у деревянной версии и эстетическая ценность – она делает любой интерьер более уютным. |
| Металл | Металлическая – более тяжелая, чем деревянная. Впрочем, ее можно смело использовать в деревянных домах, а если уплотнить пол – то и в каркасных легких постройках. К тому же, металлический каркас винтовой лестницы легко совместить с деревянными ступеньками, еще больше облегчив конструкцию. |
| Бетон | В больших домах, целиком построенных из камня или бетона, предпочтительнее всего смотрится бетонная винтовая лестница. Она не так компактна, как аналоги из других ресурсов, зато ходить по ней удобнее. Ступеньки допустимо делать шире, чтобы при необходимости могли разминуться 2 человека. Главное – сделать внизу бетонное основание, чтобы конструкция не давила на деревянный пол. |
Лестницы винтовые своими руками создаются по 2 технологическим принципам:
- тетива – конструкция, где под каждую ступеньку вырезан отдельный паз, и ступеньки просто вставляются при монтаже конструкции;
- косоур – «гребень» с ребрами, на каждый из которых кладут по ступеньке.
Косоуры можно часто встретить прикрепленными прямо к стене, что делает такую конструкцию более прочной и надежной. Ведь в таком случае косоур становится дополнительной точкой опоры, кроме центрального опорного столба. И конструкция не нуждается в установке распорок, подпорок, укосин.
Тетива же, в свою очередь, более проста в устройстве. Именно ее выбирают люди без большого опыта в работе с деревом. Здесь нужно только поставить опорный столб и вырезать в нем отверстия по предварительно составленному (или найденному в интернете) чертежу. А потом – вставить в отверстия ступеньки.
Лестница на больцах
Больцы – это конструкция, стремительно вошедшая в моду. В ней отсутствует опорный столб, и поэтому можно сделать лестницу любой формы, разместить ступеньки как угодно. Выглядит больцевая модель более легкой и ажурной, чем варианты на основе косоура и тетивы.
Суть больцев – в скреплении ступенек с перилами. Именно перила здесь служат опорой для всей лестницы. Каркас получается жестким и надежным, а внешний вид – эстетичным.
Но есть сложность – при создании такой конструкции нужно очень точно и правильно рассчитать форму и размеры перил. Если этого не сделать, то во время эксплуатации ступеньки начнут «свисать», перестав быть строго горизонтальными.
Винтовая лестница своими руками
Лестница для дома — это не только способ соединения двух этажей, но и один из основных элементов интерьера. На сегодняшний день существует большое количество различных конструкций домашних лестниц, которые отличаются своими размерами, дизайном, удобством эксплуатации, а также сложностью и стоимостью изготовления. Винтовые лестницы являются одними из наиболее востребованных, поскольку обладают рядом существенных преимуществ. Давайте рассмотрим, в чем же заключаются основные особенности такой конструкции.
Достоинства винтовой лестницы
Главным достоинством винтовой лестницы является компактность. Для того чтобы соединить два яруса в помещении высотой 2.5-3 метра и при этом обеспечить приемлемый угол наклона и высоту ступеней, понадобится маршевая лестница длиной несколько метров, которая займет значительную часть комнаты и существенно сократит полезное пространство. Такой вариант абсолютно не подходит в тех случаях, когда помещение изначально имеет небольшие размеры. В данном случае винтовая лестница является наиболее оптимальным вариантом. Она занимает не более двух квадратных метров, при этом вы можете сделать нужный уклон и высоту ступеней, сделав конструкцию удобной и безопасной.
Другим достоинством такой конструкции является дешевизна. На винтовую лестницу уйдет материалов намного меньше, чем на маршевую, поэтому если вы будете все работы выполнять самостоятельно, сможете сэкономить деньги.
Ко всему прочему винтовая лестница имеет оригинальный внешний вид, поэтому, помимо своего прямого назначения, она станет основным украшением вашего дома. Искусно выполненная лестница может быть настоящим произведением искусства, которое придаст индивидуальности интерьеру и вызовет восхищение у ваших гостей.
Недостатки винтовой лестницы
Основной недостаток заключается в том, что винтовые лестницы менее удобны в эксплуатации, чем обычные лестничные марши. По такой лестнице будет проблематично занести на второй этаж тяжелую мебель, шкаф или диван. Кроме того, спускаться и подниматься по спирали намного сложнее, чем по прямой, поэтому если конструкция будет использоваться в качестве основной лестницы, необходимо подумать о ее эргономике, тщательно продумать ширину и количество ступеней, позаботиться об удобных и надежных перилах.
Основные типы конструкции
В зависимости от расположения винтовой лестницы она может примыкать к стене или крепится на вертикальной стойке. Первый тип лестницы, как правило, имеет многоугольную форму, которая повторяет конфигурацию стен помещения. Один край ступеней крепится непосредственно к стене. Между собой ступени соединяются с помощью прямой или спиралевидной тетивы, также они могут лежать на косоурах или держаться на больцах. Такая лестница может быть изготовлена без дополнительных опор, при этом перила являются частью несущей конструкции, придавая ей жесткость.
Винтовая лестница, ступени которой крепятся к вертикальной стойке и расположены радиально, обычно имеет круглую форму. Ступени соединяются между собой при помощи больцев или спиралевидной тетивы, при этом перила также берут на себя часть нагрузки, придавая дополнительную прочность всей конструкции.
Основные материалы для изготовления лестниц
Ступени винтовых лестниц чаще всего изготавливаются из твердых пород древесины: дуба, бука или клена. Также может быть использован пластик, металл или каленое стекло повышенной прочности. В лестницах наружного использования иногда применяется мрамор, керамика или искусственный гранит. Перила и тетивы делают из клееной древесины или из металла.
Если вы планируете сделать винтовую лестницу своими руками вокруг горизонтальной опоры, то центральную стойку можно сделать деревянной, каменной или металлической. В данном случае наиболее выгодный вариант — использовать готовую стальную трубу, поскольку она отличается высокой прочностью и позволяет достаточно просто крепить к ней ступени.
Винтовая лестница из фанеры. Изготовление своими руками винтовой лестницы
Как сделать винтовую лестницу своими руками
Любая лестничная конструкция выполняет не только эстетическую функцию, она должна быть удобной и многофункциональной. Сложно представить себе, что в двухэтажном доме не будет установлена винтовая лестница либо иной вариант подъемной системы.
Существует множество вариантов оформления лестничных проемов, декорирования ступеней. Да и самих лестничных конструкций с необычными дизайнерскими решениями довольно много.
Деревянная винтовая лестница своими руками должна гармонично подходить к общему интерьеру дома, к тому же в полной мере удовлетворять всем правилам безопасности, особенно если в доме есть маленькие дети и люди пожилого возраста.
Выбираем лестничную конструкцию
Для того чтобы правильно выбрать лестничную систему, необходимо знать об их разновидностях.
Существует подразделение лестничных конструкций по следующим параметрам:
- материалу, используемому для строительства системы;
- эстетическим характеристикам;
- форме;
- месту установки;
- конструкции перил;
- размерам;
- стилевому оформлению.
Среди распространенных вариантов лестничных систем, используемых в частных домах, выделим:
- поворотные либо прямые маршевые системы, например, спиральная винтовая лестница на фото. Материал в основном – дерево либо металл.
- модульные либо сборные конструкции;
- системы на кронштейнах, больцах, косоурах;
- трансформеры и переносные конструкции;
- внутренние либо наружные системы;
- прикрученные к стене лестничные марши либо отдельно расположенные;
- со ступенями открытого или закрытого типа;
- с перилами либо без таковых.
Сделать винтовые лестницы на второй этаж экономкласса можно и самостоятельно, имея чертежи, инструменты, и желание.
Деревянные маршевые конструкции
Маршевая система является самой простой и популярной, подобные винтовые лестницы своими руками с чертежами, можно найти на многих сайтах строительных компаний или заказать в дизайнерской студии.
Подобная конструкция предполагает изготовление двух и более маршей, разделенных поворотными площадками либо ступенями.
Алгоритм действий
Сначала необходимо выбрать вариант лестничной конструкции, чтобы проводить расчеты. Для варианта с боковой опорой, потребуется «колодец», в его стены встраивают ступени. Сделать своими силами «колодец» теоретические возможно, но лучше винтовые лестницы на второй этаж фото выбрать с главной балкой на обсадную опору.
Расчеты
Проведем расчет винтовой лестницы, в которой опорой будет стальная трубка толщиной 5 мм, диаметром 6-8 см. Стальной уголок используем для сварки консолей, а для обустройства ступеней воспользуемся деревянным массивом.
Вы должны понимать, что винтовая лестница на второй этаж является правильной окружностью, ее диаметр соответствует размеру проема.
R –внешний радиус консоли (окружности).
R1-внутренний радиус проема (диаметр толщина опорной трубы).
γ – оборот конструкции, угловая величина, демонстрирующая разницу в высоте между ступенями.
L –длина окружности.
Формула для расчета окружности:
L=2πR*n или L=2πR* (γ/360).
На практике этого недостаточно для нормального передвижения по ступеням, а потому за радиус движения берется 2R/3. В итоге формула принимает следующий вид:
Рассчитываем ступени
Основным отличием является то, что винтовые лестницы в Леруа Мерлен имеют специфическую форму ступеней. Консоль подобной системы является лепестком, у которого закруглен край. Для консоли характерны следующие параметры:
- h – длина ступеньки. Она составляет разницу между радиусом проема и внешнего радиуса опорной трубы. При выборе длины ступени до метра, консоль вполне можно делать из твердой древесины, каркас не требуется;
- W1- ширина проступи;
- W2-ширина заготовки;
- α-угол ступеньки.
Для определения числа ступеней высоту проема делим на подъем ступеньки. Удобной для передвижения будут винтовые лестницы размеры подъема ступеней, у которых 15-20 см.
Рассчитываем угол ступеньки по формуле:
α= γ: число ступеней.
Как сделать лестницу?
Винтовую лестницу своими руками, чертеж которой представлен в статье, вы можете изготовить. Для того чтобы обеспечить надежность, долговечность и безопасность, следует придерживаться определенных рекомендаций. Так, лестница, у которой внутренняя кромка будет являться свободной, уменьшает вероятность соскальзывания при использовании узкой части. Этот вариант называется конструкцией без вертикальной плоскости, она имеет высокий уровень безопасности. Подниматься и спускаться по лестнице лучше в центре ступени, в этом случае их ширина должна составить 20 см. Если от центральной опоры отмерить расстояние, то оно будет равно 15 см, а ширина ступени будет эквивалентна 10 см. Их длина зависит от назначения лестницы.
Если использовать конструкцию вы планируете редко, то можно ограничиться размером, равным 0,6 м, при этом диаметр будет равен 1,4 м. А вот рекомендованный размер немного больше, для ступеней он составляет 0,8 м, тогда как диаметр равен 2 м. Когда осуществляется расчет проектных данных, необходимо учитывать, что высота для прохода должна обеспечивать возможность использования следующего витка. Вышеупомянутый параметр в связи с этим должен составить 2 м.
Создавая винтовую лестницу своими руками, чертежи которой вы сможете отыскать в статье, для центральной опоры вы можете использовать металлическую толстостенную трубу. Ее диаметр может составить примерно 50 мм, что придаст конструкции надежность. Опора устанавливается вертикально. Она должна нести всю нагрузку. Когда вы будете использовать деревянное покрытие, стойка должна быть укреплена анкерными болтами. Крепление можно обеспечить ещё и методом заливки бетоном с использованием растяжек.
Как сделать винтовую лестницу своими руками
Чтобы самостоятельно сделать винтовую лестницу, нужно произвести точные расчёты.
Оптимальная ширина винтовой лестницы составляет 0.8-0.9 метра. Предположим, нам необходимо сконструировать лестницу шириной 0.85 метра и высотой 2.7 метра с центральной металлической стойкой диаметром 0.2 метра. Первым делом определяем общий диаметр будущей конструкции, который будет равен двойной ширине лестницы и толщине опорной стойки. В нашем случае это 0.85 х 2 + 0.2 = 1.9 метра. В полученную окружность вписываем другую окружность. Вдоль ее будет двигаться поднимающийся по лестнице человек. Радиус этой окружности R1 будет равен сумму половины ширины ступеней и радиусу r центральной стойки: 0.85/2+0.2/2= 0.475 м.
Наиболее оптимальная ширина ступеней составляет 30-35см, однако в данном случае она будет увеличиваться при удалении от центра лестницы. Для нашей винтовой лестницы используем среднее значений ширины ступени 20см. Чтобы определить число ступеней, приходящихся на один виток лестницы, делим длину вписанной окружности (траектории движения человека по лестнице) на ширину ступени. 2 х 3.14 х 0.475/ 0.20= 14.9. Полученное значение округляем до целых, получаем 15 ступеней.
Далее вычисляем приблизительную высоту ступеней.
Делим окружность на 15 равных частей при помощи радиальных линий. Для того чтобы человеку было удобно подниматься по лестнице, первая ступень витка должна быть выше последней на высоту человеческого роста, при этом необходимо учесть толщину ступеней и сделать небольшой запас 10-15 сантиметров. При среднем росте 1.85м, толщине ступеней 0.04м и запасе высоты 0.15м, высота одного витка будет составлять 2.05м. Теперь делим полученное значение на количество ступеней. Высота каждой ступени 2.05/15= 13.67см.
Общее количество ступеней определяется путем деления высоты лестницы на высоту одной ступени. Для нашего случая это 2.7/0.1367= 19.7. Для того чтобы определить окончательную высоту ступени, округляем полученной значение до 20 и вновь делим на него высоту лестницы: 2.7/20 = 0.137. Окончательная высота ступени — 13.7см.
Винтовая лестница своими руками. Изготовление ступеней и перил
Ступени для винтовой лестницы можно изготовить из прочной древесины, например, бука или дуба. Проще всего взять уже готовые ступени прямоугольной формы, сделать из них заготовки нужной вам конфигурации. В настоящее время на рынке доступны два типичных размера деревянных ступеней толщиной 40мм: 40х80см и 30х110см. Каждую такую ступень можно распилить по диагонали, получив две трапециевидные заготовки шириной 300мм с одного края и 90мм с другого края. После этого заготовкам можно придать соответствующую форму и закруглить края. Все кромки обрабатываются при помощи шлифовальной машины или руками обыкновенной наждачной бумагой. Готовые ступени можно покрасить или покрыть лаком. К ступеням крепятся специальные втулки, посредствам которых они будут соединяться с центральной стойкой.
Балясины перил изготавливают из деревянных или металлических стержней, сами поручни обычно делают из клееного бруса или пластика. Перила могут состоять из нескольких прямых брусков или иметь криволинейную форму. Второй вариант смотрится намного эффектнее, однако его достаточно сложно реализовать.
Сборка лестницы
Вначале на стойку нанизываются ступени, после чего она устанавливается в заранее подготовленном месте и крепиться к полу и перекрытию. Заранее продумайте способ крепления стойки и позаботьтесь о его надежности. Ступени должны перекрывать друг друга на 5-6см. Они располагаются в нужном положении и фиксируются при помощи больцев. Затем к широкой стороне ступеней прикручиваются балясины, а к ним в свою очередь крепятся перила. Балясина первой ступени делается большей длины и крепится к полу. Это обеспечит конструкции большую прочность конструкции.
Изготовление винтовой лестницы своими руками — это достаточно сложный процесс, требующий большого внимания и точных расчетов, поэтому прежде чем приступить к работе, тщательно изучите основные принципы создания таких конструкций, а также хорошо продумайте каждый ее элемент.
