Расчет и размеры винтовой лестницы на второй этаж
Прежде чем приступать к изготовлению винтовой лестницы, производятся расчеты, и составляются чертежи. Чтобы рассчитать размеры винтовой лестницы, нужно произвести замеры элементов будущей конструкции. Чтобы было более понятно, произведем расчеты на наглядном примере.
Пример расчета:
- R – радиус проема (2 м);
- R1 – радиус опорного столба (0,1 м);
- y – количество оборотов конструкции в градусах (360);
- n – количество оборотов конструкции в штуках (2);
- L – длина окружности (2*p*R*n=2*3,14*2*2=25,12);
- H – высота лестницы (высота этажа суммируется с высотой межэтажного перекрытия, 3 м);
- h – длина ступени (R-R1=2-0.1=1,9 м);
- S – высота ступени (0,2 м);
- x – количество ступеней (H/s=3/0,2=15 шт), последней ступенью сверху будет являться пол второго этажа;
- W- ширина проступи (20 см);
- а – угол ступени (y/х=360/15=24).
Прежде чем изготовить лестницу, необходимо произвести замеры и сделать чертежи
Перед проектированием следует учесть некоторые особенности. Для удобства в эксплуатации, круговая конструкция в диаметре должны быть равна приблизительно 2 м, ширина пролета не менее 80 см. Длина ступени должна быть всегда на 20 см меньше, чем размер проема – это необходимо для установки вспомогательных элементов, таких как поручни и перила.
Высота ступеней должна находится в диапазоне от 18 см до 20 см. В противном случае, шагать по такой лестнице будет довольно дискомфортно. Обсадная труба должна быть в диаметре не менее 60 мм, а толщину стенки более 0,5 см.
Виды круглых лестниц на второй этаж
По типу конструкции винтовые лестницы делятся на полувинтовые – представляют собой обычный лестничный марш с несколькими забежными ступенями и круговые – имеют спиральную форму, а вид сверху изображает круг, в котором центры первого и второго этажей полностью совпадают.
Нередко можно встретить комбинированные лестницы, когда, например, ступени выполнены из дерева, а опорные элементы из металла. Также можно произвести отделку конструкции керамикой, пластиком или лакокрасочными материалами.
Виды круглых лестниц на второй этаж
По типу опоры винтовые лестницы бывают 4 типов:
- Основная опора приходится по центральной оси, дополнительная – на стены. Ступени имеют клиновидную форму.
- Ступени имеют консольное крепление, и опора приходится на центральный столб повышенной прочности.
- Опору создает изогнутая тетива, либо косоур. Центральный столб отсутствует.
- Несущей конструкцией является армированная труба, на которую приходится основной упор.
Если возникло желание сконструировать круглую винтовую лестницу самостоятельно, то лучше остановить свой выбор на конструкции с металлической трубой в качестве опоры, т.к это самый простой и популярный вариант. Для начала следует определиться с типом конструкции и местом ее установки.
Материалы конструкций
Для изготовления используются такие материалы для винтовой лестницы, как:
Металл. При этом не слишком большой вес винтовой лестницы облегчает ее сборку, модели безопасны и достаточно удобны в использовании. В конструкции часто устанавливаются деревянные проступи, закрепляются элементы на металлическом каркасе саморезами. Проступи для наружных конструкций, чаще всего, вывариваются из прутьев арматуры (подробней читайте тут).
Устанавливаются деревянные лестницы обычно внутри домов.
Применение древесины для изготовления конструкции, или же отделка винтовой лестницы деревом, придает помещению особый уют. Изделие может стать естественным украшением своего дома;
Бетон. Монолитные модели из бетона имеют целый ряд таких достоинств:
- Нет элементов, которые могут расшатываться, из-за воздействия на них динамических нагрузок.
- Даже обшивка винтовой лестницы деревом не будет издавать неприятные скрипящие звуки.
- Материал не горит.
- Можно воплотить любые дизайнерские решения.
- При этом выход винтовой лестницы может быть квадратным или кругло-винтовым. Помимо этого, имеется множество вариантов облицовки, которые хорошо сочетаются с бетоном.
В изготовлении бетонные конструкции не очень сложные. Главное — правильно выставить опалубку, что требует наличия определенного опыта. Для изготовления опалубки обычно берется фанера или обрезная доска небольшой толщины. Чтобы опалубка выдерживала вес бетона, необходимо использовать подпорки из брусьев.
Видео в этой статье подробно демонстрирует процесс создания бетонной конструкции.
За и против винтовой лестницы
При выборе типа винтовой лестницы следует тщательно изучить основные ее характеристики.
Положительными сторонами таких конструкций являются:
- меньшие размеры по сравнению с маршевыми лестницами;
- более комфортное перемещение по лестнице, чем при использовании раскладных или приставных моделей;
- оригинальный вид лестницы в интерьере дома, возможность применения различных дизайнерских решений;
- доступная стоимость изделия. Простота конструкции и уменьшение затрат на материалы. Вследствие меньших габаритов снижаются затраты на сооружение лестницы.
К отрицательным сторонам круглой лестницы можно отнести:
- сложность, а в некоторых случаях и отсутствие возможности перемещать предметы, особенно, если они имеют значительные габариты;
- снижение в некоторой мере комфорта при перемещении, особенно это касается спуска. Ошибки в проектировании могут стать причиной травматизма.
Преимущества и недостатки
Конструкция состоит из опорной стойки и набора забежных элементов. Круглая лестница поворачивает на 360°, но допускаются отклонения.
Достоинства:
- Компактность. Занимают гораздо меньшую площадь, чем маршевые модели. Для строительства нужно 1,5-2 м2.
- Эстетичность. Круговая лестница выглядит стильно при декоративном оформлении.
- Экономичность. На постройку требуется меньше материала.
- Разнообразие вариантов исполнения. Элементы располагают и крепят различными способами.
- Зрительно увеличивает высоту помещения благодаря вертикальному расположению ступеней.
Компактность и эстетичность
Обратим внимание и на некоторые недостатки:
- Удобство. Спускаться и подниматься менее комфортно, чем по прямому маршу.
- Безопасность. Радиальное расположение ступеней снижает этот показатель. Поэтому устанавливают поручни и ограждения.
- Перенос грузов. Поднять наверх мебель и габаритные предметы затруднительно.
Изготовление зависит от выбранного материала несущих элементов и ступеней. Также имеет значение их соединения и расположения. Чтобы лучше разобраться с этим вопросом, нужно подробнее рассмотреть классификацию изделий.
Плюсы и минусы винтовых лестниц
Прежде чем строить винтовую лестницу на второй мансардный этаж, стоит внимательно изучить достоинства и недостатки этой структуры. Только так можно определить, уместна ли винтовая лестница в конкретном частном доме.
Преимущества
Винтовые деревянные лестницы, как и металлические, имеют массу достоинств. Поэтому их часто выбирают не только для экономии места, но и в силу других преимуществ:
- компактность – при правильном расчете конструкция имеет около 2 м в диаметре, что позволяет выгодно разместить ее даже в небольшом помещении;
- надежность и прочность;
- разнообразие дизайнерских решений;
- низкая стоимость материалов (обусловленная в том числе и тем, что самих материалов требуется немного);
- быстрый монтаж.
Благодаря этим достоинствам деревянные лестницы винтовые пользуются большой популярностью. Их можно встретить в большинстве двухэтажных частных домов.
Недостатки
Ни одна конструкция не обходится без минусов, и в том числе – винтовая лестница. Недостатки у нее такие:
- скромные размеры лестницы – из-за этого подниматься не вполне удобно, особенно с непривычки;
- отсутствие возможности поднять или спустить по ступенькам большие предметы;
- сложный проект (для изготовления красивой и безопасной конструкции понадобятся навыки работы по древесине или металлу).
Какие типы лестниц бывают
«Принцип действия» винтовой лестницы одинаков для всех вариантов проектов: ступени в виде сектора или клина расположены по объемной спирали. Подымающийся человек совершает движение по кругу.
Все конструктивные варианты можно разделить на четыре типа:
- Расположенные в шахте. По внешнему периметру конструкция ограждена стенами. Самая простая схема – ступени имеют опору на внешнем краю в стене, а внутренним опираются на центральную опору. Но устройство такой лестницы может быть и другим: центральная опора заменяется подвесами, удерживающими внутреннюю часть, изогнутой тетивой, больцами. Спиралевидная тетива по наружному краю ступеней, переходящая в ограждение, может рассматриваться как частный случай шахтной лестницы.
- С опорой на монолитный центральный столб. В этом случае ступени закреплены только внутренними концами, представляя собой защемленные консоли. Центральная опора должна быть выполнена монолитной. Вся конструкция, включая ступени, возводится на этапе строительства дома.
- С обсадной трубой. Это наиболее простой в монтаже и распространенный вариант. Ступени также имеют опору только с внутренней части. Они представляют собой консоли, нанизанные на опорный столб. Такой вариант модульной конструкции продается в виде готового изделия, которое можно собрать своими руками по предоставленной схеме на этапе конечной отделки.
- Безопорная конструкция. Конечно, опоры у этого типа лестниц все же есть, просто выполнены они таким образом, что кажется, что ступени парят в воздухе. Ступени опираются на подвесы и больцы.
Винтовая лестница совсем не обязательно имеет в проекции круг. Форма может быть любая: овальная, квадратная, многоугольная, сложной формы. Сквозная винтовая лестница, поднимающая выше второго этажа, имеет площадки между этажами.
Большое разнообразие и в вариантах материала конструкции и отделки. При строительстве шахтных конструкций стены делают из кирпича, блоков или камней, по ходу строительства замуровывая ступени. Так устроена лестница внутри колонны императора Траяна в Риме, возведенной в 113 году. Наиболее технологичны металлические конструкции. Металл позволяет собрать очень высокие и надежные винтовые лестницы – самая высокая имеет высоту 91,5 метров. По ней можно подняться на гору Тайханшань в китайской провинции Линьчжоу. Для изготовления конструктивных элементов используют и дерево.
Варианты моделей и отделки можно посмотреть на фото.
Классификация
До того, как рассматривать варианты и продумывать конструкцию, необходимо вспомнить, что любая винтовая лестница (бетонная) может отличаться по месту расположения в здании, методу обустройства и форме. Все бетонные лестницы становятся опорной частью сооружения, усиливая прочность его конструкции и принимая на себя часть нагрузок, распределяя их равномерно.
Место расположения
По месту расположения бетонные винтовые лестницы могут быть наружными и внутренними. При определении данного параметра учитывают воздействие внешних негативных факторов и нагрузки, которые будет испытывать лестница, выбирают соответствующую марку бетона. Также от места расположения зависит выбор материала финишной отделки.
Немаловажно и то, что в процессе проектирования и осуществления расчетов лестниц обязательно учитывают направление распределения нагрузки. Внутренние конструкции обычно выполняются с опорными точками на несколько несущих элементов здания, распределяют вес пропорционально. А вот наружные лестницы выполняют с двумя точками опоры, поэтому под конструкцию нужно правильно рассчитывать фундамент, способный выдержать нагрузку
А вот наружные лестницы выполняют с двумя точками опоры, поэтому под конструкцию нужно правильно рассчитывать фундамент, способный выдержать нагрузку
Внутренние конструкции обычно выполняются с опорными точками на несколько несущих элементов здания, распределяют вес пропорционально. А вот наружные лестницы выполняют с двумя точками опоры, поэтому под конструкцию нужно правильно рассчитывать фундамент, способный выдержать нагрузку.
Способ устройства
По способу устройства бетонная лестница для дома может быть двух вариантов:
сделанной из произведенных в заводских условиях железобетонных плит либо выполненной методом заливки бетонной смеси в опалубку.
Второй вариант чаще используется в частном строительстве, так как дает возможность реализовывать самые разные задумки, отойдя от типовых проектов.
По стоимости более привлекательным является вариант сборки лестницы из готовых конструкций, но самостоятельная заливка дает больше возможностей. В обоих случаях выполняют армирование лестницы, связанное со зданием, поэтому, независимо от способа устройства, конструкции получаются прочными и надежными.
Форма и конструктив
По форме лестницы могут быть прямолинейными (включать один или несколько пролетов, которые соединяются между собой под углом 90/180 градусов), которые считаются наиболее простыми и распространенными, сооружаются из готовых блоков, являются экономичными и прочными. Винтовые бетонные лестницы обычно устраивают внутри сооружения, по проекту, со сборкой опалубки, правильным расчетом нагрузок на проходную часть.
Виды пролетов по конструктиву:
- Гладкошовные – элегантное и простое решение, без лишних конструкционных элементов (и преимуществ тоже), легко узнаваемы по гладкости нижней части пролета.
- С двойным каркасом – нижняя поверхность маршей также обладает ступенчатой формой. Смотрится такая лестница оригинально, но конструкция предполагает значительно больший вес.
- С элементами тетивы или косоуров – бетон визуально облегчается, лестница кажется воздушной, но технология ее сооружения чрезвычайно сложна.
Особенности проектирования винтовых лестниц
Проектирование лестниц обычно выполняется совместно с проектированием дома, но по разным причинам эти проекты разделяют. При проектировании вы должны определить следующие моменты:
- Место расположения лестницы.
- Материал изготовления.
- Тип конструкции.
- Расчет всех параметров лестницы.
- Разработка чертежей и схем расположения.
- Создание 3D-модели лестницы (не обязательный пункт).
Результат каждого из перечисленных пунктов, в первую очередь, зависит от ваших предпочтений и от условий, в которых необходимо разместить лестницу.
Давайте рассмотрим каждый из них подробно.
Выбор места расположения
Удобство использования винтовой лестницы заключается в том, что она может быть расположена практически в любом месте. Особенно если у вас изначально не предусмотрен лестничный проем под нее.
При наличии небольшого пространства лестница может компактно разместиться в углу помещения, не создавая помех.
Благодаря определенным типам конструкций вдоль стены общей комнаты или даже по центру помещения лестница не создает особых помех и не кажется лишней в интерьере. Наличие открытых ступеней не препятствует обзору, что делает лестницу практически не заметной.
Искусный дизайн также позволяет размещать по центру помещения даже конструкции с закрытыми ступенями, тем самым они не только не создают помехи или дискомфорт, но и наоборот становятся центральным акцентом всего интерьера.
Эксплуатация винтовых лестниц не ограничивается внутридомовым пространством. Они также довольно широко используются и как уличные лестницы, для доступа на второй или мансардный этажи.
Материал изготовления
Вид винтовой лестницы и материал, из которого она будет строиться, должены выбираться исходя из условий, в которых она будет эксплуатироваться, и общего стиля помещения.
Исходя их этого, не рекомендуем строить уличную лестницу из дерева, так как данный материал очень подвержен воздействию внешних факторов. Помимо этого использование деревянных лестниц внутри помещения не исключает необходимость в обработке их специальными пропитками для сохранения первоначального вида.
Что касается металлических и бетонных конструкций, то они часто используются как уличные лестницы для доступа на верхние этажи.
Металлические конструкции могут быть использованы и как эвакуационные лестницы.
Также оба материала широко применяются и для внутреннего размещения.
Конструкции винтовых лестниц
Винтовые лестницы могут быть выполнены на любой конструкции:
косуор;
тетива;
на больцах;
консольная.
При выборе конструкции стоит обратить внимание, в первую очередь, на ступени, потому как именно от них зависит безопасность перемещения. В том случае если диаметр лестницы не большой, рекомендуется использовать открытые ступени
Из-за скошенной формы ступени остается не так много места для размещения ступни на проступи, как требуется для комфортной и безопасной эксплуатации лестницы.
Как рассчитать винтовую лестницу?
Основные требования касаются, конечно же, ступеней:
- Внутренняя часть ступени не должна быть менее 100 мм.
- В траектории движения минимально допустимая ширина 200 мм.
- Внешняя часть не более 400-500 мм.
При строительстве не забывайте про минимальный диаметр винтовой лестницы, не желательно делать его меньше 140 см.
Схемы и чертежи
Неотъемлемой частью проекта винтовой лестницы являются схемы и чертежи. Исходя из выбранных и рассчитанных выше параметров, вы должны создать чертеж, на котором будут отмечены все размеры и будет представлен внешний вид лестницы после монтажа.
Для этого нужно сделать общий чертеж в двух проекциях (вид сбоку и сверху).
Чтобы не загромождать один чертеж большим количеством информации, отдельно начертите и разметите каждый элемент конструкции.
В проекте должны быть разъяснения, каким образом должна производиться сборка и в каком порядке.
Для того чтобы получить представление, как лестница будет выглядеть именно в вашем помещении, возможно создание 3D-модели.
Для этого потребуется внести в программу все параметры помещения и лестницы, после этого можно будет создать чертеж.
В том случае если вы решите самостоятельно создать подобного рода модель, воспользуйтесь видео-инструкциями на эту тему:
Современная винтовая лестница в доме: виды
Винтообразные лестницы в квартире или доме – прочное и легкое сооружение для стильного интерьера. Называется она так, потому, что сконструирована из забежных ступенек, которые монтированы на центральный столб. Основной отличительный момент винтовых лестничных конструкций – это экономия полезной площади.
Лестницы спиральные изготавливаются из металла или дерева, со стойкой в центре или на тетивах. Как правило, модель не предусматривает подступенков – их присутствие делает винтовую лестничную конструкцию не очень удобной в каждодневном применении.
Объясняется такая конструктивная особенность, прежде всего, тем, что ширина забежной ступеньки в середине конструкции не совпадает с человеческой стопой – без подступенков движение по лестничному строению становится в разы удобнее и не опасно.
Конструирование лестницы может быть разным, популярны следующие виды:
- Винтовые;
- Полувинтовые;
- Квадратно-винтовые.
Популярный размер квадратно-винтовой лестницы 1200х1200, круглой 120 см, 140 и 160 см. Сегодня можно купить готовые модели отечественного производства для дачи или многоэтажной квартиры. Монтаж лестниц сложный, поэтому лучше обратиться к профессионалам. Если есть навыки строительства, то красивые лестницы можно сделать самостоятельно, ниже в статье речь пойдет об этом.
Популярные модели винтовых лестниц: основные типы
Известно 4 типа винтовых лестничных конструкции.
Это:
Простая конструкция с клинообразными ступенями.
У второго варианта отдельные ступеньки консольно выдвинуты из среднего монолитного опорного столба.
Не имеет внутреннего опорного столба.
Лестница из стали с опорным стержнем внутри.
Если устраивается винтовая конструкция в качестве основной проступи длина должна быть не меньше 900 мм, проем должен быть диаметром от 2000 мм. Широкая лестница обусловлена тем, что в проем должна поместиться не только лестничная конструкция, но и ограждение с поручнем вокруг.
Если места будет недостаточно, менее 100 мм, то о комфорте можно будет забыть, рука может случайно травмироваться.
Если винтовая лестница играет роль дополнительного элемента, как например, маленькая, прямоугольная, складная или уличные, то небольшого проема и диаметра хватит. Такая конструкция винтовой лестницы обычно используется для подъема на чердачное помещение.
Монтаж винтовой лестницы
Сборочные чертежи металлической винтовой лестницы
Технология сборки винтовой лестницы предлагает такую последовательность проведения работ:
- Устанавливается несущая стойка;
- Согласно чертежу монтируются проступи и втулки;
- Крепятся ступеньки, с учетом их точного начального и конечного положения;
- Закрепляются кронштейны;
- Фиксируется верхняя ступенька к перекрытию;
- Ставятся перила;
- Устанавливаются поручни.
Длительный и ответственный момент – разработка документации на винтовые лестницы, размеры и чертежи, на которых они будут проставлены, должны содержать полную информацию для изготовления отдельных деталей, сборки узлов и монтажа всей конструкции. От качества и простоты прочтения чертежей, зависит скорость и правильность изготовления и монтажа винтовой лестницы.
Изготовление элементов конструкции
При создании лестницы своими руками кроме точности расчетов нужно тщательно продумать проект, чтобы добиться комфортного и безопасного передвижения по ступеням. Также все детали должны быть прочными, чтобы исключить возможность получения серьезных травм.
Опорный столб
Лестница винтовая невозможна без опорного элемента, который обычно изготавливают из металла диаметром 5 см. Столбы же обычно делают из бетона, кирпича или древесины с диаметром, который варьируется в пределах 15-50 см, иногда даже превышает данный диапазон.
Большие трудности вызывает монтаж опор из металла, кирпича и бетона. С целью фиксации на ней ступеней нужно применить сварку, муфты и различные резьбовые соединения. К деревянному столбу эти элементы легко крепятся. Учитывая, что центральная стойка – главный несущий элемент, то ее прочность должна выдерживать повышенную нагрузку всего сооружения, а также массу людей, несущих багаж.
Ступени
Такие компоненты изготавливают традиционного изготавливают из бука или дуба, так как обе древесные породы обладают плотной структурой и могут выдерживать серьезные нагрузки. При выборе материалов, необходимых для изготовления ступеней, стоит сфокусироваться на уровень просушки или обработки.
Как отметили специалисты, лучше всего купить хорошо оструганные доски. Древесина, которая была просушена ненадлежащим образом, быстро поменяет первозданную форму и начнет пропускать влагу. Это серьезно скажется на прочности всей конструкции. Многоопытные мастера рекомендуют изготавливать ступени из клееной древесины, которую можно получить самостоятельно. С этой целью проводят следующие операции:
- Из брусков собирают панель, чтобы рисунок был разнонаправленным.
- Все составляющие элементы смазываются клеевой смесью, стягиваются струбцинами и оставляют в покое до полного высыхания.
Не лишним будет подготовить шаблон ступеньки, согласно которому все они будут прочерчены. Их готовят, используя ранее полученные цифры в результате расчетов. При использовании полученных данных нужно быть сосредоточенным, чтобы добиться исключительной точности.
Отдельно стоит обратить внимание на верхнюю ступень лестницы, так как она соединяет саму конструкцию с полом наверху. Она должна превосходить другие ступени по габаритам с целью придать повышенную прочность лестнице
После изготовления ступени нужно сложить в стопку и зафиксировать с обеих сторон. Это делается, чтобы получить отверстия под центральную стойку.
Ограждения и перила
Далее при монтаже лестницы в доме нужно позаботиться о поручнях, чтобы случайно не упасть при движении вверх-вниз. Оградительные сооружения изготавливают из клееного бруса, минимальное сечение которого должно быть 5×5 см и токарный станок. Такие изделия не составит труда купить в специализированных магазинах.
Крайние стойки получают форму, благодаря которой они могут одновременно соединить две ступеньки. Это делается, чтобы конструкция получила повышенную жесткость, с помощью которой предотвращается проворачивание ступеней на центральной стойке.
Балясины крепятся следующими способами:
- вклеивания в готовые отверстия;
- прикрепления к ступеням при помощи особого типа крепежа;
- приклеивание путем выпилов, сделанных снизу стоек.
Затем мастера наносят разметку и спиливают верхушки под определенным углом. Отлично смотрятся лестницы с деревянными перилами, которые имеют извилистости. Их можно сделать такими методами:
- вырезать из куска древесины части перил и аккуратно собрать;
- вырезать из клееного дерева;
- соединить компоненты из шпона с пониженной плотностью.
Все методы представляют сложности ввиду необходимости определенного материала и инструмента. Мастера советуют приобрести готовые перила в профильных компаниях. Тогда останется только их установить.
На рынке можно найти обширный спектр поручней с различными параметрами в зависимости от предпочтений клиента и его финансовых возможностей.
Интересно, что сборка конструкций выполняется с учетом некоторых нюансов. Нужно определить ее локацию и понять, будет ли она касаться стены. После этого следует:
- разметить потолок, сделав центр окружности;
- спроецировать центр окружности на пол для внедрения опорного столба;
- вырезать окружность и сделать ее декоративное обрамление.
Далее нужно только соединить все детали винтовой лестницы друг с другом в зависимости от ее разновидностей. После того, как закончена сборка сооружения, нужно подвергнуть его декоративной отделке. С этой целью можно приобрести краску, морилку либо традиционный лак.
