Конструирование лестниц

Винтовые лестницы

Лестница, которая состоит из одних забежных ступеней, называется винтовой (рис. 66). Винтовые лестницы могут изготавливаться из металла или древесины, с центральной стойкой или на тетивах. Винтовая лестница с центральной стойкой, на которую ложится основная нагрузка, может быть выполнена из одного цельного элемента или быть наборной, в зависимости от конструкций лестницы.

Обычно винтовые лестницы делаются без подступенков , так как наличие их делает винтовую лестницу неудобной в пользовании, потому что ширина забежной ступени в средней линии лестницы уже длины стопы человека и нога становится на ступень не полностью. Таким образом, существует реальная угроза соскальзывания ноги, что приводит к травмированию .

Отсутствие подступенка у винтовой лестницы дает возможность ставить ногу на проступь всей ступней. Движение по такой винтовой лестнице становится более безопасным и удобным.

При проектировании винтовых лестниц следует учитывать, что ширина проступи в районе средней линии не должна быть меньше 20 см а на расстоянии 15 см от центральной стойки не должна быть меньше 10 см.

Если винтовая лестница используется в качестве основной, то длина проступи в такой винтовой лестнице не должна быть меньше 80 см, при этом диаметр проема в перекрытии составляет минимум 200 см. В индивидуальных домах винтовые лестницы иногда используются как дополнительные и декоративные. В этом случае достаточно диаметра проема 140 см, при этом ширина лестничного марша может быть 55—60 см. В любом случае, при выборе размера винтовой лестницы необходимо исходить из размеров проема в междуэтажном перекрытии.

На рис. 67 и 68 показана зависимость размеров винтовой лестницы от диаметра проема. Следует учитывать, что винтовая лестница может быть удобна не только для передвижения, но и для перемещения грузов, если она имеет диаметр не менее 220 см. Однако для дополнительной винтовой лестницы достаточно 140 см. Идеальным решением при небольших проемах служит установка компактной винтовой лестницы.

Компактные винтовые лестницы используются для оборудования подъема в чердачное помещение или на, мансарду. Такие винтовые лестницы могут устанавливаться даже в проеме размером 120-60 см.

На рис. 69 изображена винтовая лестница типа Самба. Также винтовые лестницы, как правило, изготавливаются из цельной древесины, достаточно устойчивы, а ширина проступи конца ступеней достигает 55 см что делает винтовую лестницу удобной и безопасной.

Многие зарубежные фирмы освоили выпуск винтовых лестниц с центральной стойкой. Такие винтовые лестницы можно выписать по каталогу или приобрести в торговой сети.

На рис. 70 изображены винтовые лестницы. Это типичные винтовые лестницы, выполненные из металла. Они изготовляются в виде комплекта деталей и состоят из центрального стержня, установленного на опорный фланец и 12 ступеней, прикрепленных к стержню: Внешние края ступенек поддерживаются стойками перил. Соединяет стойки перил спиральный поручень. Винтовая лестница завершается площадкой и ее ограждением; центральный стержень, завершается декоративней верхушкой. Такие винтовые лестницы удобны и легки в сборке, как правело, имеют эстетический вид , безопасны в эксплуатации (см. рис. 71, 72, 73). Для того, чтобы устанавливать такие винтовые лестницы достаточно забетонировать в полу анкерные болты, которыми крепится фланец центральной стойки. После установки центральной стойки к ней на специальные гнезда крепятся ступени, которые на своей внешней стороне имеют отверстия для установки готовых лестничных перил. Благодаря перилам вся конструкция винтовой лестницы приобретает жесткость.

Рис. 66. Общий вид винтовой лестницы.
1 – ступени лестницы; 2 – металлический поручень; 3 – стойка;
4 – верхняя площадка винтовой лестницы; 5 – центральная стойка;
6 – опорные болты

Рис. 67. Типовые размеры винтовой лестницы.
1 – ширина марша – 53-143 см; 2 – диаметр винтовой лестницы – 130-330 см
(по наружному краю перил); 3 – диаметр отверстия в стене – 140-340 см;
4 – диаметр прохода 120-320 см (по внутреннему краю перил)

Рис. 68. Винтовая лестница с выходом в проем.
1 – опорный узел на болтах; 2 – центральная стойка; 3 – ступени;
4 – стойки перил; 5 – перила; 6 – проем в потолке; 7 – верхний срез
центральной стойки; 8 – площадка на потолке

Рис. 69. Лестница в стиле самба из цельной древесины
(вид сверху).
1 — фигурные ступени утиный шаг; 2 — стойка перил; 3 —перила.

Верхняя ступень обычно закрепляется к деревянным перекрытиям при помощи специальных стальных накладок. В тех случаях, если перекрытия железобетонные верхняя ступень закрепляется при помощи дюбелей

Сборка такой винтовой лестницы не составляет особого труда и по силам даже неопытному мастеру (см , рис. 73). Центральная стойка крепится к полу при помощи шурупов (или бортов). При закреплении центральной стойки следует обратить внимание на ее вертикальность, которую лучше всего определять при помощи строительного уровня или отвеса. На центральную стойку одеваются втулки , кольца, ступени в последовательности, указанной на рисунке.

Рис. 70. Винтовая лестница с деревянными ступенями.
1 – крепление опорного стержня к полу; 2 – втулка между ступенями;
3 – деревянная ступень; 4 – опорный кронштейн ступеней; 5 – перила;
6 – перила второго уровня; 7 – площадка второго уровня; 8 – верхний
срез опорного стержня (трубы)

Рис. 71. Соединение площадки лестницы со стеной (А)
и стойки с полом (Б)

Рис. 72. Сборка винтовой лестницы.
А – установка ступени; Б – установка поручня;
1 – ступень; 2 – установка фиксирующей гайки; 3 – подступенок;
4 – болт, скрепляющий поручень со стойкой; 5 – стойка перил;
6 – центральная стойка.

Рис. 73. Деталировка винтовой лестницы.
1 – центральная стойка; 2 – ступень; 3 – декоративное покрытие
поручня; 4 – стойки перил; 5 – отверстия в ступенях для стоек перил;
6 – кольцо стойки; 7 – втулка стойки; 8 – гайка, соединяющая ступень
со стойками; 9 – поручень.

После установки всех ступеней и разворота их в выбранном направлении (разворот ступеней следует осуществлять сверху вниз) закрепляются винтами стойки перил и ограждение площадки. Затем одевается верхняя втулка и производится закрепление всех деталей.

Обычно винтовые лестницы заводского изготовления имеют готовое покрытие и не требуют дополнительных отделочных работ.

В этом случает необходимо решить только проблему отделки проема в междуэтажном перекрытии, которая должна быть выполнена в том же стиле, что и отделочные работы.

Винтовые лестницы заводского изготовления могут быть и железобетонные: Такие винтовые лестницы, как правило, состоят из наборных ступеней, которые формируют готовую винтовую лестницу. Она обычно устанавливается в углу помещения, т.к. имеет довольно массивный вид.

Покупая готовую винтовую лестницу, следует исходить из особенностей помещения, в котором она устанавливается. Исходным моментом должна служить высота между уровнем чистого пола нижнего этажа и уровнем чистого пола верхнего этажа, так как в этом случае расстояние между ступенями (высота подступенка ) не регулируется.

Если же нет возможности приобрести готовую винтовую лестницу, то ее можно изготовить собственными силами. Центральную стойку такой винтовой лестницы можно выполнить из толстого деревянного бруса или металлической трубы.

Некоторые конструкции винтовой лестницы предусматривают наличие сборной центральной стойки, высота которой зависит от количества и высоты ступеней. В таких лестницах высота ступеней может регулироваться специальными шайбами, выполненными из трубы.

Длина ступеней винтовой лестницы зависит от диаметра проема в междуэтажном перекрытии. При этом диаметр винтовой лестницы должен быть меньше диаметра проема на две толщины отделочного покрытия проема.

Наиболее удобными в эксплуатации являются винтовые лестницы с диаметром 220 см. Этот фактор следует учитывать при проектировании и строительстве междуэтажного перекрытия. Высота ступеней винтовой лестницы обычно, не менее 18 см и чаще всего находится в пределах 18—20 см. Однако эти размеры могут иметь небольшое отклонение в ту или иную сторону в зависимости от высоты междуэтажного перекрытия и количества ступеней.

При этом следует учитывать тот фактор, что последняя (верхняя) ступень винтовой лестницы должна по своей высоте совпадать с отметкой пола верхнего этажа, а при наличии поворотной площадки — с отметкой пола должна совпадать отметка площадки.

Конструктивные элементы винтовой лестницы, которую выполняют собственными силами, обычно делают из дерева, так как изготовление железобетонных или металлических элементов требует наличия специального инструмента и оборудования.

При выборе размеров ступеней следует учитывать тот фактору что средняя линия марша винтовой лестницы, в зависимости от ее диаметра, проходит на расстоянии 25— 35 см от середины наружного поручня.

Рассмотрим пример изготовления винтовой лестницы с центральной стойкой. В качестве стойки можно применить металлическую трубу диаметром 50 мм. Для увеличения прочности конструкции желательно применять толстостенные трубы.

К верхнему концу трубы приваривается штуцер с резьбой и гайкой (можно применить трубу с резьбой на конце). Нижний конец трубы бетонируется в полу или закрепляется при помощи анкерных болтов. Если же полы деревянные, то центральную стойку можно прикрепить к полу при помощи шурупов. Для этого к нижнему концу стойки приваривается фланец с отверстиями для шурупов или анкерных болтов. В узкой части ступени высверливается отверстие при помощи специального сверла (обычно перки).

Диаметр отверстия должен совпадать с наружным диаметром трубы е таким расчетом, чтобы ступень одевалась плотно на трубу.

Между ступенями на трубу одеваются втулки, регулирующие расстояние, между ступенями, внутренний диаметр втулки должен совпадать с наружным диаметром трубы. На широкой части ступени просверливаются отверстия для установки стоек перил и опорного кронштейна между верхней и нижней ступенью. Сборка винтовой лестницы происходит в такой последовательности: после закрепления центральной стойки на нее одевается втулка, соответствующая высоте первой ступени, затем одевается первая ступень. Для увеличения прочности желательно между втулкой и деревянной ступенью устанавливать широкую металлическую шайбу.

После первой ступени на центральную стойку одевается следующая втулка, регулирующая высоту второй ступени и после этого одевается следующая ступень и так далее до последней ступени.

Передняя часть широкого конца верхней ступени опирается на заднюю часть широкого конца нижней ступени при помощи кронштейна.

После установки всех ступеней на резьбовое окончание трубы центральной стойки одевается втулка с диаметром, равным диаметру промежуточных втулок. После этого закручивается верхняя гайка с декоративным оголовком,

После установки перил и закрепления верхней ступени к балке междуэтажного перекрытия винтовой лестница становится достаточно прочной и безопасной в эксплуатации. Вместо опорных кронштейнов можно использовать стойки перил, на которые одевается втулка, по длине равная высоте подступенка и с внутренним диаметром, равным диаметру стойки перил.

Если изготовить втулки, регулирующие высоту ступе ней, из деревянных чурок (такую работу можно выполнить на токарном станке), а поручни и перила изготовить из досок, то такая лестница приобретет более фундаментальный вид.

При проектировании такой винтовой лестницы следует учитывать, что высота прохода не должна быть меньше 2-х метров. Для определения формы и размеров проступей можно воспользоваться следующим методом: сначала определяется угол поворота винтовой лестницы. Если винтовая лестница имеет угол поворота 360°, то необходимо на горизонтальной проекции винтовой лестницы вычесть из 360° угол поворота площадки.

Оставшаяся разница длины окружности наружной линии горизонтальной проекции винтовой лестницы делится на равные, отрезки по количеству ступеней.

На средней линии винтовой лестницы точками отмечаются отрезки, равные по величине желаемому размеру ступеней по средней линии. Напоминаем, что ширина ступеней по средней линии не должна быть меньше 20 см.

Проведя прямые через точки на наружной линии горизонтальной проекции и точки на средней линии, мы получив необходимую конфигурацию проступей , а выполнив этот чертеж в соответствующем масштабе, можно замерить размеры проступей .

Наряду с винтовыми лестницами с центральной стойкой изготавливают винтовую лестницу без тетив (рис. 74).

Рис. 74. Винтовая лестница без тетивы.
1 – балясины; 2 – опорные кронштейны ступеней; 3 – стойки перил;
4 – нижняя ступень, кренящаяся к балясине; 5 – перила.

Изготовление винтовой лестницы с тетивами требует большой точности. Ее сборка связана с креплением и склеиванием угловых элементов. Это затрудняет построение такой лестницы в домашних условиях и требует высокой квалификации и навыков.

Для изготовления тетив и поручней ограждения лучше всего использовать соответствующую конструкцию заводов, делающих клеевые деревянные конструкции (смотри раздел Способы соединения деталей деревянной лестницы — деревянные клееные конструкции — ДКК).

В случае отсутствия необходимых клееных деревянных конструкций такую винтовую лестницу изготавливают методом крепления и склеивания угловых элементов, как показано на рис. 75 и 76. Подобная работа, как уже сказано, требует точности и мастерства и поэтому по силам только мастеру высокой квалификации. Обычно конструкции таких винтовых лестниц не отличаются большей прочностью и устойчивостью и не применяются в местах, связанных с большими нагрузками и скоплением людей. Иногда винтовую лестницу делают без центральной стойки и без тетивы. В этом случае ступени как бы подвешиваются на конструкциях ограждения. Всю основную нагрузку в такой винтовой лестнице принимают на себя стойки и поручни перил.

Рис. 75. Размеры ступень винтовой лестницы и их правильное
закрепление (вид сверху).
1 - широкая часть ступени; 2 – геометрия правильно собранной
ступени; 3 – центральная стойка; 4 – втулки стойки.

Рис. 76. Винтовая лестница с деревянными ступенями (вид сверху).
1 – опорный стержень (труба); 2 – втулки между ступенями;
3 – опорный кронштейн ступени; 4 – габариты прохода; 5 – площадка
второго уровня; 6 – ступень; 7 – зона прохода; 8 – передний край
площадки второго уровня; 9 – поворотный угол площадки.

На рисунке 76 изображена ажурная винтовая лестница, у которой деревянные ступени подвешиваются на изогнутых металлических элементах ограждения винтовой лестницы. Использование ее в качестве основной винтовой лестницы нежелательно, в связи с темя, что она не отличается жесткостью конструкции и достаточной прочностью. Добиться жесткости и необходимой прочности при сооружении такой лестницы чрезвычайно сложно.

При сооружении подобной винтовой лестницы обязательно наличие перил с обеих сторон марша, при этом требования к прочности перил повышенные.

Иногда винтовую лестницу изготавливают без тетивы. Пример такой винтовой лестницы изображен на рисунке 74. В этом случае один конец ступеней крепится конструкциями ограждения, а второй конец прикрепляется к стене при помощи металлических кронштейнов. Кронштейны крепятся к стене при помощи деревянных пробок, если стена кирпичная. Если стена бетонная, кронштейны крепятся при помощи дюбелей.

Несмотря на то, что по своим эксплуатационным качествам (удобство, безопасность, надежность) винтовые лестницы проигрывают лестницам, изготовленным на тетивах и косоурах , она довольно широко применяются на практике, привлекая к работе домашних умельцев, позволяя им отклоняться от типовых проектов, предоставляя возможность выразить свою индивидуальность, оригинальность мышления и воплотить свою творческую мыс ль в конкретное изделие.