Расчет деревянной лестницы на второй этаж
     

Расчет деревянной лестницы на второй этаж

Частные загородные жилые дома и дачи в два и более этажа — уже давно перестали казаться диковинкой. Такой подход к планированию своих владений позволяет хозяевам достичь максимально возможной полезной площади жилья даже на «скромных» по размерам участках под строительство. Понятное, что и проектирование здания в несколько уровней, и его возведение — серьёзно усложняются. В частности, помимо обычных архитектурных и интерьерных элементов, свойственных любым домам, приходится продумывать создание межэтажных переходов. Чаще всего эту роль играют лестницы. А если рассматривать статистику индивидуального строительства, то безусловными «лидерами» по популярности являются деревянные лестничные конструкции.

Расчет деревянной лестницы на второй этаж

Расчет деревянной лестницы на второй этаж

В наше время нет недостатка в готовых проектах лестничных конструкций. Можно отыскать в интернете и специальные приложения, которые проводят необходимые расчеты. Но вполне можно провести и самостоятельный расчет деревянной лестницы на второй этаж. Многим это будет даже интереснее и понятнее, так как в ходе проведения вычислении хозяин дома вникает во множество нюансов подобного сооружения, примеряя их к своим владениям.

Давайте в этой публикации пошагово пройдём по этапам базовых расчётов лестницы. Вы убедитесь, что все обстоит не так уж и запредельно сложно.

Содержание статьи

Основные элементы конструкции деревянной лестницы

Прежде всего, какими они бывают – деревянные лестницы на второй этаж?

  • Самый простой вариант – это одномаршевая прямая лестница. Такие конструкции – относительно несложные в расчетах и монтаже, отличаются высокой надёжностью и комфортностью в эксплуатации.
Прямая одномаршевая лестница – самый простой вариант, но требующий немало места для установки

Прямая одномаршевая лестница – самый простой вариант, но требующий немало места для установки

Существенным недостатком такой лестницы можно считать то, что она «съедает» весьма много полезной площади помещения. А уменьшение ее размеров (имеется в виду – ее проекция на плоскость пола), ведет к увеличению крутизны подъема-спуска. Что, в свою очередь, делает лестничный марш неудобным и даже небезопасным для передвижения, особенно для детей или для людей, имеющих ограничения физических возможностей.

  • Если имеющееся в комнате пространство не позволяет вместить одномаршевую лестницу, или она получается слишком крутой, ее делят на два или больше маршей, изменяя их направление на перпендикулярное или противоположное.
Подъем на второй этаж разбит на два марша – с противоположным (слева) и перпендикулярным их расположением

Подъем на второй этаж разбит на два марша – с противоположным (слева) и перпендикулярным их расположением

Понятно, что суммарная протяженность маршей, при той же высоте подъема и его крутизне, меньше не станет. Но зато такой подход позволяет, так сказать, оптимизировать пространство. Например, пролеты лестницы располагают в угловой части помещения вдоль стен, и она не загромождает комнату. Или же под межэтажный переход и вовсе выделяют небольшое обособленное помещение, превращая его в компактную лестничную клетку со встречным расположением маршей.

  • Лестницы с двумя и более прямыми маршами также могут различаться. И эта разница заключается в особенностях обеспечения изменения направления движения. Так, между маршами может располагать горизонтальная переходная площадка. Другой вариант – марши связывает криволинейный участок с плавным изменением направления, со ступенями характерной трапециевидной формы. Подобные ступени называются забежными.
Равная высота подъема, одинаковый угол крутизны, но слева прямые перпендикулярные друг другу марши лестницы соединяет площадка, а справа – плавный переход с забежными ступенями

Равная высота подъема, одинаковый угол крутизны, но слева прямые перпендикулярные друг другу марши лестницы соединяет площадка, а справа – плавный переход с забежными ступенями

Лестница с забежным участком, конечно, смотрится в интерьере более изящно. Да и за счет того, что подъем нигде «не останавливается», в том числе и на повороте, появляется выигрыш в общих габаритах конструкции. Но забежная лестница — значительно сложнее в расчетах, проектировании и монтаже, а в эксплуатации – не столь удобна и безопасна, как аналогичная, но с переходной площадкой. Так что лучше все ее достоинства и недостатки взвесить заранее.

  • Конструкция лестницы винтового типа позволяет разместить межэтажный переход буквально «на пятачке». И нельзя не согласиться с тем, что смотрится такая лестница в интерьере весьма винтажно (простите за каламбур). Но, правда, этим ее достоинства и ограничиваются.
Да, эффектный вид, да, «чемпион» по экономии пространства, но с удобством и безопасностью эксплуатации винтовой лестницы всё обстоит не столь уж благополучно

Да, эффектный вид, да, «чемпион» по экономии пространства, но с удобством и безопасностью эксплуатации винтовой лестницы всё обстоит не столь уж благополучно

А вот недостатков у нее – хоть отбавляй. Сложность расчетов и монтажа во многом ограничивают возможности для самостоятельного творчества – возведение таких конструкций все же удел профессионалов. Тем более что во многих моделях используются криволинейные, гнутые детали, изготовить которые собственными силами без специального оборудования и без знания технологии – и вовсе невозможно. С точки зрения удобства и безопасности перемещения по винтовым ступеням – лестница вообще проигрывает всем своим «собратьям». И еще — просто представьте, что необходимо поднять на второй этаж (или спустить вниз) какой-то габаритный предмет мебели или бытовой техники!

Тем не менее, винтовые лестницы пользуются довольно широкой популярностью. Но в рамках этой публикации им больше внимания уделяться не будет – вопросы расчетов и монтажа таких конструкций требует отдельного подробного рассмотрения, и этому будет посвящена специальная статья. Так что в дальнейшем все наше внимание будет переключено на маршевые деревянные лестницы.

Существует и множество различных производных вариантов, вплоть до весьма сложных конструкций необычной конфигурации. Но проектирование и возведение таких лестниц без специальных знаний и умений – выглядит авантюрой.

Это еще – далеко не полный перечень возможных конфигураций лестничных переходов. Но создание многих из них требует специальных знаний и высокого технологического опыта

Это еще – далеко не полный перечень возможных конфигураций лестничных переходов. Но создание многих из них требует специальных знаний и высокого технологического опыта

Итак, перейдем к рассмотрению маршевых лестниц наиболее распространённых типов.

Чтобы дальше общаться с читателем, как говорится, «на одном языке», имеет смысл еще раз посмотреть на базовую конструкцию деревянной лестницы на второй этаж.

Основные элементы деревянной маршевой лестницы

Основные элементы деревянной маршевой лестницы

  • Лестница всегда испытывает очень существенные нагрузки. Причем, это и масса самой конструкции, опирающейся на поверхность пола (площадки) и перекрытие, и динамическое воздействие при перемещении людей и переноске грузов. Поэтому особое значение всегда имеют несущие элементы. В этом качестве в деревянной лестнице выступают косоуры (поз. 1) или тетивы (поз.2).

При всей схожести функций между этими балками имеется различие.

Разница между двумя типами несущих балок деревянной лестницы – тетивой и косоуром

Разница между двумя типами несущих балок деревянной лестницы – тетивой и косоуром

Тетива – балка закрытая, и для установки деталей ступеней в ней чаще всего выбираются пазы (хотя есть и иные способы их крепления, например, на уголковые кронштейны). Таким образом, ступени получаются скрытыми от взгляда со стороны. Образующийся бортик, кроме того, не дает просыпаться вниз мелкому мусору и пыли.

В косоуре же вырезается форма ступеней, и получающиеся при этом «зубья» становятся основой для крепления панелей проступей и подступенков. Такая лестница смотрится со стороны несколько «легче». Кроме того, начинающему мастеру зачастую проще сделать запилы зубьев косоура по шаблону, чем с высокой точностью выбрать пазы в тетиве.

Практикуется и комплексное применение обеих типов несущих балок – пример, кстати, как раз и показан на схеме. Внешняя сторона сделана с косоуром – для большей декоративности конструкции. А вдоль стены пущена тетива – при проведении влажных уборок стена, к которой прилегает лестница, не будет пачкаться.

Впрочем, этакой комбинированный подход переусложнит конструкцию. Для начинающего мастера будет проще изготовить две совершенно одинаковые (в случае с тетивой – симметричные) детали.

Для изготовления тетивы или косоура должна применяться доска сечением не менее 50×300 мм. Причем материал должен быть самого высокого качества, без сучков и любых проявлений биологического разложения или поражения насекомыми.

  • На схеме показана двухмаршевая лестница с перпендикулярным расположением пролетов и переходной площадкой между ними (поз. 3). Как уже показывалось выше, здесь можно организовать и забежный участок с плавным изменением направления движения на 90 градусов.
  • Горизонтальную плоскость любой степени формирует деревянная панель проступи (поз. 4). Для изготовления проступей рекомендуется также использовать высококачественный материал толщиной не менее 30, но лучше – 40 мм. Чаще всего на изготовление проступей идут клееные щиты из массива твёрдых лиственных пород – они становятся наиболее долговечными.

Не все породы древесины одинаково хороши для деталей лестниц!

Чтобы возводимая лестница была долговечной, надежной и, одновременно с этим – выглядела «богато», необходимо с умом подойти к выбору материала для ее основных деталей. Рекомендации по этому поводу содержатся в публикации нашего портала, посвященной отделке бетонной лестницы деревом.

  • С внутренней стороны ступени могут закрываться панелями подступенков (поз. 5). Впрочем, этот элемент не является обязательным, и нередко подступенки не устанавливаются или в угоду придания конструкции визуальной легкости, или для того, чтобы не создавалось преграды для постановки ноги (это характерно для лестниц с выраженно большой крутизной подъема).
Схожие по конфигурации деревянные лестницы, но слева ступени закрыты подступенками, а справа – «полупрозрачная» конструкция. За счет отсутствия подступенков лестница визуально кажется более легкой.

Схожие по конфигурации деревянные лестницы, но слева ступени закрыты подступенками, а справа – «полупрозрачная» конструкция. За счет отсутствия подступенков лестница визуально кажется более легкой.

Для изготовления подступенков используют доску толщиной не менее 20 мм (рекомендуется – 30 мм). Располагаться и крепиться эта деталь может по-разному, и это обязательно учитывается заранее, так как ее положение зачастую влияет на «рабочую» ширину проступи.

Примеры соединения панелей подступенков с проступями

Примеры соединения панелей подступенков с проступями

На рисунке выше, просто в качестве примера, показаны два разных принципа соединений проступей с подступенками. Совершенно очевидно, что на левом фрагменте положение подступенка не влияет на ширину ступени. А вот на правом, где подступенок устанавливается в выбранные пазы, придется делать поправку ширины панели проступи, чтобы расчетная ширина ступени не уменьшилась.

  • Первая ступень нижнего марша (поз.6) может ничем не отличаться от всех остальных. Но иногда ее конфигурацию варьируют (стараясь при этом не изменять высоты), делают шире, с закругленными краями, так, чтобы облегчить подход к лестничному маршу с левой или правой стороны. Такую ступень называют фризовой.
Типичный пример фризовой ступени – она может быть шире и иметь закругленные края

Типичный пример фризовой ступени – она может быть шире и иметь закругленные края

  • Важным элементов любой деревянной лестницы является конструкция ограждения. Это и обеспечение безопасности, и дополнительная декоративная «изюминка» межэтажного перехода. Основой для монтажа ограждения становятся мощные столбики (поз.7), которые должны стоять в начале и конце каждого марша. На переходной площадке такой столбик становится общим для обоих маршей. Если заход на лестницу выполнен фризовым, то нижний столб может быть смещен на вторую или даже третью ступень.

Между столбами, с равным шагом, который не должен быть более 150÷180 мм, устанавливаются балясины (поз. 8), образующие общую балюстраду. От столба к столбу пущены перила (поручни) (поз.9), которые по ходу марша опираются в верхние торцы балясин.

Как правило, столбам и балясинам придается красивая конфигурация – детали вытачиваются на токарном станке. Недостатка в предложениях таких изделий сейчас нет, да и вполне можно заказать комплект в столярной мастерской. Там же изготовят и перила нужной формы в сечении. Некоторые рекомендации по формам и размерам деталей конструкции ограждения лестницы наглядно показаны на схеме.

Рекомендуемые размерные параметры опорных столбиков, балясин и поручней (перил)

Рекомендуемые размерные параметры опорных столбиков, балясин и поручней (перил)

Кстати, именно положение системы ограждения определяет ширину лестничного марша – она исчисляется между стеной и поручнями, или между поручнями с обеих сторон. Оптимальным с точки зрения удобства для внутриквартирных лестниц считается марш шириной от 900 до 1000 мм — не слишком широко, чтобы не «съедалось» пространство, и вполне удобно для перемещения одного человека и переноса предметов обстановки. Впрочем, верхней границы по ширине не обозначено нигде – это на усмотрение хозяев. А вот минимальный размер — строго оговорен правилами противопожарной безопасности. Лестница в любом случае рассматривается, как один из эвакуационных путей, и ее ширина никак не может быть менее 800 мм.

Понятно, что модели лестниц могут сочетать различные элементы, в том числе и те, что не были показаны на предложенной схеме. Но раз наша статья предназначена для новичков (опытные мастера уже давно знают все тонкости расчета и монтажа), то лучше не распыляться, а ограничиться разбором наиболее доступных вариантов.

Принципиальное устройство лестницы рассмотрено. Можно выбрать наиболее приемлемый для конкретных условий тип конструкции и переходить к расчетам.

Основные этапы расчета деревянной лестницы

Лестницы можно отнести к сооружениям повышенной сложности, однако, для настоящего хозяина — нет ничего невозможного. Главное – чтобы создаваемая конструкция была удобной и безопасной в повседневной эксплуатации, отличалась высокой надежностью и долговечностью. Плюс к этому – никто и никогда, как правило, не сбрасывает со счетов и эстетическую составляющую, так как лестница должна хорошо вписаться в задумываемый интерьер.

А начинают проведение расчетов с оценки места, где предполагается установить лестницу. От этого напрямую зависит крутизна ее подъёма.

Расчеты основных общих линейных параметров лестничной конструкции

Хотя в пределах своего дома хозяин волен «экспериментировать», определённых правил при создании конструкции лестницы ему, так или иначе, придется придерживаться. И прежде всего это касается крутизны лестничного марша, то есть угла между направлением подъема и горизонтальной плоскостью.

Лестница должна быть и удобна для пользования, и безопасна. Поэтому существуют определенные границы ее крутизны. Так, подъем не должен быть слишком пологим – это и неудобно для человека, и займет чрезмерно много места в помещении. Менее 20 градусов уклона в жилых домах лестницы вовсе не делаются, но допустимой нижней границей крутизны все же лучше рассматривать 24 градуса, хотя и это – несколько маловато.

«Диаграмма удобства» лестничных маршей в зависимости от угла их крутизны. Оптимальные значения расположились в зеленых секторах.

«Диаграмма удобства» лестничных маршей в зависимости от угла их крутизны. Оптимальные значения расположились в зеленых секторах.

Наиболее оптимальным считается диапазон примерно от 27 до 33 градусов – такие марши самые удобные и безопасные. Но нередко в тесных условиях дома к таким значениям прийти бывает сложно, и лестницы делаются с уклоном до 40 градусов. Ну а верхней.  критической границей для находящейся в постоянном пользовании лестницы на второй этаж можно считать угол в 45 градусов. Но для отдельных членов семьи и такой уклон уже становится довольно сложным для преодоления.

Понятно, что чем лестница более пологая, тем больше места под ее установку потребуется. Поэтому видится целесообразным первым шагом оценить крутизну марша и размер горизонтальной проекции – как он «впишется» в пространство комнаты, которое может быть выделено под его установку.

Далее для объяснения принципов расчета будут использоваться упрощённые графические схемы – просто для облегчения визуального восприятия.

Итак, рассматриваем взаимозависимость крутизны лестницы и места, необходимого для ее установки.

При константе — высоте лестничного марша (Н), длина горизонтальной его проекции (D) зависит от угла крутизны (а)

При константе — высоте лестничного марша (Н), длина горизонтальной его проекции (D) зависит от угла крутизны (а)

Эта зависимость выражается тригонометрическим соотношением:

D = H / tg a

Ниже размещен онлайн-калькулятор, в который уже заложена эта тригонометрическая функция. А подойди к выполнению расчёта, при известной высоте подъема (а она исчисляется «от пола до пола», то есть с учетом толщины перекрытия), можно двояко:

  • Планируется создать лестницу с точно выбранным углом крутизны марша. Расчет покажет, какое место ей придется выделить в помещении.
  • Размеры участка под лестницу строго регламентированы — нужно определить, какой угол получится у марша, и попадет ли он в допустимый диапазон. Для этого расчета стоит лишь, варьируя крутизну в поле ввода, добиться на выходе требуемого значения длины проекции – все это займет несколько секунд.

Если места для одномаршевой лестницы – недостаточно (а так чаще всего и случается в условиях небольшого частного дома), то ее следует разделить на два марша, о чем уже говорилось выше. В таком случае для каждого из маршей можно провести собственный расчет, изменяя высоту переходной площадки. Но при этом не забывая о том, что угол уклона в обязательном порядке выдерживается единым для всех маршей. Это жесткое правило, нарушать которое – недопустимо!

Калькулятор для анализа взаимозависимости уклона лестницы и размера ее горизонтальной проекции

 
Укажите запрашиваемые значения и нажмите
«РАССЧИТАТЬ ДЛИНУ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПРОЕКЦИИ ЛЕСТНИЦЫ»
Высота подъема (от пола до пола), метров
Угол крутизны лестницы, градусов

После того как получено значение длины горизонтальной проекции, несложно рассчитать и длину пролета марша. Этот параметр необходим, например, при заказе материалов для изготовления косоуров (тетив) и поручней ограждений. Понятно, что заготовки должны быть с запасом – для точной прирезки по месту, но иметь представление о расчётной длине нужно, хотя бы для того, чтобы обеспечить этот запас.

Длина лестничного пролета – это гипотенуза прямоугольного треугольника, а его катеты – высота и длина горизонтальной проекции, которая была рассчитана выше

Длина лестничного пролета – это гипотенуза прямоугольного треугольника, а его катеты – высота и длина горизонтальной проекции, которая была рассчитана выше

Расчет — несложен, так как он подчиняется известной всем со школы Теореме Пифагора:

L = √ (D² + )

Упрощаем читателю задачу – в его распоряжении онлайн-калькулятор:

Калькулятор расчета длины пролета лестницы

 
Введите запрашиваемые значения и нажмите
«РАССЧИТАТЬ ДЛИНУ ЛЕСТНИЧНОГО ПРОЛЕТА »
Высота подъема (от пола до пола), метров
Длина горизонтальной проекции, метров

Еще один важный нюанс, который следует сразу же предусмотреть при планировании лестницы. Это – проем в перекрытии, через который пройдет лестничный марш. Здесь необходимо ориентироваться на следующее:

  • Человек, поднимающийся по лестнице, не должен рисковать удариться головой о перекрытие или край проема. Стало быть, от любой точки лестницы до перекрытия должно быть выдержано безопасное расстояние. Обычно оно принимается не менее 2000 мм, но для людей высокого роста, которые делают лестницу «под себя», может задаваться и больше.
  • Чтобы не ослаблять конструкцию перекрытия, проем лучше расположить так, чтобы не прибегать к полному демонтажу балки или к вырезке ее фрагмента с последующей установкой дополнительной опоры. То есть лучше этот вопрос продумывать заранее.
В любой точке лестницы должна быть, как минимум, соблюдена безопасная высота прохода V. Меньше 2000 мм ее, как правило, не делают.

В любой точке лестницы должна быть, как минимум, соблюдена безопасная высота прохода V. Меньше 2000 мм ее, как правило, не делают.

По представленной выше схеме несложно установить зависимость длины вырезаемого проема (S) от безопасной высоты прохода (V) и угла крутизны марша (а), с учетом толщины перекрытия (P).

S = (V + P) / tg a

Эта же зависимость, но «преобразованная в облик» онлайн-калькулятора:

Калькулятор расчета длины проема в перекрытии

 
Укажите запрашиваемые значения и нажмите
«РАССЧИТАТЬ НЕОБХОДИМУЮ ДЛИНУ ПРОЕМА В ПЕРЕКРЫТИИ»
Безопасная высота до перекрытия, метров
Толщина перекрытия, метров
Угол крутизны лестницы, градусов

Про ширину марша уже говорилось выше. Важно – размеры переходной площадки не могут быть меньше установленной ширины лестницы, а марши должны быть равными по ширине.

Основные общие размеры лестницы определены, конструкция пока что теоретически, в плане, вписана в пространство комнаты – можно перейти к расчету параметров ступеней.

Расчет ступеней маршевой лестницы

Это – один из наиболее ответственных моментов. Размеры ступеней должны быть такими, чтобы человеку было максимально удобно и безопасно перемещаться по лестнице.

  • Высота ступени не должна быть слишком маленькой, чтобы не сбивать с шага. Но при этом высота подъема ноги с последующим переносом центра тяжести и совершением шага вверх – должна отвечать нормальной эргономике движения человека, не вызывать быстрого утомления мышц. Считается, что в оптимальном варианте это показатель должен расположиться в диапазоне от 150 до 180 мм. Допустимо для маршей со слишком пологими или крутыми углами подъема применять высоту от 130÷140 до 200÷210 мм, но комфортность, безусловно, от этого снизится.
  • Ширина проступи должна обеспечивать максимально полную постановку ступни или подошвы обуви, но при этом не заставлять человека делать слишком широкий шаг при переходе на следующую ступень. То есть оптимальным считается диапазон от 310 до 270 мм, с допустимым варьированием до 320 и 250 мм. Правда, если расчетная ширина проступей недостаточна, ее можно «нарастить». Для этого или делаются косые подступенки, или их вовсе убирают, чтобы для ноги не создавалось барьера, или, что чаще всего практикуется, проступь делается со свесом над нижней ступенью.
Допустимые варианты увеличения «рабочей» ширины проступей

Допустимые варианты увеличения «рабочей» ширины проступей

1 – лестница с прямыми подступенками;

2 – лестница со скошенными внутрь подступенками;

3 – лестница с выступами проступей над нижними ступенями;

4 – лестница без подступенков.

Как определить оптимальное соотношение высоты и ширины ступени? Практически повсеместно рекомендуют использовать так называемую «формулу безопасности»

2h + b = 600÷640 мм

h — высота ступени:

b — ширина проступи

600÷640 — примерная длина среднего шага человека.

Формула сама по себе, безусловно, правильная. Но есть два нюанса:

— Ширина шага может быть большей или меньшей. Не секрет, что есть очень высокие семьи и, наоборот, люди с ростом ниже нормы.

— Формула совершенно не учитывает крутизну лестничного марша. То есть она позволяет найти оптимальное соотношение от отдельно взятой величины, но не дает ответа, а каким же должен быть этот один из исходных параметров.

Поэтому более универсальным и точным может считаться другой алгоритм расчета, который учитывает эргономику движения человека и ставит размеры ступеней в зависимость еще и от крутизны лестницы. Реализовать этот способ можно графически и математически.

Графически расчет производится так:

Графический метод определения оптимальных размеров ступеней лестницы

Графический метод определения оптимальных размеров ступеней лестницы

  • Вычерчиваются оси координат – Х и Y, соответственно, длина и высота.
  • По оси Х откладывается нормальная длина шага человека (естественно, в выбранном масштабе). Каждый волен провести расчёт, сообразуясь с наиболее приемлемым значением этого параметра. Точки этих «шагов» можно пронумеровать – на схеме они обозначены 1; 2; 3 и т.д.
  • По оси Y откладываются отрезки равные половине длины шага. Считается, что именно на такую высоту любой человек легко поднимает ногу, без ощущения дискомфорта и быстрой усталости. Эти точки пронумерованы ; ; 3в и т.
  • Теперь точки с равными номерами можно соединить вспомогательными линиями.
  • Следующим шагом через центр координат проводится линия марша лестницы, то есть под углом, который был получен в результате ранее проведенных расчетов. Просто для наглядности на схеме показано два варианта – для двух лестниц различной крутизны.
  • Точки пересечения линии марша со вспомогательными линиями укажут на внешний край ступени. От этих точек уже несложно провести вертикальные и горизонтальные линии, чтобы прорисовать весь профиль лестницы.
  • После этого останется только промерить получившиеся ступени, и, зная величину масштаба, перевести полученные значения к реальным.
  • Кстати, обрати внимание на нюанс. Если соединить точку с 2, с 3 и т.д., то линии пройдут точно через внутренний угол ступени.

Как говорилось выше, этот же алгоритм можно применить чисто математически, не пробегая к графическим построениям.

Попробуем увеличить один из фрагментов схемы:

Схема, демонстрирующая принцип тригонометрического расчета размеров ступеней лестницы

Схема, демонстрирующая принцип тригонометрического расчета размеров ступеней лестницы

По оси Х отложена длина шага, а по Y – половина этой длины. Получается прямоугольный треугольник с катетами, один из которых вдвое больше другого. Это возможно только в треугольнике, у которого углы (кроме прямого) равны примерно 63 и 27 градусам (показатели на самом деле – не округленные, но это не имеет принципиального значения).

Зная это, можно определить длину отрезка G, который соединяет края ступеней. Применяем теорему синусов:

G / sin 63° = (0.5 × L) / sin (27° + α)

А найденный отрезок G – это не что иное, как гипотенуза треугольника, катетами которого являются высота (h) и ширина (b) ступени.

Отсюда:

h = G × sin α = G × cos (90 – α)

b = G × cos α = G × sin (90 – α)

Именно эти тригонометрические зависимости стали основой для рекомендуемого калькулятора, которой проведет вычисления в считаные секунды.

Калькулятор расчета оптимальных размеров ступени маршевой лестницы

 
Укажите запрашиваемые значения и выберите поочередно расчитываемый параметр высоты или ширины ступени.
После этого нажмите «РАССЧИТАТЬ РАЗМЕР СТУПЕНИ»
Принимаемая в расчет длина нормального шага хозяина лестницы, мм
Планируемый угол крутизны лестницы, градусов
РАССЧИТЫВАЕМ:

Полученные в результате вычислений значения еще нельзя считать окончательными. Их требуется привести к реальным размерам лестничного марша. Как это делается?

  • Высота подъема известна. Расчет дал рекомендуемую высоту ступени. Делим одно на другое им получаем примерное количество ступеней. Примерное потому, что оно обычно получается дробным, и требует округления.
  • Округление, безусловно, «просится» в ближайшую сторону. Но здесь можно проявить некоторую «гибкость». Дело в том, что рекомендуется иметь на лестничном марше нечетное количество ступеней. Это из тех соображений, что человеку всегда намного удобнее начинать и заканчивать движение по лестнице с одной ноги. Правило, безусловно, необязательное, но иметь в виду его все же можно.

Еще нюанс – количество ступеней в марше не может быть безграничным — максимально допускается восемнадцать. Впрочем, если рассчитывается деревянная лестница на второй этаж в обычном частном доме, к такому большому количеству прибегать все равно не придется.

  • Теперь, когда известно количество ступеней, уже можно точно определить их высоту. Для этого следует разделить высоту подъёма на полученное число.

Это значение иногда тоже приводят к какому-то округлённому показателю, для чего, например, несколько уменьшают высоту первойфризовой ступени. Но можно и оставить как есть – большой разницы, например, при разметке косоура или тетивы не будет – станете ли вы проводить линии ступеней через 186 или через 190 мм. Потребуется лишь только чуть больше внимательности.

Ну а если расчетная ширина ступени получилась не вполне достаточной для постановки ноги (можно ориентироваться примерно на 290÷300 мм), ее можно увеличить созданием небольшого свеса – уже рассказывалось выше.

Особенности расчета ступеней забежного участка лестницы

Свои особенности имеет расчет ступеней забежного участка. Но это касается в большей мере их размеров в плане. Высота же и ширина в центральной части проступей должна оставаться такой же, как и на маршевых участках лестницы.

В планировании такого участка возможны варианты.

А. Изменение формы ступеней начинается по границе участка закругления лестницы.

Расчёт для такого варианта провести несколько проще.

Забежные ступени имеют трапециевидную форму. В их центральной части (по линии движения по лестнице) ширина должна быть выдержана такая же, как на прямом марше.

Можно составить следующую схему. Она здесь показана для начала поворота лестничного марша на 180 градусов, но при перпендикулярном расположении пролетов принцип остается тем же.

Схема для упрощенного расчета формы забежных ступеней

Схема для упрощенного расчета формы забежных ступеней

  • В левой нижней части схемы показан прямой лестничный марш. Там же имеются обозначения: L в данном случае — это ширина марша, а b — рассчитанная ширина ступени для всей лестницы. Высота ступеней в данном расчете не требуется – она просто сохраняется единой по все протяженности межэтажного перехода, вне зависимости от того, прямой это или забежный участок.
  • По центру марша пробита линия, которая на повороте становится дугой. Ее можно условно назвать «линией хода» (на схеме она показана голубым цветом). Именно по этой линии обычно проходит «траектория» перемещения человека по лестнице.
  • По верхней границе последней прямой ступени проведена горизонтальная линия, на которой отложен центр поворота – точка А. Именно она становится центром для дуг, определяющих поворот лестницы. Положение этого центра – до определённой степени произвольное, но его всегда стараются «вынести» за пределы лестницы хотя бы на ¼ ÷ ⅛ ширины марша, иначе радиус поворота R станет слишком маленьким, а это, совершенно очевидно, непозволительно сузит внутренние стороны трапециевидных забежных ступеней.

На схеме хорошо видно, что радиус R равен кратчайшему расстоянию от центра А до внешней стороны (по перпендикуляру) прямого лестничного марша, и он же задает «внешний контур» криволинейного участка.

Внутренняя дуга с центром А является продолжением внутреннего края прямого маршевого участка.

  • Следующим шагом от края последней прямой ступени по дугообразной линии хода откладываются хорды (отрезки, краями опирающиеся на эту дугу). Их длина равна расчетной ширине ступеней лестницы. Этим самым достигается требуемая ширина забежных ступеней по центру.
  • После этого через концы этих хорд проводятся линии к центру А. Именно эти линии и зададут границы забежных ступеней.
  • Пересечение этих линий с дугами внешнего и внутреннего контура покажут концы хорд, которые уже станут шириной внешнего (S) и внутреннего края (m) забежных ступеней. Как уже говорилось выше, для внутренне стороны этот показатель должен быть не менее 100 мм, для внешней – не более 400.
  • Понятно, что изготавливать сложный гнутый косоур или тетиву для внешнего края криволинейного участка – вряд ли удобно. Поэтому линии можно продолжить до поверхности стен (показано красной пунктирной линией). Ступени примут треугольную или иную многоугольную форму, а их конкретный размер несложно будет снять с чертежа, если он выполнен в масштабе.

Так как ширина марша и ширина ступеней являются константами, получается, что размеры забежных ступеней в большей степени зависят от радиуса R, то есть от выбранного расположения центра A. И для того, чтобы не гадать и не перечерчивать схему несколько раз, можно заранее «спрогнозировать» эту зависимость. Для этого нужно лишь перевести показанный чертеж в «язык геометрии». В данном случае больше всего для этого подойдут закономерности подобия треугольников.

Точно и быстро определиться с этим поможет наш онлайн-калькулятор.

Калькулятор расчета сторон забежных ступеней.

 
Укажите запрашиваемые данные и нажмитте «РАССЧИТАТЬ ДЛИНЫ СТОРОН ЗАБЕЖНОЙ СТУПЕНИ»
Ширина лестничного марша, мм
Радиус поворота лестницы, мм
Ширина ступеней на маршевых участках и по центру забежных, мм
РАССЧИТАТЬ ШИРИНУ ЗАБЕЖНОЙ СТУПЕНИ:

Б. Плавное изменение формы ступеней начинается на прямом участке марша

Резкий переход от прямого участка лестницы к забежному — не очень удобен при передвижении по ней. Кроме того, зачастую в такой ситуации бывает затруднительно соблюсти рекомендацию о минимальной и максимальной ширине забежных ступеней по их внутреннему и внешнему краю.

Поэтому при проектировании лестниц с криволинейными участками часто поступают так, что форма ступеней начинает изменяться еще на прямых участках, и тем больше, чем ближе к повороту. Ступени как бы «плавно входят в поворот».

Изменение формы и размеров ступеней может начинаться и закачиваться на участках прямых лестничных маршей -  так поворот с забежными ступенями становится более удобным для перемещения человека

Изменение формы и размеров ступеней может начинаться и закачиваться на участках прямых лестничных маршей —  так поворот с забежными ступенями становится более удобным для перемещения человека

Рассчитать размеры таких ступеней сложнее, но все же не до такой степени, чтобы не справиться самостоятельно. Просто нужно аккуратно следовать пошаговому руководству.

Рассмотрим на наиболее распространённом примере для частного дома – лестница имеет два прямых марша, расположенных перпендикулярно и соединенных между собой участком с забежными ступенями.

Проектирование будет осуществляться графически, то есть составлением чертежа в удобном для себя масштабе. Чтобы добиться максимальной точности составлять чертеж лучше на миллиметровой бумаге или с использованием графического приложения.

ИллюстрацияКраткое описание выполняемой операции
Первым делом на чертеж наносится окружность. Ее радиус равен половине ширины лестничного марша, то есть L/2.
Именно дуга этой окружности станет впоследствии линией хода на криволинейном участке.
Проводится «ось поворота» - линия которая симметрично разделит забежный криволинейный участок. На схеме она оказана под углом 45 градусов к вертикали и горизонтали.
Следующим шагом «поднимается» линия хода лестницы. Она «возьмет в себя» дугу в четверть окружности, а дальше дуга по вертикали и горизонтали переходит в касательные линии.
Выделенная «линия хода» на схеме обозначена жирной черной стрелкой, одновременно показывающей направление подъема по лестнице.
Теперь на этой «линии хода» нужно отложить отрезки, равные расчетной ширине ступеней b.
Понятно, что на дугообразном участке это будут хорды, а на прямом – обычные отрезки.
Есть нюанс. Ступени на участке поворота могут расположиться по-разному. На этой иллюстрации показано, что ступени начинают откладываться от осевой линии вверх и вниз.
Но может быть и так – осевая линия делит центральную ступень ровно надвое
Следующим шагом к криволинейному участку пристыковываются прямые марши.
Опять же, в зависимости от того, как легли отрезки ширины ступеней на «линии хода», марши могут расположиться так, с «разносом» один от другого…
… или практически касаясь своими углами.
Вот только пересечения их углов допускать нельзя.
После этого имеет смысл сразу наметить и линию стен – тот угол помещения, куда будет устанавливаться лестница (показано пунктиром).
Далее, выбирается центр А.
Он должен быть равноудалён от обоих прямых маршей, а его расстояние до внутренних сторон маршей примерно равно их ширине. Примерно потому, что здесь возможны различные варианты. Но как правило проводимые линии АВ и АС, пересечение которых дает этот центр, являются предложением границ последних ступеней, конфигурация которых не будет изменяться.
То есть планировщик сам волен выбирать количество ступеней, которые будут обеспечивать плавность поворота. Но при этом важно, чтобы значение «е» (малая сторона забежной ступени) была не менее 100 мм, а «d» (большая сторона) не превышала 400 мм.
Проводятся линии из центра через хорды которые зададут форму двух центральных ступеней, симметричных оси…
… или одной центральной, разделенной осью ровно пополам.
Итак, центральные ступени заданы, и начинается самое интересное – определение форм остальных забежных ступеней.
Точки пересечения предварительно нанесенных границ ступеней с «линией хода» лучше пронумеровать. Первый номер, например, присваивается точке по краю уже вычерченной центральной ступени, и далее – по вертикали вниз, до конца участка который будет участвовать в плавном повороте (в данном случае это до номера 5).
То же самое – на горизонтальном участке схемы (показано точками от 6 до 10).
Далее, от центра А вычерчивают продолжения линий АС и АВ. И на этих линиях от центра откладывают отрезки, равные расчетной ширине ступеней лестницы b.
Эти точки тоже нумеруются, начиная от 2 и 7, так, как показано на схеме.
Теперь осталось только соединить вспомогательными линиями (показаны цветным пунктиром) одноименные точки. При этом линии обычно сразу продолжают до условных стен, чтобы получить готовую конфигурацию ступеней.
Та же операция, но со вторым вариантом лестницы – с центральной ступенью, разделенной осевой линией надвое.
И последним шагом в построении схемы останется лишь выделить основными линиями получившуюся конфигурацию ступеней, участвующих в обеспечении плавности поворота забежного участка.
Получится так…
…или так.
Чертеж готов – с него можно циркулем-измерителем аккуратно снимать размеры, и приводить их через пропорцию масштаба к реальным значениям.
По этим размерам и будут вырезаться забежные ступени при монтаже лестницы.

Существуют и другие способы графического построения участка лестницы с забежными ступенями. Однако, приведенный выше видится одним из самых несложных и в достаточной степени точных.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, были рассмотрены основные аспекты самостоятельного расчета деревянной лестницы на второй этаж частного дома. Хочется добавить, что автор ни в коей мере не претендует на «истину в последней инстанции». Просто такой подход ему кажется одним из наиболее удобных для человека, не имеющего никакой специальной подготовки и собирающегося заняться подобным делом впервые.

Буду рад замечаниям и возражениям по существу. Готов их адекватно воспринять и обсудить на форуме.

В завершение – видеоролик, в котором мастер делится своими подходами к расчету лестницы на второй этаж.

Видео: Несложный способ расчета лестницы – для начинающих

Задайте вопрос здесь или на нашем форуме

 

Получай лучшее на почту
Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку своих персональных данных

Присоединяйтесь к нашему сообществу

И получите ещё больше идей и лайфхаков по ремонту, дизайну и строительству из наших социальных сетей


Уже 400 000 участников с нами, присоединяйтесь и вы!