Расчет лестниц

  Как правильно спроектировать лестницу.

Многие люди в нашей стране предпочитают самостоятельно делать те вещи, за которые специалистам пришлось бы заплатить немалые деньги. Если для этого есть знания, умения и опыт мы готовы выполнить расчет, архитектурно-планировочное решение и предложить Вам полный комплект чертежей на лестницу из металла ,дерева или бетона цена которого составит: 3000-7000 руб. в зависимости от сложности.

Формы лестниц  зависят от назначения, местонахождения и от архитектурного оформления сооружения, в котором они находятся.

 Маршевые лестницы наиболее распространенный тип лестниц — они просты и экономичны. Чаще всего конструкция двухмаршевой лестницы состоит из двух, обычно одинаковой длины, маршей и двух площадок: этажной и междуэтажной. Если вместо междуэтажной площадки запроектировать несколько косых (забежных) ступеней, то длину лестницы, а соответственно и площадь ею занимаемую, можно существенно уменьшить. Встраивая лестницу в такой проем, в который лестница с прямыми площадками не вписывается. Забежные ступени делают одновременный набор высоты и разворот, что позволяет запроектировать основные марши более пологими. Маршевые лестницы, как с забежными ступенями, так и междуэтажными площадками, в плане могут иметь Г-, П-, Т-, Ш- и Z-образные формы.

Лестницы, состоящие из одних забежных ступеней, называются винтовыми или лекальными.

Винтовая лестница имеет как достоинства, так и недостатки. Преимущество винтовой лестницы перед маршевой заключается в меньшей площади. Обычно винтовая лестница вписывается в окружность, центром которой является опорная стойка. При ступенях длиной 1м и равных высотах подступёнков, винтовая лестница занимает площадь в полтора раза меньше, чем маршевая. Однако при длине ступеней 1,5 м и равных высотах подступёнков, площади, занимаемые винтовой и маршевой лестницами, сравниваются. Дальнейшее увеличение радиуса винтовой лестницы становится нецелесообразным, т.к. она значительно уступает маршевой лестнице в комфортности. Марш винтовой лестницы имеет разный уклон: чем ближе к центру, тем лестница становится круче. При всходе по винтовой лестнице одна нога идет по пологому уклону, другая — по крутому. Кроме того, чем ближе к центру, тем уже становится ступенька. Для частичного снижения неудобств всхода, ступени винтовых лестниц, чаще всего, делают без подступёнков, что впрочем, никак не улучшает спуска с лестницы.

Если центральную стойку винтовой лестницы расширить или совсем не устанавливать, то получится так называемая спиральная лестница. Спиральная лестница с идеальным внутренним и наружным радиусом называется циркульной, а с изменяемыми внутренним и наружным радиусами — лекальной. Лекальные лестницы, как и маршевые, делают Г-, П- или S-образных форм.

При проектировании лестницы следует придерживаться правила: чем экзотичней лестница на рисунке, тем она дороже, сложнее в изготовлении и часто неудобна в эксплуатации.

При расчёте по несущей способности элементы лестницы расчленяются на статически определимые балки — консольные или однопролётные, и рассчитываются по соответствующим формулам. Так как лестницы подвержены действию динамических нагрузок, к жёсткости несущих элементов предъявляются повышенные требования: прогиб их не должен превышать 1/400 пролёта. Нагрузки, действующие на лестничные марши и площадки,  должны собираться путем сложения собственного веса конструкций и временных нагрузок: в жилых домах — 300 кг/м².

   При подъеме человек затрачивает примерно в два раза больше энергии, чем при движении по горизонтали. Практикой установлено: лестница удобна и безопасна, если удвоенная высота подступёнка, сложенная с шириной ступени (проступью), равняется среднему шагу человека. Длина шага человека на плоскости составляет примерно 600–640 мм. Исходя из этого, проступь и подъем определяют по формуле: 2а+b = 600...640 мм.

Как альтернативу можно использовать другую, более легкую для запоминания, формулу: а+b = 450 ± 20 мм, где а — высота ступени (подступёнка), b — ширина ступени (проступи).

Ширина проступи должна обеспечивать опирание ноги полной стопой, то есть быть не меньше 200 и не больше 320 мм. Оптимальной считается высота подступёнка, равная 150, а ширина проступи — 300 мм. При сильном увеличении ширины проступи вы непременно собьетесь с шага, а при сильном уменьшении затруднится спуск. При проектировании забежных ступеней нужно учитывать, что минимальная ширина ступеней с узкого конца должна составлять не менее 100 мм, а нависание проступи над нижней ступенькой должно быть не более 50 мм. Так же нависание верхней ступени над нижней делается тогда, когда другими способами не удается увеличить ширину проступи, в этом случае величина нависания не должна превышать 30 мм для деревянных и 50 мм для железобетонных ступеней.

Наиболее удобные углы подъёма лестницы находятся в диапазоне от 23 до 37°. Чем лестница круче, тем меньше ей надо места для установки в доме, и соответственно, чем лестница положе, тем больше места необходимо для неё предусмотреть. Если угол меньше 23° — лестницу можно заменить пандусом (ровной наклонной площадкой), если больше 45°, то лестница переходит в разряд приставных или раскладных. Оптимальный угол подъема винтовых лестниц — 25—35°. Наиболее сложным процессом при крутизне лестничного марша более 40° является спуск с лестницы, а при углах более 45° спуск можно осуществлять только спиной вперед.

 Количество ступеней зависит от высоты этажа и угла наклона лестницы. Зная местоположение лестницы в плане и высоту помещения, количество ступеней можно (и проще) установить графически, а после этого, по формулам безопасности определить ширину проступи.

Для графического построения лестницы на миллиметровой бумаге или бумаге «в клеточку» нужно в масштабе нарисовать лестничный марш соизмеряя его с высотой этажа.

  Высотой этажа называется разница высотных отметок уровней чистого пола нижнего и верхнего этажа, то есть в размер высоты этажа должны быть включены толщины одежды полов. Например, пол нижнего этажа облицован керамической плиткой, а пол верхнего этажа выложен паркетом по лагам и фанерному «черному полу». В расчет высоты этажа должны быть включены все слои данных половых конструкций: внизу — толщины выравнивающей стяжки, плиточного клея и плитки; вверху — толщина лаг, фанеры и паркета. В России еще со времен существования СССР высота этажа — величина регламентированная. Обычно стандартная высота этажа равна 2,8 или 3 м, реже — 2,7 или 3,3 м, что позволяет проектировать высоту помещения (расстояние от пола до потолка) не менее 2,4 м. Такая высота этажа позволяют без особого труда вписать лестницу с размерами ступеней, отвечающим требованиям расчетной формулы безопасности (рис. 4, таблица 2). Если ваша высота этажа отличается от нормативной и не кратна 3, то высоту ступеней нужно рассчитывать (округлять) с точностью до одного миллиметра, но так, чтобы высоты всех подступёнков были одинаковыми. Погрешность вычисления, набегающую от округления высот, лучше распределить на нижнюю фризовую ступень, а остальные ступеньки марша сделать одинаковой высоты.

Разные по высоте ступени приводят к постройке травмоопасной лестницы. Особенно опасной эта лестница становится во время спуска в ночное время суток. Спускаясь по лестнице, мышечная память нам подсказывает, что должна быть ступенька. Вес тела переносится на ногу, а ступеньки под ней нет… Она — ниже! И всего-то два-три десятка миллиметров, а ногу подвернули… и еще хорошо, если не покатились кубарем вниз.

В домах с нестандартной высотой этажа для выравнивания высоты ступеней допускается опустить уровень чистого пола верхней этажной площадки чуть ниже относительно уровня чистого пола остального этажа. Порожек лучше не делать, а сделать пол этажной площадки в виде пандуса, то есть наклонным. Для подравнивания высоты ступенек потребуется всего несколько миллиметров так, что уклон будет вряд ли сильно заметным. Как вариант, если лестничная площадка огорожена стенами с дверями, полы между этими помещениями можно сделать с небольшим порогом. Такое решение всем хорошо знакомо: уровень этажных площадок в многоквартирных домах, как правило, ниже уровня чистых полов в квартирах. Ноги мы здесь не ломаем — привыкли.

В таблице 1 приведены размеры ступеней для «уплотненных» лестниц, пригодных для загородных домов. Нередко в планировках этих домов под лестницы оставляется так мало места, что для того, чтобы сделать лестницу короче, приходится жертвовать шириной проступи. Так, например, в лестнице с высотой подступёнка 200 мм ширина проступи равняется 250 мм. Взрослый человек не может опереться на такую проступь полной ступней и ему приходится спускаться с лестницы боком или спиной вперед. В таблице 2 приведены размеры высот подступёнков для стандартных высот этажа. Рассчитать ширину проступи по формулам безопасности не составит особого труда.

Проем в перекрытии над лестницей следует конструировать одновременно с лестницей, а лучше на стадии проектирования конструкции дома в целом. Он должен соответствовать безопасному проходу по всей лестнице.

Замечено, что человек ростом 180 см легко перемещается по проходу высотой 185 см, но он обязательно будет инстинктивно наклонять голову и испытывать от этого дискомфорт. Нормальное расстояние между ступенью и потолком должно быть не менее 1,9–2 м. По мере подъема по лестнице этот размер должен сохраняться на протяжении всего марша.

Для обеспечения правильного тепло- и воздухообмена размещение лестницы в общей комнате или гостиной допустимо только в тех случаях, когда постоянно отапливаются помещения и первого и второго этажа (мансарды). В других случаях лестницу нужно размещать в «холодном» помещении: на веранде или в специальной лестничной клетке.