Розрахунок розмірів гвинтових сходів
Винахід гвинтових сходів є одним з найбільш вдалих в будівельній справі. Вони компактні, зручні, завжди органічно вписуються в інтерєр, будучи оригінальним його елементом. Розміри їх і конструкція відрізняються великою різноманітністю - від камяних важких підйомів в древніх вежах до повітряних цікавих рішень в сучасних будівлях. На перший погляд здається, що подібна конструкція дуже складна для самостійного виготовлення, але насправді споруда таких сходів своїми руками - не така вже й важке завдання.
Гвинтові сходи придумані досить давно. Вони відмінно вписуються в будь-який інтерєр і відрізняються великою різноманітністю форм, розмірів і конструкцій.
Перш ніж приступати до будівництва гвинтових сходів, потрібно правильно її розрахувати. Доведеться згадати шкільний курс геометрії. Сходи - це рівні сектори кола, розташовані по висоті на однаковій відстані і повернені відносно один одного на один і той же кут. при розрахунку сходів - будь-який, не тільки гвинтовий - потрібно враховувати прийняті ергономічні норми, оскільки вона повинна бути зручною у використанні, і безпечною.
Правила ергономіки для проектування
Розрахунки показують, що сходи будуть безпечної, якщо її параметри будуть відповідати середній ширині кроку людини і довжині його стопи.
Як показують ергономічні розрахунки, сходи буде зручною і безпечною, якщо її конструктивні параметри будуть відповідати середній ширині кроку людини і довжині його стопи.
Ширина її в житловому приміщенні повинна бути достатньою для проходу однієї людини, цей розмір потрібно прийняти не менше 80 см.
Ширину проступи (власне ступені) приймають 25-30 см, найкращий розмір - 28 см. Цей показник особливо важливий при русі вниз. Якщо ширина буде менше 25 см, то людина зможе наступати на неї не повною стопою, а тільки пятою, що може привести до падіння при спуску.
Висоту східця приймають в межах 15-20 см. Ця величина відповідає середній довжині кроку дорослої людини. Якщо висоту підйому зробити менше 15 см, то доведеться дуже часто крокувати, що не дуже зручно. А якщо висоту зробити більше 20 см, то підніматися по таких сходах буде важко - занадто високо доведеться піднімати ногу.
Схема кутів нахилу ступенів сходів.
Кут нахилу приймають 30-40 . Більш круті сходи незручна для користування, а більш полога займає більше місця. У випадку з гвинтовою конструкцією потрібно ще взяти до уваги і ту обставину, що при підйомі верхні щаблі можуть перебувати прямо над головою людини, тому дуже маленька висота подступенка неприйнятна. Оптимальний розмір його 17 см.
Для зручності користування необхідно, щоб кількість щаблів було непарним, а висота поручнів була в межах 90-120 см.
Розрахунок параметрів безпечної сходи.
Щоб перевірити, наскільки сходи відповідає вимогам зручності та безпеки, можна скористатися наступними формулами:
a-b = 12-14 см;
a + b = 45-47 см,
де a - ширина проступи, b - висота подступенка.
Наведені рекомендовані розміри доцільно враховувати на етапі проектування будинку, але якщо будинок вже побудований, а сходи раніше розрахована не була, то її розміри доведеться підганяти під готові приміщення, але враховувати по можливості вимоги ергономіки.
Геометричний розрахунок гвинтових сходів
Схема розрахунку параметрів сходів.
Для початку потрібно визначити, де буде знаходитися візит на сходи і як буде розташовуватися вихід з неї на верхньому поверсі. Не можна випускати з виду, що при підйомі людина не повинна упиратися головою в верхню площадку.
розрахунок сходів своїми руками починають з визначення висоти ступенів. Для цього висоту поверху ділять на рекомендовану висоту подступенка. Наприклад, висота між підлогою першого і другого поверху - 2,8 м. Не забувайте про те, що кількість ступенів має бути непарною. Нескладним підбором можна визначити, що при висоті подступенка 16,5 см виходить 17 сходинок.
17х16,5 = 280,5 см.
Графічний розрахунок гвинтових сходів.
Зайві 0,5 см віднімають від висоти першого ступеня. Всі інші сходинки повинні бути однієї висоти, включаючи саму останню, яка одночасно є рівнем підлоги другого поверху або майданчиком сходи.
Отже, у нас вийшло 17 підйомів по 16,5 см, що відповідає вимогам ергономіки. Переходимо до розрахунку ширини проступи. при розрахунку гвинтових сходів потрібно враховувати, що людина проходить на відстані 2/3 ширини від центру сходів. Зробіть розрахунок для ширини проходу в 1 м. Шлях (L), який проходить людина, дорівнює довжині окружності з радіусом, рівним 100х2 / 3 см.
L = 2 R2 / 3 = 2 * 3,14 * 100 * 2/3 = 418,7 см.
Розділіть отриману величину на кількість ступенів за вирахуванням одного ступеня, оскільки верхня, як уже було зазначено, є майданчиком другого поверху.
418,7 / 16 = 26,2 см.
Схема параметрів гвинтових сходів з поворотом на 360 .
Отримана величина відповідає рекомендованим розмірам, її можна прийняти за розрахункову. В даному випадку вийшла сходи з поворотом на 360 , при цьому вихід знаходиться прямо над входом в неї. Але так виходить не завжди. При більш вузькому проході ступені вийшли б меншою ширини, що було б вже незручно під час спуску по сходах. У цьому випадку потрібно зменшити кількість ступенів і відповідно до цього збільшити подступенок.
Наприклад, ширина сходів 90 см при тій же висоті поверху. Тоді довжина шляху буде дорівнює
L = 2 * 3,14 * 90 * 2/3 = 376,8 см.
Правила споруди ступенів і подступенок.
При такій же кількості ступенів ширина їх виходить рівної 376,8 / 16 = 23,5 см. Можна залишити і такий розмір, але для більшої зручності та безпеки все ж краще його збільшити до 25 см. Тоді зміниться кількість підйомів: 376,8 / 25 = 15. Висота подступенка при цьому вийде 280/15 = 18,7 см, що теж відповідає правилам ергономіки. Слід нагадати, що якщо висота сходів не ділиться без остачі на величину подступенка, то нижчий щабель роблять менше, а все решта - рівними по висоті.
Якщо у вашому проекті передбачена гвинтові сходи з поворотом не так на 360 , а менше, то потрібно врахувати, що в міру підйому зменшується загальна висота, і якщо ви робите верхню площадку шириною в 3-4 ступені, то при заході на сходи вона у вас виявиться прямо над головою. Наприклад, при подступенке в 16,5 см і при висоті поверху 2,8 м на четвертому підйомі висота зменшиться на 66 см, в запасі залишиться більше 2 м, а це значить, що в даному випадку можна робити майданчик шириною в 4 ступені.
Використання методу підбору при розрахунках
Схема пристрою гвинтових сходів.
при розрахунку гвинтових сходів важко дотримуватися строгих правил. Зазвичай прораховуються різні варіанти, при цьому крім зручності і безпеки приймаються до уваги такі фактори, як планування, естетичні параметри, властивості матеріалу, з якого буде виготовлятися сходи.
Більш жорсткі вимоги предявляються до підбору висоти ступенів. Ширина проступів в даному випадку менш важлива, оскільки конструкція ступенів така, що ширина їх неоднакова по довжині. Крім того, кожна людина буде підніматися і спускатися по різних траєкторіях - хтось пройде ближче до центру, хтось віддасть перевагу пройти ближче до краю, де ступені ширші. А якщо взяти до уваги той факт, що лівою і правою ногою людина неминуче буде наступати на ділянки різної ширини, то стає зрозуміло, що в даному випадку ширина проступи - величина досить умовна.
Тому при проектуванні гвинтових сходів прораховують кілька різних варіантів висоти ступенів, визначають, яке виходить їх кількість, і вибирають той, при якому отримані результати найбільше відповідають прийнятим нормам.
Потрібно відзначити, що розміри будь-якої конструкції повинні відповідати загальному стилю і плануванні будинку. Деревяні елементи інтерєру повинні мати достатні розміри, щоб не виглядати занадто легковажним і неміцними, а ковані металеві вироби повинні бути досить повітряними, щоб не обтяжувати простір приміщення.
Визначення дійсних розмірів гвинтових сходів
Всі наведені вище розрахунки - це геометричні показники. Однак всі елементи сходів мають реальні розміри, які визначаються конструктивно. Зовнішня ширина ступенів розраховується за формулою:
А = 2 R / n, де
R - розрахункова ширина сходів від центру до краю просвіту;
n - кількість ступенів.
Вузька частина проступей приймається шириною не менше 150 см. Цей розмір обумовлений тим, що за основу конструкції зазвичай беруть металеву трубу діаметром 50 мм, під яку в дошці роблять відповідний отвір. Між ступенями вставляються циліндричні втулки-проставки, між дошкою і проставкой може вставлятися шайба в залежності від конструкції і дизайнерського рішення. Для міцності конструкції між краєм отвору під центральний стрижень і краєм самої ступені повинно бути відстань, одна з, ніж діаметр отвору.
Наявність центрального стрижня не завжди обовязково. Дизайнерські та конструктивні рішення настільки різноманітні, що часом доводиться дивуватися, наскільки цікавими можуть бути інженерні рішення. Однак завжди буде присутній елемент, що несе основне навантаження, до якого будуть кріпитися інші частини споруди.
Вузька частина ступені зєднується з широкою за прямими лініями. При цьому в центральній частині сходи виходить перекриття (забіг) ступенів. Оскільки в гвинтових сходах ступені завжди відкриті, то наявність забігу цілком прийнятно, а в деяких випадках його роблять по всій довжині щаблі.
