Конструкции винтовой лестницы

Главным элементом лестницы, который позволяет достичь РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕР№ цели – перемещения РїРѕ вертикали, – является ступень. Форма Рё взаиморасположение ступеней обуславливают РґРІР° основных типа конструкций лестниц – РїСЂСЏРјСѓСЋ Рё винтовую лестницы. Ступени, ширина которых увеличивается РѕС‚ РѕРґРЅРѕРіРѕ конца Рє РґСЂСѓРіРѕРјСѓ, установленные РЅР° центральной стойке или иным СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј Рё, расположенные РїРѕ РєСЂСѓРіСѓ, образуют винтовую лестницу.


Р РёСЃ. 1.
Сравнительные характеристики площадей винтовой и прямой лестниц со ступенями длиной 1000 мм (стрелками указано направление движения):
1 – винтовая лестница;
2 – прямая лестница;
a – промежуточная площадка

Конструкция винтовой лестницы имеет как достоинства, так и определенные недостатки. Основным преимуществом винтовой лестницы является меньшая (по сравнению с лестницей прямой) площадь, ею занимаемая.

В большинстве случаев винтовая лестница умещается в окружность, центром которой служит опорная стойка, а радиус определяется длиной ступени. При длине ступени 1000 мм и одинаковой высоте подступенка (даже без учета возможной промежуточной площадки) винтовая лестница занимает места примерно в полтора раза меньше, чем прямая (см. рис. 1).

Но уже при длине ступени 1500 мм, при равных прочих характеристиках, площади, занимаемые винтовой и прямой лестницами, сравниваются. Дальнейшее увеличение длины ступени приводит к значительному увеличению площади, на которой располагается винтовая лестница.


Р РёСЃ. 2.
Ширина проступи забежной ступени
1 – ширина РЅР° пути движения правой РЅРѕРіРё;
2 – ширина РЅР° пути движения левой РЅРѕРіРё

Следует также учитывать, что оптимальный путь передвижения по винтовой лестнице проходит примерно по середине марша, при этом должна быть обеспечена возможность опоры на перила. Из этого следует, что длина ступени в винтовой лестнице имеет конечные размеры.

Р’ СЃРІСЏР·Рё СЃ этим выявляется главный недостаток винтовой лестницы – слишком малая ширина проступи РЅР° линии движения. Именно этим определяется распространенная практика выполнения ступеней без подступенков. Надо учитывать, что ширина проступи винтовой лестницы неодинакова РІ местах РѕРїРѕСЂС‹ РЅР° нее левой Рё правой РЅРѕРіРё (СЃРј. СЂРёСЃ. 2).


Р РёСЃ. 3.
Винтовая лестница "самба" с проступями "утиный шаг"
1 – проступи;
2 – перила

Для ноги, которая расположена ближе к центральной стойке винтовой лестницы и, соответственно, опирается на участок проступи меньшей ширины, повышается опасность соскальзывания, особенно при движении вниз.

Отсутствие подступенка позволяет части ступни размещаться Р·Р° внутренней РєСЂРѕРјРєРѕР№ проступи РїРѕ С…РѕРґСѓ движения вверх. Именно РІ СЃРІСЏР·Рё СЃ вышеперечисленными обстоятельствами винтовые лестницы чаще применяются РІ качестве дополнительных Рё декоративных Рё значительно реже – РІ роли основных.


Р РёСЃ. 4.
Винтовая лестница на изогнутых тетивах
1 – тетивы

Оригинальная конструкция винтовой лестницы, которая позволяет устранить проблему недостаточной ширины проступи и связанные с этим неудобства, известна под названием «самба» (см. рис. 3). В такой винтовой лестнице используются проступи со сложной конфигурацией «утиный шаг». Обычно эти проступи применяются в прямых лестницах с большим углом наклона.

Поскольку в данном случае проступи имеют неодинаковую на своем протяжении ширину, то они в некотором роде являются забежными, причем поочередно противоположно направленными. Использование проступей «утиный шаг» в конструкции винтовой лестницы, где все ступени по определению являются забежными, требует остроумного проектного решения.


Р РёСЃ. 5.
Винтовая лестница без центральной стойки и тетив
1 – проступи;
2 – балясины;
3 – поручни;
4 – стойки перил

При проектировании винтовых лестниц следует исходить из того, что ширина проступи на линии движения (т. е. по середине марша) не может составлять менее 200 мм, а на расстоянии 150 мм от центральной стойки должна быть не меньше 100 мм.

При использовании винтовой лестницы в качестве основной проступь выполняется длиной не менее 800 мм, а проем в перекрытии должен иметь диаметр от 2000 мм.

Если винтовая лестница играет роль дополнительной, то длина проступи РІ 550–600 РјРј вполне достаточна Рё требует проема РґРѕ 1400 РјРј. Такая конструкция винтовой лестницы является компактной, Рё основная область ее применения – обеспечение доступа РІ чердачное помещение.

Кроме этого, параметром, определяющим удобство винтовой лестницы в эксплуатации, является высота прохода, которая не может быть меньше 2000 мм.

Существует несколько видов несущих конструкций для винтовых лестниц и, соответственно, способов крепления ступеней на них. Можно выполнить винтовую лестницу на основе тетив (опорных балок, расположенных по бокам от ступеней).

Р РёСЃ. 6.
Винтовая лестница с центральной опорной стойкой
1 – фланец РЅР° нижнем конце
центральной стойки;
2 – центральная опорная стойка;
3 – забежные ступени;
4 – опорные кронштейны;
5 – поручни;
6 – стойки перил

В этом случае тетивы имеют изогнутую спиралевидную форму и выполняются из склеенных деревянных элементов (см. рис. 4). Надо заметить, что изготовление таких опорных конструкций связано с большими трудностями и требует специальных навыков.

Кроме того, можно выполнить винтовую лестницу вообще без опорных балок (см. рис. 5). В такой конструкции забежные ступени соединяются друг с другом, а также с перилами, которые в свою очередь крепятся к балясинам (начальным и заключительным стойкам перил).


Р РёСЃ. 7.
Фланец для крепления центральной стойки к полу
1 – фланец;
2 – центральная стойка;
3 – нижняя деревянная втулка;
4 – металлическая шайба;
5 – анкерные болты

Также к балясинам крепятся первая и последняя ступени. Последняя ступень в свою очередь фиксируется на перекрытии. Нагрузки в такой винтовой лестнице определенным образом распределяются по всей конструкции.

Наиболее традиционный Рё часто используемый тип винтовой лестницы – это конструкция СЃ центральной РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ стойкой (СЃРј. СЂРёСЃ. 6). Поскольку такая стойка является несущей конструктивной РѕСЃРЅРѕРІРѕР№ винтовой лестницы, наиболее рационально выполнить ее РёР· толстостенной металлической трубы диаметром 50 РјРј.


Р РёСЃ. 8.
Расположение элементов винтовой лестницы на центральной стойке
1 – центральная стойка;
2 – проступь;
3 – деревянные втулки;
4 – промежуточные металлические шайбы

Центральная стойка винтовой лестницы должна располагаться строго вертикально – это контролируется СЃ помощью строительного отвеса. РћСЃРѕР±РѕРµ внимание необходимо уделить креплению центральной стойки Рє полу, поскольку место крепления воспринимает нагрузки РѕС‚ веса самой винтовой лестницы Рё перемещающихся РїРѕ ней людей.

Опорная стойка может быть забетонирована в пол (с использованием растяжек) или зафиксирована с помощью анкерных болтов.

Анкерные крепежные изделия можно использовать и в случае крепления опорной стойки к деревянному полу. Для применения анкеров нижний конец стойки должен быть оборудован фланцем с отверстиями (см. рис. 7). На укрепленные в полу анкерные болты устанавливается фланец, и затем на болтах затягиваются гайки.


Р РёСЃ. 9.
Схема построения проступей для винтовой лестницы

Для размещения ступеней винтовой лестницы на центральной стойке в них заранее высверливаются отверстия, которые находятся в узкой части проступи и имеют диаметр, соответствующий диаметру центральной стойки.

Теперь необходимо разместить проступи на должном расстоянии друг от друга по вертикали. Это расстояние определяется высотой подступенка.

Для решения такой задачи применяются втулки, имеющие размер, соответствующий высоте подступенка за вычетом толщины доски, из которой выполняется проступь (см. рис. 8). Кроме того, между втулкой и проступью располагается металлическая шайба, которая служит прослойкой между деревянными деталями винтовой лестницы и предохраняет их от деформации в местах соприкосновения.

Р РёСЃ. 10.
Взаиморасположение и крепление соседних проступей винтовой лестницы
1 – верхняя проступь;
2 – нижняя проступь;
3 – место крепления РѕРїРѕСЂРЅРѕРіРѕ кронштейна

Толщину шайб следует учитывать при изготовлении втулок. Если этого не сделать, то реальная высота винтовой лестницы может превысить проектную на несколько сантиметров.

Втулки выполняются из древесины и имеют внутренние отверстия диаметром, соответствующим диаметру центральной стойки. Все втулки выполняются одинаковыми, за исключением нижней, при изготовлении которой следует учитывать особенности места крепления опорной стойки к полу.

Обычно высота подступенка РІ конструкции винтовой лестницы составляет 180–200 РјРј, что несколько превышает подобный размер для РїСЂСЏРјРѕР№ лестницы. РќР° практике эта величина может слегка изменяться РІ ту или РґСЂСѓРіСѓСЋ сторону. Это зависит РѕС‚ расстояния между перекрытиями (РѕС‚ СѓСЂРѕРІРЅСЏ чистого пола РѕРґРЅРѕРіРѕ этажа РґРѕ СѓСЂРѕРІРЅСЏ чистого пола следующего этажа) Рё количества ступеней.

Главная трудность при проектировании винтовой лестницы состоит в определении формы и размеров проступей. В отличие от прямой лестницы, где проступи имеют одинаковую ширину и прямоугольны в плане, винтовая лестница подразумевает использование забежных ступеней, а ширина подобных ступеней увеличивается по направлению от центральной стойки к наружному контуру.

Р РёСЃ. 11.
Вариант конструкции ограждения винтовой лестницы
1 – проступи;
2 – ограждения РёР· прямоугольных Р±СЂСѓСЃРєРѕРІ

Прежде всего следует определить габариты проема в перекрытии (от этого зависит длина проступи) и расстояние между этажами (это определяет количество ступеней). Также необходимо установить угол поворота винтовой лестницы.

Предположим, что мы проектируем винтовую лестницу с углом поворота 360 градусов, т. е. окончание марша параллельно его началу.
Длину проступи определим в 1000 мм. Определив количество ступеней (допустим, их будет 16), делим соответствующим числом радиусов окружность на чертеже (чертеж выполняется в соответствующем масштабе). На первый взгляд мы имеем перед собой изображение нашей винтовой лестницы сверху, однако это не так.

Не следует забывать, что в конструкции винтовой лестницы проступи располагаются «внахлест» и в плане перекрывают друг друга. При выбранных нами показателях ширина проступи, если ее определять на чертеже от одного радиуса до соседнего, будет меньше необходимых 200 мм.

Радиусы, которые делят окружность на чертеже, мы условно обозначим как центральные линии (ось симметрии) проступи и от одной из них будем строить проекцию данного элемента винтовой лестницы (см. рис. 9). Эту линию следует разделить пополам (точка А) и через указанную точку провести перпендикулярный линии отрезок.

Данный отрезок с центром в точке А будет обозначать середину проступи, где ее ширина должна быть не менее 200 мм. Оптимальная ширина проступи в нашем случае будет составлять 220 мм. Длина отрезка должна в масштабе соответствовать требуемой в этом месте ширине проступи. Концы отрезка обозначим как А1 и А2.

Далее от центра окружности отложим на центральной линии проступи расстояние, соответствующее в масштабе регламентированным 150 мм, и обозначим это как точку В. В этом месте ширина проступи не может быть меньше 100 мм.

Проведем перпендикулярный отрезок с центром в точке В. Длина этого отрезка соответствует в масштабе ширине проступи. Концы отрезка обозначим как В1 и В2. Теперь проведем две прямые через точки А1, В1 и А2, В2.
Не следует забывать, что проступь в узкой части должна быть оборудована отверстием для центральной стойки, при этом прочность ступени не может быть снижена. Для этого проступь выполняется по форме, напоминающей классическую замочную скважину.

Р’РѕРєСЂСѓРі РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ стойки расположен круглый участок проступи радиусом 80–100 РјРј. Построим РЅР° чертеже соответствующую окружность (РІ масштабе), РїСЂРё этом ее центр будет совпадать СЃ центром РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕР№ окружности. Обозначим точки пересечения прямых, проходящих через точки Рђ1, Р’1 Рё Рђ2, Р’2, Рё обеих окружностей как РЎ1, РЎ2, D1, D2.

Таким образом необходимый контур проступи складывается из отрезков С1-D1, С2-D2, малой дуги С1-С2 и большой дуги D1-D2. Теперь можно перевести получившиеся размеры в реальный масштаб и изготовить правильно построенную проступь.
Проступь выполняется из прочной древесины и имеет толщину, как правило, 50 мм. Существуют конструкции с проступями, толщина которых уменьшается по мере удаления от центральной стойки, однако выполнение подобных элементов весьма трудоемко. Обычно проступи располагаются внахлест и при взгляде сверху частично перекрывают друг друга.

Это позволяет устанавливать между задней кромкой широкой части нижней проступи и передней кромкой широкой части верхней проступи опорные кронштейны, что увеличивает надежность конструкции (см. рис. 10). Кроме того, на широких концах проступи предварительно высверливаются отверстия для установки ограждений.

Работы по сборке винтовой лестницы следует выполнять в определенном порядке. После установки и закрепления центральной стойки на нее поочередно устанавливаются втулки и проступи, перемежающиеся металлическими шайбами. Затем нанизанные на стойку проступи разворачивают веером и они занимают свои места по окружности.
Винтовая лестница может иметь направление подъема как против, так и по часовой стрелке, но наиболее часто встречается последнее. Следует уделить особое внимание правильной ориентации в помещении первой и последней ступеней.
Далее между широкими частями проступей устанавливаются и закрепляются опорные кронштейны. После этого на верхнее окончание центральной стойки (оборудованной резьбой) надевается и затягивается гайкой последняя втулка.
Эту гайку целесообразно дополнить декоративным оголовком. Последняя ступень винтовой лестницы фиксируется на перекрытии с помощью крепежных изделий и металлических элементов.

И, наконец, устанавливаются стойки перил и поручни винтовой лестницы. Конструкция поручней может иметь криволинейное очертание (что достаточно трудоемко в исполнении) или состоять из прямых брусков (см. рис. 11).

Получившаяся в итоге винтовая лестница вполне способна нести соответствующие нагрузки и выполнять свое предназначение.