Расчет параметров винтовой лестницы

Процесс изготовления составляющих частей конструкции начинается, прежде всего, с расчетов. При этом точность их проведения прямо пропорциональна уровню безопасности лестницы в целом.

Чтобы разобраться, как выполняются расчеты, предлагается взять для наглядности конкретный пример со среднестатистическими показателями. Допустим, что ширина лестничного прохода составляет 90 см (как правило, ее размеры варьируются от 70 до 100 см), высота – 270 см, а диаметр опоры – 30 см.

Далее расчеты производятся по следующей схеме:

Определяем диаметр винтовой лестницы, то есть вид сверху в проекции. Для этого ширину лестничного прохода увеличиваем в два раза и прибавляем к полученной цифре диаметр центральной стойки:

(90×2)+30=210 см

Делаем рисунок будущей конструкции. Правильно выполненные чертежи винтовой лестницы из дерева – это гарантия получения хорошего результата.

На листе бумаги чертим окружность, диаметр которой мы получили в предыдущем пункте (210 см). Для удобства рекомендуется использовать масштаб 1:10. Таким образом, диаметр окружности на чертеже составит 21 см.

Чтобы отобразить на рисунке траекторию перемещения человека по лестнице, внутри чертится еще одна окружность. Ее радиус равняется сумме радиуса опоры и лестничной ширины, деленной на 2.

(90+15)/2=52.5см

Рассчитываем число ступеней в каждом витке. Чтобы получить этот параметр, необходима средняя ширина ступени. Учитывая, что обычная ширина этой части конструкции составляет у внешнего ограждения 40–45, то для расчета берется приблизительно середина (траектория перемещения человека) – 25 см.

Для получения точного количество ступеней следует разделить длину окружности, отражающую траекторию движения, на среднюю ширину ступеньки.

(2×3,14×52,5)/25=13,18

Округлив, получим результат 13 ступеней.
Находим высоту ступеней. Делим первую окружность на 15 частей одинакового размера. При этом следует учитывать, что расстояние между первой и последней ступенькой приблизительно равняется росту высокого человека. К примеру, 1м 90 см. К этому показателю добавляется сверху 10 см резерва и толщина ступени 3 см.

190+10+3=203 см

Определяем высоту каждой отдельной ступени. Для этого высота витка делится на количество ступеней:

203/13=15,61

Чтобы подсчитать, сколько будет всего ступеней в лестнице, необходимо высоту всей конструкции разделить на высоту ступени.

270/15=18

Исходя из имеющихся расчетов, можно подсчитать, сколько оборотов совершает лестничная конструкция за весь подъем:

18/13=1,38

Важные нюансы при расчетах и монтаже

Даже небольшие погрешности, допущенные при расчетах, изготовке или установке конструкции, способны привести к тому, что лестница будет небезопасна при подъеме и спуске. Поэтому в процессе работы не рекомендуется пренебрегать правилами и рекомендациями профессионалов:

  • середина ступени – это место, куда чаще всего ступает нога человека при подъеме и спуске; для уверенного шага ее ширина должна быть не меньше 20 см.
  • минимальный диаметр опоры равен 5 см.
  • винтовая лестница и подступенки – это не лучшее сочетание; они мешают полностью поставить стопу, что опасно соскальзыванием ноги и получением в результате этого травмы.
  • в одном лестничном витке должно быть минимум 11 ступеней.
  • высота витка определяется исходя из роста самого высокого члена семьи плюс запас до 20 см; если проигнорировать данную рекомендацию, то при поднятии и спуске придется в некоторых местах наклоняться, чтобы не получить травму головы.

Как построить винтовую лестницу своими руками

Если речь идет про наружные лестницы, выполняющие чисто служебные функции, упор надо сделать на прочность и долговечность, а значит и составляющие необходимо выбирать соответствующие. Такие изделия не требуют дополнительной отделки и называются открытыми.

Если же предполагается изготовление винтовых лестниц для дома и дачи, то для придания внешней привлекательности, металлический каркас следует обшить декоративными панелями, поставить деревянные ступени, алюминиевыми перилами и поручни из массива или ПВХ. Это закрытый вариант.

Поворотная лестница на двух косоурах

Если предполагается делать лестницу на двух косоурах, то их длины будут равны 8,5 м для внешнего и 3,8 м для внутреннего (рассчитано ранее). Вы можете заказать сварку профиля на металлобазе или изготовить каркас из стали своими руками.

Вам понадобится металлический профиль с прямоугольным сечением. Вырезаем из него «косынки», одни по высоте подступенка, другие по глубине проступи. Далее свариваем их вместе под прямым углом. В итоге должен получится каркас в форме «лесенки».

Если Вы решили построить винтовую лестницу с открытым каркасом, который виден и не скрыт обшивкой, то тщательно поработайте со сварочными швами, чтобы их не было заметно. Готовую конструкция покройте эмалью.

Далее устанавливаем деревянные ступени. Проступь можно прикрутить саморезами к профилю или закрепить с помощью уголков, установленных во внутренней части каркаса.

Обязательно установите ограждения. По внешней стороне марша перила из нержавеющей стали можно приварить к каркасу ступеней, а по внутренней – прикрепить к стене. Стену внизу лучше защитить калошницей. Стойки перил привариваются на расстоянии 60 см друг от друга. Высота поручня – 90 см, пространство между стойками должно быть закрыто панелями или леерами. Также можно установить алюминиевые перила для лестниц. Отделка металлической лестницы завершена.

Модульная винтовая лестница на центральном косоуре

Сборная или модульная лестница в основе имеет один косоур, состоящий из отдельных секций, которые образуют жесткую несущий элемент — хребет, именно поэтому подобная конструкция также носит название «хребтовая лестница». Каждая секция выставляется по высоте и направлению и закрепляется. Под каждую четвертую ступень устанавливается стойка-опора. Сборные лестницы имеют простую конструкцию и устанавливаются за считанные часы.

После того, как металлический каркас смонтирован, необходимо установить деревянные ступени. Это делается с помощью саморезов. Сборные винтовые лестницы из нержавейки не нуждаются в дополнительной отделке и прекрасно вписываются в современный интерьер.

Видео инструкция по сборке модульной лестницы

Спиральная лестница на столбе

Изделие с центральным столбом или опорной трубой — классическая конструкция винтовой лестницы, пригодная для любых помещений. Она очень компактная, простая в изготовлении и монтаже. Давайте посмотрим как сделать винтовую лестницу своими руками.

Для каркаса центрального столба понадобится толстостенная труба соответственной длины. И труба потоньше и большего диаметра для изготовления гильз. Последнюю нужно нарезать на равные части так, чтобы получились гильзы высотой 230-260 мм. Отрезать надо строго перпендикулярно трубе, иначе ступени будут под наклоном.

Плотность установки гильз, которые мы будем нанизывать на центральную стойку, должна быть максимальной – без перекосов и щелей. Если вы выбрали слишком большой диаметр гильз, у Вас образуются зазоры. Чтобы их закрыть можно сделать кольца-уплотнители из трубы нужного диаметра. Потом кольца ввариваются в гильзы и шлифуются фрезером.

Чтобы изготовить ступени одинаковой формы можно использовать специальный кондуктор. Мы его сделаем из деревянных кусочков ДСП и оправки для трубы.

Теперь свариваем части ступеней под нужным углом, вкладывая их в кондуктор. Одновременно привариваем ступень к гильзе. По завершению отчищаем швы от заусенцев.

Монтаж модульной лестницы заключается в том, чтобы аккуратно нанизать гильзы на центральную стойку и разместить получившуюся конструкцию в подготовленном месте. Для большей надежности и устойчивости нижний конец стойки можно залить бетоном.

Когда установка винтовой лестницы завершена, выставляем ступени в нужные положения, придерживаясь необходимого угла. Надежно фиксируем и свариваем гильзы между собой. После грунтовки и окраски поверхностей конструкции, укладываем ступени на получившийся каркас. По необходимости проводим отделку металлической лестницу декоративным элементами. Сборка винтовой лестницы окончена.

Видео: монтаж винтовой лестницы с центральным столбом

Как делается винтовая лестница своими руками из дерева и пластика

Для того чтобы изготовить лестницу своими руками, необходимо взять пластиковые следующее: трубы, фитинги, карандаш, рулетка, спирт, вата, труборез, аппарат для сварки. Из труб мастерить несложно, немного знаний и навыков, и все должно получиться.

Работа выполняется следующим образом:

  • Необходимо составить проект, схему;
  • Трубы нарезаются;
  • Аппарат включается и хорошо прогревается;
  • Концы трубы и фитинги обезжириваются;
  • Разогреть трубу и фитинг;
  • Соединить элементы и оставить остужаться.

Лестница из пластиковых труб своими руками – это отличный вариант для дачи или загородного дома. Так можно собрать конструкцию для сада, для бассейна, чердака. Из пластиковых труб легко можно сделать множество оригинальных поделок, стульев, поддонов и др.

Представленные конфигурации

Модная лестница с кованым ограждением

При упоминании винтовых лестниц из металла рисуются клиновидные ступени, которые располагаются вокруг центрального стального столба. Это наиболее популярный тип конструкции, нередко представленный в виде сборного изделия. Отличительные его особенности – простота сборки и сравнительно низкая цена. Модельный ряд составляют следующие модификации:

  • сборные;
  • сварные;
  • кованые;
  • литые.

Для двух последних типов характерны изящный оригинальный дизайн и достаточно высокая цена. Для художественной ковки зачастую используют сталь, тогда как для литья – чугун или бронзу. Сборные конструкции изготавливают из алюминия или металла с хромовым покрытием. Их сборку несложно осуществить своими руками.

Несложную конструкцию имеют сварные варианты. Они могут выполняться в различном дизайне. Ввиду сравнительно простого устройства соорудить такую модель можно своими руками. Ниже будет представлен алгоритм работ. При этом из металла можно выполнить только каркас сооружения, а отделать его любым подходящим материалом – деревом, натуральным или искусственным камнем. Ступени лестницы винтовой металлической «Каскад» не имеют облицовки, но выполнены с антискользящим покрытием.

Проектирование

На этапе создания проекта основная сложность возникает с расчетом всех необходимых параметров и размеров. Можно обратиться в специальное архитектурное или дизайнерское бюро, которые в течение дня предоставят вам все необходимые чертежи. А можно попытать счастья самостоятельно и разработать план-схему изготовления и установки винтовой лестницы.

Размеры подъемной конструкции серпантинного типа имеют следующие отправные точки:

  • ступени – ширина, длина и расстояние между ними;
  • ось – толщина стен и диаметр столба;
  • подступенки – наличие или отсутствие, при первом варианте пересматривается пункт номер 1;
  • виток – высота, комфортная не только для подъема или спуска человека (крутой или пологий), она также должна соответствовать росту самого высокого человека в семье, чтобы не биться головой о следующий виток лестничного винта.

Первым делом принимаются за расчет размеров основных деталей и сам чертеж проекта. Чтобы рассчитать все необходимые параметры, существует специальная строительная формула, в которой не просто разобраться с первого раза. Предлагаем вам сделать все расчеты на примере конкретных цифр. Так будет понятнее.

Для примера будут взяты среднестатистические данные виртуальной винтовой лестницы. Ширина марша – 90 см, высота конструкции – 2 м 70 см, диаметр центрового столба – 30 см.

Для начала нам необходим общий диаметр винтовой лестницы. Найти эту величину поможет формула, в которой необходимо ширину марша умножить на 2, а к полученному результату прибавить диаметр столба. На выходе получаем такой пример: 90 см х 2 + 30 см = 210 см или 2 м 10 см.

Следующим элементом для измерения будет траектория человека, движущегося по этой лестнице. Здесь формула диктует нам сложить радиус основной трубы с шириной марша. Затем все это делится пополам: (150 мм + 900 мм): 2 = 525 мм – радиус окружности траектории человека.

Теперь рассчитываем количество ступеней на заданную высоту лестницы. Вначале определяем длину окружности траектории ходьбы человека по формуле 2хПхR. Получается цифра 3 297. Далее берем ширину средней части ступени винтовой конструкции (обычно она составляет 20-25 см), делим полученную длину окружности на нее. Получаем 3 297: 250 мм = 13,188. То есть ступеней в конструкции должно быть 13 штук. Чаще всего профессионалы округляют полученный результат в большую сторону.

Необходимо определить, на каком расстоянии друг от друга будут располагаться ступени, то есть их высоту. В первую очередь вычисляем высоту от верхней ступени до нижней. Примерная толщина стандартной ступени составляет 30 мм. Максимальный рост члена вашей семьи (1900 мм) с припуском в 100 мм, это надо сложить с предыдущим параметром. Итого получаем – 2030 мм.

Высота между ступенями равна отношению высоты витка (2030 мм) к количеству ступеней (13-14). Получаем цифры 156,15 мм и 145 мм соответственно.

Как сделать винтовую лестницу на второй этаж своими руками

Для сооружения опорной конструкции применяются бетонные, металлические, деревянные и кирпичные столбы. Они прикрепляются при помощи приваренных к трубе элементов, болтов и муфт.

Установка опоры

Ступени легче всего закрепляются к стойке из дерева. Для этого используются бруски, металлические уголки и т. д. Стойка должна прочно закрепляться и способна выдерживать суммарную массу всех комплектующих частей и человека с большой массой тела.

Вдобавок к этому, основной опорный столб обязан прочно соединяться с нижней и верхней частью конструкции. Диаметр деревянной или бетонной стойки должен составлять от 150 -500 мм и более, тогда как металлическая конструкция не должна быть менее 50 мм.

Монтаж ступеней

Чтобы жильцам было удобно передвигаться, необходимо правильно разместить оси. Зачастую для них устанавливают каркас, который предварительно изготавливается под конечную форму. Мастера советуют применять уголки, а саму опору наваривать в виде прямой пластины.

Можно соединить между собой 2 металлических профиля в виде перевёрнутой Т- образной подставки. Именно на неё впоследствии можно разместить ступени. Эта технология позволяет корректировать габариты ступеней в любой момент.

Деревянные марши могут включать в себя крепления для оси, а также специальные больца, в том случае, если комбинировать их с нержавейкой.t goes here

Ограждения и перила

На последнем этапе устанавливается ограждение. Для лестниц такого плана оно выполняется не только в качестве безопасности, но и в роли декоративного элемента в сочетании с кованными вставками, изогнутыми деревянными элементами. Чаще всего за основу берут металлические трубы. Такая конструкция смотрится довольно эффектно.

Деревянную конструкцию рационально устанавливать балясины из аналогичного материала. Главная трудность заключается в том, что монтировать закруглённые перила довольно трудно.

Чтобы создать необходимую форму, дерево придётся вымачивать и сушить по специальным технологиям. Мастера рекомендуют использовать материалы, имитирующие фактуру древесины. К ним относятся изделия на основе ПВХ.

Сооружение винтовой лестницы – сложный процесс, нуждающийся в серьезном подходе. Зачастую такую работу поручают профессионалам, но если жильцам всё же хочется соорудить винтовую лестницу своими руками, первым делом необходимо спроектировать и произвести все расчёты, и произвести строительные работы с соблюдение всех вышеописанных правил.

Винтовые лестницы своими руками. Как выбрать, сделать чертежи и установить

Компактная конструкция винтовой лестницы идеально сочетает в себе легкость и прочность, вносит в интерьер элемент оригинальности и необычности, вместе с тем имеет ряд других, практичных и прикладных преимуществ.

Рассмотрим технологию устройства винтовой лестницы, какой материал использовать, как рассчитать и как изготовить элементы конструкции.

Винтовая лестница своими руками

Нюансы монтажа винтовых лестниц своими руками

Монтаж лестницы начинают с разметки. Предварительно место установки уже определено, и все детали выполнены по размерам. Точная разметка делается в уровне потолка, под вырез в перекрытии для устройства прохода на следующий этаж.

Отмечают точку центра выреза на потолке и определяют ее проекцию на полу, с помощью отвеса. Нижняя точка станет центром установки опорного столба. Затем делают вырезку проема в перекрытии и его декоративное оформление и отделку.

При варианте монолитной бетонной или кирпичной стойки делается разметка для крепления анкеров или кронштейнов для последующего крепления ступеней. При использовании готовых комплектов винтовых лестниц и опорную стойку, и ступени монтируют параллельно.

Отделка деревянной лестницы может быть выполнена с использованием краски по дереву или, для подчеркивания рисунка древесины, морилкой и лаками, колерованными или бесцветными.

Материалы в винтовых лестницах

Важным критерием при выборе лестницы является материал. От него зависит прочность и долговечность лестницы, технологии монтажа, стоимость, соответствие стилю интерьера. Главными видами материалов для сооружений являются:

  • металлы;
  • дерево;
  • пластик;
  • стекло.

Воздушная винтовая лестница из стекла

Они могут комбинироваться в целях придания требуемых эстетических и функциональных показателей. К примеру, металлические элементы, обладающие высокой прочностью, применяются в местах повышенной нагрузки, пластик может дублировать различные детали лестницы, обеспечивая практичность, долговечность. В создании современных конструкций все чаще используется стекло. Повышенная прочность закаленного материала, триплекса позволяет изготавливать надежные стеклянные ступени.

Как сделать винтовую лестницу своими руками

В целях достижения долговечности, надежности и повышения безопасности
следует придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Винтовая конструкция, у которой внутренняя кромка горизонтальной плоскости является
    свободной, уменьшает опасность соскальзывания при подъеме и спуске по узкой
    части степеней. Подобный вариант называют лестницей без вертикальной плоскости,
    и она имеет более высокие показатели безопасности.
  2. Передвижение по лестнице обычно происходит по середине ступеней, поэтому рекомендуется делать их шириной около 20 сантиметров. Уже в 15-ти см от центральной опоры
    ширина ступеней должны быть не меньше 10-ти см.
  3. Длина ступеней зависит от назначения лестницы. В случае редкого использования можно
    ограничиться размером в 0,6 м при диаметре 1,4 м. Оптимальный размер несколько
    больше: ступени – 0,8 м, диаметр – около 2 м.
  4. При расчете проектных данных следует предусмотреть, чтобы высота для прохода
    человека обеспечивала возможность передвижения по следующему витку, что
    составляет около двух метров.
  5. Для центральной опоры оптимальным представляется использование толстостенной
    металлической трубы (диаметром около 50 мм), что придает всей конструкции
    необходимую крепость. Опора должна устанавливаться точно вертикально, а точка,
    на которую она опирается, должна обладать способностью нести всю нагрузку.
  6. При деревянном покрытии вертикальная стойка монтируется с помощью анкерных болтов и
    необходимого крепежа. Возможен вариант крепления путем заливки бетоном с
    применением растяжек.
  7. Чтобы закрепить ступени на центральной стойке, с узкой стороны ступени сверлят
    отверстия с диаметром, который равен диаметру стойки. Ступеньки устанавливаются
    посредством втулок, их высота должна быть такой же как высота вертикальной
    плоскости. Горизонтальные плоскости и втулки необходимо проложить шайбами, предохраняющими
    дерево от деформации. Размер втулок следует рассчитывать, прибавляя размер всех
    шайб, иначе высота всего сооружения получится больше предварительных данных.
  8. Длина ступеней прямо соотносится с размером проема в перекрытии, а их число получим,
    разделив высоту лестницы на 18-20 см (расстояние между ступнями), не забывая
    прибавить толщину ступенек.
  9. Для придания конструкции прочности последующие ступени укладывается с небольшим
    нахлёстом на предыдущие и закрепляются кронштейном, который ставится между смежными
    краями ступеней в их широкой части.

Как сделать винтовую лестницу своими руками

Монтаж винтовой лестницы

Сборка винтовой лестницы ведется в следующей
последовательности: установка несущей стойки, установка в нужном порядке
проступей и втулок. Далее следует монтаж ступеней, учитывая их точное начальное
и конечное положение, в конце выполняется закрепление кронштейнов. Завершается
монтаж крепежом верхней ступени к перекрытию. Остается только поставить перила
и сделать поручни.

Разновидности конструкции

Витые лестничные конструкции бывают разных форм: круговой, многоугольной, полувинтовой, квадратной винтовой и др. Круговые уместны посередине помещений, а многоугольные устанавливаются с примыканием к стене.

Виды винтовых лестниц различаются по способу крепления проступей:

  1. На колонну и стены. У проступей клинообразная форма, узкая сторона крепится к стойке, широкая — к стенам по периметру лестничной конструкции.
  2. Консольное крепление к колонне. Проступи закрепляются только одной стороной на центральной стойке без примыкания к стене другой. Такой способ крепления надежен для малогабаритных винтовых конструкций. Одним из вариантов этого способа является нанизывание проступей узкой стороной на обсадную трубу диаметром от 50 мм.
  3. Без опорного столба. Спиральная тетива служит опорой для проступей и одновременно играет роль ограждения. Такая конструкция выглядит оригинально, но построить ее самостоятельно сложно.

Монтаж тетевы и остальных ступеней винтовой лестницы

Для закрепления следующей ступеньки необходимо точно также установить точки опоры: три стояка с одной стороны на необходимую высоту:

И такой же столбик со второй стороны, который приклеивается к большому столбу клеем и фиксируется шурупом:

Затем устанавливается подступенник, все стыки промазываются клеем, укладывается вторая ступенька и закрепляется шурупами:

Подошло время монтировать тетиву. В данном конкретном случае были определенные сложности с окном. Потребовалось  закрепить специальную опорную доску, в которую будет упираться тетива винтовой лестницы:

Далее измеряется угол, под которым тетива будет прилегать к опорной доске:

Наконец, выпиливается тетива и примеряется. Она изготавливается абсолютно аналогичным образом, что и для прямой лестницы:

Теперь предстоит точно разметить и выпилить в тетиве пазы для вставки следующих двух ступенек. Как это делается, можно подробно посмотреть в статье по изготовлению прямой лестницы на второй этаж (ссылку см. выше):

Примеряется следующая ступенька, вставляется в паз с одной стороны, а со второй — укладывается на опорный брусок:

После примерки ступенька снимается, устанавливается подступенник, стыки промазываются клеем и после этого ступенька устанавливается на место:

Устанавливается следующая ступенька:

Закрепляется подступенник:

Устанавливается завершающая ступенька:

Устанавливается завершающий подступенник:

Преимущества и недостатки

  • Не загромождают пространство, поэтому занимают минимальное количество свободной территории в помещении. Они легко устанавливаются в небольших комнатах;
  • При условии выбора высококачественных материалов и соблюдении всех правил строительства, такая конструкция имеет стильный и современный дизайн, поэтому может являться не только средством передвижения, но и служить украшение дома;
  • В сравнении с другими типами лестниц, стоимость винтовых на порядок ниже, поэтому владельцам дома не приходится ни за что переплачивать;
  • Конструкции можно размещать как у стены, так и посередине комнаты;
  • Марши могут устанавливаться зауженной стороной к основной центральной опоре или широкой части присоединятся к стене.

Винтовые сооружения имеют только один недостаток. Суть в том, что подниматься и спускаться нельзя быстро, и не держаться при этом за перила. В противном случае это может обернуться всевозможными травмами. Чтобы снизить риск получения, предпочтительно устанавливать марши с более широкими ступенями.