Металлическая винтовая лестница: 4 вида и их назначение

Расчет размеров

При изготовлении металлической лестницы в качестве опоры берут стальную трубу с диаметром 50 мм и толщиной стенки не менее 5 мм . Тогда узкая часть проступи должна быть не менее 150 мм , чтобы выполнить отверстие под трубу, так, чтобы между краем отверстия и краем ступени оставалось расстояние не меньше диаметра отверстия. Эти размеры используются при дальнейших расчетах.

Размеры проема

Условные обозначения:

• H – высота проема;
• R – радиус окружности проема;
• R1 – внутренний радиус проема или наружный радиус опорного столба;
• r – радиус пути движения, обычно r = 2/3 R (две трети радиуса окружности проема);
• γ – угол оборота марша вокруг оси в градусах;
• n – количество оборотов марша вокруг оси, то есть n = γ/360°;
• L – полная длина окружности проема;
• l – полная длина окружности по линии движения.

Размеры ступеней

Форма поступи в винтовой лестнице напоминает лепесток, закругленный с узкой стороны, с отверстием в нем для крепления на опорном столбе, поэтому речь идет о защемленной узким концом консоли.

Условные обозначения:

h – длина поступи, h=R–R 1 (если h меньше 1000 мм , то консоль можно выполнять без металлического каркаса только из массива дерева);

W 1 – максимальная ширина консоли, хорда окружности с радиусом R ;

α – угол между радиусами R, проведенными через внешние края ступени;

W – ширина проступи, хорда окружности с радиусом 2/3R;

C – высота ступени;

Z – толщина консоли;

N – общее количество ступеней;

N 1 – количество ступеней в одном витке.

Расчеты количества ступеней и их размеров

Согласно формуле

• L=2πR =2πR,
• l=2π* r =2π*2/3 R =4πR/3;

примерное количество ступеней в одном полном обороте (витке) можно определить, зная среднюю ширину на линии движения W ≥ 200 мм

N 1 = l/ W =3 l /4 πR.

Если стандартная высота одного витка 1900 мм , то с запасом 100 мм

C = ((1900+100)+ Z )/ N 1 и N = H / C .

Дальше уже следуют уточняющие расчеты размеров ступеней:

угол α= γ/ N , тогда ширина консоли W 1 =R*sinα, а ширина проступи на линии движения

W = r* sin α =2/3R* sin α .

Имея под руками таблицы Брадиса, ширину проступи на линии движения подсчитать несложно. Полученное значение должно быть в пределах 150- 200 мм обязательной ширины. Если оно отличается в любую сторону, нужно менять количество ступеней и делать уточняющий расчет. Таким несложным подбором можно установить количество ступеней для комфортного перемещения по винтовой лестнице.

Существует формула, по которой можно проверить оптимальные размеры ступени: если сложить ширину проступи и удвоенную высоту ступени, то сумма должна быть в пределах от 600 до 650 мм (величина среднего шага).

При расчете винтовой лестницы трудно придерживаться всех правил, ведь кроме безопасности и удобства существуют еще планировка, эстетические моменты, прочностные характеристики и геометрические размеры материала, из которого сделана конструкция. Наиболее жесткие требования предъявляются к высоте ступеней. Их ширина в винтовой лестнице не столь важна, потому что она все равно по длине консоли отличается настолько, что даже шаги правой и левой ногой идущего отличаются по величине. Поэтому определяя оптимальное значение размеров ступени, выбирают обычно вариант, в котором именно высота больше всего соответствует нормам.

Типы винтовых лестниц из металла своими руками

Если принято решение сделать лестницу винтового типа, то важно помнить о том, что эти конструкции считаются наиболее травматичными и не особенно безопасными

Стоит заметить, что такое сооружения не устанавливают в местах, где большая проходимость, так как спускаться и подниматься нужно очень осторожно и держась за перила

Винтовые лестницы из металла прекрасно вписываются в любой интерьер вне зависимости от его стиля

В целом конструкция напоминает спиралевидное сооружение с округлым диаметром, а также она делится на 4 основных вида:

1. Конструкция, в которой ступеньки монтируются к опорной стойке, расположенной в центральной части и на поверхность стены по всей протяженности марша.
2. Конструкция, в которой ступеньки будут опираться на поверхность только опорной центральной стойки.
3. Лестница, в которой опора ступенек происходит на гнутую тетиву или ограждение.
4. Лестница, в которой ступени устанавливаются только на опорную стойку.

Если в доме есть маленькие дети, то о безопасности изделия нужно позаботиться максимально тщательно, чтобы исключить падения и получение травм.

Винтовая лестница своими руками из металла: чертежи и советы

Чертежи можно взять готовые, а если есть навыки начертить самому. Сегодня кстати, разработаны специальные программы, которыми тоже можно воспользоваться. Несмотря на то, что винтовые лестничные конструкции являются самыми оптимальными для монтажа в маленьком пространстве, все же необходимо постараться, чтобы их эксплуатационные данные подходили требованиям.

А именно:

• Надежности;
• Эстетичности;
• Комфорта.

Это означает, что ширина марша лестничной конструкции должна быть подходящей не только для подъема и спуска, но и для прохождения мебели, объемных вещей. Спиральная лестничная конструкция диаметром 100 см и менее не подходит данным условиям, так как ширина марша в данном случае будет менее 50 см. Поэтому она может быть смонтирована только в качестве вспомогательного элемента и редко использоваться – для подъема на чердачное помещение или спуска в подвальную комнату.

Также следует правильно выбрать угол наклона. Если он будет более 45 гр., использовать такую лестницу будет опасно, а спускаться с неё, придется спиной вперед и увеличится риск получения травмы. Обязательно необходимо продумать устройство перил, даже если ступеньки широким концом встроены в стену, так как в противном случае детям и людям в возрасте будет трудно сходить/подниматься. Нельзя применять в качестве опоры перегородки из гипсокартона и других непрочных стройматериалов. А ступеньки нужно облицовывать не скользкими стройматериалами, либо прибить на них рифленые накладки.

Лестницы из металла

Глядя на невероятное разнообразие предлагаемых лестниц из металла можно понять, что их сможет своими руками делать даже тот человек, который не обладает опытом в таких воплощениях

Самое важное – сделать выбор в пользу той конструкцию, которую сможет начертить, подготовить и монтировать в пространстве помещения или за пределами

Достоинства

1. Лестницы из металла, которые ведут на второй этаж, способы придумать их в разных дизайнерских решениях.
2. Они могут быть окрашены разными цветами, и потому есть шанс выбирать идеально подходящий под основную интерьерную картину.
3. Материал не подвергается коррозионному воздействию при грамотной обработке, что дает возможность монтировать такие конструкции в разных условиях влажности, а еще при любых условиях климата.
4. Структура изделия надежная и долговечная в плане безопасности. Применение косоуров из металла делает конструкцию куда прочнее.
5. Лестницы могут быть и по простой схеме, и замысловатой.
6. Монтаж изделия весьма простая, и потому ее можно осуществлять даже вдвоем.

Недостатки

1. Основным минусом является громоздкость перил и сходней. Но за счет умения современных разработчиков, вы сможете с легкостью выбрать схему, которая будет по максимуму соответствовать по нагрузку для того или иного помещения.
2. Определенные элементы декора и изгибы сложно воплощать в жизнь без особых навыков.

Если основываться на приоритетах и минусах материала и конструкции в общем, можно делать выбор в пользу или даже против этого решения.

Виды винтовых лестниц из металла

Поскольку лестницу можно изготовить разными способами, то и характеристики, в том числе, динамическую нагрузку, лестница будет выдерживать разную. Все зависит от металла, из которого изготовлена конструкция. И, конечно, технология. А она может быть разной:

• кованая винтовая лестница;
• литая конструкция;

• сварная конструкция.

Конечно, это не означает, что лестница отливается по месту установки, это означает способ изготовления конструктивных элементов. Самые простые в установке — сварные конструкции, поскольку они гибче в выборе как линейных параметров, так и нагрузочных характеристик, поэтому практически все лестницы, которые изготавливаются самостоятельно, выполняются при помощи сварки.

Преимущества винтовой лестницы

Винтовые лестницы говорят о своих обладателях, что они имеют тонкое чувство вкуса, а также наделены редким в наше время прагматизмом. Такие конструкции отличают следующие достоинства:

1. Занимают немного пространства. Конструкциям хватит менее 2 метров квадратных, чтобы расположиться. Их обычно ставят вокруг особой опоры и она будто висит в воздухе. За счет этого, можно сэкономить массу места в апартаментах.
2. Зрительное увеличение высоту в низких комнатах. Сооружение винтовой лестницы будет значительно дешевле, чем внедрение ее маршевого аналога за счет небольшого количества расходных материалов и небольшой трудоемкости процессов.
3. Простота монтажа. Сооружения данного типа отлично впишутся во внутреннее убранство домов или квартир частных лиц, ведь там нет большого количества людей.

При строительстве в частном доме винтовых лестниц стоит позаботиться о соблюдении техники безопасности

Если на конструкции широкие ступеньки или крутой подъем, то любая неосторожность и слишком быстрая ходьба могут травмировать людей. Но такие недочеты устраняются внедрением жестких поручней

Не лишним будет рассчитать и габариты сооружения с учетом зарубежных стандартов.

Расчет площадки конструкции

Схема обсадной трубы.

Рассчитываются размеры лестничной площадки верхнего яруса. Если делают 1 шаг, то поднимаются на высоту 15 см. Если преодолеть 5 ступеней – 75 см. Высота перекрытия равняется 20 см, тогда на 5-й ступени высота до потолка составит 205 см, что допускается, поскольку величина H₁ должна быть не меньше 2 м. Т.е, под площадкой второго яруса может быть не больше 5 ступенек.

Проекция винтовой лестницы на горизонтальную плоскость будет выглядеть так: начало конструкции отмечено вертикальной жирной чертой. Конец стрелки укажет на выход. Площадка второго яруса отмечена белым цветом, под ней первые 5 ступенек.

Нормативная документация — ее основные требования

Работая над проектом винтовой лестницы надо соблюдать требования нормативных документов, таких, как ГОСТ и СНиП. Указанные там параметры учитывают все пропорции и особенности строения человека. Только они помогают создать правильный чертеж лестницы. А также они оказывают помощь и в установке лестничной конструкции.

В документах прописаны следующие параметры:

• Размер ступеней, их рекомендуемый диапазон. Здесь указываются точные размеры толщины, высоты, глубины и ширины ступеней;
• Показатели глубины ступени около центральной опоры. Указаны минимально допустимые значения;
• Габариты сооружения, при которых требуется установить дополнительные крепления (центральные косоуры, лестничные балясины и ограждения, перила);
• Размеры пролетов лестницы.

таблица различных размеров винтовых лестниц

Все требования должны выполняться неукоснительно. Эти документы регулируют деятельность как строительных компаний, так и обычных людей, которые хотят сделать все работы по установке спиральных сооружений самостоятельно.

Выбор конструкции для монтажа

Когда мы думаем о винтовых лестницах из металла, первое что приходит в голову —  это клинообразные ступени, которые расположены вокруг центральной опоры. Это самая распространенная конструкция, такого рода лестницы часто изготавливают при помощи модульного каркаса. Его отличительной особенностью является легкость сборки и относительная невысокая стоимость.

Варианты винтовых металлических лестниц:

• модульные;
• литые.
• кованые;
• сварные.

Литые и кованые варианты отличаются элегантным оригинальным дизайном и высокой ценой. Все изделия из художественной ковки изготавливаются из стали, а литые – из железа и бронзы. Сборные конструкции выполняются из алюминия или металла с хромированной отделкой. Их сборка легко осуществляется собственными силами.

Простая конструкция имеет сварные варианты. Благодаря относительно простому устройству вы можете построить металлическую лестницу на второй этаж своими руками. Из металла вы можно выполнить каркас лестницы, оформив ее затем любыми подходящими материалами.

Особенности лестниц из металла

В отличие от деревянных конструкций металлический лестничный пролёт может применяться не только в здании, но и снаружи. Например, в качестве пожарной лестницы, материал которой выдерживает воздействие атмосферных осадков и коррозии, в отличие от дерева. Кроме того, металлическая наружная лестница в качестве запасного выхода из высокого (двух- или трёхэтажного) частного дома придаст постройке необычный внешний вид.
Примерная схема винтовой лестницы

Используется металл и для внутренних конструкций. Чаще всего для помещения предусматривают кованные металлические лестницы с лёгкими перилами из того же материала. Такая конструкция выглядит почти невесомой и отлично вписывается в любую обстановку, но особенно подходит для классического интерьера. Тем более что служить она будет дольше, чем деревянная лестница, а со временем будет покрываться патиной и выглядеть ещё оригинальнее.

К другим преимуществам металлической конструкции можно отнести её прочность – ремонтировать её потребуется не чаще 1–2 раз в течение всего эксплуатационного срока. А металл, из которого она сделана, устойчив к пожару и может сочетаться с другими материалами – камнем, деревом или пластиком, которыми покрываются перила и другие элементы. Недостатком же металлического лестничного пролёта можно назвать разве что шум при ходьбе по её ступеням и необходимость периодической покраски.
Винтовая лестница, собранная своими руками, будет и красивой, и надежной

Разработка проекта винтовой металлической лестницы

Перед началом работ, необходимо тщательно продумать все нюансы. Для этого составляют проект, состоящий из следующих пунктов:

1. Выбор места. Иногда винтовые лестницы устанавливают снаружи здания или в неотапливаемых помещениях. Этого делать категорически нельзя. В зимний период металл промерзает и становится скользким, что неминуемо приведет к травмам. В летнее время металл нагревается до такой степени, что ходить по нему практически невозможно.

2. Создание чертежа. Необходимо продумать тип лестницы, ширину и глубину ступеней, а также высоту шага.

3. Выбор материалов. Кроме стали для каркаса понадобятся еще и декоративные элементы. Наиболее экономичный вариант – купить лист стали толщиной 4 мм и при помощи болгарки нарезать все детали. Конструкцию лучше делать полой, а плоскость ступеньки заполнять деревом. Это снизит общий вес, к тому же, по дереву приятно ходить даже босиком.

4. Подготовка инструмента. Для работы понадобится:

• болгарка,
• сварочный аппарат,
• дрель или перфоратор,
• набор дюбелей или анкеров, в зависимости от типа стены и перекрытий,
• набор гаечных ключей,
• рулетка,
• уровень.

Типы винтовых лестниц из металла своими руками

Если принято решение сделать лестницу винтового типа, то важно помнить о том, что эти конструкции считаются наиболее травматичными и не особенно безопасными

Стоит заметить, что такое сооружения не устанавливают в местах, где большая проходимость, так как спускаться и подниматься нужно очень осторожно и держась за перила

Винтовые лестницы из металла прекрасно вписываются в любой интерьер вне зависимости от его стиля

В целом конструкция напоминает спиралевидное сооружение с округлым диаметром, а также она делится на 4 основных вида:

1. Конструкция, в которой ступеньки монтируются к опорной стойке, расположенной в центральной части и на поверхность стены по всей протяженности марша.
2. Конструкция, в которой ступеньки будут опираться на поверхность только опорной центральной стойки.
3. Лестница, в которой опора ступенек происходит на гнутую тетиву или ограждение.
4. Лестница, в которой ступени устанавливаются только на опорную стойку.

Если в доме есть маленькие дети, то о безопасности изделия нужно позаботиться максимально тщательно, чтобы исключить падения и получение травм.

Особенности металлических конструкций

По способу изготовления можно выделить два типа: лестница, полностью спроектированная из металла, и лестница, построенная на металлических каркасах. Обе отлично подойдут для использования в каркасных домах для подъема на второй этаж.

металлическая тетива

Также различают лестницы по количеству пролетов: одно- и двухпролетные, с поворотом и прямые. Но если вы строите лестницу впервые, то лучше начинать с одномаршевого варианта.

Особенность любого проекта отображается в чертежах и расчетах, в которых указывается:

1. Уклон ступеней.

2. Высота и ширина ступеней.

3. Размещение ступеней.

По глубине ступени для металлической лестницы не должны быть менее 27 см. Это связано с тем, что при спуске с лестницы, возникает опасность падения. Высота ступени должна быть от 16 до 20 см. Если она выше указанной нормы, то возникает большая нагрузка на колени и пользоваться такой лестницей некомфортно.

Сделанные металлические лестницы своими руками имеют ряд преимуществ:

1. Долговечность конструкции металлической лестницы (к примеру, на деревянной лестнице уже через полгода эксплуатации появляются трещины).

2. Возможность комбинирования.

3. Прочность конструкции.

4. Низкая цена монтажа каркаса.

расчет лестницы

Винтовая лестница на 90 градусов. Как правильно рассчитать размеры винтовой лестницы в частном доме на второй этаж

Рассмотрим, как происходит расчет конструкции винтовой лестницы со стандартными размерами. Допустим, угол поворота винтовой лестницы составляет 360°, диаметр равен 2000 мм, а высота — 3000 мм.

Во-первых, необходимо определить длину окружности по средней линии движения. Расчет размеров винтовой лестницы своими руками должен производиться по формуле: L = 2mR, где г = 2R : 3. Следует помнить, что средняя линия движения отстоит от радиуса лестницы на две трети. После преобразования формула выглядит следующим образом: L = 4wR: 3. Подставляем результаты, получаем: 4 х 3,14 х 1000 : 3 = 4187 мм.

Во-вторых, нужно определить высоту шага ступеней. При высоте этажа 3000 мм данный размер в конструкции винтовой лестницы на второй этаж может быть равен 150 или 200 мм, т. е. число подъемов будет составлять 20 или 15.

Ширина пятнадцатой ступени может быть равной ширине 2-4 основных ступеней. Но следует учитывать, что при подъеме на первую ступень общая высота сокращается на высоту ступени, т. е. на 200 мм, что соответствует 15 подъемам. При этом в винтовых лестницах с поворотом 360° над головой располагается площадка. Следовательно, при высоте этажа 3000 мм необходимо соорудить площадку шириной в 4 ступени. Это означает, что на четвертой ступени общая высота сократится на 800 мм, но при этом над головой будет сохраняться безопасный промежуток более 2000 мм.

Строительство винтовой лестницы

Для строительства лестницы вам потребуется толстенная труба диаметром 80 мм для центральной стойки. Длина трубы определяет высоту всей конструкции. Ширина марша в случае малой загрузки будет равна 14 см. Для того чтобы верхний виток лестницы не мешал при ходьбе по нижнему, расстояние между ними должно быть около 2 метров.

Чтобы положение лестницы было правильным, при строительстве нужно пользоваться откосами и уровнями

Обратите внимание и на пол, на котором будет стоять конструкция с учетом веса людей. Можно монтировать винтовую лестницу и без центрального столба, как на фото ниже, но это очень сложно

Маршевый и поворотный вариант

Этот вид сооружения считается самым востребованным и простым в изготовлении. Чтобы создать такую конструкцию, рекомендуется составить чертеж своими силами или осуществить заказ в строительных фирмах.

Более сложная конструкция — это поворотная модель лестницы. Она имеет несколько маршей, которые разделяются площадками. В основном применяются для многоэтажных домов.

Надо понимать, что строительство подобной конструкции требует точного расчета. Если сделать все неправильно, то появится риск обрушения, что может повлечь за собой разные последствия. И если есть сомнения по поводу сооружения подобной системы, то лучше обратиться за помощью к инженерам, которые произведут точный расчет.

Типы винтовых лестниц

Винтовые лестницы различаются по типу:

• 1 тип. Лестницы со ступенями, имеющими форму клина и опирающимися одним краем на окружающие лестницу стены, а другим крем – на серединный столб, являющийся опорой. При таком типе строительства опорный столб выполняется из каменной кладки, а может составляться из утолщений самих ступеней.
• 2 тип. Лестницы, ступени которых держатся только на центральном столбе. Ступени таких лестниц выступают консольно из опорного столба, поэтому крепления делают максимально прочными для такого варианта конструкций.
• 3 тип. Лестницы без опорного столба. В представленной конструкции ступени монтируют в тетивы (боковые загнутые плоскости лестничного пролета). Последние переходят в несущие перила. Такая лестница выглядит особенно красиво и в то же время конструкция сложна для исполнения.
• 4 тип. Ступени лестницы четвертого типа опираются на мощный центральный столб, который является единственным несущим звеном всей конструкции. В отличие от второго типа лестниц в данном варианте ступени не соединяются по бокам друг с другом. Из-за увеличенной нагрузки этот столб выполняют исключительно из металла. Диаметр несущей трубы – минимум 5 см.

При непостоянном использовании винтовой лестницы, например, для выхода на чердак дома, используются уменьшенные конструктивные модели, но в любом случае соблюдают десятисантиметровое расстояние между кромкой лестницы и стеной (просвет лестницы). При игнорировании этого обязательного правила при строительстве рука идущего по лестнице человека может быть травмирована.

Производство металлического каркаса

Предлагается вариант прямой маршевой лестницы, цена которой относится к бюджетной.

Из чего можно собрать каркас?

Самые популярные изделия для производства каркасов своими руками — швеллер, уголки и профильные трубы.

Металлический каркас из уголка для лестницы

Лестница может быть сварной или собранной из элементов, для чего используются болты. В последнем случае конструкция более мобильна, ее при необходимости можно разобрать и перенести на другое место.

Сварной каркас для лестницы — монолитное сооружение, отличающееся большей надежностью. Однако для производства такой системы необходимо обладать навыками работы со сварочным аппаратом.

В нашем случае используется профильная труба 80 х 40 мм. Толщина металла — 3 мм. Каркас — зигзагообразный. Отрезки трубы обрезаются под углом 45 градусов, после чего свариваются в ступенчатый косоур.

Можно проводить сварку и под прямым углом, наложив горизонтальную деталь на вертикальную. Но в таком случае останутся открытыми полые трубы, что не слишком эстетично.

Труба для изготовления каркаса

Расчет параметров лестницы

Расчет металлического каркаса лестницы — важнейший этап, определяющий удобство, надежность и эстетичность конструкции.

Для определения длины каркаса необходимо измерить:

• высоту марша, для чего замеряется расстояние между полом первого и второго уровней;
• длину пролета.

Высота нашей лестницы — 3 м, длина — 4 м.

Для комфортного перемещения по лестницам глубина проступи должна находиться в диапазоне 25…30 см, а высота ступени варьируется от 15 до 20 см. В нашем случае эти значения будут 25 и 20 соответственно. Таким образом, лестница будет состоять из 16 ступенек.