Как рассчитать удобную лестницу. формулы

Расчет ступеней прямой лестницы графический способ

Ррасчет ступеней лестничного марша также можно произвести графическим способом. Он является эргономическим, так как в нем используются естественные для человека параметры. Так, длина шага по горизонтальной поверхности составляет в среднем 620 мм, а для легкого поднятия ноги идеальна высота 310 мм. Если на оси х (по горизонтали) отложить определенное количество частей, равных 620 мм, а на оси у (по вертикали) отмерить такое же число частей, равных 310 мм, то благодаря этому, независимо от уклона, можно будет определить габариты ступеней для всех лестничных конструкций.

С этой целью необходимо использовать миллиметровую бумагу (если ее нет, то подойдет обычная бумага в мелкую клеточку), на которой следует начертить оси координат и в подходящем масштабе отмерить на осях отрезки, равные длине шага (на оси х) и высоте подъема (на оси у). Затем нужно соединить полученные точки. Далее необходимо начертить линию уклона лестницы (по углу). После этого через точки пересечений имеющихся на чертеже линий следует провести пунктирные линии, параллельные осям. По полученным линиям нужно начертить линию — «лесенку». В результате можно измерить получившиеся ступени, сделав поправку на масштаб.

Между параметрами ступени (ее шириной и высотой) и уклоном лестницы будет видна определенная зависимость.

При расчете параметров ступеней (высоты подъема, ширины и формы) следует обратить внимание на то, что это размеры ступеней в плане. На самом деле они поддаются корректировке. Например, можно увеличить ширину проступи, соорудив у ступени валик (не рекомендуется, чтобы нависание проступи было больше 50 мм)

Также можно выполнить скошенный подступенок (но не более чем на 50 мм) или полностью отказаться от него. Таким образом, всегда можно сделать проступь шире, а лестницу — удобнее в эксплуатации при подъеме. Но безопасность спуска при этом не повышается, так как расчетные размеры ступеней остаются неизменными

Например, можно увеличить ширину проступи, соорудив у ступени валик (не рекомендуется, чтобы нависание проступи было больше 50 мм). Также можно выполнить скошенный подступенок (но не более чем на 50 мм) или полностью отказаться от него. Таким образом, всегда можно сделать проступь шире, а лестницу — удобнее в эксплуатации при подъеме. Но безопасность спуска при этом не повышается, так как расчетные размеры ступеней остаются неизменными.

Удобство и безопасность в использовании лестничной конструкции во многом зависит от угла ее подъема, т. е. от относительной величины подъема лестничного марша.

Несмотря на то что угол подъема марша может варьироваться в пределах от 20 до 50°, идеальными будут лестницы, относительная величина подъема лестничного марша которых составляет от 23 до 38°. Пологими можно считать лестничные конструкции с крутизной до 38°, а крутыми — с уклоном в 38-45°. Если уклон будет меньше 23°, то вместо лестницы рекомендуется положить пандус. Если уклон превышает 45°, то желательно изменить тип лестницы, из-за крутизны она может быть приставной или раскладной. Для винтовых сооружений идеальным считается угол подъема 25-35°.

Есть определенная связь между высотой этажа, высотой ступеней и их количеством в зависимости от степени крутизны лестничной конструкции.

При выборе крутизны лестничного марша следует учитывать, что расстояние от верхней плоскости каждой ступени до потолка (высота просвета) согласно строительным нормам не должно составлять менее 1900-2000мм. Чем больше просвет, тем удобнее лестница, особенно для высоких людей. То же самое относится и к лестничным площадкам. Устройство достаточного по размерам просвета избавит от риска удариться головой о потолок, к тому же можно будет забыть и о проблемах с перемещением крупных предметов.

Заключительный раздел статьи посвящен тому, как рассчитать ступени поворотной лестницы .

Какие параметры вычисляют при проектировании маршей

Для полного расчета лестницы исходят из существующих, исходных размеров и величин, которые следует вычислить. К исходным относят высоту помещения и высоту до 2 этажа, ширину лестницы, высоту перил. Расчетам подлежат:

• угол наклона;
• высота, ширина, толщина ;
• длина маршей;
• длина шага;
• ширина косуора;
• количество ступеней;
• количество поворотных ступеней при повороте на 90˚ или 180˚.

Основные элементы лестничной конструкции

Существуют различные типы лестниц для частного дома, для каждого из них делается свой расчет. Марши различают по материалу, несущему элементу и конструкции. В зависимости от материала изготовления лестницы бывают:

• деревянные;
• металлические;
• железо-бетонные;
• стеклянные.

Несущие элементы:

• ;
• ;
• больц.

По конструкции различают:

• винтовые;
• маршевые;
• комбинированные.

Винтовые модели удобны для ограниченного пространства. Они занимают мало места, но ими сложно пользоваться детям и людям старшего возраста. Особенность винтовых конструкций в том, что каждая следующая находится под определенным углом по отношению к нижней. Все проступи закрепляются на одной вертикальной оси. Внутренняя часть ступеней более узкая, чем наружная.

Маршевые лестничные конструкции наиболее распространены. Это прямые модели с одним и более пролетов.

Комбинированные варианты совмещают прямые марши с винтовыми поворотами. Такие модели требуют навыков в проектировании и строительстве.

Типы лестничных конструкций

Советы и рекомендации специалистов

Специалисты советуют тщательно подходить ко всем расчётам, не пропуская ни один из них, так как любая оплошность может отразиться на качестве и безопасности конструкции.

Не пренебрегаете тщательным выбором места ее расположения. Специалисты советуют:

Не располагать лестницу в жилой комнате.
Следить, чтобы подступы к ней всегда оставались свободными.
Сложные типы конструкций лучше доверить профессионалам, новичкам стоит начинать с самых простых.
При расчетах обратите особое внимание на передвижение по лестнице с грузом в руках.
Убедитесь, что конечная точка предполагаемой лестницы подходит для проема. В некоторых случаях сделать отверстие не представляется возможным.

Расчет ступеней лестничного марша

Чтобы у вас была возможность передвигаться по лестнице без особых усилий, необходимо, чтобы для каждой ступеньки соблюдался ряд правил. Первое и главное правило — соответствие ширины среднего человеческого шага высоте подступенка, а также ширине проступи. Такая величина рассчитывается с помощью прямой зависимости: 2a+b, где а – высота подступенка, b – ширина проступи.

Бывает, что ширину увеличивают где-то на 2-3 см для строительства более удобных глубоких подступенков. Но это вынужденная мера и требуется очень редко, когда нет другого метода сделать ширину проступи больше.

Для вычислений заложения марша прямой конструкции требуется найти произведение количества подступенок и оптимальной ширины проступи, для расчета длины основания – количества подступенок и их ширины.

После выполнения всех вычислений можно проводить подсчет длины конструкции и количества ступенек. Для этого нужно полученное число поделить на высоту подступенка. Однако при этом необходимо помнить, что частное от деления не должно быть дробным числом, поскольку в противном случае высота ступеней будет отличаться друг от друга, а это недопустимо. Если все-таки получился результат с дробями, то число следует округлить в большую строну для возведения лестницы с крутым подъемом, или, наоборот, в меньшую, если хотите построить более пологую конструкцию.

Для расчета ступеней также можно воспользоваться другим способом, который описан ниже.

Формула удобства, основанная на длине шага

Размер среднего шага взрослого человека составляет 600- 640 мм. Каждая величина обозначается условными знаками. Например,

a- высота подступенка,

b- ширина ступени, новый вид формулы следующий:

2а+b=S 62 см (+-2 см)

Основная формула вычисления удобства размера ступеней, на которую опираются многие “лестничники”: сумма удвоенной высоты подступенков и ширины проступи равна 62 (+-2) см, что соизмеримо со средней шириной шага человека.

При увеличении высоты подступенка a на 1мм., ширину проступи b надо сокращать на 2 мм, уклон при этом увеличится.

Для случаев, когда требуются низкие ступени ниже 145 мм, можно применять упрощенный вариант формулы: a+b. Оптимальные параметры составляют:

a=150 мм,

b =300 мм.

Такой размер можно считать комфортным для всех людей. Серьезное увеличение ширины проступи делает подъем физически неудобным, шаг сильно сбивается, а уменьшение ширины заставит идущего держаться всегда за поручень, без которого он может поскользнуться.

Практические аспекты программного моделирования лестниц с забежными ступенями

Рассмотрим, как применяется программа StairDesigner 5.08a PRO для расчёта лестницы с забежными ступенями. Для начала работы в программе необходимо определиться с исходными данными и пожеланиями, в том числе:

• тип будущего строения, материал изготовления её опор и элементов;
• высота проёма, размеры межэтажных перекрытий и покрытия пола;
• планируемая длина проёма;
• необходимая ширина;
• общее количество ступеней, желательное их количество на поворотных участках и лестничных маршах;
• толщина ступени, материал для её изготовления, размер выступа края;
• углы поворота конструкции;
• перила, их высота и материал изготовления;
• при необходимости размеры между маршевых площадок.

Далее, используя верхнее меню программы, исходные данные заносятся в соответствующие поля основного конструктора. После обработки данных на экран выводятся чертежи металлической лестницы по заданным параметрам. Анализируя полученный результат и меняя исходные данные, корректируя их величину по отдельным позициям, проект лестничной конструкции подводится под оптимальные параметры, как с визуальной точки зрения, так и по установочным характеристикам. Возможен также и противоположный вариант работы в программе. В этом случае изображение, полученное в результате первоначального расчёта, корректируется непосредственно на экране с помощью мыши и клавиатуры.

Готовый проект лестницы составленный в программе StairDesigner 5.08a PRO

При достижении нужного результата параметры полученной модели фиксируются программными средствами и используются для формирования общих отчётов по проекту. Надо отметить, что вычисление параметров нестандартных лестничных моделей с применением программы проектирования StairDesigner 5.08a PRO требует внимательности и практики моделирования. Изучение возможностей программы путём составления пробных проектов обеспечит в дальнейшем возможность создания сложных моделей с минимально затраченным временем.

Как рассчитать высоту ступеней лестницы

Обычно расчет начинается с определения доступного пространства – сколько места можно выделить при выбранной планировке.

Для этого необходимо знать:

• длину проема;
• высоту межэтажного расстояния – замер производится от уровня чистового пола первого этажа до уровня чистового пола второго этажа (мансарды, чердака);
• толщину перекрытия;
• ширину проема.

Далее по этим данным и с учетом стандартов вычисляется количество ступеней.

Пример: длина проема составляет 3 м, межэтажное расстояние – 2,7 м, толщина перекрытия (деревянные балки с подшивкой вагонкой снизу и настилом шпунтованной доской сверху) – 150 мм. Ширину проема принимаем равной 1 м. Уже понятно, что при такой ширине два пролета разместить нельзя – придется ограничиться одним. Рассчитываем количество ступеней и угол наклона:

Важно учитывать, что длина проема и длина горизонтальной проекции (длина марша) совпадают не обязательно. Это связано с тем, что необходимо обеспечить высоту пространства над головой пользователя не менее 2 м

При высоте межэтажного перекрытия 2,7 м первые три или даже четыре ступени можно расположить за пределами проема, а при высоте 2,5 м – только одну-две.

Итого:

• необходимо подняться на 2,7 м. Берем высоту ступени лестницы по ГОСТ 23120-2016 или ГОСТ 9818-2015. Для 15 ступеней получаем высоту проступи 180 мм, для 16 – 168.7 мм;
• проверяем, соответствует ли при таких параметрах ширина проступи нормам. Если размещать ступени только в проеме, получим 3000/15 = 200 мм или 3000/16 = 187,5 мм. Выведя три ступени за пределы проема, получим 3000/12 = 250 мм или 3000/13 = 230,6 мм. Соответственно длина марша увеличится на 3х250 мм = 750 мм или 3х230,6 мм = 691,8 мм.

Далее в зависимости от того, можно ли в существующей планировке действительно вынести ступени за пределы проема, выбираем количество ступеней – 15 или 16.

Если есть возможность устроить двухпролетную или с забежными ступенями лестницу, задача расчета с одной стороны усложняется, с другой – позволяет получить стандартную высоту ступени без уменьшения проступи.

Пример: лестница с забежными ступенями П-образной формы, та же высота межэтажного перекрытия, та же ширина пролета – 1 м.

Общая ширина проема при этом будет не 2 м, а 2,05 м – необходимо место для установки перил и технологического зазора между ступенями. Поскольку в забежных лестницах каждая ступень поднимает пользователя на одинаковую высоту, делим высоту проема на удобную для использования высоту проступи – например, 180 мм. Получаем те же 16 ступеней, что и предыдущем примере. Однако за счет П-образного поворота (на 180 градусов) на шести забежных ступенях можно взять большую ширину проступи – 25 см. Тогда, при учете сохранения ширины проступи на всех ступенях по линии хода (на рисунке показана зеленым) и выбранном размере, проем получится шириной 2,05 м и длиной

((16-6)/2)х250+1000 = 2250 мм.

Здесь 1000 мм – размер от оси поворота лестницы до стены, равный ширине пролета.

Таким образом, в зависимости от компоновки сохранении нормы ширины ступени лестницы, можно получить почти квадратный проем 2х2,25 м, что иногда выгоднее, чем длинный – 3 и более метра – метровый по ширине проем.

Для лестницы с площадкой расчет схожий, но проем увеличивается на то число ступеней, который в предыдущем варианте были забежными.

Пример: при тех же параметрах и повороте лестницы на 180 градусов, но с площадкой, число ступеней в двух маршах будет 16. Соответственно, в марше по 8. Площадка – прямоугольник с длиной в две ширины марша плюс зазор и шириной в ширину марша, то есть в нашем случае 2,05 на 1 м. Каждый марш имеет длину

8х250 = 2000 мм = 2 м,

следовательно, общий проем составит 2,05х3 м. Вывод – лестницы с забежными ступенями компактнее.

Базовые требования к лестничным конструкциям

Лестница, устанавливаемая в частном доме должна:

• быть комфортной, удобной, практичной, и надежной;
• обеспечивать безопасный для всех членов семьи, включая детей и людей преклонного возраста, гостей, проход как при спуске, так и подъеме;
• иметь безопасное размещения балясин, перил или других ограждений;
• соответствовать нормам комфортной ходьбы (в данном случае речь идет о том, что ступени должны иметь идеальные размеры, правильное сочетание ширины и высоты);
• располагать достаточным освещением для безопасной эксплуатации в темное время суток (предполагает установку бра, настенных, потолочных и напольных врезных точечных светильников и ряда других осветительных приборов).

В связи с обозначенными параметрами важен не только расчет количества ступеней, но и таких параметров, как:

Определяем основные параметры, основываясь на нормы и правила

Для того чтобы определить какие ступени будут использованы и посчитать их количество, необходимо с помощью рулетки при проектировании дома определить высоту от пола этажа, с которого начинается лестница (учитывайте толщину финишного покрытия), до межэтажного проема с учетом пола верхнего этажа. Запишите это значение как Н.

Нормы, по которым проектируется конструкция и производится расчет основных параметров, следующие:

• максимальный угол наклона составляет 45-50 градусов, все что больше – это приставные лестницы;
• оптимальный угол наклона составляет – 27 градусов;
• ширина одной ступени должна совпадать с 45 размером обуви, то есть быть не менее 30,00 сантиметров;
• оптимальный угол наклона – 23-37 градусов;
• ширина забежных ступеней в самом узком конце должна быть не менее 10,00 сантиметров;
• расстояние между балясинами перил или других ограждений – не более 15,00 сантиметров;
• высота ограждения должна учитывать физиологические особенности всех членов семьи, особенно если по лестницам носятся маленькие дети, поэтому перила необходимо делать высотой не менее метра;
• количество ступеней по нормам колеблется от 3 до 18, но это в идеальном варианте, не всегда получается использовать промежуточные площадки или забежные ступени, размеры комнаты являются критическим условием при проектировании;
• в помещениях, где по лестнице будут бегать маленькие дети, расстояние между ступенями не должно превышать 120,00 мм, а расстояние между балясинами 100,00 мм;
• конструкция должна выдерживать нагрузку в 180,00 — 220,00 кг, а ограждения нагрузку не менее 100,00 кг.

Ширина марша может быть различной, обычно используются стандартные значения:

• 125 сантиметров и более – это лестницы повышенной комфортности, характерные для больших домов;
• лестницы с шириной марша 110,00 сантиметров устанавливаются в специально отведенных помещениях;
• если ширина конструкции составляет 90,00 сантиметров, то она должна иметь ограждения с обеих сторон или одной стороной примыкать к стене, которая может быть несущей;
• конструкция шириной 80,00-70,00 сантиметров устанавливается в домах, которые не предполагают постоянного проживания, ведут в подсобные помещения и эксплуатируются не интенсивно.

Винтовая лестница должна иметь ширину не менее 110,00 сантиметров, оптимальное значение – 140,00 сантиметров.

Расчеты параметров лестницы

Основными параметрами любой лестницы экспертами принято считать:

1. Высоту.
2. Длину.
3. Ширину.
4. Угол наклона.
5. Число ступеней.
6. Высоту проступи.
7. Ширину ступени.
8. Длину ступени.

В данном видео вы узнаете, как сделать расчёт данной лестницы:

На каждом из этих параметров остановимся подробнее, рассмотрев основные особенности их расчета.

Высота

Высотой принято считать расстояние от поверхности пола одного этажа до поверхности пола другого

Важно: не до потолка! Если по проекту конструкция должна упираться в потолок своим верхним концом, то необходимо сделать над ней небольшой просвет

Расчет высоты лестницы на второй этаж производится следующим образом – к росту самого высокорослого члена семьи, который непосредственно будет ею пользоваться, прибавляется около 100 мм. Опытными специалистами рекомендуется закладывать около 2 м в качестве рабочей высоты.

Длина лестницы (длина марша)

В традиционных лестницах длину конструкции принято делать равной ее маршу. Возможен второй вариант, когда просто складывают длину всех маршей с лестничной площадкой.

Расчет длины лестницы с забежными ступенями аналогичен винтовой конструкции. В каждом из этих случаев берется усредненное значение длины марша. Замер тогда рекомендуется делать на расстоянии 50 см относительно края пролета или перил.

Ширина лестницы

Шириной принято считать промежуток от поручня до стены дома. Если конструкция имеет перила с двух сторон, то измеряется расстояние между ними. Для всех маршевых лестниц существуют следующие стандарты:

1. Высокий уровень комфортабельности – 1,5 м.
2. Среднее значение зоны комфорта – 1-1,2 м.
3. Если маршевая лестница расположена вдоль стены – 0,8-1 м.
4. Если конструкция является не основной, а вспомогательной – менее 0,8 м.

Расчет ширины лестницы с забежными ступенями:

1. Минимальная ширина, допустимая при расчетах – 1,1 м.

Расчет ширины для винтовой конструкции:

1. Среднее значение зоны комфорта – 1,4 м.
2. Минимальное значение ширины – 1,1 м.

Угол наклона лестницы

Правильный расчет сделает пользование будущей лестничной конструкцией максимально комфортным. Для экономии пространства рекомендуется закладывать более крутой угол. Наиболее комфортной конструкция будет в том случае, если оставить ее пологой. Для жилых помещений максимальный угол наклона не должен превышать 45°, в противном случае, в целях безопасности, спуск по ней разрешен только спиной вперед.

Лучше всего комбинировать различные варианты, если позволяет пространство. Для определения градуса угла, под которым необходимо размещать поручень, следует прочертить параллельную линию с ее основанием.

Не забываем про уклон данной лестницы

Число ступеней лестницы

Расчет для любого варианта конструкции определяется следующими параметрами:

1. Высота лестницы.
2. Высота проступи.

Жесткой регламентации на этот счет не существует. Однако специалисты рекомендуют для двухмаршевых конструкций делать количество ступеней равным для каждого марша. Но стоит заметить, что практика показывает – придерживаться этого совета удается не всегда.

Высота проступи или расстояние между ступенями лестницы

Значение этого параметра должно равняться 150 мм. Соблюдение этого значения позволит максимально комфортно передвигаться по данной конструкции всем без исключения. Допустимое значение отклонения от заданного значения не должно превышать 9,5 мм.

Шаг лестницы (непосредственная ширина ступени)

Важно понимать: на каждую ступень человек будет опираться ногой полностью, а значит, идеальной шириной будет являться показатель в 230 мм. Нижняя планка этого значения установлена на отметке, равной 100 мм

Но имейте в виду, что постоянное передвижение по таким ступеням крайне травмоопасно.

При расчете шага стоит помнить о расстоянии между соседними балясинами. Оно должно быть в среднем 120-150 мм. При несоблюдении этих параметров такое ограждение рискует стать опасным для всех, кто будет пользоваться лестницей. Установка же балясин зависит исключительно от дизайн-проекта.

Длина ступени

Какой будет длина ступени, зависит исключительно от выбранной конструкции. Если главным конструктивным элементом являются тетивы в количестве двух штук, значит, длина должна соответствовать расстоянию между ними. При использовании косоура значение определяется самостоятельно, с учетом пожеланий заказчика.

Это интересно: какая высота ступени самая безопасная?

Планирование лестничного пролета

Число ступеней будет зависеть от наклона лестницы и высоты этажа. Чтобы легче было определить наиболее безопасную и комфортную ширину проступи, можно изобразить будущую конструкцию графически, если известно место расположения лестницы и высота здания.

Для создания графического плана используют бумагу в клеточку или миллиметровую. На листке изображают весь марш в соответствии с высотой этажа. Высота подступенков рассчитывается с точностью до миллиметра, обязательно с соблюдением требования одинаковой высоты всех подступенков. Если при округлении набежала какая-либо погрешность, то ее лучше добавить или убрать из величины нижней ступеньки, а остальные сделать равными. Разная высота подступенков способствует увеличению риска получения травм во время спуска, а этого допускать нельзя.

В этом видео говорится о самостоятельном расчете лестницы:

Стараясь выровнять расстояние между ступенями в помещении с нестандартной высотой, можно опустить немного уровень чистого пола на верхнем этаже. В этом случае лучше заменить порожек пандусом на лестничной площадке, его уклон будет практически незаметным, ведь для выравнивания нужно совсем немного. Этот способ часто применяется для решения вопроса о выравнивании подступенков в многоквартирном доме.