а — с опорой на периметральные стены и внутренний столб; б — с консольным защемлением на внутреннем столбе; в — в качестве внешних и внутренних опор используются гнутые тетивы или больцы; г — на внутренней опорной стойке (внешняя опора — гнутый косоур, тетива или больцы); д — детали лестниц; 1 — стеклянная ступень с металлическим каркасом; 2 — стальная ступень; 3 — вместо больцев — деревянные фитинги; 4 — нижняя опора центральной стойки; 5 — деревянная ступень; 6 — больцы
Третий тип отличается от предыдущих типов отсутствием внутреннего опорного столба. Ступени этого типа аналогично бескосоурным прямым лестницам, плотно заделывают в периметральные стены на глубину 12–25 см, или вместо периметральных стен может быть использовано само ограждение винтовой лестницы (рис 61,в).
Четвёртый тип представляет собой стальную винтовую лестницу с внутренним опорным стержнем (рис. 61,г).
Это наиболее традиционный и часто используемый тип винтовой лестницы. Поскольку центральная стойка является несущей конструктивной основой лестницы, её нужно выполнить из толстостенной металлической трубы диаметром не менее 75 мм.
При проектировании винтовых лестниц следует исходить из того, что ширина проступи на линии движения (то есть посередине 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 выполняют длиной не менее 900 мм, а проем в перекрытии должен иметь диаметр от 2000 мм. Увеличенная ширина проема относительно диаметра лестницы обусловлена тем, что в этот проем должна поместиться не только сама винтовая лестница, но и ограждение с поручнем (рис. 62).
Рис. 62.Винтовая лестница: прохождение поручней через проем
Если расстояние между поручнем и кромкой проема (просвет) будет менее 10 см, за поручень будет невозможно держаться, рука в оставленную щель либо не пройдет, либо будет покалечена.
Если винтовая лестница играет роль дополнительной, то длина проступи в 550–600 мм вполне достаточна и требует проема до 1400 мм. Такая конструкция винтовой лестницы в основном применяется для доступа в чердачное помещение.
Высота прохода по лестнице не может быть меньше 1900–2000 мм.
Центральная стойка винтовой лестницы должна располагаться строго вертикально — это контролируется с помощью строительного отвеса. Особое внимание необходимо уделить креплению центральной стойки к полу, поскольку место крепления воспринимает сжимающие и изгибающие нагрузки от веса лестницы и перемещающихся по ней людей. Опорная стойка может быть забетонирована в пол на крестовине (по аналогии с новогодней елкой) или зафиксирована с помощью анкерных болтов.
Далее будет описано практически пошаговое строительство винтовой лестницы, на примере которой можно построить любую другую деревянную. Детальное описание строительства винтовой лестницы выбрано еще и потому, что наиболее часто задаваемые вопросы относятся именно к этой конструкции. Вероятно, она занимает промежуточное положение по сложности своего изготовления, то есть не самая простая, но и не самая сложная для того, чтобы её не смог построить человек далекий от плотницкого искусства.
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.
При прохождении полного круга по винтовой лестнице вы заканчиваете движение в той же точке по горизонтали, откуда и начали. Если вы строите вашу лестницу посередине помещения, выход и вход не должны быть проблемой. Однако если вы планируете установку лестницы в углу или против стены, обратите внимание на направление вращения и определите точку входа и выхода с лестницы. Вполне вероятно, что вам придется отказаться от 360 градусов вращения лестницы и взять за основу другой угол. В домах мансардного типа нужно учесть высоту до перекрытия, чтобы не уворачиваться головой от конструкций мансарды как при движении по лестнице, так и при выходе с нее.
Предположим, что мы проектируем винтовую лестницу с углом поворота 360°, то есть окончание марша параллельно его началу.
Следует учитывать, что оптимальный путь передвижения по винтовой лестнице проходит примерно посередине марша. При этом должна быть обеспечена возможность опоры на перила (рис. 63,а) Из этого следует, что длина ступени в винтовой лестнице имеет конечные размеры, ограниченные длиной руки.
Перед строительством лестницы нужно составить проект, в котором в первую очередь нужно определить длину проступи и количество ступеней.
Предположим, стоит задача вписать в помещение лестницу диаметром 2 м, тогда получается, что длина проступи равна 1 м Однако это не так, часть длины проступи «съест» центральная опорная стойка, другую часть — стойки ограждения. Реальная длина проступи останется 80–90 см. Все ступени винтовой лестницы (забежные и расположенные веером), а следовательно, проступи той стороной, что находится у центральной стойки, будут нависать друг над другом. Эта часть также непригодна для хождения. Потеряется еще 30 % длины проступи. Другими словами, длина проступи, используемая для хождения, реально составит около 50–60 см. Если есть возможность увеличить диаметр лестницы, нужно делать это не задумываясь. Увеличение диаметра лестницы возможно до 3 м, дальнейшее увеличение нецелесообразно, так как при таких размерах будет более разумным размещение нормальной лестницы.
После определения диаметра лестницы нужно определить высоту этажа (от пола, до пола) и подсчитать требуемое количество ступеней. Допустим, при высоте этажа 3 м рационально принять высоту шага (подступенка) равной 15 или 20 см, тогда количество ступеней будет соответственно 20 или 15 шт.
Предположим, что остановились на варианте лестницы диаметром 2 м с 15 ступенями.
Приступаем к проектированию. Делим соответствующим числом радиусов окружность на чертеже (в масштабе). Для тех, кто подзабыл школьную геометрию, напомним: с достаточной точностью можно делить окружность на любое число равных частей, пользуясь формулой для подсчета длины хорды L = 2∙R∙sin α/2 (рис 63,г). Расчет длины хорд в проектировании винтовой лестницы является определяющим фактором. Грамотно пользуясь этой формулой, лестницу можно вообще не рисовать, а вычислить все параметры ступени на «кончике пера». Угол а определяется очень просто: если лестница образует собой замкнутый круг, то есть имеет поворот на 360°, значит нужно разделить 360° на количество ступеней. Если поворот лестницы составляет 270°, значит 270° делим на количество ступеней и т. д. Чтобы не утомлять читателя сложными подсчетами, составлена таблица для полной окружности (360°), характеризующая параметр, sin α/2.
Коэффициенты для подсчета длины хорды
Число частей n∙ Коэффициент sin α/2
7 ∙ 0,434
8 ∙ 0,383
9 ∙ 0,342
10 ∙ 0,309
11 ∙ 0,282
12 ∙ 0,259
13 ∙ 0,239
14 ∙ 0,223
15 ∙ 0,208
16 ∙ 0,195
17 ∙ 0,184
18 ∙ 0,174
19 ∙ 0,165
20 ∙ 0,156
21 ∙ 0,149
Теперь зная, на какое число (n) следует разделить окружность, находят по таблице коэффициент sin α/2. При умножении коэффициента на диаметр окружности D получают длину хорды L, которую циркулем откладывают на окружности n раз.
В нашем случае необходимо окружность диаметра D = 2000 мм разделить на 15 равных частей. Количеству частей окружности n = 15 соответствует коэффициент к = 0,208. Подсчитав длину хорды L = D∙sin α/2 = 2000∙0,208 = 416 мм, ее циркулем откладывают на окружности 15 раз (рис. 63, б).
Рис. 63. Проектирование винтовой лестницы:
а — средняя линия движения по лестнице; б — деление окружности на равное количество частей; в — иллюстрация «нахлеста» ступеней; г — расчет проступи; д — иллюстрация «нахлеста» ступеней при разной геометрии проступи; 1 — хорда
На первый взгляд, мы имеем перед собой изображение нашей винтовой лестницы сверху, однако это опять не так.
Как уже говорилось, конструкции винтовой лестницы проступи располагаются «внахлест» и в плане перекрывают друг друга (рис 63,в). На средней линии движения радиус лестницы составит 50 см. Значит, хорда в этом месте будет составлять L = 208 мм, то есть меньше 250 мм, полученных из формулы (2). Следовательно, хорду по средней линии движения следует увеличить на 42 мм (по 21 мм в каждую сторону).
Далее проверяем длину хорды в самой узкой части ступени. Строительные правила гласят, что узкий конец забежных ступеней должен быть не менее 100 мм. Но нужно отметить, это расстояние регламентировано СНиПом для того, чтобы на забежную ступень можно было опереться при ходьбе (для обеспечения прочности ступеней существует масса других решений). В случае винтовых лестниц опереться на эту часть ступени просто не представляется возможным. Тем не менее норма такая существует, значит, ее необходимо формально соблюсти. Для подсчета самой короткой хорды ступени винтовой лестницы ее обычно определяют в 15 см от центра лестницы. Таким образом, длина самой короткой хорды ступени составит L = D∙sin α/2 = 300∙0,208 = 62 мм, то есть и этот размер нужно увеличивать до нормы. В итоге мы получили три размера хорд: в самой широкой части ступени, в самой узкой ее части и по средней линии движения.
Здесь нужно оговориться, строительными правилами предписано, что ширина ступени в самой широкой своей части не должна превышать 40 см. У нас получилось 41,6 см. По правилам размер нужно уменьшить, но нужно ли это делать? В конструкции винтовой лестницы стойки ограждения соединяют две ступени и, следовательно, часть длины ступени не используется для хождения и «уходит» под ограждение. Таким образом, ступень, пригодная для хождения, не будет превышать установленных норм. Да и вообще не стоит задумываться о каких-то полутора сантиметрах в ничего (в данном слу