Винтовые лестницы варианты конструкций, особенности сборки и установки

Как оформить и зарегистрировать частный дом в собственность

Виды и элементы винтовых лестниц

Лестницу называют винтовой, потому что очень похожа на винт. Она берет свое начало на верхнем этаже и плавно спускается, как легкая лента серпантина. К такой конструкции можно подобрать украшение, на вкус и предпочтения хозяина. Опытные специалисты рекомендуют покрывать ее лаком.

Винтовую лестницу можно разделить на четыре вида, учитывая разные способы крепления:

  • Ось + стены. В самом начале необходимо установить центральную ось, то есть столбы, трубы или же соединительные элементы ступеней. Стены, которые находятся вблизи лестничной конструкции считаются самым подходящим и распространенным способом крепления. Основанная нагрузка, идущая от всей конструкции, будет направлена на центральный столб и стены помещения.
  • Консольное крепление. В этом варианте центральная ось — широкая труба, остается главным элементом. С помощью консолей идет процесс фиксации ступеней на нее. В данном случае стена никакой роли не играет, поэтому лестницу можно размещать, где угодно, даже посредине самой комнаты.
  • Гнутая тетива + ограждение. Такой вариант можно назвать самым оригинальным. Все потому, что такая лестничная конструкция способна создать иллюзию, будто она парит в воздухе. Но по своему способу крепления, считается достаточно сложной в установке. Также важным преимуществом такого вида, является ее прочность, а значит и безопасность. Центральной оси, на которую опираются ступени в других варианта – нет. Важным звеном всей конструкции считаются спиральные тетивы – косоуры ленточной формы. Из этих витиеватых полосок вверх устремляются балясины, на которые крепятся перила. Либо к тетивам лестницы могут фиксироваться монолитные широкие полосы, также выполняющие роль опоры-ограждения для человека.
  • Данный вид напоминает консольное крепление, но им не является. Это своеобразная сборная конструкция, ступени которой нанизаны на обсадную опорную трубу узким своим концом. Здесь также не используют стены или какую-либо другую дополнительную опору.

Перед тем как собрать винтовую лестницу рассмотрим ее достоинства

Главным достоинством винтовой лестницы является ее компактность. Для того чтобы соединить два яруса в помещении высотой метра и при этом обеспечить приемлемый угол наклона и высоту ступеней, понадобится маршевая лестница длиной несколько метров, которая займет значительную часть комнаты и существенно сократит полезное пространство. Такой вариант абсолютно не подходит в тех случаях, когда помещение изначально имеет небольшие размеры. В данном случае винтовая лестница будет наиболее оптимальным вариантом. Она занимает не более двух квадратных метров, при этом можно сделать необходимый уклон и высоту ступеней, сделав конструкцию удобной и безопасной.

Винтовые лестницы по способам опоры ступени:

  • с опорой на стены и опорную стойку;
  • с защемлением в опорную стойку;
  • с опиранием на гнутые тетивы или ограждение;
  • с опиранием на опорные стойки.

Проступи

Берите в расчет то, что идеальная траектория движения по лестнице винтового типа расположена примерно на центральной части марша. При этом должна иметься постоянная опора на конструкцию перил. Данный факт и определяет главный минус винтовой лестницы — малый показатель ширины проступи, расположенной по траектории движения. Чтобы свести данный недостаток к минимуму, строители отказываются от обустройства подступенков. Однако, даже, несмотря на это, винтовым лестницам чаще отводится роль конструкций декоративных, а не основных.

Полностью избавить от описанного недостатка могут винтовые лестницы, имеющие особый тип конструкции. Проступи данных лестниц выполнены в непростой конфигурации, именуемой «утиным шагом».

Очень часто такой метод можно встретить в лестницах прямых, но имеющих серьезный угол наклона.

Если вы решили спроектировать конструкцию винтовой лестницы, то основывайтесь на том, что ширина проступи в центральной части марша не должна быть меньше показателя в 20 сантиметров. Если винтовая лестница будет в вашем доме основной, то минимальный показатель ширины проступи — 80 сантиметров. Если же лестница будет выполнять второстепенную задачу, то можно ограничиться 60-сантиметровой проступью. Данная лестница будет весьма компактной, а главной ее функцией — гарантия доступа в помещение мансарды или чердака.

Составляем проект, или в чем секрет безопасной лестницы?

Винтовая лестница от обычной маршевой отличается тем, что все ее ступени являются забежными (поворотными). Это делает ее несколько неудобной в использовании. Чтобы свести данный минус к минимуму и сделать конструкцию безопасной, при ее проектировании необходимо соблюдать следующие правила:

  • шаг витков лестницы делайте ≥ 2 м;
  • ширина пролета ≥ 900-1000 мм, т.е. диаметр лестницы должен составлять примерно 2 метра диаметр опоры;
  • ширина проступи у опоры ≥ 100 мм.
  • по середине ширина проступи должна быть ≥ 200 мм. У края, т.е. в самой широкой части, этот показатель не должен превышать 400 мм.

Теперь выполним расчет лестницы с учетом всех этих моментов. Нужно посчитать радиус подъема или радиус траектории. Так как траектория проходит по центру винтового марша, радиус составляет половину ширины плюс половину радиуса опоры. К примеру, диаметр опоры составляет 100 мм, в таком случае радиус траектории будет равняться: 500 50=550 мм.

При изготовлении винтовой лестницы лучше отказаться от подступенков. Благодаря этому, нога не будет соскакивать с проступей даже на самом узком их участке.

Читайте также:  3D Расчет лестницы с поворотом на 90 градусов       

Зная это значение, можем посчитать количество ступеней в одном витке. Для этого нужно посчитать длину траектории по формуле нахождения длины окружности: L=2πr=2х3,14х550=3454 мм. Полученное значение разделим на ширину проступи на участке движения. Возьмем безопасное и удобное значение – 220 мм. В результате получится – 3454:200=17,2~17 ступеней.

Далее можно рассчитать ширину ступеней у края, но предварительно нужно узнать длину окружности лестницы – 2х3,14х1050=6594. Теперь это значение разделим на количество ступеней – 6594/17=~390 мм.

Далее нужно посчитать высоту ступеней. Так как высота одного витка составляет 2 м, высота ступеней будет равняться – 2000:17=~120 мм. Теперь мы можем узнать общее количество ступеней, которое зависит от высоты лестницы, т.е. от расстояния между полом первого этажа и полом второго этажа. К примеру, высота лестницы равняется трем метрам, в таком случае лестница будет иметь ступеней – 3000:120=25.

Теперь нужно составить чертежи лестницы, изобразив ее на бумаге хотя бы схематически. Надо сказать, что конструкция зависит от материала, из которого она будет сделана. Далее рассмотрим, как изготавливается лестница из дерева. Правда, деревянной ее можно назвать условно, так как опора все равно будет металлической, сделанной из трубы.

В целом такая конструкция достаточно простая: на опору нанизываются ступени, между которыми располагаются втулки. По краям ступени будут связаны между собой стойками ограждения.

За основу вы можете взять готовую схему и лишь указать на ней точные размеры будущей лестницы. Имея ее перед глазами, вам проще будет работать.

Как сделать винтовую лестницу своими руками

Чтобы самостоятельно сделать винтовую лестницу, нужно произвести точные расчёты. Оптимальная ширина винтовой лестницы составляет метра. Предположим, нам необходимо сконструировать лестницу шириной метра и высотой 2.7 метра с центральной металлической стойкой диаметром 0.2 метра. Первым делом определяем общий диаметр будущей конструкции, который будет равен двойной ширине лестницы и толщине опорной стойки. В нашем случае это х 2 + 0.2 = 1.9 метра. В полученную окружность вписываем другую окружность. Вдоль ее будет двигаться поднимающийся по лестнице человек. Радиус этой окружности R1 будет равен сумму половины ширины ступеней и радиусу r центральной стойки: +0.2/2= м. Наиболее оптимальная ширина ступеней составляет 30-35см, однако в данном случае она будет увеличиваться при удалении от центра лестницы. Для нашей винтовой лестницы используем среднее значений ширины ступени 20см. Чтобы определить число ступеней, приходящихся на один виток лестницы, делим длину вписанной окружности (траектории движения человека по лестнице) на ширину ступени. 2 х х 14.9. Полученное значение округляем до целых, получаем 15 ступеней.

Далее вычисляем приблизительную высоту ступеней. Делим окружность на 15 равных частей при помощи радиальных линий. Для того чтобы человеку было удобно подниматься по лестнице, первая ступень витка должна быть выше последней на высоту человеческого роста, при этом необходимо учесть толщину ступеней и сделать небольшой запас 10-15 сантиметров. При среднем росте , толщине ступеней и запасе высоты , высота одного витка будет составлять Теперь делим полученное значение на количество ступеней. Высота каждой ступени Общее количество ступеней определяется путем деления высоты лестницы на высоту одной ступени. Для нашего случая это 2.7/ 19.7. Для того чтобы определить окончательную высоту ступени, округляем полученной значение до 20 и вновь делим на него высоту лестницы: 2.7/20 = Окончательная высота ступени —

Винтовая лестница своими руками. Изготовление ступеней и перил

Ступени для винтовой лестницы можно изготовить из прочной древесины, например, бука или дуба. Проще всего взять уже готовые ступени прямоугольной формы, сделать из них заготовки нужной вам конфигурации. В настоящее время на рынке доступны два типичных размера деревянных ступеней толщиной 40мм: 40х80см и 30х110см. Каждую такую ступень можно распилить по диагонали, получив две трапециевидные заготовки шириной 300мм с одного края и 90мм с другого края. После этого заготовкам можно придать соответствующую форму и закруглить края. Все кромки обрабатываются при помощи шлифовальной машины или руками обыкновенной наждачной бумагой. Готовые ступени можно покрасить или покрыть лаком. К ступеням крепятся специальные втулки, посредствам которых они будут соединяться с центральной стойкой.

Балясины перил изготавливают из деревянных или металлических стержней, сами поручни обычно делают из клееного бруса или пластика. Перила могут состоять из нескольких прямых брусков или иметь криволинейную форму. Второй вариант смотрится намного эффектнее, однако его достаточно сложно реализовать.

Сборка лестницы

Вначале на стойку нанизываются ступени, после чего она устанавливается в заранее подготовленном месте и крепиться к полу и перекрытию. Заранее продумайте способ крепления стойки и позаботьтесь о его надежности. Ступени должны перекрывать друг друга на 5-6см. Они располагаются в нужном положении и фиксируются при помощи больцев. Затем к широкой стороне ступеней прикручиваются балясины, а к ним в свою очередь крепятся перила. Балясина первой ступени делается большей длины и крепится к полу. Это обеспечит конструкции большую прочность конструкции.

Изготовление винтовой лестницы своими руками — это достаточно сложный процесс, требующий большого внимания и точных расчетов, поэтому прежде чем приступить к работе, тщательно изучите основные принципы создания таких конструкций, а также хорошо продумайте каждый ее элемент.

Составление проекта винтовой лестницы

Устройство деревянной лестницы своими руками. Основные элементы лестницы. Составление проекта. Изготовление поручней и косоуров

Главный параметр данной конструкции — угол закручивания. Лестница может проходить полный круг или лишь его часть, при этом высота до перекрытия учитывается так, чтобы человек не ударился головой при подъеме. В проекте также рассчитываются высота ступеней, их длина и количество. Они выполняются забежными в винтовой конструкции, поэтому не предусматривают подступенков. Это облегчает расчеты, то есть позволяет округлить в большую сторону параметры проступей.

Допустим, требуется сделать расчет винтовой лестницы с углом закручивания 360º, высотой 3 м, диаметром 2 м. Сначала вычисляется длина окружности по формуле: L=4ПR/3 (радиус переводят в мм). Таким образом, L=4х3,14х1000/3=4,19 м. Следует отметить, что ширина ступеней винтовой лестницы увеличивается при удалении от вертикальной стойки. Для конструкции с такими параметрами высоты целесообразно принять количество ступеней 17 штук. При этом настоящих подъемов будет 16 штук, так как последняя 17-я ступень — это верхняя площадка.

В таком случае ширина проступи посередине составит: L/16, то есть 4,19/16=26,2 см. Высоту рассчитывают методом деления общей высоты конструкции на количество подъемов: 3000/17=176,5 мм. Ступени жестко крепятся узкой частью к вертикальной стойке диаметром 50 мм. Для этого в них проделывают отверстия такой же величины и расширяют на эти же 50 мм, чтобы они не сломались от нагрузки. В итоге ширина ступеней в узкой части равняется 50+50+50=150 мм.

В широкой части снова рассчитывается длина окружности, но уже по другой формуле: L=2ПR, то есть 2х3,14х1000, она равняется 6,28 м. Разделив этот параметр на 17 ступеней, получают их ширину 39 см. Следует отметить, что расчет ступеней выполняется с учетом их забега друг на друга. Полученные величины вдоль середины ступеней в проекте больше, чем будет их реальная рабочая ширина, и они станут эргономичными и удобными.

Преимущества и недостатки

Так как вы планируете сделать винтовую лестницу на второй этаж, предварительно следует взвесить все за и против, потому что, несмотря на свои достоинства, эта модель имеет и ряд недостатков, которые в некоторых случаях могут показаться вполне существенными.

Преимущества винтовой конструкции:

  • Компактность. По сравнению с маршевой лестницей занимает минимум места, при этом передвигаться по ней удобнее, чем по раскладным или приставным моделям.
  • Декоративность. Винтовой подъем на этаж выглядит очень эффектно, особенно если использовать плавные переходы и мягкие закругления.
  • Бюджетность. Построить винтовую лестницу самому гораздо проще и дешевле, на неё требуется меньше материалов.

Недостатки винтовых лестниц:

  • Затруднение в подъеме грузов. Из-за поворотов и ограниченного пространства перенос габаритных предметов становится весьма затруднительным.
  • Меньшее удобство. Передвигаться, особенно вниз, по винтовой конструкции сложнее. Если не соблюдать правила проектирования, страдает не только комфортабельность, но и безопасность.

Главным преимуществом винтовой конструкции является её компактность

Расчет размеров

В качестве опоры для конструкции подойдет стальная труба 6-8 см в диаметре, при этом толщина стенок должна составлять минимум 5 мм. Каркас консолей чаще всего вываривают из стального уголка. Сами же консоли можно выполнить из деревянного массива.

Длина окружности

При дальнейших расчетах радиус окружности проема будем обозначать как – «R». Еще его называют внешним радиусом консоли. Также необходимо взять во внимание внутренний радиус проема, который будет обозначаться как –«R1»,он включает в себя радиус опорной трубы + толщина ее стенки.

Схема графического построения лестницы

Одним из самых важных параметров винтовой лестницы является количество оборотов, которые совершает марш вокруг опорной оси. Оборот обозначается как – «γ» и выражается в градусах (один оборот — 360◦). Иногда он выражается и безразмерной величиной–«n». Для чертежных построений удобнее угловая величина, а для расчетов – безразмерная.

Совет! Если конструкция содержит один оборот или даже более, то следует учесть, что расстояние между лежащими друг над другом ступенями должна быть не менее 1,9 м. В противном случае по лестнице придется ходить согнувшись.

Согласно формуле, длина окружности, обозначенной как«L», составляет:

L=2πR*n или L=2πR* (γ/360).

Но, нас данная величина не устраивает, так как по самому краю ходить никто не будет. Поэтому длину окружности следует рассчитывать по линии показывает практика, радиус пути движения, который обозначен как «r»,составляет две трети от радиуса лестницы, т.е. — 2R/3. Из этого следует:

l=2π*2R/3*n=4πR/3*n

Размеры ступеней

Основная особенность винтовых лестниц заключается в специфической форме проступи. Ступень такой конструкции является лепестком, который с одной стороны закруглен.

Консоль характеризуется такими параметрами:

  • Длина ступени, которая обозначается как«h».Чтобы вычислить это параметр, необходимо от радиуса лестничного проема отнять внешний радиус опоры.
  • Максимальная ширина консоли, обозначается как«W1» – является хордой по широкому краю проступи.
  • Ширина заготовки, обозначается как«W2» – является размером касательной к окружности ступени, которая ограничена продленными радиусами, построенными по краям проступи;
  • Угол ступени, обозначается как«α» – рассчитывается как угол между радиусами проема, которые проведены через края ступеней.

Совет! Если длина проступи будет меньше метра, то ее можно выполнить без каркаса из твердых пород дерева.

Как и в случае с прямым маршем, количество консолей рассчитывается путем деления высоты проема на высоту подъема ступени. При этом подъем должен находиться в пределах 15-20 см. Как показывает практика, такая высота при ходьбе является самой безопасной и комфортной.

Чертеж конструкции

Величину угла ступени «α» можно вычислить по следующей формуле: α= γ/количество ступеней.

Зная угол проступи, а также ее ширину,можно вычислить максимальную ширину проступи по формуле: W1=R*sinα

Нам необходимо узнать ширину проступи в центре, линии движения, которая обозначается -«W», для этого надо выполнить следующий расчет: w= r* sinα=(2R*sinα)/3

Ширина проступи на линии движения должна составлять 20-30 значение, полученное при расчетах, не укладывается в этот диапазон, то следует варьировать количество консолей. Однако, в этом случае измениться подъем ступени.

Оптимальные размеры ступеней на линии движения

Если при изменении числа ступеней подъем выходит за пределы допустимого диапазона, то можно изменить не количество консолей, а оборот лестницы.В таком случае вместо верхней проступи устанавливается площадка необходимого размера.

Чертеж конструкции удобней выполнять как развертку на основании вертикальной и горизонтальной проекции. Лучше сделать две такие развертки, не только по плоскости линии внешнего карая, но ипо линии пути.

Читайте также:  Типы и особенности монтажа входных лестниц в частных домах

Теперь, когда все расчеты выполнены, можно приступать к изготовлению винтовой лестницы.

Совет! Если проступи разместить внахлест относительно друг друга в несколько сантиметров, то это обеспечит комфорт передвижения. Кроме того, это позволит дополнительно укрепить всю конструкцию путем установки кронштейна между кромками расширенной части смежных консолей.

Как сделать винтовую лестницу своими руками

Это самый эргономичный тип конструкции и может быть установлен как в центре помещения, так и в углу.

Соответственно и способ монтажа ступеней будет различным:

  • используя 1 опору;
  • на опоре и стене;
  • на спиральной тетиве.

Последний способ очень сложный. Для воплощения идеи в жизнь необходимо найти хорошего мастера.

Интереснее лестница из дерева выглядит на косоурах, но выбор за хозяевами.

Элементы лестницы

Чтобы изготовить конструкцию, сначала следует ознакомиться с ее элементами и их названиями.

Винтовая лестница состоит из:

  • ступеней;
  • основы – опорного столба по центру;
  • опорного столба для поручней и балюстрады (ограждение из балясин);
  • балясин (столбики перил);
  • перемычек;
  • спирального поручня;
  • ограждения 2 этажа;
  • верхней площадки.

Подступени делать не следует, поскольку они станут помехой полной постановке стопы на ступеньку.

Перед тем как сделать винтовую лестницу, нужно создать чертеж и произвести необходимые подсчеты:

  1. Ширина ступеньки должна быть 20 см и более.
  2. В каждом витке — 11-12 ступеней.
  3. Высоту витков выбирают исходя из роста домочадцев, лучше с запасом в 16-21 см, чтобы не пришлось наклоняться.
  4. Ширина прохода 70-90 см.

Чертеж винтовой лестницы делается после выбора угла закручивания. Нужно выбрать размеры проема в перекрытии. К начальным данным также относится высота между полом и потолком. Эти параметры влияют на длину проступи (место, куда ставят ноги) и количество ступенек.

Как сделать винтовую лестницу своими руками

Если конструкция будет с оборотом в 360 о, то выход на 2 этаж получится в проекции начала подъема. При размещении сооружения в центре, то точка входа/выхода выбирается где угодно.

Если планируется поместить сооружение у стены, то нужно учитывать направление вращения и высчитать конкретное место выхода, так как полный оборот может не получиться.

Как сделать винтовую лестницу своими руками

Расчет винтовой лестницы

Безопасность хождения по лестнице зависит от оптимальных габаритов ступеней, размеры которых зависят средней величины стопы (30 см) и шага (60-64 см).

Как сделать винтовую лестницу своими руками

Расчет лестницы с углом вращения 360 о, при диаметре 220 см, высоте 300 см:

  1. Длина окружности (L) 2πR. Линия движения L = 2πr. Поскольку проекция перемещения по спирали лежит на расстоянии 2/3 радиуса лестницы, то r = 2R/3. Искомая протяженность по развертке L = 4πR/3 = 4×3,14×1100/3 = 4605 мм (4,6 м).
  2. Получив развертку 1 марша, подбирают число ступеней. При расстоянии от пола до перекрытия 3 м и высоте ступени 15-20 см, в данном случае удобнее взять 15 см. Получается 20 ступеней.
  3. Ступени трапециевидной формы рассчитывают в 3 этапа. Для величины проступи протяженность окружности 4605 делят на 14 ступеней (15-я – площадка). Получается 321 мм, что превышает стандарт для внутридомовых конструкций. Если увеличить число ступеней до 17 (18-я – площадка), глубина проступи будет 4605/17=271 мм, высота – 3000/18 167 мм, что соответствует стандарту. Остаток при делении учитывают, корректируя высоту 1 ступени.
  4. Высчитывают глубину проступи в точке монтажа на опоре. Для винтовой металлической лестницы — это столб из металла диаметром 5 см, на который нанизывают ступени. Для того чтобы ступени надеть на опору нужно отверстие того же диаметра (5 см) и по 5 см каждой кромки. Получается 15 см – глубина ступени в узкой части.
  5. В самой широкой части глубину проступи рассчитывают, исходя из длины окружности: L = 2πR = 2×3,14×1100 = 6908 мм. При числе подъемов 17 искомая величина составит: 6908 : 17 + 406 мм.
  6. Затем определяют размеры верхней площадки (последней 18-ой ступени), учитывая план 2 этажа и удобства выхода.
  7. Последним этапом проектируют и просчитывают проем в перекрытии, который делают заранее. Его диаметр должен быть больше диаметра лестницы на 20-22 см. Форма допускается как круглая, так прямоугольная.
Как сделать винтовую лестницу своими руками

В домах с мансардой обязательно учитывается высота до чердачного перекрытия.

Изготовление элементов

Итак, учитывая проведенный расчет, нужно сделать составные элементы своими руками.

Опора

В качестве опоры сгодится любая труба от 5 см в диаметре. Она должна быть толстостенной из металла и новой, если вы хотите, чтобы лестница прослужила несколько лет.

Раз высота составит 3 метра (высота от пола до верхней кромки пола на втором этаже), то длина трубы должна быть хотя бы метра для того, чтобы ее можно было надежно установить своими руками в пол ниже и при этом ее высоты хватило.

Ступени

Закупите строганную доску бука, ясеня, дуба — по возможности широкую. По опыту мастеров можно использовать проклеенную древесину.

Соберите бруски в одну панель, волокна направлены в разные стороны. Проклейте брусья между собой и зажмите струбцинами для высыхания.

Когда брусья высохнут, приложите к получившемуся листу шаблон. Обведите два контура — один ровно по шаблону, а другой внешний — оставив припуск в 5 мм, который после будет обработан до нужного.

Самая верхняя ступень является, по сути, площадкой, потому ее нужно сделать широкой, большего радиуса.

Если в ступенях должны быть отверстия для монтажа на саму опорную стойку, то их выбирают фрезой своими руками сразу в нескольких досках, которые укладывают в стопку и крепят струбцинами.

Стойки и балясины

Для стоек сгодится клееный брус с размером сечения 5×5 см.

Крайние стойки должны соединять сразу две ступени, что убережет их от проворачивания.

Стойки могут клеиться своими руками прямо в отверстия, крепиться поверх ступеней или же быть надетыми на ступени выпилами.

Перила

Хорошо смотрятся деревянные и тонкие железные перила.

Деревянные можно изготовить путем склеивания брусков между собой.

Но загвоздка кроется как раз в гнутой форме: у вас дома есть гибочный станок?

Потому лучше заказать их отдельно сообразно размерам лестницы в магазине мебели.