Как рассчитать деревянную лестницу

Пространство между первым и вторым этажом в частном доме можно организовать разными способами. Выбор марша, который вы поставите, зависит от свободной площади помещения, материала, интерьера. Правильный расчет всех его параметров — гарантия безопасности.

Основные элементы, виды лестниц из дерева

1. Косоур, тетива — опоры, на которых монтируются ступени. Есть лестницы на моно-, стереокосуре. Как вариант, без несущих балок — с опорой на стальной крепеж (больцы), вмонтированный в стену.
2. Ступени, состоящие из проступи и вертикального элемента — подступенка. Поскольку подступенки не несут практической функции, можно делать марши без них. С подступенками — закрытая конструкция, без них — открытая. Рядовые проступи образуют марш. Фризовые — крайние элементы системы, примыкающие к полу на первом и втором этаже. Забежные — с узкой внешней частью и широкой внутренней, используют при проектировании поворотных и винтовых лестниц.
3. Перила — ограждения из вертикальных стоек-балясин и горизонтального поручня, укрепленного на них сверху. Устанавливают по внешнему краю марша, как защиту от падения и декоративную деталь.

Основные виды лестниц:

• винтовые — на вертикальной стойке, к которой по спирали крепятся забежные ступени. Такие лестницы ставят, когда мало места. Самому их лучше не проектировать. Самое сложное — расчет ступеней — количество, высоту, ширину проступи и другие параметры, от которых зависит удобство и безопасность пользования системой;
• поворотные — Г-образные с углом поворота 90º, П-образные , с разворотом на 180º. Реже встречаются конструкции, меняющие направление движения на 30, 40º;
• маршевые прямолинейные — из одного, двух маршей, разделенных площадками. По геометрии спуска-подъема считаются наиболее удобными из всех видов.

Прямые, Г-, П-образные деревянные марши на двух косоурах или тетивах достаточно просто спроектировать самому, особенно, если вы не ограничены размером свободной площади.

Нормы проектирования лестниц: СНиП

1. Ширина межэтажного марша (см) — 90-105, максимум — 140, одинакова по всей длине.
2. Высота от ступени до перекрытия — 2 м по всему пролету.
3. Уклон — минимум 20, максимум 50 градусов, в жилых помещениях — 30-45º.
4. Ступени. Количество в марше — 3-17. При большем количестве между маршами ставят площадку. Глубина проступи (см) — от 25, для лестниц в подсобные помещения (чердак, подвал) — 20.
5. Высота шага — 12-25, комфорт — 15-19. Идеально — 15 см, но для такой лестницы нужен проем 4х2 метра. Если пространство под лестницу ограничено, лучше делать 19-22. Высоту шага 25 см используют в очень маленьких проемах, для лестниц в малопосещаемых местах.
6. Разделительная или поворотная площадка. Ширина не меньше ширины марша, длина — 130 см или не менее двух шагов взрослого человека. Если на площадку выходит дверь — полотно + 60 см.
7. Перила (см). Высота — не менее 90, если есть дети — 150. Расстояние между балясинами — 10-15 см. Нагрузка, которую должны выдерживать перила — 100 кг, поэтому их изготавливают из дерева твердых пород или металла.

Расчет элементов системы

Планировка прямой и поворотной маршевой конструкции выполняется по общему принципу. Чтобы рассчитать лестницу на второй этаж, нужно замерить:

• высоту (H) от пола первого этажа до пола второго этажа. Если чистовой пол не сделан, к полученному числу прибавьте толщину стяжки, подложки, напольного покрытия;
• длину проема — от торца перекрытия до крайней стены. Перепроверьте с разных сторон. Если значения разные, берите меньшее;
• ширину проема — расстояние между правой и левой стеной. Снова перепроверяем с двух сторон и берем минимальный размер.

Просчитаем угол наклона

Уклон зависит от площади дома и высоты его перекрытий. Лестница с наклоном 30-36 градусов получится компактной, но спускаться по ней будет затруднительно. Для уклона 40-45 градусов нужно большое помещение, поскольку такая деревянная лестница достаточно громоздкая. Чем меньше наклонность, тем опаснее передвигаться по маршу, чем больше, тем больше места занимает конструкция.

Правильный расчет ширины и высоты ступени обеспечит удобство передвижения вниз-вверх. Средний шаг человека — 63 см, высота шага — в 2 раза меньше (31,5 см). Нормативное значение, соответственно, 30 и 15 см.

Вычисляем наклон по формуле:

• 2x + y, где
• X — высота подступенка;
• Y — ширина проступи.

Если размер ступеней меньше 14,5 см, X удваивать не нужно. Чем ниже ступень, тем шире она должна быть.

Соотношение угла наклона (в градусах) / размера проступи (ш/в, см):

• 30/ 28/16
• 33/ 26/17
• 37/ 24/18
• 41/ 22/19
• 45/ 20/20.

Как правильно высчитать уклон простым способом: 

На листе бумаги начертите прямоугольный треугольник., в котором:

• горизонтальный катет — горизонтальная проекция основания будущей лестницы;
• вертикальный — высота от пола до пола между этажами;
• гипотенуза — длина марша.

Острый угол в нижней части проекции — угол подъема. Если его значение в пределах норм, можно приступать к расчету ступеней.

Посчитаем ступени

Уклон марша составляет 40-45º. Рассчитаем количество ступеней по формуле:

• 2A + B=60-64 см, где
• A — высота подступенка;
• B — ширина проступи;
• 60-64 — средний шаг человека.

Допустим, A=14-17. Считаем ширину проступи B:

• 60-15х2 или 64-15х2 = 30 или 34 см.

Недостаток ширины можно компенсировать выступом.

Высчитываем количество элементов в марше:

высота H/высота шага (подступенка) = количество

Оптимальная высота подступенка, рекомендуемая СНиП — 15-19 см. Если результат — дробь, округляем до целого.

Предположим, H=280 см. Посчитаем:

• 280/15 =18, 6
• 280/16= 17,5
• 280/17=16,4
• 280/18=15,5
• 280/19=14,7

В марше можно делать от 14 до 19 ступенек (большее значение округляем в большую сторону, меньшее — в меньшую). Если межэтажная лестница с площадкой, планируем площадку на всю ширину проема, длиной 1м и размещаем ее на чертеже.

Просчитаем точное количество ступеней на одном пролете:

длина шахты минус длина площадки / ширину проступи

На нашем примере получается:

200/25 (ширина проступи по СНиП) = 8

При имеющихся габаритах на нижнем и верхнем марше размещается по 8 ступеней и девятая — площадка, которая считается, как ступень. Всего лестница состоит из 17 ступеней.

Рассчитаем шаг по формуле:

межэтажная высота (H)/ количество ступеней = высота шага (подступенка)

Посчитаем на нашем примере — 280/17=16,47 . Округляем до 16,5 см.

У нас получилась удобная лестница из 17 ступеней, с высотой шага 16,5 см и проступью шириной 25 см.

Поскольку мы в процессе подсчетов округляли дроби, нам нужно куда-то девать отклонения. Например, погрешность 0,03 см по высоте подступенка уйдет на нижнюю ступень, которую будем делать короче остальных на 5,1 мм (17х0,3).

Правильность расчетов проверяем на месте — рисуем карандашом на стене проекцию ступеней с заданными габаритами. Вы сможете узнать, мешает ли вам окно, дверь, радиатор и скорректировать расчеты.

Особенности проектирования марша из дерева в частном доме

Проект лестницы принято делать на этапе планирования дома. Если такое решение остается на последний момент, марш придется приспосабливать к имеющемуся пространству.

В межэтажном пространстве жилого второго этажа ставят лестницы, по которым удобно передвигаться, проносить грузы и эвакуироваться в случае непредвиденных ситуаций. Во вспомогательных помещениях можно спроектировать менее удобную конструкцию.

При проведении расчета обратите внимание:

1. Толщина несущей деревянной балки — не менее 5 см, максимальная ширина перекрытия — 30 см, в самом узком месте — не меньше 12 см.
2. При высоте потолков 2,7 м подъем осуществляется на 3 метра с учетом ширины перекрытия в 30 см. Длина лестницы составит 5,32 м. При ширине марша 1 м она займет площадь 5,32 м2.
3. Высота пролета меньше 2 метров затрудняет подъем, особенно людям высокого роста.
4. Не планируйте ширину марша уже 0,6 м. На лестнице должен развернуться минимум один человек.
5. Для захода на первую ступень, выхода и прохода рядом с лестницей нужно оставить место, что увеличит площадь размещения конструкции до 12 м2. В частном доме на 80 квадратов, 12 из них займет марш.
6. Чтобы спроектировать деревянную лестницу, составьте план первого этажа, замерьте размеры дверей, окон, ниш, выступов, нарисуйте их на плане. Обозначьте направление движения по ступеням снизу вверх, начало входа, для правильного размещения проекции.
7. Прямая конструкция на второй этаж займет много места. Для экономии пространства и безопасности спуска-подъема рекомендуем двухмаршевую П-образную с площадкой или забежными ступенями. Винтовые лестницы — самые компактные, но менее удобные для детей и пожилых людей. Их лучше ставить в малопосещаемые чердаки, подвалы, мансарды.
8. Дерево для элементов выбирайте, исходя из свойств древесины. Хвойные породы — мягкие, легко поддаются обработке. Сосна годится для изготовления косоуров, подступенков и опорных стоек. Из ели лучше делать подступенки, для других элементов она малопригодна из-за подверженности гниению. Лиственница — самая прочная и твердая из хвойных деревьев, чего ее сложно обрабатывать. Из лиственницы изготавливают все лестничные элементы. Дуб — износостойкий, прочный и гибкий материал. Деревянный дубовый марш простоит до 100 лет при правильном уходе. Ясень по свойствам близок к дубу, хорошо справляется с нагрузками, подходит для производства косоуров, тетив, перил.

Есть много программ, которые сделают расчеты, выдадут чертеж, 3d изображение будущей конструкции на основании ваших замеров — SolidWorks. ArchiCad, AutoCad и другие. Производители лестниц также оказывают услуги проектирования. У них вы можете не только заказать чертеж, но и изготовление деревянных элементов для самостоятельной сборки марша.