Расчет лестницы с гусиным шагом
Лестница «гусиный шаг» является достойным выходом из ситуации, когда необходима стационарная конструкция, а места для нее отведено мало. Ее обычно используют для подъема на мансарду, чердак. Это помещения, которые применяются под кабинет, детскую, игровую и т.д. «Гусиный шаг» можно выполнить в разных типах лестничных конструкций. Эти конструкции открытые и легкие. Различают лестницы на косоурах и тетивах.
Лестница “гусиный шаг” занимает мало места, почти в два раза меньше, чем обычная лестница.
Всвоем основании первые имеют 2 тетивы (направляющие), между которыми установлены ступени. Лестницы на косоурах бывают нескольких типов, в своем основании они имеют 2 направляющие (косоура), на которые сверху устанавливаются ступени. Лестницы на нескольких металлических косоурах имеют более изящный и современный внешний вид, чем на деревянных. В этой конфигурации возможно использование ограждения из нержавеющего и черного металла.
Особенности лестниц с гусиным шагом
Схема устройства лестницы «гусиный шаг»: 1 – тетивы, 2 – ступени, 3 – шипы для крепления ступеней, 4 – дополнительные металлические стяжки, 5 – балясина, 6 – перила.
Главная их особенность — форма ступени. Она может быть h-образная, клиновидная, сферическая. Ее основной принцип заключен в следующем: одна сторона ступени уже другой в несколько раз. Спуск и подъем проходит по широкой части ступеней. Если посмотреть сверху, то видно, что ступени располагаются симметрично линии хода и при ходьбе вызывают ассоциации с гусиным шагом. Еще такие построения называют мотыльковыми, так как ступени похожи на крылья бабочек.
Для проведения расчета важно учитывать, что лестницы типа «гусиный шаг» можно установить на ограниченном пространстве (1-2 м²), но у них при этом большой угол подъема — 50-70°. Схема устройство деревянной лестницы
Схема устройство деревянной лестницы.
Такая конструкция обязательно должна быть оснащена прочным и удобным ограждением. Ведь при подъеме по такой крутой и не очень удобной постройке первое, что вы захотите сделать, — взяться за поручни, а второе — поскорее спуститься по ней.
Когда проводим расчет, необходимо учитывать, что главным критерием для указания характеристик ступени является стандартный шаг человека, который равняется обычно 60-65 см.
Данный шаг является средним арифметическим показателем для горизонтальной поверхности, потому показатель для передвижения могут изменять.
Необходимые формулы
Для расчета длины шага на лестнице, аналогичной длине шага по горизонтали, используют такую формулу:
2m+sz=60-65 см (среднее значение 62 см),
- sz — ширина ступени, ,
- m — высота ступени, .
Соотношение между показателями m и sz зависит от функциональных особенностей лестницы.
Схема размеров лестницы.
Представленная формула является основной, хотя есть множество других формул, с помощью которых можно определить соотношение между параметрами sz и m (например, m+sz=46-50 см). Используя это соотношение и имея одну известную величину, можно узнать другую величину. К примеру, дистанция между двумя уровнями дает возможность определить для ступеней высоту m и с помощью формулы, указанной выше, дает возможность рассчитать ширину проступи sz. Нужно выбирать параметры, в наибольшей степени соответствующие основному предназначению лестницы.
Ее параметры возможно указывать с применением умножения или дроби, к примеру, 18/30 см или 18×30 см. В дроби в числителе указывается высота подступенка, а в знаменателе — проступь ступени. Во втором варианте в качестве множителя используется проступь, а множимое — высота подступенка.
Все формулы, описанные ранее, дают возможность определить связь параметров для приставных трапов и лестниц. Для приставных лестниц различных типов соотношение — 28/7, для вертикальных — 31,5/0. Следовательно, ступени всех вертикальных лестниц располагаются одна над другой, а приставные располагаются с незначительным наклоном.
Значения высоты и ширины ступеней важно высчитывать без ошибок и точно, так как даже мельчайшая погрешность при вычислении вызовет появление при наличии многих подступенков серьезных отклонений. Все подступенки в лестнице должны быть полностью идентичными по высоте
Удобство использования конструкции зависит в полной мере от корректного вычисления углов подъема и спуска. Порой сильно пологая лестница может быть в использовании весьма некомфортной. Далее представлен перечень известных соотношений подступенка и проступи, чтобы произвести расчет лестницы.
Расчет лестницы с гусиным шагом Для лестницы гусиный шаг расчет производится по специальным формулам. Просто подставив данные, можно с легкостью и быстро определить, какие материалы закупать.
Расчет лестницы
Чтобы сделать расчет конструкции, необходимо определить следующие параметры:
- высоту, на которую будет подниматься лестничный марш, Н;
- высота (подъем) ступеньки, j;
- глубина проступи в широкой и узкой части, е1 и е2;
- длина объекта в проекции, Е;
- количество ступенек, k;
- длина марша, Е1.
Для расчета руководствуются специальными формулами из СНиПа. Рекомендуется придерживаться размеров проступи в широкой стороне от 25 до 40 сантиметров и в узкой части – от 12 до 22 сантиметров. По бокам устанавливают ограждения, поэтому к ширине лестничного пролета с каждой стороны нужно добавить по 10 сантиметров.
Этого вполне достаточно, чтобы при движении по лестнице держаться за поручни и не создавать больших теплопотерь через проем. Толщина проступи принимается равной одной двадцатой части ширины ступени.
А можно воспользоваться онлайн-программой – калькулятором для расчета подъемного марша, которая предоставит не только количество необходимых ступеней, но и длину несущего элемента, угол наклона пролета, высоту и глубину ступеней, а также даст заключение об удобстве лестницы.
Пошаговая инструкция по сборке лестницы
Процедура сборки следующая:
- Подбирают материал (дуб, лиственница, бук, сосна). Лучше использовать первые два варианта. Они крепкие и способны выдерживать значительные нагрузки. Заготовки должны быть качественными, без повреждений.
- Определяются несущие элементы (косоур или тетива), а также вид используемого материала: древесина или металл.
- Выполняется схема или чертеж будущей конструкции, по которому вырезаются все элементы.
- Ступени пронумеровывают, чтобы не запутаться и быстро собрать лестницу.
- Работы следует выполнять на ровной поверхности. Для проверки качества сборки используют уровень.
- Молоток должен быть прорезиненный или деревянный, чтобы не навредить дереву.
Работы по выполнению чертежа, изготовлению элементов с последующей сборкой аналогичны другим типам лестничных конструкций. «Гусиные» марши устанавливают в домостроениях с комнатами небольшой площади, экономя значительную часть пространства. На ступеньки укладывают коврики, которые не только придадут лестнице дополнительный комфорт, но и сделают ступени нескользкими.
Мотыльковый тип лестницы
Лестницы «гусиный шаг» изготавливаются на косоурах или тетивах. При установке необходимо грамотно выбрать древесину: она должна быть хорошо просушенной и не иметь сучков. Оптимальным выбором будет лиственница, дуб или бук. А вот сосна или липа в число рекомендуемых пород не входят.
Лестницу «гусиный шаг» можно изготовить и на косоуре из металла. После установки сборного косоура на нём необходимо закрепить металлический каркас ступенек. Основную нагрузку воспринимают края лестницы, а не центральная часть. Поэтому от ширины конструкции напрямую зависит плечо и нагрузка на место крепления. Эти параметры пропорционально увеличивают. Закрепляют ступени только после корректировки с помощью уровня, чтобы не нарушить их горизонтальность.
Изготовление тетивы начинают с выбора двух балок из дерева с сечением 30х6см (ширина и толщина, соответственно). Длина тетивы определяется по теореме Пифагора. Высоту лестницы и длину её проекции принимаем за катеты. Далее приступают к разметке тетивы
Важно сохранить горизонтальность размещения ступеней. Для этого сначала монтируют одну тетиву, закрепляя её верхний конец на перекрытии, а другой крепится к полу
Место для вырезки пазов лучше отмечать при помощи уровня.
Разметка ступени лестницы «гусиный шаг»
Учитывая особенности вырезки ступеней, имитирующих гусиный шаг, необходимо чередовать стороны с широкими и узкими концами .
Пазы для ступеней вырезают с использованием фрезы глубиной 2,5 см. Для того, чтобы сделать детали идентичными, необходимо разметить другую тетиву только после окончания работ с первой путём переноса размеров. В этом случае исключается возможность перекоса ступеней.
К ступенькам для лестницы «самба» с конструкцией на косоурах разметку можно сделать при помощи двух лекал. Одно в виде прямоугольного треугольника, где первый катет соответствует высоте ступеньки, а второй — глубине ступени в широком месте. Другое лекало вырезают в виде прямоугольного треугольника с катетами равными высоте и глубине узкой части проступи. И опять же не стоит забывать про чередование вырезов. Если на первом косоуре вы начинаете разметку с использованием первого лекала, то для второго начинать надо с другого лекала.
Ступеньки для лестницы «гусиный шаг» делают из заготовки, которую делят пополам на несколько равных сегментов. Выпиливают их с помощью электролобзика, после чего фрезеруют. А если возникает необходимость и заштукатуривают.
Сборку лестницы производят с помощью деревянного или резинового молотка. Это необходимо для того, чтобы обойтись без механических повреждений древесины. Для работы используют твёрдую и ровную поверхность. Одну тетиву укладывают пазами наверх, далее вставляют ступени. Места стыков необходимо промазать с помощью специального герметика для дерева. Возможно использование клея. Когда ступени установлены, на них сверху укладывают вторую тетиву
При это надо обратить внимание на то, чтобы пазы совместились с торцом ступенек
Лестница «гусиный шаг» – вид сбоку
Стяжки для лестницы необходимы, чтобы ступеньки не прогибались под действием веса человека, а тетивы не расходились. Устанавливают стяжки в нескольких местах (обычно достаточно три-четыре). Выполняют их обычно металлическими или деревянными.
Схема выполнения стяжек
Для того чтобы поставить стяжки из дерева, предварительно подготавливают несколько сквозных отверстий. Далее их заклинивают и фиксируют с помощью деревянных вставок.
Если же стяжки выполняются металлическими, то для этих целей подойдут шпильки, которые вставляют в проделанные насквозь отверстия и закрепляют гайками. Шпильки нужно подобрать соответствующей длины.
Когда лестница собрана, приходит время установить её на место, фиксируя один конец на опорный брус. А сверху перед началом монтажа нужно подготовить пазы. Их выпиливают в балке перекрытия. С помощью анкерных болтов закрепляют тетиву. После установки необходимо ещё раз убедиться, что ступени горизонтальны.
Обязательной является установка перил для такой конструкции. В варианте, если лестница устанавливается около стены, можно изготовить ограждения с одной стороны. Чтобы это сделать, устанавливают входные столбы в двух местах лестницы — в начале и в конце. Крепятся они при помощи шпилек металлических или шкантов из дерева. Для усиления перил столбы иногда «топятся» в специальные углубления, которые подготавливают заранее. Балясины монтируют на несущие элементы или ступени. Закрепляют поручни с помощью саморезов. Необходимо промазывать все стыки клеем.
Выбор материалов
Чаще всего лестница изготавливается из древесины, но при желании можно использовать другие материалы. Деревянная лестница хорошо смотрится визуально, а стоимость готовой конструкции сравнительно невысока. Кроме этого, дерево легко обрабатывается. При постройке лестницы не стоит выбирать древесину мягких пород, например, осину. Этот материал может не выдержать высокие нагрузки. Оптимальным выбором станут твердые породы — дуб, лиственница либо бук. Перед использованием древесину необходимо хорошо просушить. В материале не должно быть сучков.
Металлическая лестница имеет ряд преимуществ:
- быстрота сборки;
- способность выдержать большие нагрузки;
- долговечность.
Однако для ее изготовления необходимо уметь пользоваться сваркой. В противном случае придется обратиться за помощью к специалистам. К этой конструкции относятся по-разному. Некоторые считают ее компактной и удобной в использовании, а другие недовольны особенностями эксплуатации. Чаще всего негативные мнения связаны с проблемой переноса по лестнице крупногабаритных предметов. Однако, если выполнить все необходимые расчеты, то недостатки конструкции будут нивелированы.
Пошаговое руководство по сборке лестницы
Если желание собирать гусиный шаг всё ещё есть, то стоит перейти к нюансам практической реализации постройки. Первоначально необходимо решить два самых главных вопроса: из какой древесины делать гусиный шаг и на чем его делать. В качестве дерева можно последовать многочисленным советам и выбрать дуб, бук или лиственницу. Можно и поэкспериментировать с другими сортами деревьев, но выбирать липу или сосну – не лучший вариант. Они являются представителями «мягких» сортов, которые не очень подходят для значительных нагрузок. Древесина, используемая для лестниц должна быть качественно просушенной, а также на ней должны отсутствовать сучки, которые негативно влияют на прочность досок.
Следует выбрать, на чем будет стоять гусиный шаг – на тетивах или косоурах. Так как это практичная инструкция, то необходимо выбрать что-то одно – мы рассмотрим первый вариант. Для высоты на 3 метра, по варианту размещенной ранее таблицы, подойдёт брусок с такими параметрами: ширина – 30 см, высота – 6 см. Длину необходимо посчитать с помощью теоремы Пифагора.
Важно! Следует ввести небольшой экскурс в математику и напомнить уже забытые уроки из школы. Сумма квадратов катетов равняется квадрату гипотенузы
Так, если катет a = 4 метра, а катет b = 3 метра, то квадрат гипотенузы будет: 16 + 9 = 25. Корень из 25 равняется 5, то длина балки будет 5 метров. Вот небольшая иллюстрации, которая на практическом примере покажет, что и как:
Когда параметры известны, то можно переходить к непосредственно разметке тетивы и размещению ступеней. Для избегания травматических ситуаций следует размещать ступеньки строго горизонтально. Чтобы несущие получились одинаковыми, размечать их под ступеньки следует тогда, когда первая тетива уже размечена и прорезаны пазы для ступенек. Тогда остаётся просто перенести все данные с первой на вторую. При разметке не следует забывать, что «гусиный шаг» получил свое название не просто так, а за подражание настоящему гусиному шагу, поэтому ступеньки должны чередоваться, как это показано на фотографиях.
Для изготовления самой ступеньки необходимо взять брусок, которые позволит получить запланированные ранее ступеньки. Прежде, чем трудится над приданием необходимой формы, следует сделать необходимые разметки, которые позволят работать аккуратно. Чтобы во время самого процесса сборки не повредить древесину и не испортить её эстетичный вид, следует использовать деревянный или резиновый молоток. Собирать лестницу следует на ровной поверхности, оптимально будет на полу. Первую тетиву следует положить пазами вверх, сами пазы смазать клеем и вставить ступеньки. Когда они зафиксируются, на вверх лестницы кладётся вторая тетива, и гусиный шаг почти готов.
Для дополнительной эксплуатационной стойкости можно использовать стяжки. Они устанавливаются в 3-х или 4-х местах тетивы, и должны изготавливаться или из дерева, или из металла. Металлические являются более долговечными, но одновременно их влияние на сам гусиный шаг более заметное, тогда как деревянные, можно вставить, расклинить (для фиксации) и замаскировать с помощью лака или качественной краски.
Уже собранную и готовую к установке лестницу следует зафиксировать на нижнем опорном пункте, перед этим убедившись, что верхняя часть попадает в заранее прорезанные углубления. Закреплять следует анкерными болтами, при этом постоянно проверяя четкую горизонтальность фиксирования.
Для лестниц данного типа наличие четкого фиксирования является необходимым условием, чтобы они отвечали технике безопасности. Также, если стараться придерживаться строительных нормативов, то гусиный шаг должен быть оборудован перилами. Что является весьма разумным требованием, ведь учитывая наклон гусиного шага, перила могут помочь сэкономить немало денежных средств. Для самих перил первоначально следует подготовить столбики, на которых они будут располагаться.
Расстояние между столбиками должно быть около 50-60 сантиметров. А их высота около 80-120 сантиметров (в зависимости от роста людей, которые будут ими пользоваться). Они должны закрепляться вертикально относительно ступенек, но верхняя часть, к которой будут присоединяться перила, должна быть скошена под тем углом, что и угол подъема лестницы.
Пошаговый алгоритм строительных работ
После того, как составлен чертеж, высчитывают требуемое количество материалов, выписывают, какие инструменты понадобятся.
Закупленное сырье оставляют на день или два внутри помещения, где будет установлено сооружение. Это время требуется для адаптации к температуре, уровню влажности воздуха.
Далее проводят разметку стен, к которым будут крепиться косоуры или тетива.
Ступени на косоуре
Косоуры делают из разного типа сырья, но деревянные узкие опоры будут не так прочны, как металлические. С другой стороны, несущие элементы из дерева широкого типа вполне справляются с оказываемым давлением.
Металл покрывают средствами против возникновения коррозий до или после монтажа. Но это не застраховывает их от внешнего механического воздействия. Сколы, царапины – рано или поздно повреждения появляются и постепенно проявляется ржавчина.
Древесный вариант сперва размечают на досках, спиливают лишнее, а потом покрывают особыми пропитками.
Деревянная конструкция на косоуре
После закрепления заготовленных изделий на постоянное место, сверху укладывают приступок, который прикручивают саморезом. Крепеж утапливают отверткой или шуруповертом, а потом углубления заделывают шпатлевкой подходящего оттенка, лакируют.
Модель на железной оси
Когда выбор пал на несущую опору из железа, сперва скрепляют сборную основу, а потом сверху устанавливают металлические каркасы под подножную опору. За счет того, что большая часть нагрузки распределяется равномерно, чем шире проход, тем выше давление, оказываемое на места крепежа. Поэтому к креплениям выдвигаются особые требования.
Подробно процесс строительства гусиной конструкции на косоурах показан в следующем видео:
Лестница на тетиве
Древесные изделия для строительства размечают на местах установки ступенек, вырезают форму движения, выскабливают пазы. Все срезы тщательно шлифуют, а потом заготовленные части полностью покрывают специальной пропиткой для дерева.
Приступки вырезают из бруска, на котором отмечают окончание узкой зоны, начало широкой и выделают расстояние около 5 см на плавный переход, который может быть закруглен или сделан скосом.
Пример конструкции на тетиве
Все части будущего сооружения обрабатывают пропитывающими жидкостями, чтобы структура древесины не испортилась от воздействия влаги из окружающего пространства, а построение дольше прослужило.
Остается закрепить тетиву на стене, установить противолежащую часть на полу и перекрытии следующего яруса и вложить опорные части.
Процесс сборки начинается сверху и направляется вниз, поэтому для строительства потребуется стремянка.
Процесс сборки
Внутрь пазов закладывают строительный клей, вставляют ступени, после чего дополнительно скрепляют все саморезами.
Преимущества и недостатки
Подобное сооружение получается очень компактным, не занимающим много места в ширь или длину, а также разрешается увеличение угла уклона до 55 градусов.
По размеру сами проступи достаточно удобны, а за счет зауженных частей отлично просматриваются следующие ступеньки.
Если все этапы работ от составления чертежа до финишной отделки выполнены правильно, то такая необычная постройка получается безопасной, вполне пригодной для регулярной эксплуатации.
Отличие от винтовой формы
Непривычный большинству людей вид ступенек отлично оживляет интерьер, добавляет необычную нотку в какой-либо отдельно взятый стиль, может запросто стать главным украшением дома.
С другой стороны, потребуется быть всегда внимательным, чтобы наступить на широкий участок, иначе быстро теряется равновесие, простая смена порядка шагов приводит к вероятности обретения травм.
Вид сверху
Размеры воздвижения совершенно не подходят для перемещения крупной мебели или техники, так как малые проходы, непривычные ступени всячески препятствуют подобным действиям.
Ввиду особенностей конструирования, не рекомендуется к строительству внутри дома с пожилыми людьми или детьми.
Поручни и ограждения
Чтобы подъем на второй этаж по такой лестнице, сделанной своими руками, был безопасным. Дополнительно нужно обеспечить наличие поручней. Так как ширина марша чаще всего сводится к минимальному значению, отдельно нужно просчитать необходимое пространство для ограждений и перил. Лучше всего выносить их монтаж на косоуры.
Требования к таким ограждениям остаются стандартными. Их высота должна соответствовать нормам для среднестатистического роста человека. Ориентировочно этот показатель равен 90 см от поверхности ступени.
Для лестниц, расположенных у стены, вполне достаточно будет одного ограждения с перилами, закрепленного по внешней стороне конструкции. Для надежной фиксации рекомендуется использовать болты и шпильки. Если вы устанавливаете выносные поручни, понадобятся специальные уголки.
Лестница, построенная по принципу «гусиного шага» может стать отличной альтернативой габаритным маршам или небезопасным приставным конструкциям. С её помощью можно обустроить комфортный проход в помещение как жилого, так и хозяйственного типа
Если вы делаете такую работу впервые, обратите внимание на наиболее популярные вариации, так как для них есть уже готовые образцы проектов
