Как самому сделать винтовую лестницу из металла

Опубликовано: 21 ноября 2013 / Обновлено: 22 июня 2016

Оглавление:

1. Типы металлических лестниц
   • маршевая;
   • винтовая.
2. Расчет винтовой лестницы
   • размеры;
   • требования к металлическим лестницам (ГОСТ и СНиП);
   • площадка верхнего этажа.
3. Винтовая лестница своими руками
   • на двух косоурах;
   • лестница на центральном косоуре (модульная);
   • с опорным столбом.
4. Ошибки при расчете и изготовлении

Металлическая винтовая лестница – это идеальное сочетание элегантности и изящества конструкции с прочностью и надежностью материала. Преимущества неоспоримы:

• возможность заранее изготовить или купить все комплектующие;
• простота сборки;
• устойчивость к повреждениям;
• долговечность;
• разнообразие конфигураций;
• возможность сочетания с другими материалами: деревом, бетоном, пластиком, стеклом.

Виды металлических лестниц

Металлическая лестница по типу конструкции может быть:

• маршевой;
• винтовой.

Прямые лестничные марши более удобные и просторные, их легче проектировать и устанавливать, но при этом они занимают много места.

Винтовая лестница из металла обладает более компактной, но сложной конструкцией, что влечет за собой как положительные, так и отрицательные нюансы. Например, на лестничном марше с трудом разминуться два человека. А занести по ней диван или другую габаритную фурнитуру, практически, невозможно. Зато изделие может встать на минимальной площади и отлично подойдет для подъема на чердак, цокольный этаж или другое не сильно востребованное помещение.  Эти особенности надо учитывать, выбирая тип лестницы.

Отличным решением может стать квадратная винтовая лестница, которая является синергией обеих конструкций и обладает лучшими сторонами каждой из них.

Металлические винтовые лестницы

Изготовление металлических лестниц предполагает использование разных техник по обработке металла:

• ковка;
• литье;
• сварка.

Первые две сложны в освоении и нам не подходят, а вот овладеть навыками сварочных работ можно за достаточно короткое время. Читайте дальше и Вы узнаете как сварить металлическую лестницу.

Выбираем металл

Теперь давайте определимся какой именно металл лучше использовать. Очень популярны чугунные винтовые лестницы, которые обязательно станут настоящим украшением дома. Такие изделия прочны, надежны, добротны и при этом красивы. Единственными, но решающими недостатками являются дороговизна и сложность производства.

Поэтому для изготовления винтовой лестницы мы будем использовать сталь — более дешевый и практичный материал. Есть еще алюминий, но он, как правило, применяется для производства комплектующих, например, перил. Для несущих элементов он не подходит.

Выбираем конструкцию

В зависимости от устройства несущего элемента, изделие может монтироваться:

• на косоурах. Ступеньки укладываются сверху на несущую балку и укрепляются на ней. Торцы ступеней остаются открытыми;
• на тетивах. Ступени крепятся на внутренней стороне несущих балок, торцы ступенек не видны.
• на больцах. Возможны два варианта, первый, когда несущая балка отсутствует, а ступени закрепляются на стене при помощи специальных болтов. И второй, когда изогнутая лестница имеет центральную опору, а ступеньки крепятся между собой больцами.

Проектирование винтовых лестниц

Расчет винтовой лестницы должен проводится с упором на удобство и безопасность эксплуатации. Для чего необходимо изучить все размеры, нормы, ограничения и предъявляемые требования (ГОСТ и СНиП).

Размеры:

• Н – высота подъема – расстояние между полом первого этажа и полом второго этажа;
• Н₁ — расстояние между витками, то есть, расстояние между ступенью, на которой Вы стоите, и той, что над Вами. Должно быть не менее 2 м, иначе, Вы будете цепляться головой за верхние ступеньки;
• h – высота подступенка. Чтобы передвигаться по лестничному маршу было удобно, h должна находиться в пределах от 15 до 19см.
• h₁ – глубина проступи. Для главных лестниц это значение находится в пределах от 25 до 30 см, для служебных может быть несколько уменьшена. Слишком маленькая глубина проступи может стать причиной того, что нога соскользнет со ступеньки при движении вниз.

Требования к лестницам и площадкам

Требования и нормы, предъявляемые к конструкции винтовой лестницы, основаны на ГОСТ и СНиП.

• размеры проступи и подступенка могут изменяться в указанных пределах, но всегда должно выполняться соотношение: 2h + h_о = 60..65 см;
• возле центрального столба глубина проступи не должна быть меньше 10 см;
• если ширина лестницы больше 1,5 м необходимо установить дополнительный центральный косоур;
• ширина ступени не должна быть меньше 90 см;
• размер лестничного проема должен быть шире диаметра винтовой лестницы на 10 см с каждого края, чтобы не поцарапать руки о перекрытие при использовании перил на верхних ступеньках;
• если ширина лестничного марша меньше 1,5 метра, то изделие обязательно оборудуется перилами, высота которых 90-100 см;
• толщина проступи относится к размеру ступени как 1:20. Например, при ширине ступени 90см, толщина обшивки будет равна 4,5 см.

Как рассчитать винтовую лестницу

Предположим, что надо рассчитать винтовую лестницу на металлическом косоуре, которая идет вдоль участка стены, имеющего форму окружности радиусом 80 см. Мы имеем:

• R = 1,8 метра – внешний радиус;
• r = 0,8 м – внутренний радиус. Равен радиусу изгиба стены, вдоль которой идет изогнутая лестница;
• Н = 3 м – общая высота;
• Угол закручивания лестницы 270°.

Рассчитаем длину лестницы (L₁) по внешнему радиусу. Поскольку лестничный марш проходит ¾ круга или 270°, то длина по внешнему краю равна:

L₁ = ¾×2πR = ¾ × 2 × 3,14 × 1,8 = 8,5 м

Длину лестницы по внутреннему краю (L₂) вычислим аналогично.

L₂ = ¾×2πr = ¾ × 2 × 3,14 × 0,8 = 3,8 м

Эти значения определяют длину боковых косоуров, внешнего и внутреннего.

Если принять высоту ступеньки h = 15 см, то вычислить количество ступеней (n) можно по формуле:

n = Н / h = 3 / 0,15 = 20

Получается, что у нас будет 20 ступенек. Но роль последней будет выполнять площадка второго этажа, значит всего будет 19 ступеней.

Теперь, разделив величины L₁ и L₂ на 19, мы получаем значение глубины проступи у внутреннего края (h₁ = 19см) и у внешнего края (h₂ = 44 см) соответственно. Ступени будут иметь такой вид, как показано на фото. Подступенки в винтовых лестницах обычно не делаются.

Зная размеры ступеней, можно рассчитать кобылки, применяемые для их крепления, а также количество уголка, необходимого для изготовления кобылок.

На внешний косоур нужно 19 кобылок (по числу ступенек) с размерами сторон 15 см и 44 см, на внутренний – 19 кобылок 15 см на 19 см.

Если межэтажная лестница примыкает к стене, внутренний косоур можно не делать, а ступени укрепить непосредственно на поверхности стены.

Далее рассчитываем длину конструкции по основной линии подъема (L_о) и глубину проступи (h_о) в этом месте.

L_о = ¾×2πR₁, где R₁ = 2/3 R = 1,2 м следовательно

L_о = ¾ × 2 × 3,14 × 1,2 = 5,6 м

h_о = L_о / 19 = 30 см

Далее надо проверить результаты по форуме 2h + h_о = 60..65 см. Если уравнение не сходится, следует подкорректировать высоту ступени и пересчитать значения. В нашем случае все сходится и можно двигаться дальше.

В случае необходимости, внешний радиус можно уменьшить. Но при этом ширину ступеней не рекомендуется делать меньше, чем 90 см, если только речь не идет о служебной лестнице.

Расчет лестничной площадки

Рассчитаем размеры лестничной площадки верхнего этажа. Делая один шаг, мы будем подниматься на высоту 15 см. Преодолев 5 ступеней — 75 см. Если толщина перекрытия равна 20 см, то на пятой ступеньке высота до потолка составляет 205 см, что допустимо, так как величина Н₁ должна быть не менее 2 метров. То есть под площадкой второго этажа может находиться не более пяти ступеней.

Проекция изделия на горизонтальную поверхность будет выглядеть таким образом: начало лестничного марша отмечено вертикальной жирной чертой. Конец стрелки указывает на выход. Площадка второго этажа отмечена белым цветом, под ней находятся первые 5 ступеней.

Как построить винтовую лестницу своими руками

Если речь идет про наружные лестницы, выполняющие чисто служебные функции, упор надо сделать на прочность и долговечность, а значит и составляющие необходимо выбирать соответствующие. Такие изделия не требуют дополнительной отделки и называются открытыми.

Если же предполагается изготовление винтовых лестниц для дома и дачи, то для придания внешней привлекательности, металлический каркас следует обшить декоративными панелями, поставить деревянные ступени, алюминиевыми перилами и поручни из массива или ПВХ. Это закрытый вариант.

Поворотная лестница на двух косоурах

Если предполагается делать лестницу на двух косоурах, то их длины будут равны 8,5 м для внешнего и 3,8 м для внутреннего (рассчитано ранее). Вы можете заказать сварку профиля на металлобазе или изготовить каркас из стали своими руками.

Вам понадобится металлический профиль с прямоугольным сечением. Вырезаем из него «косынки», одни по высоте подступенка, другие по глубине проступи. Далее свариваем их вместе под прямым углом. В итоге должен получится каркас в форме «лесенки».

Если Вы решили построить винтовую лестницу с открытым каркасом, который виден и не скрыт обшивкой, то тщательно поработайте со сварочными швами, чтобы их не было заметно. Готовую конструкция покройте эмалью.

Далее устанавливаем деревянные ступени. Проступь можно прикрутить саморезами к профилю или закрепить с помощью уголков, установленных во внутренней части каркаса.

Обязательно установите ограждения. По внешней стороне марша перила из нержавеющей стали можно приварить к каркасу ступеней, а по внутренней – прикрепить к стене. Стену внизу лучше защитить калошницей. Стойки перил привариваются на расстоянии 60 см друг от друга. Высота поручня – 90 см, пространство между стойками должно быть закрыто панелями или леерами. Также можно установить алюминиевые перила для лестниц. Отделка металлической лестницы завершена.

Модульная винтовая лестница на центральном косоуре

Сборная или модульная лестница в основе имеет один косоур, состоящий из отдельных секций, которые образуют жесткую несущий элемент — хребет, именно поэтому подобная конструкция также носит название «хребтовая лестница». Каждая секция выставляется по высоте и направлению и закрепляется. Под каждую четвертую ступень устанавливается стойка-опора. Сборные лестницы имеют простую конструкцию и устанавливаются за считанные часы.

После того, как металлический каркас смонтирован, необходимо установить деревянные ступени. Это делается с помощью саморезов. Сборные винтовые лестницы из нержавейки не нуждаются в дополнительной отделке и прекрасно вписываются в современный интерьер.

Видео инструкция по сборке модульной лестницы

Спиральная лестница на столбе

Изделие с центральным столбом или опорной трубой — классическая конструкция винтовой лестницы, пригодная для любых помещений. Она очень компактная, простая в изготовлении и монтаже. Давайте посмотрим как сделать винтовую лестницу своими руками.

Для каркаса центрального столба понадобится толстостенная труба соответственной длины. И труба потоньше и большего диаметра для изготовления гильз. Последнюю нужно нарезать на равные части так, чтобы получились гильзы высотой 230-260 мм. Отрезать надо строго перпендикулярно трубе, иначе ступени будут под наклоном.

Плотность установки гильз, которые мы будем нанизывать на центральную стойку, должна быть максимальной – без перекосов и щелей. Если вы выбрали слишком большой диаметр гильз, у Вас образуются зазоры. Чтобы их закрыть можно сделать кольца-уплотнители из трубы нужного диаметра. Потом кольца ввариваются в гильзы и шлифуются фрезером.

Чтобы изготовить ступени одинаковой формы можно использовать специальный кондуктор. Мы его сделаем из деревянных кусочков ДСП и оправки для трубы.

Теперь свариваем части ступеней под нужным углом, вкладывая их в кондуктор. Одновременно привариваем ступень к гильзе. По завершению отчищаем швы от заусенцев.

Монтаж модульной лестницы заключается в том, чтобы аккуратно нанизать гильзы на центральную стойку и разместить получившуюся конструкцию в подготовленном месте. Для большей надежности и устойчивости нижний конец стойки можно залить бетоном.

Когда установка винтовой лестницы завершена, выставляем ступени в нужные положения, придерживаясь необходимого угла. Надежно фиксируем и свариваем гильзы между собой. После грунтовки и окраски поверхностей конструкции, укладываем ступени на получившийся каркас. По необходимости проводим отделку металлической лестницу декоративным элементами. Сборка винтовой лестницы окончена.

Видео: монтаж винтовой лестницы с центральным столбом

Ошибки при расчете и изготовлении

• Наиболее распространенная ошибка – неграмотно спланированное помещение, в которое изогнутая лестница никак не вписывается.
• Наличие слишком маленького лестничного проема может стать причиной того, что изделием будет опасно и неудобно пользоваться. Но и слишком большой проем делать не рекомендуется, так как он нарушит температурный режим дома. Теплый воздух будет беспрепятственно подниматься наверх.
• Монтируя металлические лестницы в стену, необходимо учитывать прочность кладки. Зафиксировать ступени можно в железобетонной или кирпичной стене, а вот перегородка не выдержит нагрузки. Проводя расчеты, не забывайте о том, что винтовая лестница на второй этаж должна выдерживать не только вес людей, но и свой собственный вес.
• Слишком большой угол наклона лестницы может стать причиной тяжелых травм. Следует помнить, что по изделию с наклоном больше 45° спускаться можно только спиной вперед. Не следует также пренебрегать правилами соотношения высоты подступенка и глубины проступи.
• Радиальная лестница без перил и леерных ограждений опасна, особенно, если в доме есть дети и пожилые люди.
• Еще одна грубейшая ошибка – облицовка металлической лестницы скользкими материалами. В связи с этим, лучше всего использовать деревянными накладки или противоскользящие покрытия для ступеней.