Сходи для приватного будинку: вибір типу, проект, розрахунок, споруда самостійно

Сходова клітка - один з найскладніших модулів будівлі. У більш-менш солідних будівельних організаціях проектуванням сходів, і тільки їх, займаються особливі фахівці. Але зараз, при постійному підвищенні цін на будівельні роботи, в т.ч. проектні, і землю під забудову, багато забудовників-індивідуали воліють зводити свій будинок самостійно, починаючи з проекту. А вартість земельних ділянок в місцях з досить розвиненою інфраструктурою відразу ж схиляє до вибору будинку дво- або півтораповерхового. В якому обов'язково буде хоча б одна драбина. Та й в одноповерховому будинку або дачному будиночку потрібно підніматися на горище, спускатися в підвал. І найкраще це робити зручніше і побезопаснее. Тобто, в будь-якому будинку без сходів ніяк не обійтися.

У цій статті мова піде про те, що потрібно знати, щоб зробити сходи повністю своїми руками або підібрати типову покупну по особистим потребам. І також - щоб читач зміг правильно оцінити достоїнства і недоліки покрокових і відеоінструкцій з інших джерел. За видимою простотою сходи криється вельми солідна природна основа, розгледіти яку можна, тільки володіючи певними знаннями. А постійне користування сходами, на вигляд такий же, як і інші, але спроектованої трохи неправильно, може призвести і до хронічних розладів здоров'я.

У будівельних довідниках і правилах про сходи розписано, здавалося б, все до найдрібніших подробиць. Але орієнтовані вони на сходи загального користування в багатоквартирних будинках; врахувати всю різноманітність індивідуальних особливостей і вимог ніякими загальними нормами неможливо. Відносно сходів в приватних будинках і вітчизняні СНиП, і «зарубіжні» DIN обмежуються найзагальнішими вказівками. Ми також не маємо наміру виводити якийсь універсальний рецепт будівництва сходів. Але ми розповімо:

• Як правильно вибрати сходи в свій будинок.
• Як розрахувати її під свою конкретну сім'ю.
• Якими способами можна «втиснути» сходи, щоб вона, не втрачаючи зручності, забирала мінімум корисної площі.
• Які особливості будівництва сходів різних видів.

У статті використані матеріали, отримані від досвідчених проектувальників і будівельників сходів; значна їх частина є унікальною. Проектування і будівництво сходів в будинку з їх допомогою дозволяє вигадати 3-7% загальної площі будівлі щодо того, що виходить при «утискання» в проект типових сходів, враховуючи і оплату консультацій. Знаючи, скільки коштує будівництво одного загального квадрата в вашому регіоні, ви самі зможете підрахувати, скільки грошей своїх кровних або іпотечних, які треба віддати як мінімум удвічі, вам тепер не доведеться пускати на вітер, чи то пак заривати під сходи.

Про гвинтових сходах

Захоплення гвинтовими сходами не просто данина моді, хоча вони дійсно елегантні і дозволяють, як виражаються між собою дизайнери, «включити скажений креатив» з використанням практично будь-яких придатних для будівництва матеріалів в самих довільних поєднаннях, див. Рис.

Гвинтові сходи не просто економить площу будівлі. Її головне, неоціненне достоїнство - вона дозволяє витягнути себе до будь-якої заданої наперед висоти, обмежуючись однією і тією ж, причому мінімальний, площею під сходами. Не менш важливо і те, що кручені сходи можна зробити самому, абсолютно не маючи навичок будівельника, а готові набори для їх складання (див. Рис.) Коштують у кілька разів дешевше будь-замовний сходи і надходять у продаж в широкому асортименті з дизайном на будь-який смак.

Разом з тим гвинтові сходи не позбавлені серйозних недоліків:

1. Розмір покою частини ступені - проступи, див. Далі - оптимальний лише в одному місці і саме там, куди ніколи не ступають, точно посередині її.
2. Кут нахилу сходів в межах ширини щабля змінюється втричі і більш.
3. Гвинтові сходи для лівшів і правшів повинні виконуватися в дзеркальному відображенні: для правшів закрученими за годинниковою стрілкою (вправо), а для лівшів навпаки.
4. Меблі та інші громіздкі предмети на верхні поверхи доведеться піднімати як завгодно, але тільки не по сходах.

Дамо додаткові пояснення. До п. 1: людині властиво ходити, злегка розставивши ноги, інакше тіло так і норовить повалитися набік. Манекенниці подіумну ходу відпрацьовують довгими тренуваннями і ходять нею тільки на показах (та й там, буває, падають), а в житті - як і всі інші.

До п. 2: на сходах зі змінним нахилом правої і лівої ніг доводиться переступати з різним розмахом і частотою, до чого тактильне почуття (природна м'язова пам'ять) не пристосоване. Крім того, центр ваги тіла при цьому відчуває ривки не тільки вгору-вниз, але і вбік. Це призводить до підвищеної стомлюваності і збільшує ризик порушень опорно-рухового апарату, докладніше див. Далі.

До п.3: лівші починають сходження по сходах з лівої ноги, а правші з правого. На сходах, закрученої не в ту сторону, тактильне почуття і реально необхідний ритм руху виявляються діючими вроздріб, в протифазі. Це посилює дію негативних факторів, описаних до попереднього пункту.

Всі зазначені дії мають кумулятивним ефектом, тобто, поки не перевершений їх деякий кількісний поріг, не позначаються, а потім позначаються відразу. Тому гвинтова міжповерхові сходи може застосовуватися тільки в житлових будинках з чітким зонуванням по поверхах: перший - житловий, де сім'я проводить велику частину часу, а другий - спальний, куди піднімаються / звідки спускаються не більше 3-4 разів на добу.

Відео: приклад побудови та встановлення гвинтових сходів

З чого почнемо?

Братися за будь-яку сходи без проекту - марними справу. Але проектування сходів без безперервного обліку властивостей використовуваного матеріалу неможливо. Тому вже на етапі ескізного проекту будинку необхідно вибрати матеріал для сходів. Споруда / переробка її в будинку існуючому також дає деяку свободу вибору, тому питання про матеріал слід розглянути першим. Під час викладу торкнемося і істотних особливостей технологій, дамо приклади конструкцій. А вже підігнати їх під себе ви зможете зі знанням справи, ознайомившись з розділом про проектування, він в кінці тексту.

вибір матеріалу

У приватних будинках саморобні сходи виконуються найчастіше з дерева, металу або залізобетону. Всі вони без проблем тримають необхідну СНиП навантаження в 150 кг, а більшість видів і підвищену, в 250 кг, як і настил підлоги.

дерево

Дерев'яні сходи - за технологією самий простий і доступний для самодельщиков варіант. Однак з ціною все виходить не так просто. Сходи з прямошаруватої дерева хвойних порід досить швидко розсихаються, починають скрипіти і хитатися. Цей недолік в значній мірі компенсується тим, що дерев'яні сходи слабо пов'язана з навантаженням з конструкцією будівлі та її можна відремонтувати або зробити заново, що не затіваючи капітального ремонту, але це періодичні зайві витрати і робота, а ділова деревина в доступному для огляду майбутньому дешевшати не буде.

За 100-300 років і більше служать сходи з мелкослойная щільних листяних порід: дуба, бука, горіха, клена, ясена. Але рубка цих дерев строго обмежена законом, деревина йде в продаж тільки добре витримана і оброблена засобами захисту від шкідників, тому листяні пиломатеріали дороги, а довгомірні - дуже дорогі. Практично вічні сходи з в'яза і евкаліпта, але відповідні цим деревам біоценози вкрай вразливі екологічно, тому В'язова і евкаліптова деревина заготовлюється в мінімальних кількостях і вся йде на потреби взуттєвої промисловості (в'яз, на колодки для елітного взуття) і машинобудування. У широкому продажі ділового в'яза і евкаліпта немає.

Примітка: лиственную деревину дуже люблять грибок, черв'ячок і жучок. Тому при самостійному виготовленні сходів з них найперше виробнича операція - гранична просочення засобами комплексного захисту від шкідників .

Проте, в побуті сходи зі звичайної хвойної деревини застосовні в наступних випадках:

• Горищні сходи, особливо складна або висувна, див. Далі, в кінці. Мікроклімат горища забезпечить їй термін служби не менший, ніж у крокв.
• Сходи в сезонно населену мансарду або на полуторний поверх, в холодну пору року відокремлені від житлових приміщень щільною дверима і неопалювані, по тій же прічірне.
• Сходи в півтора-двох поверхової дачі, населеної тільки в теплу пору року. Тут також справа вирішує мікроклімат приміщення.
• Сходи в спальну мансарду або антресоль. Такі сходи нескладно як слід просочити водно-полімерної емульсією, лакувати або фарбувати, що надовго захистить їх від пересихання. А в разі чого і замінити її буде не дуже дорого, тому що подібні сходи виконуються малогабаритними, див. далі.

Про химерних сходах

Сучасні технології комп'ютерного проектування дозволяють відразу роздруковувати шаблони-лекала для деталей дерев'яних сходів найхимернішої конфігурації, див. Рис. Замовлений в інтернеті проект або розроблений самостійно в онлайні коштує зовсім небагато. Побудувати по ньому сходи самому не набагато складніше, ніж звичайну; технологія - та ж сама, див. далі. Використання таких сходів дозволяє заощадити до 1,5-2 кв. м. площі, що може вирішити долю проекту в цілому.

Але фізіологічно-ергономічні вимоги до програм закладені загальні, усереднені по СНиП або DIN, причому заради економії за замовчуванням використовуються граничні значення параметрів. Тому, замовляючи проект або налаштовуючи САПР, визначте для початку особисті / сімейні параметри, як буде описано далі, і повідомте їх розробникам або самі «забийте», вибравши попередньо онлайнову програму, яка дозволяє це робити.

Про сходах-меблів

Дерево - надзвичайно пластичний конструкційний матеріал. Воно дозволяє, проявивши деяку частку вигадки, спорудити сходи, абсолютно не забирає даремно корисної площі. Наприклад, на рис. праворуч - виріб «3 в 1»: сходи в спальну антресоль (ліжко - горище), вона ж шафа, вона ж стелаж-комора. Якщо приробити до неї ще й глухі перила, то й не скажеш, що це сходи. А для будівництва потрібні самі звичайні дошки, пила, молоток, дриль та вимірювальний інструмент. Без усяких високо-інформаційних технологій.

Дерев'яно-сходова технологія

Всі вироби з дерева робляться в загальному по звичайній «дерев'яної» технології і тими ж інструментами. Однак дерев'яні сходи, по суті, є предмет меблів, скріплений з конструкцією будівлі. Але в ньому ідеально рівні стіни і точно прямі кути бувають тільки в теорії навіть без обробки. А дерев'яні сходи завдяки своїй невеликій вазі, легкості і чистоті технології, кріпиться до чистового настилу підлоги в повністю обробленому приміщенні. Тому стосовно неї з'являються деякі особливості:

1. Лекало для прилеглої до стіни несучої балки (тятиви, см. Про проектування) викреслюється на звороті стрічки шпалер або роздруковується на принтері А3-А2 в першу чергу, в масштабі 1: 1.
2. Лекало тятиви тимчасово кріпиться за місцем до стін, дотримуючись всіх їх зламів з вигинами.
3. Форма тятиви вивіряється і виправляється точно в розмір за місцем до нульових зазорів вгорі, внизу і по стіні.
4. За допомогою імітують ступені рейок, вивірених горизонтально по рівню, коригується шаблон другий несучої балки. Його для цього зручно наклеїти на смугу пакувального картону.
5. За підігнаним лекалами коригуються горизонтальні розміри ступенів і деталей майданчика. Висота всіх щаблів повинна бути строго однакова, а майданчик - горизонтальна!
6. Визначаються точні висоти підпірок.
7. Згідно розмірами верхнього отвору уточнюється висота перил та їх стійок - балясин.
8. Деталі сходів вирізаються в розмір і збираються в одне; потім - під чистове оздоблення.

Примітка: сходи вільну, що не прикріплену до стіни, зробити куди простіше. Вона за результатами вимірювань на місці збирається відразу без остачі. Верхні опорні майданчики балок (найчастіше вертикальні - плечі) обрізаються точно в площину. Потім сходи приставляють за місцем і підганяють по підлозі п'яти балок. Але так робляться тільки сходи горищні і в спальні закутки. Міжповерхові дерев'яні сходи обов'язково повинна бути скріплена зі стіною.

Відео: установка дерев'яних сходів

метал

Сходи з металу в приватному будівництві найчастіше використовується в комбінації з іншими матеріалами:

• Каркас - металевий зварний, ліва поз на рис.
• Сходи - дерев'яні (середня поз.) Або бетонні.
• Декоративне оздоблення - будь-яка на смак, засобів і вмінню, права поз.

Загальна трудомісткість і вартість комбінованої металлодеревяннимі сходи приблизно на 65% більше, ніж дерев'яної. Але її металевий каркас вічний, а обробку можна ремонтувати або міняти, чи не затіваючи серйозного ремонту в приміщенні і не перериваючи користування сходами. Металеві сходи також може бути змонтована у вже побудованому будинку, але після її спорудження знадобиться ремонт обробки середнього ступеня. Загальна технологія монтажу така:

1. Готують 2 балки під майданчик з швелера 60-100 мм. Захід балок в несучу бетонну стіну крім обробки не менше 80 мм; в цегляну та дерев'яну не менше 120 мм. Монтувати металеву драбину в стіни з ПГБ або газобетону небажано; якщо все ж потрібно, то балки повинні лежати в стіні на всю її товщину, але не менше ніж на 150 мм без обробки. Ці міркування потрібно врахувати при визначенні довжини балок.
2. У стінах пробивають гнізда під балки; в тій, що товстіший - глибиною в 2,3 заходу балки. Якщо стіни з ПГБ або газобетону, замість гнізд пробивають наскрізні отвори.
3. Заводять в гнізда спочатку далеку, а потім ближню балку.
4. Виводять балки в горизонталь за рівнем уздовж і поперек, а весь майданчик в прямокутник шнуром по діагоналях. Для виведення балки в гніздах підклинюють обрізками листового металу знизу і з обох боків. Раскліненних балка повинна сидіти в гнізді туго, щоб її не можна було зрушити рукою по горизонталі.
5. Балки в кам'яній стіні, окропивши гнізда водою з пульверизатора, цементують. У дерев'яній - закладають компаундом з тирси, густо (до консистенції сухого сиру) замішаних на рідких цвяхах.
6. Знімають настил підлоги і стяжку до перекриття там, куди прийдуть п'яти балок.
7. Через 2 тижні ще раз перевіряють майданчик на горизонталь уздовж і поперек і прямокутність.
8. Знімають розміри похилих балок, готують їх.
9. Приварюють балки до майданчика, а їх п'яти прикріплюють до перекриття анкерними болтами М12х90.
10. Відновлюють стяжку, а поки вона сохне, варять з куточка каркаси ступенів.
11. Вертикальні полки каркасів ступенів під бетонування орієнтують вгору; під дерев'яні східці - вниз.
12. Обшивають або бетонують ступені.
13. Роблять остаточну обробку сходів.

Суцільнометалеві стаціонарні драбини не вельми естетичні і тому в побуті використовуються рідко. Для прикладу на рис. праворуч показана гвинтова зварна металева драбина. На обох перекриттях, верхньому і нижньому, під її стійку необхідні сталеві подпятники діаметром не менше 180 мм. До плит перекриття вони кріпляться 4 анкерними болтами М8х120 кожен.

Ці сходи можна кілька облагородити, наклеївши на ступені знизу, щоб приховати підкоси, дерево або ЕППС і округливши накладки за шаблоном. Після монтажу перил (бажано з нержавійки) та фарбування сходів на проступи ступенів наклеюють рифлену гуму, лінолеум або ковролін.

Відео: комбінована металлодеревяннимі сходи

Про сходах на больцях

Bolzen по-німецьки болт. Леснічнікі больцами називають силові, що несуть експлуатаційне навантаження болти сходів на відміну від кріпильних. А сходи на больцах означає - сходи без опорних балок, тільки на болтах, див. Рис. праворуч.

Больцеві сходи відносяться до числа комбінованих металлодеревянних. Важливі їх частини - вертикальні больци в обіймах-проставках, що з'єднують висячі краю ступенів. Вони розподіляють по східцях навантаження, тому сходи на больцах нітрохи не менш надійна, ніж балочна.

Комплектів деталей для больцеві сходи в продажі не менше, ніж для гвинтових, а коштують вони набагато дешевше. При самостійному конструюванні сходів на больцах потрібно врахувати наступне:

• Установка сходів на больцах можлива тільки на несучі бетонні або цегляні стіни.
• Сходи - дошка з міцного мелкослойного листяного дерева товщиною від 40 мм. Заміна деревини на МДФ або ВДФ (модифікована деревина високої щільності, HDF) неприпустима.
• Стінові больци - М8х (120 + товщина обробки), в металевих цангових анкерах, по 2 на сходинку. Застосовувати саморізи в дюбелях не можна!
• Вертикальні больци - М12х (висота подступенка, див. Далі + 2 товщини ступені + 35 мм).
• Балясини з труб із внутрішнім різьбленням під больц можуть грати роль гайок, але самі перила навантаження не несуть, вона вся доводиться на больци.

Відео: збірка сходи на больцах

бетон

Сходи із залізобетону найбільше використовуються в масовому типовому будівництві. Тут їм альтернативи практично немає: всі інші потрібно збирати на місці, а бетонні привозять готовими з ЖБК та монтують нарівні з іншими частинами збірної конструкції.

У приватних будинках будуються бетонні сходи двох типів: комбіновані з металом (не плутати з залізобетоном!) І монолітні. У перших плити ступенів і майданчиків виготовляють методом наливу бетону в такий же каркас, як для металлодеревяннимі сходи, посилений арматурою. Горизонтальні поверхні, менш схильні до зносу, обробляють будь-яким іншим способом.

Комбінована бетонні сходи цілком доступна для самостійного виготовлення. Її трудомісткість приблизно вдвічі вище, ніж у металлодеревяннимі, але це окупається тим, що про скрипі і регулярному ремонті покою частини сходів можна забути раз і назавжди.

Бетонний розчин для східців та площадок потрібен особливий, з підвищеною стійкістю до вигину. Замішують розчин тільки в бетономішалці , ручним міксером не встигнути вимісити до повної однорідності. Його склад (частини - об'ємні) і спосіб приготування:

1. Цемент ПЦ-400 - 1 частина.
2. Дрібний сухий річковий пісок - 2 частини.
3. Мармурова крихта - 2 частини.
4. Вода - 0,7 частини.
5. Пластифікатор С3 - 0,01 частина.

Для замісу включають порожню мішалку, завантажують послідовно мармурову крихту, сухий пісок і цемент. 1 хв місять всуху, потім тонким струменем вводять воду. Місять ще 1 хв, вводять пластифікатор і місять ще хвилину. Розчин придатний для заливки протягом 20 хв після закінчення замісу, тому із завантаженням не потрібно переборщувати. Нехай краще мешалка працює не під повним навантаженням, однорідніше перемісить.

Виготовлення сходів з заливається в метал бетону має такі особливості:

• Швелер на майданчик беруть від 80 мм, а куточок на рамки ступенів від 40 мм.
• Арматура - сталеві рифлені прути, 8-10 мм на майданчик і 6-8 мм на ступені.
• Каркас ступенів - 1-2 поздовжніх прутка і 3-5 поперечних; майданчики - з вічком не більше 200х300 мм.
  

  Арматура для металлобетонная сходи

• Поперечні прути каркаса приварюють до нижніх полиць швелера / куточка, а поздовжні поверх них, див. Рис. праворуч.
• Всі рами сходинок перед замісом бетону закривають знизу рівними дошками від 40 мм, а раму майданчики - щитом з таких же дощок. Між дошками / щитом і рамами прокладають поліетиленову плівку.
• Піддони рамок туго підпирають брусами, трубами і т.п. Підпірки повинні щільно притискати піддон до рами.
• Після заливки всю конструкцію накривають пластиковою плівкою. У жарку пору року біля неї ставлять 3-4 відкритих відра з водою. Змочувати застигає бетон будь-яким способом, як це роблять для фундаментів, неприпустимо!
• Час витримки до набору 80% міцності і можливості продовження робіт - 3 тижні. Обробляти сходи і користуватися нею під повним навантаженням (400 кг) можна ще через 4 тижні.

Пояснення. Розчин описаного складу відрізняється підвищеною пластичністю, добре тримає будь-яку обробку, а після полірування і сам непогано виглядає. Однак він схильний до виділення т. Зв. цементного молока, що різко погіршує якість готової виливки, тому витікання молока потрібно запобігати усіма можливими способами.

Плита під вертикальним навантаженням працює в загальному на вигин. При цьому її верхній шар стискається, а нижній розтягується. Стиснення бетон тримає чудово, а ось розтягнення - огидно. Цією обставиною і пояснюється рекомендоване розташування арматури.

Відео: каркасна бетонні сходи

Що стосується монолітних залізобетонних сходів, то для індивідуального будівництва вони придатні тільки у вигляді готових типових або замовлених виробів. Самому будувати сходи-моноліт не рекомендується з наступних причин:

1. Для запобігання витікання цементного молока і підтримки дуже важкої бетонної маси необхідна міцна опалубка спеціальної конструкції з дорогих високоякісних пиломатеріалів: витриманою деревини, водостійкою фанери від 25 мм, МДФ, див. Рис. праворуч.
2. Щоб узгодити усадку сходи і будівлі, бетон необхідно піддавати віброущільненням. У промислових умовах виливок трясуть на спеціальних стендах, але ручні кустарні способи ущільнення застосовувати не можна. Варто лише один раз зачепити наконечником вібратора за арматуру, і в товщі бетону утворюються каверни, наповнені цементним молоком. Від них згодом поповзуть тріщини, а відремонтувати монолітну сходи, пов'язану в одне з силовою конструкцією будівлі, навряд чи можливо.

Відео: виготовлення монолітної бетонної сходи

конструюємо сходи

Вище вже неодноразово вживалися специфічно сходові терміни. Малюнок їх пояснює, додати залишається небагато:

• Тятива - несуча балка сходи, що сприймає як вертикальну, так і горизонтальну навантаження. Для цього сходинки врізаються в тятиву.
• Косоур - балка, що тримає лише вертикальне навантаження; ступені на косоур укладаються.
• Проступь - довжина (тому що сходинки витягнуті в ширину) покою частини ступені, на яку ставлять ногу. Дорівнює довжині стопи ходка у взутті.
• Забіжні щаблі - шматочок гвинтових сходів, вбудований між прямими маршами. «Забежкі» застосовують, якщо ніяк неможливо вигадати місце для сходового майданчика, тому що вони володіють всіма недоліками гвинтових сходів. Їх і назвали забежнимі тому, що всі, хто може, через них перестрибують.
• У монолітної сходах розмір подступенка і висота ступені збігаються.
• Подступенок може бути порожнім, тоді його називають просвітом, а всі сходи - сходами з прорізами.
• Заступок роблять, щоб на крутими сходами отримати необхідну проступить ступені, див. Нижче.

Сходи з прорізами дуже широко використовуються в приватних будинках. Їх травмоопасность вище, ніж у цільних, на них легше збити шкарпетки взуття. Але якщо сходами весь час користуються одні і ті ж люди, ці недоліки зводяться нанівець. Зате сходи з прорізами набагато дешевше, простіше у виготовленні і менше затуляє світло. Якщо сходи починаються в житловій кімнаті, то варіант з прорізами найкращий.

Додатково про сходинках

Далі в процесі розрахунку сходів ми переконаємося, наскільки це шкідливі величини - проступить і висота ступеня, і як вони не терплять один одного. Рекомендовані СНиП їх значення для сходів загального користування і службових показані на рис. праворуч. Щоб отримати прийнятні розміри, найчастіше доводиться ступені робити зі звисом. Але в приватних будинках, де зі сходами не розгуляєшся, його допустимого розміру виявляється мало, а великий звис робить сходи травмоопасной і згубною для взуття.

Вихід знайшли проектувальники ще найперших хрущовок: подступенок потрібно робити похилим назовні. Найкраще увігнутим, як показано на рис. зліва, але можна і плоским. Якщо всі сходи обробити лінолеумом або ковроліном, то без шкоди і для неї, і для ходка, і для його взуття можна довести заступок до 60 мм.

Людина і сходи

Людина як біологічний об'єкт сформувався не в високогір'ї, і вся його кінематика і фізіологія руху розраховані на переміщення по рівній поверхні, горизонтальним або похилим. Ходіння по сходах змушує людський організм робити щось, йому не властиве, тому сходи потрібно проектувати так, щоб незручні чинники позначалися поменше.

Людина

Не вдаючись в подробиці фізіології, врахуємо відразу, що людська мускулатура може працювати за двома енергетичним циклам: глікогену і кисневому. Глікогену - наш звичайний. На глікогені кожен тривалий час розвиває середню потужність за своїм статурі і фізичній підготовці.

Кисневий цикл включається у непідготовленої людини в критичних обставинах. На кисні м'язи працюють за рахунок власних запасів енергії. Кисневий цикл дозволяє розвивати дуже велику потужність, але короткочасно - власне енергодепо м'язів вигорає за 2-3 с; для його поповнення потрібно приблизно стільки ж часу. Відомі випадки прояву звичайними людьми неймовірної сили пояснюються саме роботою на кисні.

Примітка: сама звичайна людина в самих звичайних обставин, взбегая сходовим маршем в 17-18 ступенів одним духом, стрибаючи через сходинки, розвиває на 1,5-2 с потужність в 600-1500 Вт, або 0,8-2 к.с .

Кожне включення «кисню» викликає мимовільне скорочення м'язів приблизно на 0,1-0,2 с, на що витрачається енергія м'язового депо. Тобто 20-30 включень кисню повністю виснажують м'язові надздібності, навіть якщо не було вироблено жодної корисної роботи. Цей процес аналогічний витраті палива на заведення і прогрів ДВС.

Людина на сходах

Для ясного розуміння подальшого корисно уявити собі, що вся маса людського тіла зосереджена в його центрі ваги (ЦТ). У людини ЦТ розташований в області попереку трохи всередину від хребетного стовпа. При русі по рівній поверхні, вгору або вниз, ЦТ рухається приблизно рівномірно і прямолінійно; вся еволюція людини пристосувала його кінематику саме до цього.

На сходах ЦТ відчуває ривки вгору-вниз, а на гвинтовий ще і вбік. При цьому кожен раз доводиться тіло розганяти і тут же гальмувати. Інерція людини не мала: спробуйте впустити вантаж в 75-80 кг з висоти ступені в 14-18 см, переконайтеся. Вегетативна нервова система сприймає ритмічні поштовхи як форс-мажор, і на сходах при кожному кроці включає кисень.

Сходи і людина

З попереднього вже випливають важливі висновки: збільшувати кількість ступенів одного маршу понад 20 не можна навіть для самої пологої сходи, ходок на такий видихається без будь-якої видимої причини. Друге - між маршами вкрай бажано влаштовувати майданчики не менше 1,2-1,5 м завширшки. Всього 2-3 кроки на глікогені, і можна знову включати кисень.

Далі, спрощений розрахунок по нулю похідної дає мінімум загальних енерговитрат на сходах при відносно проступи до висоти ступені 2: 1, що відповідає куту нахилу сходів в 30 градусів. Реально самий мінімум припадає на більший кут, приблизно 32-34 градуси. Справа в тому, що подолання / гасіння інерції відбуваються не миттєво, а за час реакції м'язів, 0,1-0,2 с.

В сторону меншого нахилу енерговитрати зростають стрімко, див. Рис. Тут знову повна аналогія з автодвіжком: газуючи без міри на першій-другій, перш весь бак і мотор спалиш, ніж кудись доїдеш. А конкретно: витрата енергодепо на включення / вимикання кисню виявляється багато більше, ніж на власне пересування. Робимо третій висновок: занадто пологі сходи марні; нахил менше 28 градусів незручний і стомлює, а менше 25 - тільки пандус.

Великі нахили виявляються економніше. Тут дається взнаки те, що ЦТ велику частку розмаху кроку рухається відносно рівномірно. Звичайній людині не знадобиться відновлювати кисень, простуючи на 4,5 м по сходах в 75 градусів, цей кут і вважається граничним для сходів загального призначення.

«Сходячи» вище сказано недарма. При спуску по сходах вступає в силу інший фактор, а саме - баланс тіла. Щоб ЦТ не вийшов за межі опорної площі і не трапився «бух», доводиться, переступаючи, нахилятися вперед. Але, сходячи крутими сходами, хожую ногу далеко не винесеш, там повітря. Тому по дуже крутих сходах доводиться спускатися спиною вперед, а граничний нахил сходів загального користування прийнято вважати рівним 45 градусів.

Будівельники для розрахунків користуються не енергетичними кривими, а зведеними секторними діаграмами, див. Рис. Там нічого не зрозуміло з фізіології, але наочно показані допустимі кути нахилу. Вони дещо відрізняються від «енергетичних», тому що статистично усереднені.

Сходи для себе

Нам потрібно, проектуючи сходи, вигадати якомога більше площі. Природний шлях до цього - взяти нахил побільше. Але переборщувати не можна, колись так проявиться кумулятивна шкідливість, про яку сказано спочатку. Як тоді без складних досліджень знайти власні енергетичні можливості, а по ним - кут нахилу сходів?

Перше, що робимо - визначаємо середнє зростання Τ дорослих фізично повноцінних членів сім'ї. У «дрібних» кінематика з фізіологією істотно інші, їм зайвий раз порозумітися тільки на користь. А для людей похилого віку та немічних нормальні люди на другий поверх не заганяють.

Але чому - середнє зростання будь-якої статі? Тому, що у жінок, по-перше, ЦТ розташований нижче щодо зростання. Хто з мужиків крадькома не облизувати на апетитні форми? По-друге, ширина жіночого кроку (найважливіший параметр, як побачимо далі) теж щодо зростання більше.

Ви здивовані? Цього просто так не видно, тому що жіноча хода плавна, а чоловіча розмашиста. Але придивіться на вулиці: дама зростом 165-170 йде про руку з кавалером в 175-180, нітрохи до нього не пристосовуючись.

Вся ця теорія потрібна для того, щоб визначити:

1. Граничний нахил сходів в градусах як α = Т / 4 - 2;
2. Нормальну ширину кроку як d = 0,36 Т.

Формули справедливі для меж зростання 160-180 см. Для коротишек α = 38 градусів, а для здоровило - 45. Найменшим нахилом не займаємося, по-перше, тому, що він дуже вже енергетично невигідний. А по-друге, полога сходи відніме занадто багато площі, яка своїх грошей коштує.

Види і розмірено сходів

Перш ніж починати рахувати, подивимося, що ж нам потрібно вибрати і спроектувати. Основні види сходів для приватних будинків показані на рис. У верхньому ряду перші 2 зліва - консольні, або висячі. Монолітна проектується заодно з будинком і береться готова покупна. Поруч - сходи на больцах, про яку вже сказано. До розряду висячих відносяться і такі 2, на засунутих під щаблі косоурах. Їх переваги більш естетичні, вони візуально не так зменшують обсяг приміщення.

Одномаршові сходи (перша зліва внизу) в приватних будинках зустрічаються рідко; при нормальних розмірах ступенів вони там найчастіше просто не поміщаються. Більш будуються сходи поворотні, наступна поз. Кут повороту рекомендується в 90 градусів, якщо сходи йде вгору з кімнати, і 180 градусів, якщо з коридору. Такі кути полегшують проектування.

Сходи з забіжними сходинками на криволінійних балках розглянуті вище, в підрозділі про вигадливих дерев'яних сходах. Спіральні сходи будують, обводячи зсередини ліхтар, полуеркер або еркер.

розрахунок сходів

Розрахунок сходів непорушно стоїть на 3-х «китах» - непорушних принципах:

• Усі сходинки - з точністю до 0,5 см однакової висоти. «Стрибаючі» ступені збивають з ритму тактильне почуття, через що травма згодом неминуча;
• Сходи повинні бути між приміщеннями з однаковим температурним режимом. Нерівномірний прогрів сходи в опалювальний сезон може привести не тільки до її псування, а й до порушення несучої конструкції будівлі;
• Розрахунок обов'язково закінчується точним кресленням в масштабі і з деталізацією, приклад для дерев'яної гвинтових сходів см. На рис. Ескіз «навскидку» не гарантує від невдачі навіть досвідченого фахівця.

Примітка: сходи між опалювальним і неопалюваним приміщеннями допустимо будувати, якщо прохід до неї з теплою боку щільно закривається самозахлопивающіміся дверима.

Розмірено і пропорції

Потрібні для розрахунку розміри сходів за англійською системою показані на рис. праворуч:

1. L - довжина драбини.
2. H - її висота (підйом).
3. G - висота проходу.
4. B - габаритна ширина.
5. W - ширина проходу.
6. N - кількість ступенів.
7. A - довжина отвору в перекритті верхнього поверху.
8. P - висота перил.
9. C - зазор між балясинами.

Твір LxB дає займану сходами площа на нижньому поверсі; AхB - на верхньому. Їх сума - загальну площу під сходи. Ці величини необхідні для складання кошторису і мінімізації витрат. G по стандарту DIN для приватних будинків потрібно брати від 185 см, по СНиП - від 190 см. Реально краще дотримуватися значення 195-200 см. Тоді високий на зріст гість не схилили інстинктивно голову в проході і не спіткнеться.

Тут же на малюнку видно спосіб, яким проектувальники приватних будинків, не прив'язані жорстко до типових елементів, вигадують до 5 см G і до 30 см L: нижній край верхнього отвору виконують скошеним. Штука в тому, що верхній-то отвір потрібно захищати і добрих півметра в сторони від нього практично не відчувають експлуатаційного навантаження.

W слід брати від 1200 мм для загальних міжповерхових сходів і від 900 мм для сходів в спальний поверх. Для службових або індивідуальних (в мансарду, антресоль) - від 700 мм. N для розрахунків беруть як N-1, тому що пол верхнього поверху є останній щабель сходів. Про допустимому в одному марші N сказано вище.

P беруть в 800-900 мм, залежно від росту. Його величина некритична, робіть, як зручніше. З в сім'ях з дітьми потрібно брати не більше 100 мм; для дорослої сім'ї - до 170 мм. Це по нормам, реально краще ширше, а по низу пустити смугою суцільну огорожу, так безпечніше.

Примітка: не так давно в новинах кілька разів промайнув курйоз. Якась пара вирішила зайнятися сексом прямо на сходах, від чого голова дівчини проштовхнулася між балясинами і застрягла. Щоб визволити, довелося викликати МНС і швидку. Мабуть, розуму там якраз в розмір по бестолковке ...

розрахунок ступенів

Головні труднощі в розрахунку сходів - визначити розміри її ступенів. Оптимальний по енергетиці кут нахилу сходів α = 32 градуси; тоді відношення висоти ступені l до її проступи дорівнюватиме tgα = tg 32 = 0,625. Але оптимальний по мінімуму займаної площі (а витрати на будівництво залежать від неї по квадрату), визначений за особистим параметрами, як описано вище, α виявиться близько 40 градусів, а tg 40 = 0,84. Ось цих-то двох диваків потрібно звести в одну упряжку так, що нам зручно було.

Методика розрахунку така:

• Виходячи з tgα = 0,84 і H = (висота стелі + товщина перекриття + висота стяжки верхнього поверху + товщина настилу підлоги там же) розраховуємо довжину драбини L = H / (tgα) = H / 0,84.
• На ескізному проекті будинку шукаємо місце, де ця довжина поміститься з запасом за умови дотримання габаритної ширини B. Тут потрібна творча жилка і деякий досвід: пробуємо пряму і поворотну сходи, застосовуємо проектні хитрощі, про деякі з яких див. Нижче.
• За обраного місця визначаємо конструктивну довжину драбини Lk.
• По ній і H знаходимо дійсний кут нахилу як Α = arctg (H / Lk).
• Беремо для початку N-1 = 15, тобто N = 16 і знаходимо висоту ступені h = H / (N-1). h повинна бути в межах 140-180 мм для середнього зросту сім'ї 160-180 см; оптимум знаходимо по пропорції. Якщо h далеко від нього відхиляється, коригуємо N.
• Обчислюємо довжину проступи як l = h / (tgΑ). Вона швидше за все виявиться менше 280 мм, тоді визначаємо винос заступка як b = 280 - l, він повинен виявитися не більше 60 мм для ступенів з похилим підсходинкою і не більше 40 мм для всіх інших. Для сходів з просвітом завжди беремо b = 0, інакше травма неминуча.
• Якщо ступені «не сходяться», повторюємо цикл розрахунку починаючи з п. 2.
• Когда все вроде сошлось, проверяем результат для общих лестниц по формуле из СНиП 2b + l = d, где d – определенная выше ширина «семейного» шага.
• Для лестниц индивидуальных и служебных используем для проверки формулу b + l = 0,75d.
• Если наши конкретные результаты сходятся со статистическими СниПовскими формулами с точностью 10%, уф-ф! От лестницы отморочились.
• Если нет – снова к п.2.

В расчете спиральных лестниц есть нюанс: угол расхождения их ступеней β не должен превышать 60 градусов, а лучше всего быть меньше 20 градусов. Поэтому радиусные лестницы считают по остаточному принципу: задают остаток общей высоты подъема H, приходящийся на радиусную часть, пропорционально ее доле в общей длине лестницы, рассчитывают высоту ступени прямых частей и по ней определяют их число на радиусной. Затем проверяют раскрыв ступени, поделив угол заворота лестницы на количество ступеней в дуге. В обычных домах проблем почти никогда не возникает.

Тонкости проектирования

Вот 2 довольно известных способа сэкономить на лестнице, не ухудшая ее эргономики и функциональности:

1. «Русская планировка»: лестницу делают или в широком коридоре («новорусская») с поворотом на 180 градусов, или на веранде/в прихожей с поворотом на 90 градусов. Первый марш – длинный и высокий. Под лестничную площадку запихивают дополнительный совмещенный санузел, гостевой туалет, котельную и т.п., а под маршем устраивают спуск в подвал.
2. «Испанская планировка»: виллу проектируют полутораэтажной. Спальный полуэтаж помещают над встроенным гаражом с выносом над въездом в него и, возможно, в стороны, до 1 м. Тогда в полуэтаже удается разместить 2-3 небольшие спальни. А за счет цоколя здания, перекрытия и пола первого этажа полуэтаж смещается вниз на 1 м и более. На столько же уменьшается и высота лестницы. В таком случае ее чаще всего удается сделать вообще одномаршевой.

Видео: изготовление лестницы – от расчета к строительству

О чердачных лестницах

Лестница на чердак нужна в любом доме. Известная ее конструкция, не отнимающая полезной площади, показана на рис. Недостаток один: она на виду. От него можно избавиться, подвесив лестницу на рельсу из куска трубы и в сложенном положении задвигая за мебель. Тогда имеет смысл к внешней тетиве прикрепить декоративную накладку.

Сейчас популярны и широко предлагаются продавцами разного рода компактные чердачные лестницы. Самые распространенные их виды показаны на след. Мал:

• Перша зліва - розсувні. Мабуть, оптимальний варіант з «невидимок». Конструкція проста, можна зробити самому. А головне - зміцнивши на п'ятах шнурів вантажі, люк зі сходами можна точно врівноважити (див. Рис. Справа) і він сам по собі не грюкне вниз навіть при відкритій засувці.
  

  Балансування розсувної драбини

• Наступна - розкладна. Чи не забирає місця ні в кімнаті, ні на горищі, але для врівноваження вимагає спеціального механізму. Набори механіки і фурнітури для таких є в продажу в широкому асортименті.
• Третя зліва - т. Зв. ножицеві або Паралелограмна. Відверто кажучи, не більше ніж данина моді. Важка, дорога, «грає» під ногами навіть нова і вимагає регулярного догляду за шарнірами.
• Четверта - «фінська» сходи. Її ергономіка вельми цікава; на жаль, описувати її тут немає місця. Гідність - по ній можна сходити особою вперед навіть при нахилі в 60 градусів. Недоліки - ступені працюють в значній мірі на скручування, тому матеріал для них потрібен високоякісний. Крім того, «фінку» для лівшів і правшів потрібно робити в дзеркальному відображенні, інакше видихаєшся на 3-4 сходинці.
• «Польська» сходи. Мінімум матеріалу, роботи і фінансових витрат, але травмоопасна: ногам роз'їжджатися ніщо не заважає, а прогин ступенів під навантаженням цьому сприяє. У ряді країн заборонена будівельними нормами.
• Комбінація «фінки» і «полячки». Якщо в будинку немає лівші, то недоліків як сходи на горище, на дачі, в антресоль і ліжко-горище позбавлена ​​зовсім: 2 тятиви з косоуром дозволяють використовувати для виготовлення звичайну хвойну деревину, всі деталі простої форми, працюють на стиск / згин, які дерево тримає добре, при куті нахилу в 75 градусів можливий підйом на кисні на 4-5 м.

Про підвальних сходах

В інструкціях-інструкціях часто радять сходи в підвал будувати на окремому фундаменті. Мовляв, так міцніше буде. Це типова дилетантська помилка, будинок в цілому вмощується швидше і сходи з часом просто-напросто пошматували або відірветься.

Навпаки, підвальну сходи краще прикріпити вгорі зведеними на клин шнурами до горизонтального поворотному шарніру, а п'яти закруглити. Тоді при усадки всього лише зменшиться кут її нахилу. Якщо завал ступенів стане відчутним, п'яти досить підпиляти або підрізати.

Підбиваючи підсумки

В цілому для міжповерхових сходів загального користування кращої слід визнати металлодеревяннимі або металлобетонная. Їх підвищена порівняно з дерев'яною трудомісткість і вартість з лишком окупаються міцністю і довговічністю.

Для бюджетного житла, в якому ніяк неможливо викроїти місце під сходову клітку, оптимальна дерев'яна змодельована на комп'ютері сходи в тятивах складної форми. Щоб зробити таку самому, доведеться напружити вміння і кмітливість, зате житлової площі забереться від нього й матеріалу піде мінімум. Така ж сходи добре підійде і для дачі, а якщо сім'я фізично розвинена і не лінива, то гібрид «фінки» з «полячкою».

Примітка наостанок: тут ні слова не сказано про пристрій ганку зі сходами і вхідних сходів взагалі. Це - окрема тема, і нітрохи не менш складна.