Лестницы с тетивами и забежными ступенями

Независимо от того, в какой части лестничного марша находятся забежные ступени, они должны подчиняться определенным требованиям построения лестниц (рис. 1):

• Максимальная ширина ступени не должна быть больше 40 см (в самой широкой части).
• Минимальный радиус кривизны лестницы в поворотной части не должен быть меньше 30 см.
• Линия хода лестницы не должна быть извилистой, а должна плавно повторять направление марша лестницы, иначе лестница станет неудобной и опасной в использовании.
  Ширина забежных ступеней в средней линии марша не должна быть меньше 20 см и делается одинаковой во всей поворотной части, чтобы линия хода не была извилистой. В 15 см от самой узкой части забежных ступеней, то есть на внутренней границе полезной площади марша, они не должны быть уже 10 см.

Если все эти условия соблюдаются, лестница будет удобной и относительно безопасной.

Рисунок 1 - Лестница с тетивами и забежными ступенями

1 - нижние забежные ступени; 2 - верхние забежные ступени; 3 - уровень второго этажа; 4 - уровень первого этажа; 5 - опорный брус лестницы

Для построения лестницы с забежными ступенями необходимо, прежде всего, правильно рассчитать размеры забежных ступеней. Это можно выполнить несколькими способами, зависящими от угла поворота лестницы.

Метод пропорций

Этот метод расчета размеров забежных ступеней можно применять для лестниц с углом поворота 90° и 180°. Для того, чтобы найти оптимальный вариант размеров забежных ступеней, следует построить горизонтальную проекцию лестничного марша (рис. 2) и начертить на этой проекции среднюю линию.

Рисунок 2 - Метод пропорций для расчета размеров забежных ступеней

1 - средняя линия

Намного удобней и эффективней, если проекция будет построена в натуральную величину. Но если это невозможно, проекцию можно построить в определенном масштабе. В этом случае точность расчета будет зависеть от правильности измерений и от выбранного масштаба. На проекции средней линии наносят отрезки, равные ширине b ступеней. Определяют границы прямых ступеней и проводят прямую линию. В месте пересечения этой прямой со средней линией лестницы ставят точку В. После этого задаются размерами средней забежной ступени в лестничном марше. Для этого произвольно выбирают минимальный (10 см) размер средней ступени в самой узкой точке и максимальный (40 см) ее размер в самой широкой точке. Затем откладывают половины этих размеров по обе стороны средней линии, соединяют прямыми линиями и продлевают их до пересечения со средней линией лестницы. В итоге, получают точку А. Отрезок линии АВ делят по количеству забежных ступеней. Ось лестничного марша между точками А и В делят на равные отрезки по количеству забежных ступеней. Через соответственные точки на оси марша и средней линии лестницы проводят прямые, определяющие границы забежных ступеней.

Если ширина ступеней по оси марша получится меньше допустимой (20 см), то количество забежных ступеней уменьшают.

Учитывая выбранный масштаб, переносят размеры забежных ступеней в натуральную величину. Следует учесть, что натуральная ширина ступеней будет немного шире, с учетом напуска передних кромок верхних ступеней над задними кромками нижних ступеней.

Датский метод

Для расчета размера забежных ступеней по Датскому методу сначала строят горизонтальную проекцию лестницы в выбранном масштабе, на которой проводят среднюю линию (рис. 3).

Рисунок 3 - Датский метод для расчета размера забежных ступеней

Определившись с началом забежных ступеней (для данного примера это 4-я ступень), отмечают его на внутренней тетиве точкой А. Точка В на внутренней тетиве соответствует началу средней ступени (в данном случае это 13-я ступень). Среднюю линию марша разбивают на отрезки, равные ширине забежных ступеней Ь, затем разворачивают ее в прямую линию G и из точек 4—13 проводят вертикальные перпендикулярные линии. На этих перпендикулярах откладывают: в точке 13 минимальную ширину ступени (можно с запасом в 1 см), а в точке 4 отрезок равный Ь. В результате, получают точки 41 и 131 и, соединив их между собой, получают прямую G1. Далее получаем точку A1. Для этого откладывают на одной прямой отрезки, лежащие между прямыми G и G1 в промежутке между точками 4-12. Затем получают размер узкой части забежных ступеней, спроецировав при помощи параллельных прямых эти точки на линию A1-B1, равную по величине отрезку AB. Отложив этот размер на горизонтальной проекции лестницы и соединив эти точки с соответствующими точками на средней линии марша, получают размеры забежных ступеней.

Метод подъема линии

Для начала составляют горизонтальную проекцию лестницы (рис. 4), после чего приступают к развертыванию внутренней тетивы на вертикальной проекции.

Рисунок 4 - Расчет по методу подъема линии

Точки А и D на горизонтальной проекции соответствуют начальной и концевой точкам забежных ступеней лестничного марша. Разворачивание внутренней тетивы целесообразно проводить именно на этом участке. Для этого на вертикальной оси вертикальной проекции откладывают высоту ступеней, а на горизонтальной ее оси — внутреннюю, т.е узкую, ширину ступеней. На горизонтальной проекции лестницы заранее разбивают среднюю линию на отрезки, равные ширине ступеней в этой области. Для этого по своему усмотрению задаются минимальной шириной забежных ступеней в районе средней линии (20 см). Определив прямые ступени (в данном случае 1, 2, 15, 16), на вертикальной проекции проводят линии АВ и CD, соединяющие ребра прямых ступеней и соответствующие крутизне этих ступеней. Соединяют точки В и С прямой линией и в точке ее пересечения с осью горизонтальной проекции лестницы находят точку Р. Через эту точку проводят прямую линию, соответствующую требуемой допустимой крутизне подъема лестничного марша (например, 2:1). В местах пересечения этой линии с линиями АВ и CD получают точки E и F соответственно, через которые проводят окружности с радиусом, равным расстоянию от точки Е до вершины ступени 2 и от точки F до вершины ступени 15. К этим окружностям проводят касательные, которые пересекутся в точках М1 и М2. Если из этих точек провести окружности с радиусами М1E и M2F, то эти окружности, соприкоснувшись между собой, дадут кривую линию, на которой будут расположены ребра ступеней, это и будет вертикальная проекция линии подъема тетивы.

Для определения вершины каждой ступени проводят от каждой точки на вертикальной оси, соответствующей номеру ступени, прямую до линии подъема. Если из этих точек опустить перпендикуляр до пересечения с горизонтальной осью, то получим размер узкой части каждой забежной ступени. Далее этот размер переносят на горизонтальную проекцию и находят размеры всех забежных ступеней.

Метод развертки

Некоторые лестницы с забежными ступенями имеют кривизну как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. Чтобы определить эту кривизну применяют метод развертки (рис. 5).

Рисунок 5 - Метод развертки

Для этой цели строят горизонтальную проекцию и на ее среднюю линию наносят точки 1, 2, 3,..., соответствующие ширине ступеней. В этом методе, как и в предыдущих, ширина забежных ступеней по средней линии задается по своему усмотрению. Затем, определив крайние прямые ступени (в данном примере 2 и 11), строят развертку лестницы по контуру внутренней тетивы — вертикальную проекцию. Это делается следующим образом. По горизонтальной оси "развертывают" линии горизонтальной проекции контура внутренней тетивы, а по вертикальной — откладывают высоты ступеней. На вертикальной проекции находят границы криволинейных участков (точки A и E), которые соединяют между собой прямой линией. В центре этой линии находят точку С. Из центров отрезков АС и СЕ строят перпендикуляры. После чего строят линии, соединяющие ребра прямых ступеней, к которым проводят перпендикуляры из точек А и Е. Точки пересечения этих перпендикуляров с ранее проведенными дадут центры окружностей М и М1, которые дадут линию развертки, то есть линию изгиба лестничной тетивы.

Ширину узкой части забежных ступеней определяют аналогично предыдущему методу. Размеры забежных ступеней можно определить и опытным путем, хотя нежелательно. Для этого можно воспользоваться измерительными инструментами. Размер каждой ступени необходимо тщательно вымерять по месту и после этого изготавливать. Такой метод возможен, но он не исключает ошибок, которые приведут к испорченным деталям или сделают лестницу с извилистой «линией хода», что, в свою очередь, приведет к большим неудобствам в эксплуатации лестницы. И поэтому время, потраченное на проектирование лестницы, позволит создать лестницу, отвечающую всем нормативным требованиям.

Построить лестницу с тетивами и забежными ступенями сможет далеко не каждый. После расчета забежных ступеней и развертки тетивы появится вопрос «Как же сделать тетиву изогнутой формы?». Такую тетиву следует приобрести через специализированные фирмы, поскольку в домашних условиях сделать это будет достаточно сложно. Тетива, изготовленная в фирменных условиях, будет отвечать всем необходимым требованиям.

В условиях домашней мастерской поворот внутренней тетивы можно выполнить методом ее сращивания в поворотной части. Для этого в месте сращивания нужно поставить дополнительную стойку, так как тетива, состоящая из двух частей, будет ослаблена. В качестве примера возьмем конструкцию лестницы, которую построил Ю. Шухман (рис. 6).

Рисунок 6 - Лестница Ю. Шухмана

1 - опорный столб малого сечения; 2 - короткая крутая тетива; 3 - опорные бобышки прямого марша; 4 - опорные бобышки винтовой лестницы; O - центр координат (угол помещения)

В этой лестнице внутренняя тетива 2 состоит из двух составляющих, которые соединяются через опорную стойку, которой можно придать любую форму и использовать в качестве стойки перильного ограждения. В конструкции данной лестницы опорная стойка отделяет прямой марш (верхний) от поворотного (нижнего). Можно сделать и наоборот: нижний марш сделать прямым, а верхний — поворотным. Отличительной особенностью данной лестницы является то, что нижняя пристенная тетива состоит из отдельных опорных бобышек 4, закрепленных на стенах помещения. Но так делать не обязательно. Верхний лестничный марш представляет собой обыкновенную лестницу с тетивами. Вместо опорных бобышек, примененных в нижнем поворотном марше, в данном случае может быть обычная тетива, состоящая из двух частей и закрепленная на стене одним из ранее приведенных методов. В принципе, это не имеет особого значения. Но бобышки нужно закреплять каждую в отдельности минимум в двух точках, а для крепления всей тетивы достаточно будет 3-4 надежных точек крепления.

Поэтому применение тетивы в данном случае будет предпочтительнее. Крепление ступеней к опорным бобышкам можно выполнять всеми методами, которые применяются в лестницах с косоурами. Забежные ступени желательно выполнять из цельной древесины. Но если же досок необходимой ширины не нашлось, можно воспользоваться методом изготовления клиновой ступени, показанным на рис. 7.

Рисунок 7 - Изготовление клиновой ступени

а - изготовление "фигурной" ступени; a - угол между передней кромкой ступени и стеной; l - длина передней кромки ступени;
1 - переставляемый клин; б - последовательные ступени; 1 - ступень; 2 - последующая ступень

Клин, отрезаемый от узкой части ступени, используют для наращивания ее широкой части. Такое наращивание, или сплачивание, лучше всего делать при помощи шкантов на клею. Подступенки для такого типа лестниц не обязательны. Для изготовления подступенков можно применить обрезки досок, которые остались в процессе строительства. Пример установки таких подступенков приведен на рис. 8.

Рисунок 8 - Установка подступенков

1 - ступени; 2 - подступенок; 3 - крепежная рейка; 4 - гвозди

Подступенки не только укрепят лестничный марш, но и помогут "утилизировать" коротыши, которыми так богато строительство. Однако не следует забывать, что ширина забежных ступеней в лестнице с подступенками должна быть выполнена согласно ранее приведенным требованиям. В противном случае подступенки могут мешать ноге, которая будет становиться на проступь не всей ступней. Это обстоятельство сразу сделает лестницу неудобной и опасной в пользовании.

Из приведенных примеров видно, что вариантов построения лестниц с тетивами может быть очень много. Поэтому выбор и методика их изготовления остается за исполнителем и будет зависеть от уровня его квалификации и изобретательности.