Spiralne konstrukcje schodów

Głównym elementem klatki schodowej, który pozwala osiągnąć główny cel poruszania się w pionie, jest stopień. Kształt i położenie stopni determinuje dwa główne typy konstrukcji schodów – proste i kręcone. Stopnie, których szerokość zwiększa się od jednego końca do drugiego, zamontowane na środkowym słupku lub w inny sposób i ułożone w okrąg, tworząc spiralne schody.

Figa. 1.
Charakterystyka porównawcza obszarów schodów kręconych i prostych ze stopniami o długości 1000 mm (strzałki wskazują kierunek ruchu):
1 – kręcone schody;
2 – schody proste;
a – platforma pośrednia

Konstrukcja spiralnych schodów ma zarówno zalety, jak i wady. Główną zaletą spiralnych schodów jest mniejszy (w porównaniu do prostych schodów) zajmowany przez nie obszar.

W większości przypadków spiralne schody pasują do koła, którego środek stanowi słupek nośny, a promień zależy od długości stopnia. Przy długości stopnia 1000 mm i tej samej wysokości stopnia (nawet bez ewentualnego pomostu pośredniego) spiralne schody zajmują około półtora raza mniej miejsca niż proste (patrz rys. 1).

Ale już przy długości kroku 1500 mm, przy wszystkich pozostałych cechach równych, porównuje się obszary zajmowane przez spiralną i prostą klatkę schodową. Dalszy wzrost długości stopnia prowadzi do znacznego zwiększenia powierzchni, na której znajdują się spiralne schody.

Figa. 2.
Szerokość stopnia zabiegowego
1 – szerokość na torze ruchu prawej nogi;
2 – szerokość na torze ruchu lewej nogi

Należy również pamiętać, że optymalna ścieżka przemieszczania się po spiralnych schodach przebiega mniej więcej w połowie marszu, przy czym powinno być możliwe podparcie balustrady. Wynika z tego, że długość stopnia w spiralnych schodach ma skończone wymiary.

W związku z tym ujawnia się główna wada spiralnych schodów – szerokość bieżnika jest zbyt mała na linii ruchu. To właśnie determinuje powszechną praktykę wykonywania kroków bez taśm. Należy pamiętać, że szerokość stopnia spiralnych schodów nie jest taka sama w miejscach, w których spoczywają na nich lewa i prawa noga (patrz ryc.2).

Figa. 3.
Schody spiralne „samba” ze stopniami „kaczy krok”
1 – bieżnik;
2 – balustrady

W przypadku nogi, która jest bliżej środkowego słupka spiralnych schodów i odpowiednio spoczywa na mniejszym odcinku bieżnika, istnieje zwiększone ryzyko poślizgnięcia się, szczególnie podczas schodzenia w dół.

Brak podstopnicy umożliwia umieszczenie części stopy za wewnętrzną krawędzią bieżnika podczas ruchu w górę. W związku z powyższymi okolicznościami schody kręcone są często wykorzystywane jako dodatkowe i ozdobne, a znacznie rzadziej jako główne..

Figa. 4.
Kręcone schody na łukowatych cięciwach
1 – cięciwy

Oryginalny projekt spiralnych schodów, który eliminuje problem niewystarczającej szerokości bieżnika i związaną z tym niedogodność, nazywany jest „sambą” (patrz rys. 3). W takiej spiralnej klatce schodowej stosuje się stopnie o złożonej konfiguracji „kaczego stopnia”. Zwykle te stopnie są stosowane w schodach prostych o dużym kącie nachylenia..

Ponieważ w tym przypadku stopnie mają nierówną szerokość na całej swojej długości, są w jakiś sposób docierane i na przemian skierowane przeciwnie. Zastosowanie stopni „kaczy stopień” w konstrukcji schodów spiralnych, gdzie wszystkie stopnie są z definicji docierane, wymaga przemyślanego rozwiązania konstrukcyjnego.

Figa. pięć.
Schody spiralne bez słupka środkowego i cięciw (kliknij, aby powiększyć)
1 – bieżnik;
2 – tralki;
3 – poręcze;
4 – słupki poręczy

Projektując schody kręcone należy wychodzić od tego, że szerokość stopnia na linii ruchu (czyli w połowie marszu) nie może być mniejsza niż 200 mm, aw odległości 150 mm od słupka środkowego musi wynosić co najmniej 100 mm.

W przypadku stosowania spiralnych schodów jako stopnia głównego należy wykonać długość co najmniej 800 mm, a otwór w suficie musi mieć średnicę 2000 mm.

Jeśli spiralne schody odgrywają dodatkową rolę, długość stopnia 550–600 mm jest w zupełności wystarczająca i wymaga otwarcia do 1400 mm. Ta konstrukcja spiralnych schodów jest zwarta, a jej głównym obszarem zastosowania jest zapewnienie dostępu do strychu..

Dodatkowo parametrem decydującym o wygodzie pracy schodów spiralnych jest wysokość przejścia, która nie może być mniejsza niż 2000 mm..

Istnieje kilka rodzajów konstrukcji wsporczych dla schodów spiralnych i odpowiednio sposoby mocowania do nich stopni. Istnieje możliwość wykonania spiralnych schodów w oparciu o ściągi (belki nośne umieszczone po bokach stopni).

Figa. 6.
Spiralne schody z centralnym słupkiem wsporczym (kliknij, aby powiększyć)
1 – kołnierz na dolnym końcu
centralny stojak;
2 – centralny punkt wsparcia;
3 – nawijarki;
4 – wsporniki wsporcze;
5 – poręcze;
6 – słupki poręczy

W tym przypadku cięciwy mają zakrzywiony spiralny kształt i są wykonane z klejonych elementów drewnianych (patrz rys. 4). Należy zauważyć, że wykonanie takich konstrukcji wsporczych wiąże się z dużymi trudnościami i wymaga specjalnych umiejętności..

Dodatkowo istnieje możliwość wykonania schodów kręconych bez belek nośnych (patrz rys. 5). W takiej konstrukcji stopnie najazdowe łączone są ze sobą oraz z balustradami, które z kolei mocowane są do tralek (słupków wstępnych i końcowych poręczy).

Figa. 7.
Kołnierz do mocowania słupka B do podłogi
1 – kołnierz;
2 – centralny słupek;
3 – dolny drewniany rękaw;
4 – podkładka metalowa;
5 – śruby kotwiące

Do tralek przymocowane są również pierwsze i ostatnie stopnie. Ostatni krok z kolei jest przymocowany do podłogi. Obciążenia w takich spiralnych schodach rozkładają się w określony sposób w całej konstrukcji.

Najbardziej tradycyjnym i powszechnie stosowanym rodzajem schodów kręconych jest środkowa konstrukcja wsporcza (patrz rys. 6). Ponieważ taki stojak jest nośną podstawą konstrukcyjną spiralnych schodów, najbardziej racjonalne jest wykonanie go z grubościennej metalowej rury o średnicy 50 mm.

Figa. 8.
Rozmieszczenie elementów spiralnej klatki schodowej na środkowym filarze
1 – centralny słupek;
2 – bieżnik;
3 – tuleje drewniane;
4 – pośrednie podkładki metalowe

Środkowy słupek schodów kręconych powinien znajdować się ściśle w pionie – steruje się za pomocą pionu konstrukcyjnego. Szczególną uwagę należy zwrócić na mocowanie środkowego słupka do podłogi, ponieważ punkt mocowania przejmuje obciążenie od ciężaru samych schodów spiralnych i poruszających się po nich ludzi.

Słupek nośny może być wbetonowany w posadzkę (za pomocą odciągów) lub zamocowany za pomocą śrub kotwiących.

Łączniki kotwiące mogą być również używane podczas mocowania wspornika do drewnianej podłogi. Aby zastosować kotwy, dolny koniec słupka musi być wyposażony w perforowany kołnierz (patrz rys. 7). Kołnierz jest instalowany na śrubach kotwiących zamocowanych w podłodze, a następnie dokręcane są nakrętki na śrubach.

Figa. dziewięć.
Schemat budowy stopni dla schodów kręconych (kliknij, aby powiększyć)

Aby umieścić stopnie spiralnych schodów na środkowym filarze, wierci się w nich otwory, które znajdują się w wąskiej części stopnia i mają średnicę odpowiadającą średnicy środkowego słupka.

Teraz musisz umieścić stopnie we właściwej odległości od siebie w pionie. Odległość ta zależy od wysokości pionu.

Aby rozwiązać ten problem, stosuje się tuleje o rozmiarze odpowiadającym wysokości pionu minus grubość deski, z której wykonany jest bieżnik (patrz rys. 8). Dodatkowo pomiędzy tuleją a bieżnikiem znajduje się metalowa podkładka, która służy jako warstwa pośrednia pomiędzy drewnianymi częściami spiralnych schodów i zabezpiecza je przed odkształceniem w punktach styku.

Figa. dziesięć.
Interpozycja i mocowanie sąsiednich stopni spiralnej klatki schodowej
1 – górny bieżnik;
2 – dolny bieżnik;
3 – miejsce mocowania wspornika

Przy wykonywaniu tulei należy uwzględnić grubość podkładek. Jeśli tak się nie stanie, rzeczywista wysokość spiralnych schodów może przekroczyć projekt o kilka centymetrów..

Tuleje są wykonane z drewna i posiadają wewnętrzne otwory o średnicy odpowiadającej średnicy środkowego słupka. Wszystkie tuleje są wykonane tak samo, z wyjątkiem dolnej, przy produkcji której należy wziąć pod uwagę specyfikę miejsca, w którym wspornik jest przymocowany do podłogi.

Zwykle wysokość pionu w konstrukcji spiralnych schodów wynosi 180-200 mm, czyli jest nieco wyższa niż podobna wielkość dla prostej klatki schodowej. W praktyce ta wartość może się nieznacznie różnić w jednym lub drugim kierunku. Zależy to od odległości między płytami (od poziomu gotowej podłogi jednej kondygnacji do poziomu gotowej podłogi kolejnej) oraz liczby stopni.

Główną trudnością w projektowaniu schodów spiralnych jest określenie kształtu i wielkości stopni. W przeciwieństwie do prostych schodów, w których stopnie mają tę samą szerokość i są prostokątne w planie, spiralne schody wymagają zastosowania stopni zabiegowych, a szerokość takich stopni rośnie w kierunku od środkowego słupka do zewnętrznego konturu.

Figa. jedenaście.
Wariant projektu balustrady spiralnych schodów
1 – bieżnik;
2 – ogrodzenia z prętów prostokątnych

Przede wszystkim należy określić wymiary otworu w posadzce (od tego zależy długość stopnia) oraz odległość między piętrami (od tego zależy ilość stopni). Konieczne jest również ustawienie kąta obrotu spiralnych schodów.
Załóżmy, że projektujemy schody kręcone o kącie obrotu 360 stopni, czyli koniec marszu jest równoległy do ​​jego początku.
Długość bieżnika określamy jako 1000 mm. Po ustaleniu liczby kroków (na przykład będzie ich 16), dzielimy okrąg na rysunku przez odpowiednią liczbę promieni (rysunek odbywa się w odpowiedniej skali). Na pierwszy rzut oka mamy przed sobą obraz naszych spiralnych schodów z góry, ale tak nie jest.

Nie należy zapominać, że przy budowie schodów spiralnych stopnie „zachodzą na siebie” i zachodzą na siebie w rzucie. Przy wybranych przez nas wskaźnikach szerokość bieżnika, jeśli jest określona na rysunku od jednego promienia do drugiego, będzie mniejsza niż wymagane 200 mm.

Promienie, które dzielą okrąg na rysunku, umownie oznaczamy jako linie środkowe (oś symetrii) bieżnika iz jednej z nich zbudujemy rzut tego elementu spiralnych schodów (patrz rys.9). Linię tę należy podzielić na pół (punkt A) i przez wskazany punkt narysować odcinek prostopadły do ​​prostej.

Ten segment wyśrodkowany w punkcie A będzie oznaczał środek bieżnika, gdzie jego szerokość powinna wynosić co najmniej 200 mm. Optymalna szerokość bieżnika w naszym przypadku wyniesie 220 mm. Długość segmentu powinna odpowiadać skali wymaganej w tym miejscu dla szerokości bieżnika. Końce segmentu są oznaczone jako A1 i A2.

Dalej od środka koła odkładamy na środkowej linii bieżnika odległość odpowiadającą regulowanej skali 150 mm i oznaczamy ją jako punkt B.W tym miejscu szerokość bieżnika nie może być mniejsza niż 100 mm.

Narysujmy prostopadły odcinek ze środkiem w punkcie B. Długość tego odcinka odpowiada skali szerokości bieżnika. Końce segmentu będą oznaczone jako B1 i B2. Teraz narysujmy dwie proste przez punkty A1, B1 i A2, B2.
Nie należy zapominać, że bieżnik w wąskiej części musi być wyposażony w otwór na środkowy słupek, a wytrzymałości stopnia nie można zmniejszyć. W tym celu bieżnik ma kształt przypominający klasyczną dziurkę od klucza..

Wokół wspornika znajduje się okrągły odcinek bieżnika o promieniu 80–100 mm. Na rysunku skonstruujemy odpowiedni okrąg (w skali), którego środek będzie się pokrywał ze środkiem głównego koła. Oznaczmy punkty przecięcia prostych przechodzących przez punkty A1, B1 i A2, B2, a oba okręgi jako C1, C2, D1, D2.

Zatem wymagany kontur bieżnika składa się z segmentów C1-D1, C2-D2, małego łuku C1-C2 i dużego łuku D1-D2. Teraz możesz przekonwertować uzyskane wymiary na rzeczywistą skalę i wykonać poprawnie skonstruowany bieżnik.
Bieżnik jest wykonany z litego drewna i ma zazwyczaj grubość 50 mm. Istnieją konstrukcje ze stopniami, których grubość maleje wraz z odległością od środkowego słupka, ale wykonanie takich elementów jest bardzo pracochłonne. Zazwyczaj stopnie zachodzą na siebie, a patrząc z góry częściowo zachodzą na siebie.

Umożliwia to montaż wsporników między krawędzią spływu szerokiej części dolnego stopnia a przednią krawędzią szerokiej części górnego stopnia, co zwiększa niezawodność konstrukcji (patrz rys. 10). Ponadto na szerokich końcach bieżnika nawiercone są otwory do montażu ogrodzeń.

Montaż schodów kręconych należy przeprowadzić w określonej kolejności. Po zamontowaniu i zabezpieczeniu centralnego słupka na przemian montuje się na nim tuleje i stopnie, naprzemiennie z metalowymi podkładkami. Następnie stopnie naciągnięte na zębatkę są rozchylane i zajmują swoje miejsca na obwodzie.
Spiralne schody mogą mieć zarówno kierunek przeciwny do ruchu wskazówek zegara, jak i prawy do ruchu wskazówek zegara, ale ten drugi jest najbardziej powszechny. Szczególną uwagę należy zwrócić na prawidłową orientację w pomieszczeniu pierwszego i ostatniego kroku.
Ponadto między szerokimi częściami stopni są zainstalowane i zamocowane wsporniki wsporcze. Następnie zakłada się ostatnią tuleję i dokręca nakrętką na górnym końcu środkowego słupka (wyposażonego w gwint).
Wskazane jest uzupełnienie tej nakrętki ozdobną główką. Ostatni stopień spiralnych schodów mocowany jest do podłogi za pomocą łączników i metalowych elementów.

Na koniec montuje się słupki poręczy i kręcone poręcze schodów. Konstrukcja poręczy może mieć zakrzywiony zarys (co jest dość pracochłonne w wykonaniu) lub składać się z prostych prętów (patrz rys. 11).

Powstałe spiralne schody są w stanie udźwignąć odpowiednie obciążenia i spełnić swój cel.