Винтовая лестница из металла своими руками на несущей опоре: расчеты, сборка и видео

Винтовая лестница из металла своими руками на несущей опоре: расчеты, сборка и видео

Выбрать проект лестницы для частного дома или квартиры с несколькими уровнями – задача не простая. Ведь она должна быть удобной, надежной, естественно вписываться в интерьер и не занимать много места. Особенно когда площадь ограничена. В этом случае наилучшим вариантом будет выбор винтовой лестницы. Материалом для ее изготовления чаще всего служат металл или дерево, но изделия из металла более прочны и изысканны по дизайну. Поэтому далее рассмотрим, как может быть изготовлена винтовая лестница из металла своими руками.

Чем отличаются конструкции винтовых лестниц

Метод крепления ступеней определяет конструкцию спиральной лестницы. Традиционный тип – консольный, когда всю нагрузку несет центральный опорный стержень, к которому привариваются металлические кронштейны. Опора выполняется из трубы диаметром 5-7 см с толстыми стенками. Кронштейны могут выполнять функцию ступеней или же служить основой для дальнейшей облицовки.

Логическим продолжением консольного типа – конструкция на больцах. В ней ступени соединяются между собой по наружному краю стальными стержнями – больцами и деталями перильного ограждения. Изнутри кромка ступеней крепится к гильзам, которые в свою очередь надеваются на опорный столб. Таким образом, нагрузка распределяется по всему сооружению.

Существуют варианты спиральных лестниц без опорной оси, где силовыми узлами являются несущие балки – косоуры или тетивы. В первом случае ступени находятся на опорных балках, во втором – монтируются к ним торцами.

Спиральная лестница на тетивах

Хороший проект – основа всего

Разработка проекта винтовой лестницы должно основываться на ее безопасности и удобстве пользования, поэтому необходимо учитывать некоторые правила, описанные в нормативных документах:

• дистанция между витками (H₁), т.е. между нижней ступенью и той, что над ней – не менее 200 см.;
• комфортная высота подъема ступени (h) – 15-19 см.;
• минимальная длина ступени – 80 см;
• оптимальная линия движения по винтовой лестнице лежит примерно на 2/3 ширины марша, поэтому глубина проступи на ней (e) должна быть минимум 20 см, а на расстоянии 15 см от центрального столба – минимум 10 см.;
• высота подъема ступени и глубина проступи связаны между собой зависимостью, которая должна выполняться:

2h+e=60…65 см,

• отношение толщины проступи к длине ступени должно быть в пределах 1:20;
• при ширине марша до 150 см лестница обязательно должна быть оборудована перилами 90-100 см высотой;
• для безопасного подъема на верхний уровень, размеры лестничного проема с каждого его края должны быть больше диаметра винтовой конструкции на 10 см.

Ознакомившись с нормативами, переходим к рассчетам.

Обратите внимание! Перед началом проектирования, определите точку входа и выхода с лестницы, угол ее поворота и направление вращения.

Дальше речь пойдет о лестнице на больцах, которая имеет опорный столб диаметром 76 мм, длину ступеней 1 м. и угол поворота 270 градусов. Высота подъема H (дистанция между чистовым полом на нижнем и верхнем уровнях) равна 3 м.

Радиус по линии подъема

R=38+1000∙2/3=705 мм

Длина лестницы по линии движения

Принимаем высоту ступеней h=190 мм. Тогда количество ступеней:

n=H/h=3000/190=15,8

Округляем до 16 и уточняем h=3000/16=188 мм. А точнее, 15 подъемов по 188 мм и один (на первой ступени) 180 мм.

Роль последней ступени выполняет площадка на верхнем уровне, следовательно, мы имеем 16 подъемов и 15 ступеней.

Теперь получим ширину проступи по линии движения e=3321/15=222 мм., что соответствует нормативам.

Проверяем эту величину на эргономичность: 2∙222+188=632 мм., т.е. здесь тоже все сходится.

Рассчитываем длину лестницы по наружному диаметру и ширину ступеней с этого края:

L=3/4∙2∙3,14∙(38+1000)=4489 мм., e=4489/15=326 мм

Определим размер лестничной площадки, допуская, что толщина верхнего перекрытия 20 см. Поднимаясь на 18,8 см с каждой ступенькой, на четвертой дистанция до потолка составит 205,6 см. Значит, площадка может перекрывать только 4 ступени.

Основные размеры нашей лестницы посчитаны. По ним делаем чертеж конструкции, который будет основой для изготовления.

Чертеж винтовой лестницы

Сооружаем лестницу

Для осевой опоры понадобится труба Ø57 мм. с толстыми стенками. На нее будут одеваться гильзы из такой же трубы, но диаметром 76 мм. Для ступеней подойдет профилированная труба 25х40 мм.

Ход работ следующий:

• Нарезаем гильзы. Плоскость реза должна быть строго перпендикулярна оси, чтобы плотность установки гильз была максимальной.

• Чтобы посадка гильз на опорную ось была без люфтов и зазоров сделаем уплотнительные кольца из 6 мм. прута – по 2 на каждую гильзу, накрутив их на более тонкую трубу.

• Кольца разрезаем, сделав зазор, и ввариваем с каждого торца гильзы. Теперь, чтобы обеспечить плотную посадку, фрезером отшлифовываем кольца внутри.

Кольцо в гильзе

• Для одинаковой и правильной геометрии каркасов ступеней нам понадобится кондуктор. Делаем его из ДСП, нескольких брусков и оправки для трубы.

Кондуктор для ступеней

• Вкладываем в кондуктор заготовки под ступени, размечаем линии реза, отрезаем по ним и свариваем все в одно целое. По окончании зачищаем швы.

Сборка каркаса ступеней

• Далее собираем каркас. Гильзы со ступенями надеваем на центральную опору и устанавливаем полученную конструкцию на подготовленной площадке. Нижняя часть бетонируется, а верхняя крепится к перекрытию.
• Поворачиваем ступени под нужным углом, после чего между ними привариваем стойки из профилированной трубы. Гильзы фиксируем между собой сваркой.

Каркас лестницы готов. После его грунтовки и покраски на ступени обшиваются, и устанавливаются перила. Как просто может быть оформлена винтовая лестница своими руками из металла, видео приведено ниже.

Винтовая лестница из металла своими руками — это реально!

Мы расскажем, как изготовить винтовую лестницу своими руками именно из металла — для начинающего мастера это наиболее простой вариант. Перед тем, как начать строительство, вы должны учитывать ряд важных моментов:

1. Высота одного витка лестницы не должна быть меньше двух метров — иначе существует риск удариться головой о верхнюю ступень при подъеме.
2. При установке центральной опоры нужно предусмотреть, чтобы площадка, на которой она размещается, была способна выдерживать нагрузку, равную сумме весов двух среднестатистических людей и всей лестничной конструкции.
3. Чтобы сделать лестницу более прочной и надежной, дополнительно скрепляйте соседние ступени кронштейнами, каждый из которых устанавливается на переднее и заднее ребро двух смежных ступеней.

Вот обратите внимание, как тщательно соединяются между собой ступени в этой готовой модели австрийского производства (Spiral Decor 120, Московские лестницы, 76 900 р.).

Винтовая лестница Spiral Decor.

1. Для того, чтобы сделать винтовую лестницу самому «с первого раза» и не ошибиться в достаточно трудоемких расчетах, используйте готовые проекты — их можно найти в интернете или в специализированных изданиях.

И еще — прежде чем рассказать, как сделать винтовую лестницу, опишем, из каких частей она состоит:

1. Ступени .
2. Верхняя площадка.
3. Заходный столб ограждения.
4. Центральная опора.
5. Составляющие цилиндры опорного столба (для самостоятельного изготовления лучше использовать цельнометаллическую опору).
6. Балясины — вертикальные опоры ограждения.
7. Кронштейны, скрепляющие между собой соседние ступени.
8. Поручень .
9. Ограждение проема второго этажа.

Схема устройства конструкции винтовой лестницы.

Винтовая лестница — не самый идеальный вариант как с точки зрения эргономики, так и для самостоятельного изготовления. Например, по такой конструкции не поднимешь тяжелые предметы или габаритные вещи, винтовыми лестницами тяжело пользоваться пожилым людям и маленьким детям.
Кроме того, если делать винтовые лестницы своими руками, чертежи вам понадобятся обязательно. Проектирование такой конструкции очень сложное и требует максимальной точности и множества расчетов.Как подготовить расчет винтовой лестницы
При проектировании будущей винтовой лестницы следует исходить из двух основных параметров — ее высоты и диаметра. Для примера возьмем высоту, равную 3 м, а диаметр — 1,4 м. Диаметр лестницы составляет сумма длин двух ступеней и диаметра центральной стойки. Из 1,4 м вычитаем диаметр опоры, равный 10 см, остается 1,3 м — следовательно, длина каждой ступени должна равняться 650 см.
Ступени у винтовой лестницы трапециевидные — при этом оптимальная ширина ступени по дальнему от центральной опоры краю составляет 35 см, а в середине — примерно 20 см.
Толщина ступеней должна составлять не менее 40 мм, высота ступени (шаг подъема) — 20 см. Рассчитаем количество ступеней, которое потребуется для нашей лестницы: для этого разделим высоту изделия на толщину плюс высоту одной ступени. 300 разделить на 24 = 13 ступеней.
Это самые основные параметры, которые потребуются вам для проектирования винтовой лестницы. В конечном итоге вы должны будете получить примерно такой чертеж с указанием всех размеров элементов конструкции.

Чертеж винтовой лестницы с размерами.

Преимущества

Выбирая между обычной маршевой лестницей и винтовой, предпочтение чаще всего отдают последней по нескольким причинам.

1. Во-первых, как уже говорилось, огромное значение для многих имеет возможность сэкономить пространство в помещении: вся конструкция располагается вокруг центральной стойки;
2. Во-вторых, сделать винтовую лестницу зачастую выходит дешевле и проще, чем традиционную;
3. Ну, и наконец, такая конструкция смотрится гораздо эффектнее и оригинальнее.

Важные моменты

Расставим основные акценты в процессе сооружения металлической винтовой лестницы, чтобы наша конструкция прослужила нам долго, была комфортной в эксплуатации и, самое главное, – безопасной:

• Изготавливать забежные ступени рекомендуется без подступенка, так как это повысит безопасность и удобство лестницы такого типа;
• Ступени имеют как правило форму усеченного треугольника. Собственно, они и являются забежными ступенями;
• Подниматься и спускаться по такой конструкции будет удобно только в том случае, если ширина средней части ступеней будет не менее 20 сантиметров;
• Важен и еще один размер: на расстоянии в 15 сантиметров от центральной опоры ширина ступени должна составлять не менее 10 сантиметров;
• Длина ступеней металлической винтовой лестницы может быть выбрана разная, это зависит от того, насколько часто и интенсивно вы ее эксплуатируете;
• При малой загрузки достаточно сделать ее диаметр примерно равным 140 сантиметрам. Тогда длина ступеней будет составлять примерно 60 сантиметров. Если у вас большая семья и лестницей на второй этаж вы пользуетесь часто, выберите общий диаметр, равным 2 метрам тогда длина ступеней составит минимум 80 сантиметров;
• Проектируя винтовую лестницу учтите, что она должна быть устроена так, чтобы человек среднего роста не задевал головой о ступени следующего витка;
• С целью придать всей конструкции достаточную прочность позаботьтесь о том, чтобы центральная опорная стойка была изготовлена своими руками из надежного, прочного металла. Лучше если это будет труба диаметром не менее 80 мм. Опорную стойку выставляют строго по вертикали с помощью отвеса. Нижняя точка опорной стойки закрепляется в той точке пола, которая способна выдержать достаточно высокую нагрузку;
• Закрепить опорную стойку гораздо проще на деревянном полу, как показано на видео. Достаточно применить специальное радиальное крепление и анкерные болты. Если же пол бетонный, основание стойки придется забетонировать путем установки растяжек;
• Чтобы можно было закрепить ступени на центральной опорной стойке в их самой узкой части с помощью дрели и насадки-коронки своими руками сверлят отверстия диаметром, соответствующим диаметром трубы. Между ступенями на опору насаживаются втулки – длина втулок должна соответствовать расчетному расстоянию между ступенями. Чтобы предохранить древесину ступеней между основаниями втулок и поверхностями ступеней вставляют металлические шайбы. Их толщина должна учитываться в общей высоте конструкции. При этом учтите, что расстояние между ступенями удобнее всего сделать равным 15-20 сантиметрам. Если добавить к этому размеру толщину ступеней, получится общая высота лестницы;
• С помощью кронштейнов-креплений в местах нахлеста широкой части ступеней можно дополнительно укрепить конструкцию винтовой лестницы.

Поэтапное возведение

1. Сборку металлической конструкции следует начать с работ по установке центральной опорной стойки;
2. Затем вокруг нее последовательно нанизываются втулки, шайбы и ступени;
3. Когда эта часть работы сделана, ступени поворачивают вокруг стойки на нужное расстояние по принципу веера. Ориентиром служат первая и последняя ступень, которые раньше других закрепляют в правильном положении;
4. Следующий шаг – установка дополнительных крепежных кронштейнов. Верхняя ступенька надежно крепится к межэтажному перекрытию;
5. Последним этапом монтажа станет установка перильных стоек и поручней.

Подведем итоги

Металлические винтовые лестницы не перестают пользоваться популярностью при строительстве не только частных домов, но и двухэтажных квартир.

Секрет кроется в значительной экономии пространства, которую обеспечивают такие изделия. Ну, и особую роль играет огромное количество дизайнерских решений, применяемых в их изготовлении: от суперсовременных и авангардных, до минималистских и помпезных. В общем, такое изделие можно создать на любой вкус.

Метод проведения расчетов

Если будет сооружаться винтовая металлическая лестница, то следует приобрести стальную трубу с толщиной стенки в 5 мм и сечением примерно 10 см. Для закрепления сваркой консолей понадобятся металлические уголки. Обрезанные под ступени деревянные элементы послужат для обустройства ступенек.

Спиральная конструкция должна соответствовать диаметру проема, который выходит на второй этаж. Обозначения для расчетов:

• L считается длиной окружности;
• Y — разница в высоте между ступеньками или просто — угловая величина;
• R — это наружный радиус окружности;
• R1 — это внутренний радиус проемного отверстия.

Правильная формула для расчетов конструкции:

1. L=2YR*n или L=2YR* (Y/360) — на практике такая формула не является нормальной, поскольку при расчетах получаются затруднения в передвижении по ступеням.
2. l=2Π*2R/3*n=4ΠR/3*n — это правильная формула, по которой инженеры делают точный расчет, поскольку за радиус передвижения берут 2R/3.

Виды металлических винтовых лестниц

В классическом исполнении винтовые лестницы из металла представляют собой центральный опорный столб, вокруг которого расположены ступени. Но они могут отличаться друг от друга конструкцией и способом изготовления.

Способы изготовления

Изготовление любых металлических изделий предполагает применение разных материалов и способов их обработки.

В связи с этим, описываемые конструкции можно разделить на четыре вида:

• Кованые – изготовленные из стали методом художественной ковки;

Кованые перила придают легкость и изящность

• Литые – из чугуна, реже – из бронзы или латуни;
• Сварные лестницы – самые доступные и распространенные;
• Сборные – изделия, собирающиеся на месте из готовых элементов, изготовленных из хромированного металла или алюминия. Они могут быть типовыми или изготавливаться на заказ

Сварные лестницы: конструкции и особенности

Первые два вида отличаются оригинальным, неповторимым дизайном, респектабельным видом, но цена подобных изделий достаточно высока. Сварные конструкции просты в изготовлении, доступны и тоже весьма разнообразны. Сварные лестницы можно изготовить своими руками.

Для справки. Металл часто используются только для изготовления несущего каркаса, который можно облицевать деревом, камнем или другими декоративными материалами.

Конструктивные особенности

Металлические винтовые лестницы всегда имеют центральный столб, который служит опорой для крепления ступеней.

Но тип крепления может быть разным.

• На гильзы и больцы. Гильзы – это цилиндрические отрезки трубы, диаметр которой больше, чем диаметр опоры. Они обеспечивают фиксацию ступеней на центральном столбе на заданной высоте. Больцы устанавливаются между ступенями по внешнему радиусу, соединяя их друг с другом. На другой край ступени устанавливаются стойки перил.

Сварка лестницы своими руками: общие и рабочие моменты

• На наружную тетиву. Ступени таких лестниц по внешнему радиусу крепятся к спиральной тетиве.
• На консоли. Для тех, кто хочет сделать лестницу своими руками, это самый простой вариант. Консоли – это металлические балки, опирающиеся только на центральную стойку одной из своих сторон. Как правило, они привариваются к ней. При этом консоль сама может служить ступенью или быть только основанием для неё.

Консоли под деревянные ступени

• На опорные стенки. Если лестница расположена в эркере или в углу помещения, это дает возможность самого надежного крепления ступеней: одной стороной к центральной стойке, а другой – к стенам. В опорных стенках либо устраиваются пазы, либо к ним крепятся накладки.

Проектирование лестницы

Составляя чертеж, необходимо заранее определиться, как вы будете использовать свободное пространство. Если вы собираетесь самостоятельно делать все замеры и расчеты винтовой лестницы, то перед составлением плана вам нужно учесть основные конструктивные особенности этого элемента интерьера. Ниже представлен типовой вариант винтовой лестницы.

Для частного дома с маленькими детьми и пожилыми людьми также следует:

• оборудовать лестничный пролет дополнительной защитой (удобными ручками, противоскользящей дорожкой);
• устранить или снизить количество опасных элементов;
• повысить безопасность конструкции, правильно подобрав материалы и составив план.

Проектирование и расчеты

Вычисляя параметры винтовой лестницы из металла, вы должны учитывать следующие рекомендации:

1. Витки лестницы должны быть расположены на расстоянии не менее двух метров. Такая высота будет комфортной для большинства взрослых людей.
2. В потолочном проеме необходимо выполнить зазор между краями лестницы и проема. При ширине марша 80 см диаметр проема должен составлять 200 см. Уменьшение диаметра лестницы и проема возможно для вспомогательных лестниц, где ширина марша составляет 600 мм, а проем 1400 мм.
3. Конструкция будет надежной, при условии что опорная колонна не менее 50 мм в диаметре.
4. Глубина ступени по средней линии подъема составляет около 200 мм.
5. Угол подъема не должен превышать 45 градусов.
6. Необходимо предусмотреть ограждения для комфортного и безопасного использования.
7. Также рекомендуется использовать противоскользящее покрытие на ступени или специальную обработку.

После выполнения расчетов, основанных на вышеуказанных рекомендациях, можно подготовить чертежи. Изготовление металлической сварной лестницы своими руками сложнее, чем из деревянной. Для выполнения такой конструкция требуется умение работы сварочным аппаратом и другими инструментами для металла.

Чертежи и расчеты — их разработка

Пожалуй, один из самых сложных моментов в работе над проектом винтовой лестницы – это создание чертежа.
Специалисты советуют разрабатывать чертеж винтовой лестницы только после создания подробного плана первого этажа.

Там должно обязательно быть указано место установки винтовой конструкции. А также в плане указываются точные размеры проема, при этом учитывается масштаб плана помещения.

В чертеже винтовой лестницы подробно указывают все параметры изделия. К ним относятся ширина плоскости наклона конструкции, толщина материала.

Чертеж с размерами винтовой лестницы

На их основе выполняются все расчеты, необходимые для последующей установки и монтажа лестницы. Расчеты деталей нужно делать внимательно, продумывая все до мелочей. В противном случае ошибки могут привести как к ненадежности изделия, так и к возможности получения травм при эксплуатации лестницы.

В расчетах важно учесть следующие моменты:

1. Выбор подходящей для строительства лестницы площади и разработка чертежей. Лестничный вход на 2 этаж составляет не менее 2 кв. метров. К нему необходим доступ для проведения сборки конструкции.
2. Расчет количества и расположения ступенек. Схема устройства винтовой лестницы с центральной стойкой

Зачастую у спиральных лестниц нет подступенок. Из-за этого обязательно делают небольшой нахлест ступенек друг на друга в местах их сужения.

Как выбрать форму винтовой лестницы

Классический вариант изделия спиралевидной конструкции предусматривает упор ступеней на стену с одной стороны, и их крепление к несущей колонне – с другой. Характерный и главный отличительный признак винтовых изделий – отдельная каменная, бетонная или кирпичная колонна. Стройматериал для этого варианта – бетон или натуральный камень, иногда – дерево или металл, еще реже – сочетание всех этих материалов с включением стекла и пластика. Строится классическая лестница сразу, при строительстве дома, так как ступеньки должны замуровываться в стену, а опорная колонна – в основание пола. Винтовая прямоугольная конструкция

Правильный выбор модели основывается на знании конструкций, типов, функционала и дизайна лестничных изделий. Основная классификация происходит по таким признакам:

1. Стройматериалы;
2. Дизайн – по форме (спиральный), по стилю (хай-тек, классика), по конструктивным признакам (модульный);
3. Форма лестницы;
4. Место эксплуатации;
5. Конструкция перил;
6. Габариты и конструктивные размеры изделия.

Металлические перила

Функциональное назначение:

1. Лестницы для входа в дом или помещение;
2. Междуэтажные конструкции;
3. Вспомогательные (для подсобных помещений);
4. Вход в подвал;
5. Вход на мансарду или чердак.

Мансардная винтовая лестница

Самые распространенные решения лестничных конструкций:

1. Прямые маршевые, поворотные (спиральные) модели из дерева или металла с возможным включением пластика и стекла;
2. Изделия модульные или из сборных элементов;
3. Изделия, сконструированные на больцах, косоурах или кронштейнах;
4. Лестницы, преобразующиеся в другие бытовые конструкции, переносные модели;
5. Наружные и внутренние лестничные модели;
6. Пристенные или отдельные изделия;
7. Лестницы со ступенями закрытой или открытой конструкции;
8. Модели с перилами и без перил.

Модульная спиральная лестница

Самостоятельное изготовить винтовые лестницы своими руками чертежи которых можно найти в общем доступе, возможно при умелом пользовании инструментом, схемами и при знании основ работы с деревом и металлом – любая лестница должна быть не только красивой и удобной, но и безопасной, особенно, если в доме проживают старики и дети.

Как сделать винтовую лестницу из металла. Плюсы и минусы конструкции

Металлическая винтовая лестница своими руками обладает рядом преимуществ, которые не могут сравниться с деревянными конструкциями. Например, это более длительный эксплуатационный срок, менее длительная и затратная обработка, а также высокая надёжность изделий, смонтированных из металла. Но если пропустить все плюсы металлических лестниц, то остаётся ряд недостатков, на которые также следует обратить внимание:

• Высокая стоимость. Металл для лестницы (даже не первого качества) является достаточно дорогостоящей разновидностью материалов. Помимо его покупки, также следует потратить средства на транспортировку и разгрузку.
• Необходимость использования сварки. Конечно, можно не нанимать сварщиков или не приобретать сварочный аппарат, а просто воспользоваться дрелью, набором свёрл по металлу и большим количеством болтов с гайками, шайбами и гроверами. Но при этом не только нарушается эстетика всей конструкции, а также существенно снижается надёжность самой лестницы.
• Для металлической лестницы необходима площадка из бетона, иначе пол дома может просто не выдержать веса всей конструкции.

Монтаж винтовой лестницы из металла происходит в точно таком же порядке, как и деревянной конструкции. Основным отличием является соединение всех элементов. Если для деревянной лестницы используют саморезы, деревянные гвозди и иногда болты, то в металлических лучше всего применять сварочный аппарат.