Криволинейные радиусные (круговые) лестницы

Круговые (радиусные) металлические лестницы с шириной лестничного марша более 1,5 м в любом случае представляют из себя сложное, в инженерном плане, сооружение. Забежные ступени и криволинейные площадки такой лестницы должны опираться на цилиндрические косоуры, проектирование и изготовление которых требует к себе особого внимания. Наряду с расчетами на прочность, устойчивость и жесткость, необходимо проверить конструкцию круговой криволинейной лестницы и на зыбкость согласно требованиям СНиП 2.01.07-85

Количество косоуров определяется исходя из ширины лестничного марша (длины забежной ступени). При ширине марша до 1,5 м достаточно двух косоуров, при длине ступеней более 1,5 м число косоуров назначаем из условия n ≥ B +1, где n - число косоуров, B - ширина лестничного марша (длина ступени).

Круговой (по дуге) в криволинейной лестнице получается полоса хода лестницы, определяющая форму ступеней и площадок, но вовсе не обязательно поддерживающая конструкция. Винтовые поддерживающие детали лестницы (косоуры) дороже прямолинейных в 15…20 раз.
 
Закрытая лестница (с подступенками) значительно жестче открытой (без подступенков), позволяет рационально использовать изолированное подлестничное пространство, снять психологический дискомфорт от "щелей".

Кроме того, если лестница закрытая (с подступенками), то под ступени криволинейной лестницы можно подвести металлокаркас из прямых стальных косоуров с косынкам, а затем все закрыть отделочным материалом, что в итоге может даже снизить общую стоимость криволинейной лестницы.

Если же необходимо спроектировать и изготовить открытую криволинейную круговую лестницу (без подступенков), то необходимы цилиндрические косоуры. Изогнуть сортовой профиль (швеллер, уголок, двутавр или прямоугольную трубу) по винтовой линии очень сложно. Поэтому в этом случае используют сварной профиль из листового металла. Это позволяет изготовить цилиндрический косоур любой конфигурации.

Сварной профиль, любого размера и конфигурации, удобен в изготовлении потому, что выполняется из отдельных плоских листовых элементов, удобных для производства размеров. Листы раскраиваются, изгибаются на вальцах или по шаблону, составляются и свариваются.

Проектирование криволинейной лестницы начинаем с разработки схемы лестницы. Исходя из плана помещения, высотных отметок перекрытий (междуэтажной высоты) и промежуточных площадок, определяемся с конфигурацией лестницы: радиусом линии хода, числом маршей и промежуточных площадок.
 
Для расчета удобных ступеней используем формулу Блонделя (сумма удвоенной высоты ступени (h) и одной проступи (B) составляет 25 дюймов), что на практике выливается в неравенства 600 мм < 2h+B < 640 мм (удобная ступень) и 580 мм < 2h+B < 700 мм (допустимая ступень).

С целью повышения технологичности конструкции стремимся обеспечить в каждом марше одинаковое количество подъёмов (это не только удобно, но и позволяет сократить количество оснастки при изготовлении и, как следствие, снизить стоимости лестницы).

Принятый в типовых конструкциях подъём ступени 150 мм в действительности является минимальным. Практически гораздо удобнее подъёмы ступени в диапазоне от 160 до 175 мм. Исходя из междуэтажной высоты и высоты промежуточных площадок, задавшись высотой подъема ступени в диапазоне от 160 до 175 мм рассчитываем необходимое количество подъемов (забежных ступеней). Исходя из радиуса линии хода и задавшись шириной ступени на средней линии марша порядка 300 мм, размечаем на плане лестницы ступени и промежуточные площадки.

Проверяем полосу хода по лестнице. Рассчитываем условный шаг по Блонделю в средней части полосы хода, по внутренней стороне и по внешней стороне марша.

С увеличением радиуса изгиба лестницы полоса хода получается намного лучше. Разница величин условного шага по Блонделю в средней части полосы хода, по внутренней стороне и по внешней стороне марша уменьшается, что позволяет перейти от допустимой к удобной ступени.

Если несколько заузить ступень, то можно ближе подойти к оптимальному шагу. Но для безопасности лучше увеличить ширину ступени до 350…400 мм. Поэтому требуется выбрать оптимальные, как по удобству ходьбы, так и по безопасности, параметры лестничного марша (подъем ступени, ширина проступи).

При проектировании криволинейных лестниц используем трехмерное проектирование в Autocad. Сначала располагаем ступени в пространстве. Это принципиально, так как единственный необходимый элемент в лестнице - это ступени (без остального вполне можно обойтись). А затем под эти сформированные в пространстве ступени подводим несущие детали (металлокаркас лестницы).

Еще несколько слов о технологии изготовления цилиндрических косоуров. Такие косоуры мы свариваем в виде короба из листового металла толщиной от 3 до 5 мм, как у стенки в соответствующих по нагрузке швеллеров.

Раскрой листовых заготовок цилиндрического косоура осуществляется по разработанному трёхмерному чертежу криволинейной лестницы. Сборка цилиндрического косоура из согнутых по требуемому радиусу листовых заготовок осуществляется на деревянном шаблоне с соответствующим радиусом изгиба в следующей последовательности. Первый лист (внутренний) притягивается к шаблону струбцинами, к нему привариваются рёбра соотвествующей высоты и через отверстия "по месту" к ребрам приваривается второй лист. Далее привариваются торцовые накладки и всё зачищается.