План ступеней

Разметим на линии хода положение ступеней. Построение можно выполнять на чертеже или на полу, откладывая длину проступи по расчетам, приведенным в разделе "Проектирование линии хода". Разметка ступеней с прямой линией хода не представляет каких-либо затруднений (рис. 1). Главное — считать не ступени, а подъёмы, и не забывать про нос у выхода с лестницы. Если линия хода не прямолинейна, то разметку ступеней можно выполнить разными способами. Рассмотрим четыре из них (имеются и другие) на абстрактном примере.

Рис. 1. Разметка прямого хода (разм. в мм)

Рис. 2 и 3. Угловая и отдаленная лучевая разметки

Во-первых рассмотрим простую лучевую (рис. 2) разметку. Способ очень технологичный, поскольку сами марши при такой разметке остаются прямыми и их изготавливать легче. Ещё более упрощает разметку примитивное деление площадки на две, три или четыре части, но при этом, как правило, нарушается размер проступи, и получается "извилистая линия хода". Простота в данном случае хуже воровства. При спуске с такой лестницы надо быть крайне осторожным при повороте — стоит только занести ногу миллиметров на 100-150 в сторону внутренней части лестницы, как вы немедленно с неё свалитесь. Далее этот вопрос будет рассмотрен еще подробнее. Естественно, хочется каким-либо образом раздвинуть ступени в том месте, где они образуют вертикаль на повороте. Эта задача называется децентрализацией ступеней, и решается она изменением способа разметки. Например, можно отодвинуть точку, из которой мы проводим разметочные лучи на некоторое расстояние от угла (рис. 3). Внешне кажется, что цель достигнута и ступени встали ровно и удобно. В дальнейшем будет показано, что это совсем не так. Впрочем, лучевой способ разметки незаменим для лестниц с круговой линией хода и близкими к ней ломаными, прежде всего, для винтовых лестниц.

Рис.4. Метод пропорций

Хорошие результаты даёт "метод пропорций" (рис. 4). Суть метода в том, что сначала размечают одну из ступеней, примыкающих к повороту, из расчета 120 мм в самой узкой части. Далее, находят пересечения диагональной вспомогательной линии с проекцией грани размеченной ступени и границей прямых ступеней. Получившийся на диагонали отрезок делят в соотношении 1:2:3:4:5:6… по числу забежных ступеней с каждой стороны от диагонали. Полученные точки соединяют с точками деления линии хода и получают разметку ступеней. К недостаткам способа следует отнести некоторую сложность точного геометрического построения, которое надо выполнять либо в крупном масштабе, либо на полу в натуральную величину. Можно применять метод и для неполных забегов.

Рис.5. Деление со вспомогательными линиями

Следующий, наиболее распространенный способ разметки ступеней (рис. 5) пришел из курса начертательной геометрии. Это верный и удобный метод вспомогательных линий. Все дальнейшие полезные построения будут основаны на нем.

Рис. 6. Разметка полосы хода

Чтобы сравнить приведенные выше способы разметки, надо подобрать некий критерий, отражающий качество разметки ступеней и самой лестницы. Из иллюстраций видно, что забежные ступени на повороте уже к внутреннему краю и шире к наружному. По самой линии хода мы отложили промежутки, равные проступи. Но человек не может идти точно по этой линии, а всегда будет отклоняться вправо или влево. Чем больше возможность такого отклонения, тем удобнее лестница. На повороте по внешней части ступеней шаг будет шире, по внутренней — меньше. Зададимся достаточно широким, но обоснованным диапазоном параметра шага, например 570< S <650, т.е. меньше английского, но больше французского. Предположим, что в рассматриваемых примерах по линии хода а = 300 мм, h = 155 мм. По формуле Блонделя рассчитаем условную проступь справа = 570 — 2x155 = 260 мм и слева 650 — 2x155 = 340 мм. Теперь, исходя из предположения, что человек шагает перпендикулярно рабочему ребру ступени, на вычисленных расстояниях проведем линии параллельно такому ребру и отметим точки пересечения со следующей ступенью (рис. 6). Повторим эту операцию для всех забежных ступеней. Соединим отмеченные точки ломаной линией и заштрихуем многоугольник. Получившуюся фигуру будим называть впредь "полосой хода". Чем шире эта полоса и чем удобнее она расположена по отношению к перилам, тем легче идти по лестнице.

Рис.7. Ломанная линия хода при лучевой разметке ступеней

Рис.8. Зауженная линия хода

У простой лучевой разметки полоса хода (рис. 8) настолько узка, что не только два человека на повороте не разойдутся, но и одному надо прицеливаться, куда поставить ногу. Кстати, по этим причинам пожарные запрещают использовать лестницы с забежными ступенями в общественных зданиях. Возможно, что распространенная примета "встретиться на лестнице — к несчастью" также относится к указанной разметке. Ещё интереснее получается картинка лучевых ступеней с отдаленной точкой деления. Внешне ровные ступени имеют извилистую полосу хода (рис. 7) — тут недолго и споткнуться. Причины этих недостатков просты — лучевая разметка пригодна только для линий хода, состоящих из дуг окружностей или близких к ним. Такие линии хода встречаются нечасто, поскольку в наших домах преобладает прямоугольная планировка. Тем не менее такие лестницы строят и они будут рассмотрены.

Рис.9. Расширенная линия хода

Пропорциональные системы разметки примерно равноценны, но способ пропорций требует виртуозной техники черчения или компьютерной графики. Наиболее часто встречающиеся варианты разметки при помощи вспомогательных линий также будут рассмотрены, но пока уделим внимание линии хода (рис. 9). Как видно из рисунков пропорциональных способов разметки, полоса хода на повороте отклоняется недопустимо далеко от перил. Для исправления изменим саму линию хода. В рассмотренных примерах радиус закругления линии хода на повороте был взят, как расстояние линии хода от внутреннего края лестницы (lo). Радиус можно увеличить, но при этом надо не забыть пересчитать всю линию хода и точки деления. Как видно из рисунка 10, при изменении радиуса линии хода на ширину проступи, полоса хода приблизилась к перилам и выровнялась относительно линии хода. Наверно, Вы уже заметили, что линия хода на забежных ступенях становится слишком неперпендикулярной к рабочим ребрам. В оправдание можно сказать, что в качестве примера рассматривается крайний случай, когда децентрализация захватила десять из шестнадцати ступеней лестницы, чтобы максимально расширить полосу хода. На практике этого обычно не требуется и в качестве некоторой "золотой середины" границами прямых ступеней выбирают третью или четвертую ступени, считая от поворота в каждую сторону. Очень большим удобством способа разметки ступеней при помощи вспомогательных линий является его независимость от положения угловой ступени. Более того, сами вспомогательные линии могут и не совпадать с границами прямых ступеней. Проиллюстрируем ещё раз этот способ с простановкой размеров и штриховкой полосы хода. Обратите внимание, что для разметки угловой ступени можно использовать как три, так и четыре точки, не ухудшая при этом полосы хода (рис. 11). Такая свобода разметки бывает весьма полезна при проектировании перил, поскольку позволяет лучше установить столбы, балясины и косоуры.

Рис. 10. Увеличение радиуса линии хода улучшает полосу хода, но требует перерасчета всей разметки

Рис. 11. Разметка ступеней при помощи вспомогательных линий позволяет по-разному расположить ступени. Полоса хода при этом меняется мало

Пора, наконец, отойти от угловой лестницы и показать, как размечают ступени при других линиях хода. В наших домах для лестницы, как правило, оставляют лестничную клетку (шахту) ограниченную стенами с трех или четырех сторон. Несколько реже встречаются рассмотренные выше угловые лестницы. Бывают лестницы, ограниченные только проёмом в перекрытии. При достаточном финансировании строят криволинейные в плане стены, тогда лестницы приобретают и вовсе причудливые очертания. К счастью, все эти случаи можно свести к небольшому числу разметок, комбинируя их между собой. Прежде всего рассмотрим U-образную линию хода. Для нее существуют два варианта разметки. Если ширина проёма между маршами больше, чем две проступи, то применяют способ с двумя вспомогательными линиями (рис. 12). Для "минимального расстояния между маршами в свету", равного по противопожарным требованиям 75 мм (чтобы проходил рукав пожарного ствола), применяют разметку с одной вспомогательной линией (рис. 13). Надо сказать, что разметка с забежными ступенями позволяет построить вполне удобную лестницу, у которой размеры лестничной клетки меньше высоты лестницы. В примере на рисунке 12 при габаритах лестницы в плане 3250x4000 мм она может подниматься на 170 х 25 = 4250 мм, притом угол подъёма составляет лишь 30 градусов.

Рис. 12. Разметка П-образной лестницы с двумя вспомогательными линиями

Рис. 13. Разметка с одной вспомогательной линией

Приведем, как было обещано, примеры лестниц (рис. 14) с лучевой разметкой. Из рисунков видно, что такое построение не должно вызывать каких-либо сложностей. Эти лестницы весьма красивы, хотя и менее удобны, чем прямолинейные. Для большинства из них требуются или подготовленные заранее радиусные стены, либо опорные конструкции с трехмерной кривизной. Относительно легче сделать такую лестницу с несущим ограждением. Есть и интересное исключение, связанное с оригинальной технологией. В культурном центре Ф.М.Достоевского (недалеко от дома-музея гения) в г. Старая Русса стоит сложная и большая лестница местных мастеров, полностью обшитая мелкой плашкой из узкой дощечки. Таким способом скрыт каркас, состоящий из прямых деталей.

Рис. 14. Примеры лучевой разметки ступеней

Для винтовой лестницы приведены две разметки — прямая и касательная. Видно, что касательная разметка уводит полосу хода к перилам, не требуя сужения ступени по линии хода. В левой части рисунка изображена планировка с линией хода, размеченной дугами окружности из двух центров. Таких центров бывает несколько, и лестница напоминает в плане улитку или змею.

Вернемся к примеру лестницы, рассмотренному в предыдущих разделах (рис. 15). Отступаем от угла по три ступени и получаем искомую разметку. Этот вариант и был окончательно принят заказчиком.

Рис. 15. Разметка ступеней лестницы, рассмотренной в примере

Спроецируем получившуюся разметку на стену (рис. 15). Эту операцию можно делать в натуре, перенося размеры с пола на стену или на шаблоне, на бумаге или на компьютере в 2-хмерном представлении. Работая на компьютере в трехмерке можно миновать эту стадию, сразу получая нужные для работы чертежи деталей (рис. 16). Иногда описываемую операцию называют высотной трассировкой лестницы. Выполнить её полезно по двум причинам: сразу будет видна сочетаемость лестницы с другими строительными конструкциями; такой чертеж будет исходным для выбора типа каркаса лестницы и его деталей. Нарисуем искомое все для той же лестницы, но для удобства чертежа развернем её на пол-оборота. Разделим высоту лестницы, как мы условились ранее, на 18 частей. Через каждую точку деления проведем горизонталь до пересечения с вертикалью, восстановленной из примыкающих точек горизонтальной разметки. На пересечениях нарисуем ступени, не забывая про нос 25 мм. Из получившегося чертежа видно, что пятая ступень близко подходит к окну. Ничего страшного в этом нет, но каркас лестницы лучше делать на косоурах, чтобы не загородить угол оконного проёма. Точно так же можно спроецировать разметку на другую стену и получить положение ступеней на ней. В трехмерном проектировании все делают иначе: по разметке создаётся регион, выдавливается вниз на толщину ступени и получившееся "твердое тело" поднимается на расчетную высоту по номеру ступени. Вместе с перекрытиями и стенами получается достаточно наглядная картина (рис. 17).

Рис.16. Проецирование на стену ступеней лестницы (размер в мм)

Рис. 17. 3d-модель ступеней