Строительство лестниц
Конструкция деревянной лестницы
Конструкция деревянной лестницы в любом из ее вариантов содержит несколько основных элементов: опорные балки, плиты и стены, на которые опираются несущие конструкции лестницы; несущие конструкции лестницы (опорная стойка, косоур, тетива, больцы); ступени; ограждение. Все остальные элементы входят в состав перечисленных. Так, стяжки дополняют несущую конструкцию с тетивами, а проступь и подступенок являются составными частями ступени.
Ступени бывают рядовыми, забежными и радиусными (фальш-ступени). Забежные ступени отличаются от рядовых не тем, что располагаются не параллельно друг другу, а тем, что опираются на стойку, а не на косоур или тетиву. Фальш-ступени устраивают вместо нижних рядовых ступеней лестницы (нижних фризовых ступеней), чтобы смягчить ее выступающий угол. Фальш-ступень делают несколько шире рядовых ступеней марша и закругляют с выступающей стороны (или с обеих сторон, если лестница расположена не у стены).
Верхняя ступень лестницы может иметь размеры, отличные от размеров рядовых ступеней. Для нижней ступени это недопустимо. Ту же функцию, что и ступени, выполняет лестничная площадка, необходимая для организации поворотов и перерывов (для отдыха) в классических маршевых лестницах. Иногда такую площадку (особенно при квадратной форме в плане) называют «столом». «Стол» опирают на столбы и балки либо крепят к стенам (если лестница пристенная) с желательной установкой дополнительной поддержки в виде опорного столба.
Ограждение может быть частью несущей конструкции лестницы: в больцевой лестнице и при установке опорных балясин для врезки в них косоуров или тетив. Классическое ограждение состоит из поручня и балясин, на которые он опирается. Балясины служат не только для поддержки поручня, они обеспечивают безопасность передвижения по лестнице. Лестничный проем на верхнем этаже с боковых сторон тоже огораживают. Вместо балясин в различных конструкциях часто используют простые стойки, столбики и решетки. Если лестница устроена в стеновом колодце, ограждение не нужно, а поручни обычно крепят непосредственно к стене.
В местах поворота части перил скрепляют при помощи опорных балясин или соединительных фитингов.
Такие детали лестницы, как поручни, балясины, опорные столбы, предпочтительно изготавливать из клееной древесины. Цельная древесина, особенно плохо или неправильно просушенная, может в последствии покоробиться или потрескаться.
Опорные балясины на поворотах лестницы обычно завершают шаром – округлым элементом, устанавливаемым поверх балясины и служащим для опирания руки при ходьбе.
Рядовые балясины жестко закрепляют на ступенях и в поручне лестницы.
Ограждение деревянной лестницы может быть выполнено из металла и закреплено на деревянных несущих элементов с помощью болтов или саморезов.
Если ограждение будет опираться не на ступени, а на тетиву, под балясины на тетиву сначала монтируют подперилок. Подперилки используют также при установке ограждения вокруг лестничного проема. С помощью подперилка можно установить на тетиву балясины, сечение которых больше, чем толщина тетивы.
Устройство любой лестницы начинают с подготовки опорных элементов, на которые будут передавать нагрузку несущие конструкции лестницы. Это, в первую очередь, плиты или балки перекрытий. При необходимости под лестничной площадкой сверху укладывают дополнительную балку для опирания косоура или тетивы. Это необходимо, если устроить опирание на существующие несущие конструкции проблематично.
Затем устанавливают несущие элементы лестницы, после чего приступают к монтажу ступеней и ограждения. В больцевых конструкциях все эти работы производят параллельно, двигаясь снизу вверх.
Существуют лестницы со смешанными конструкциями, в которых комбинируют два (а иногда и три-четыре) несущих элемента (косоур, тетива, больцы, опорный столб). В таких конструкциях монтаж элементов начинают в соответствии со способами крепления их между собой и с опорными балками или перекрытиями.
Необходимые материалы
Основной материал для изготовления деревянной лестницы – древесина. Для изготовления каждого элемента лестницы есть рекомендации по выбору пиломатериала.
1. Опорная балка под косоур или тетиву. Минимальные размеры сечения площадочной балки – 5 ? 8 см. Размеры сечения принимают из расчета, чтобы при наличии врезного соединения можно было выполнить вырез в балке под косоур или тетиву без истончения конструкции (желательно не оставлять в сечении балки места с шириной меньше 5 см).
2. Опорный столб (опорная балясина). Сечение брусков для монтажа опорного столба составляет в среднем от 7 ? 7 см до 12 ? 12 см. Если в опорный столб предусматривается врезка косоура, тетивы или поручня, сечение столба не должно быть меньше совокупной ширины сечений врезаемых элементов.
3. Косоур. Минимальная ширина доски под косоур – 16 см, оптимальная ширина – от 25 до 30 см. Если взята доска минимальной ширина, а в косоуре должны быть сделаны запилы для создания зубчатого края, ступени подпирают не двумя, а тремя или четырьмя косоурами. Толщина доски для изготовления косоура должна быть не меньше 5 см (обычно применяют доски толщиной 5–8 см). Если для опоры ступеней используют только один (центральный, хребтовый) косоур, толщина бруска для его изготовления должна составлять 34 ? 20 см или больше. Его изготавливают из клееной древесины.
Деревянные дюбели, или шканты, по возможности не следует использовать в несущих конструкциях лестницы, которые подвергаются в процессе эксплуатации большим нагрузкам. Чтобы не допустить рассыхания дерева и скрипа лестницы, тетиву, ступени, столбы и поручни крепят с помощью метизов.
4. Тетива. Для изготовления тетив применяют доски шириной не менее 27,5 см: именно такая ширина доски позволяет после стыковки со ступенями оставлять сверху на тетиве свободную полосу не менее 5 см шириной. Толщина доски под тетиву должна составлять не менее 4–5 см.
5. Ступени. После обработки дерева толщина проступи должна составлять не менее 5 см при длине проступи (ширине лестницы) до 2 м и не менее 6 см при длине проступи от 2 до 3 м. Оптимальная толщина доски для ступеней длиной 80 ? 4 см, для ступеней длиной 100 ? 5 см, для ступеней длиной 120 ? 6 см. То есть соотношение толщины доски для проступи к ширине марша лестницы – 1: 20, можно делать проступь толще полученной из этого соотношения величины, тоньше – не стоит (иначе потребуется дополнительная поддержка ступеней в центральной части лестницы – один или два дополнительных косоура). Это следует учитывать при выборе материала. Ширину доски для изготовления проступей выбирают в соответствии с расчетной шириной проступи. Доска для подступенка должна иметь ширину от 18 до 25 мм. Доски для изготовления ступеней острагивают и обрабатывают наждачной бумагой. Для проступей и подступенков желательно использовать пиломатериал из древесины одной породы.
6. Лестничные площадки. К толщине досок для изготовления лестничной площадки предъявляются те же требования, что и к доскам для изготовления проступей. Обычно площадку выкладывают из шпунтованных досок (с соединением «паз-шип»). В специализированных строительных магазинах можно приобрести готовую лестничную площадку из клееной древесины. Размеры площадок, имеющихся в продаже, обычно кратны какому-либо модулю (например, 100 или 300 мм).
7. Рядовые балясины. Для изготовления стоек обычно используют бруски клееной древесины с сечением 5 ? 5 см, ширина сечения варьируется от 3 до 8 см. Можно использовать и обычную, не клееную древесину, но она может оказаться хуже в эксплуатации. Высота балясин составляет 80–90 см.
8. Подперилок (подбалясинник). Размеры подперилка (балки для нижнего крепления стоек ограждения) могут быть такими же, как у поручня. Поскольку подперилок является вспомогательным элементом, сначала следует определиться с размером стоек ограждения и поручня, из которых исходят при определении размеров сечения подперилка. Подперилок изготавливают из клееной древесины. Его паз должен подходить для вставки балясин вплотную. Ширина подперилка составляет обычно около 8 см, толщина – около 2 см.
9. Поручень. Размеры и форма сечения поручня определяются эргономическими требованиями (удобством эксплуатации). Высота сечения обычно составляет 5–5,5 см, ширина сечения – 6,5–7,5 см. Паз, выбранный для опирания на балясины, зависит от верхнего сечения стоек.
10. Дополнительные элементы. Кобылки, шканты, пеньки, набивные рейки и планки предназначены для скрепления деревянных элементов лестницы между собой.
Необходимые инструменты
Для распиловки древесины потребуется пила и лобзик. Удобна в применении электрическая циркулярная пила, но ее применяют только для грубых работ, доводку углов проводят ручной ножовкой. Прежде чем приступать к работе с электрическим оборудованием, следует потренироваться на черновом пиломатериале.
Для обработки дерева необходимы рубанок и шлифовальная машина.
Молоток потребуется для забивания гвоздей и деревянных нагелей, хотя в последнем случае лучше использовать киянку.
Для выдалбливания отверстий и пазов, а также доработки этих элементов применяют долото.
Деревянный (столярный) молоток, или киянку, используют для подгонки деревянных деталей друг к другу при их стыковке в паз.
Для работы с резьбовыми метизами потребуются отвертка, гаечные ключи, шуруповерт.
Отверстия сверлят с помощью дрели, реже – с помощью фрезерной машины.
Рашпиль (столярный напильник) и шлифовальная машина нужны для выравнивания углов и поверхностей в деталях.
Фрезеровочная (фрезерная) машина, или фрезер, представляет собой ручной электроинструмент для фигурной обработки кромок, выборки пазов и сверления отверстий в древесине. Различают кромочные (окантовочные) и вертикальные (погружные) фрезеры, а также комбинированные инструменты, которые подходят и для создания пазов, и для обработки кромок.
Для работ на высоте необходима стремянка.
Картон или фанера нужны для изготовления шаблонов. Для той же цели могут понадобиться деревянные рейки, которые в данном случае будут не материалом, а частью инструмента.
Если планируется сложная стыковка металлических деталей, может потребоваться сварочный аппарат.
Также при изготовлении лестницы бывают нужны кисти для клея и лака, струбцины для изготовления гнутых деталей и другие специальные инструменты.
Кроме этого, необходимы чертежно-измерительные инструменты: вертикальный отвес, горизонтальный уровень, карандаш для разметки (можно заменить мелом или маркером – если лестница под покраску), линейки, транспортиры, шнур, рулетка. Горизонтальный уровень и вертикальный отвес должны быть строго выверены: при установке лестницы горизонталь и вертикаль важно соблюдать неукоснительно. Карандаш лучше выбирать мягкий или средней твердости, поскольку следы твердого грифеля будут слабо видны на древесине. Карандаш должен быть наточен. При разметке деталей по шаблону и распиловке следует учитывать «припуски», которые появляются из-за неточности перевода шаблона на пиломатериал и уходят на распил. Обычно это чувство приходит с опытом.
Для работы с пиломатериалом потребуются козлы. Если пол ровный, для этой цели можно использовать две одинаковые по высоте табуретки.
Изготовление и монтаж
Перед изготовлением и монтажом всех элементов лестницы необходимо провести точные расчеты, определить все сечения, размеры пазов и подготовить метизы. Как правило, обработку деревянных элементов (пропитку антисептиком, нанесение лака и т. п.) проводят после их изготовления, но до начала монтажных работ.
Подготовка опорных элементов перекрытий и стен
Перед установкой косоуров или тетив необходимо подготовить для них опору. С этой целью в стене или перекрытии верхнего этажа (в торце лестничного проема) выбирают пазы либо в том же месте закрепляют дополнительную балку для опирания несущих элементов лестницы.
Пазы целесообразно устраивать в деревянном перекрытии, к железобетонной опоре обычно крепят на метизы дополнительную балку. В деревянной конструкции нашить балку тоже проще, чем выполнить пазы.
Для установки опорного столба следует подготовить поверхность перекрытия нижнего этажа, к которой можно будет прикрепить опорный узел столба.
Установка цельных опорных столбов
Перед монтажом опорного столба по месту в нем проделывают необходимые пазы или отверстия для монтажа ступеней (если эти пазы или отверстия предусмотрены проектом).
Металлическая стойка в виде трубы должна иметь диаметр 5 см или более. Ее устанавливают строго вертикально, проверяя отвесом правильность установки. К перекрытию нижнего этажа стойку крепят одним из двух способов: к конструкции перекрытия или к покрытию пола. Предпочтительнее первый способ, он обеспечивает надежную установку трубы. Второй способ используют только в крайнем случае – когда трудно разобрать уже готовый пол. В таком случае необходим второй узел крепления – к перекрытию верхнего этажа.
Опорную трубу крепят к перекрытию с помощью крестовины (состоящей из швеллеров или уголков) или фланца (с опорной трубой большего диаметра или без нее). При соединении металлических элементов между собой их по возможности сваривают для обеспечения жесткости конструкции. Наиболее надежной считается конструкция соединения с крестовиной.
Крестовину крепят к перекрытию, сверху укладывают напольное покрытие. К железобетонному основанию крестовину крепят на дюбели или метизы. Можно также замонолитить крестовину в бетоне в момент изготовления перекрытия. Под крестовиной иногда понимают не только крестообразно соединенные металлические профили, но и листы стали прямоугольной или круглой формы, приваренные к опоре для опорной трубы.
Крестовина или другой крепежный узел необходимы и в случае использования под опору деревянного столба. Крепление в этом случае делают с помощью угловых консолей с углом 90°, одна сторона каждой консоли крепится к столбу, вторая – к перекрытию.
Длина выступающих частей крестовины должна быть не менее половины радиуса лестницы, чтобы узел был надежным и не требовал дополнительного крепления опорной стойки сверху.
Чтобы установить опорную стойку, сначала тщательно размечают место установки. Для винтовой лестницы опора должна быть установлена строго по центру проема в перекрытии. Поэтому сначала определяют центр проема, а затем с помощью отвеса переносят его на нижнее перекрытие.
Если сначала должен быть установлен узел крепления (крестовина или фальц), его необходимо выверить по вертикали, чтобы опора затем встала строго вертикально. Для этого можно устанавливать узел крепления, проверяя горизонтальность его основания строительным уровнем. Такой способ возможен только при строго перпендикулярном соединении опорной части узла с основанием. Поэтому, если есть сомнения, лучше вставить опорную стойку в узел крепления сразу и устанавливать конструкцию целиком, выверяя вертикальность стойки с помощью уровня.
Сверху на опорную стойку обычно крепят заглушку («шар», муфту) или стойку ограждения. Сама опорная стойка может быть продолжена выше конструкций, которые на нее опираются, и выполнять в своей верхней части роль стойки ограждения. Если к верхней части металлической опорной стойки предполагается крепить заглушку или отдельную стойку ограждения, сверху у опоры должна быть резьба.
В некоторых конструкциях возможно крепление опорной стойки в верхней части к плите перекрытия (стойка на высоту этажа) или даже продление высоты стойки до перекрытия следующего этажа, если опора устанавливается под лестничным проемом (стойка на высоту двух этажей).
Для большей точности в сборке лестницы сложной конструкции (например, на обсадной стойке) все элементы сначала собирают вчерне, сверлят по этой сборке нужные разметочные отверстия, учитывают и устраняют недостатки, разбирают черновую конструкцию и готовят элементы к чистовой сборке.