Конструкции и материалы
Породы дерева для лестниц
Для изготовления лестниц подходит древесина как хвойных, так и лиственных пород. Наиболее популярны при этом бук, сосна обыкновенная, дуб, лиственница, ясень обыкновенный и орех грецкий.
Древесину при выборе того или иного ее вида оценивают по ее твердости, долговечности, прочности, цвету, фактуре (шероховатость или гладкость поверхности), текстуре (рисунок среза), стоимости, а также стойкости к гниению.
По твердости различают мягкие, средней твердости, твердые и очень твердые сорта древесины. Мягкие сорта наиболее просты в работе, а вот с твердыми и очень твердыми надо быть аккуратнее: при неосторожном обращении древесина может растрескаться даже при забивании гвоздей. Но изделия из твердой древесины служат дольше, чем изделия такого же качества из мягких сортов.
Износоустойчивость – наиболее важная характеристика древесины при создании лестниц. Для изготовления ступеней следует выбирать только износоустойчивые сорта (твердая древесина), а вот при выполнении мелких деталей, а также элементов, которые не подвергаются частому механическому воздействию (подступенки, тетива, косоуры, перила), удобнее прибегнуть к мягким сортам.
Стойкость к гниению важна, если лестницу планируется установить рядом с помещением, которое имеет повышенную влажность.
Прочность древесины обычно зависит от ее плотности: если материал рыхлый, он будет обладать меньшей прочностью, чем более плотная древесина. Плотность, в свою очередь, во многом зависит не только от «родных» характеристик материала, но и от его влажности.
Выбор древесины по цвету, текстуре и фактуре зависит от общего вида интерьера и сочетаемости материалов. Но даже если выбранный сорт не совсем подходит к интерьеру по цвету, можно тонировать древесину специальным лаком. Если готовая лестница будет окрашена, цвет и текстура древесины не имеют никакого значения. По ним породу дерева выбирают в случае «экологичного» дизайна лестницы с покрытием древесины прозрачным материалом.
Древесина бука твердая или очень твердая, имеет бледно-желтый, красновато-желтый, сероватый или розоватый оттенок, среднюю стойкость к гниению, высокую износостойкость и низкую (относительно древесины других пород) стоимость. Текстура древесины на срезе у бука выражена слабо, но отличается красивым рисунком. Бук не желательно использовать в помещениях с высокой влажностью или нестабильным отоплением в зимний период (перепад температур может отрицательно сказаться на состоянии древесины). Стойкость к влажности можно увеличить, высушив древесину и обработав ее специальным составом. Бук с трудом подвержен полировке.
Древесина ясеня обыкновенного твердая, отличается средней стойкостью к гниению, высокой износостойкостью, средней стойкостью к нагрузкам, имеет желтовато-серый или буровато-желтый оттенок. Цена на древесину ясеня относительно высокая. На срезе древесины наблюдается мягкая, но явно выраженная текстура. Несмотря на присущую ей твердость, древесина ясеня очень эластична, поэтому хорошо поддается механической обработке и редко растрескивается. Из-за низкой влагостойкости использовать ясень во влажных помещениях не следует.
Еще один твердый сорт древесины – дуб. Он обладает высокой износостойкостью, средней стойкостью к нагрузкам, высокой стойкостью к гниению, разнообразием оттенков (от светло-желтого до коричневого, со временем темнеет), но дорого стоит. Дуб обладает красивой текстурой на срезе и практически не дает усадку со временем. Для достижения более декоративного внешнего вида древесину дуба подвергают морению и травлению, после чего она приобретает темно-фиолетовый оттенок или другую необычную окраску. Стойкость к гниению у дуба выше, чем у бука.
Древесина грецкого ореха средней твердости, имеет высокую износостойкость и среднюю стоимость, устойчива к гниению. Для ореха характерны оттенки от темно-серого до коричневого.
Древесина лиственницы имеет интересный красно-бурый, темно-желтый или золотисто-желтый оттенок, обладает средней твердостью, высокой износостойкостью, высокой стойкостью к нагрузкам и средней стоимостью. Подверженность к гниению у лиственницы низкая. На срезе древесины на основном светлом фоне хорошо видны светло-коричневые и коричневые прожилки. Лиственница в большом количестве содержит эфирные масла, поэтому обладает выраженным приятным запахом. Древесина лиственницы хорошо поддается обработке, из нее можно изготовить даже резные элементы для украшения лестницы. При высыхании древесина не коробится, однако при несоблюдении процесса сушки (например, при слишком высокой температуре) способна давать трещины.
Очень часто в индивидуальном строительстве выполняют внутренние лестницы из сосны обыкновенной. Ее древесина обладает различными оттенками (от желтовато-белого до красновато-бурого), высокой стойкостью к гниению, низкой стоимостью. Это мягкая древесина, имеющая низкую износостойкость, однако обладающая достаточной прочностью для изготовления лестницы. Однако следует использовать только ту древесину сосны, которая имеет плотную структуру, а также при желании иметь долговечную лестницу не стоит применять древесину сосны для создания проступей (даже после обработки они будут быстро стираться). Древесина сосны хорошо реагирует на сушку, не коробится, легко обрабатывается, пропитывается и окрашивается. Несмотря на стойкость к гниению, сосна боится влаги, без дополнительной обработки ее не следует использовать для лестниц, расположенных рядом с санузлом или кухней.
Древесина большинства пород дерева в большой степени подвержена воздействию перепадов температуры и влажности воздуха. Дерево «дышит» и накапливает в себе влагу, теряя прочностные свойства. Чтобы избежать неприятных последствий, важно выбирать наиболее стойкие сорта и не располагать лестницу вблизи влажных помещений.
Кроме перечисленных пород древесины, наиболее подходящих для изготовления лестниц, можно остановить выбор на других вариантах: акация белая, береза, вяз, граб, груша, ель, ива, клен, липа, ольха, осина, пихта сибирская, тополь, тис. Из них наиболее твердыми являются акация, граб, груша, клен и вяз; наиболее мягкими – ива, липа, осина, пихта и тополь. Ель в чем-то похожа на сосну, но хуже обрабатывается, плохо пропитывается и быстрее изнашивается. Другие породы из этого списка также обладают теми или иными недостатками по сравнению с буком, сосной, дубом, лиственницей и ясенем. Их применяют в основном для создания декоративных и второстепенных элементов лестницы.
Иногда для изготовления лестниц используют очень дорогие экзотические породы дерева: красное дерево, сосна орегонская, араукария, эбеновое дерево, венге. Эти породы отличаются не только высокой стоимостью древесины, но и высоким качеством, благодаря чему лестница может прослужить намного дольше, чем при выборе других сортов. Подобные лестницы целесообразно устанавливать в домах с уникальным дизайном высокого уровня.
Как выбрать качественный пиломатериал
Выбирая древесину для сооружения лестницы, важно обратить внимание на перечисленные ниже моменты.
1. Древесина не должна иметь видимых механических повреждений – трещин, сколов, выбоин. Особенно это касается цельных досок для создания крупных элементов (тетив, косоуров). Пиломатериалы для них обязаны быть ровными и прямыми. Чтобы проверить доски на наличие таких деформаций, можно пользоваться длинным шнуром или (при наличии) лазерной указкой.
2. По влажности пиломатериалы делятся на три вида – из древесины естественной влажности; высушенные естественным путем; высушенные искусственным путем. Свежеспиленный, не высушенный пиломатериал светлее высушенного, имеет большую массу, с торца возможно заметное выделение влаги. Если древесина пролежала на складе в течение нескольких месяцев без надлежащей просушки, она вряд ли будет пригодна для строительства, поскольку в большой мере подвержена деформации. Поэтому приобретать следует либо свежий пиломатериал (впоследствии его придется просушить самостоятельно), либо материалы, изготовленные из предварительно просушенной древесины (они дороже, чем не просушенные, но цену компенсирует качество). Просушенную древесину поставляют на строительные рынки в герметичной упаковке или производят на заказ.
3. Пиломатериал с большим количеством сучков на срезе всегда хуже, чем материал с меньшим их количеством. Если сучки в досках имеют очень темный цвет или же на материале обнаружена гниль или плесень, такая древесина непригодна для строительных работ.
4. Сорт древесины по европейским стандартам обозначают буквами латинского алфавита: А (высший сорт, используемый для изготовления мебели и эксклюзивной отделки); В (первый и второй сорт); С; D (несортовая древесина, используемая для временных конструкций). Для изготовления несущих элементов лестницы следует применять древесину сорта В. Но прежде чем верить обозначению на упаковке, следует соотнести его с реальным качеством пиломатериала. Под несортовой древесиной обычно подразумевают пиломатериалы с остатками коры (обзолом), неровными краями, рыхлые по составу. Если распилы из такого материала планируется использовать для создания дополнительных элементов лестницы, необходимо предварительно обработать доски, сняв кору и пропитав материал антисептиком для дерева.
5. Приобретая доски для ступеней, следует проверить их толщину и ширину, поскольку подгонка на месте (например, в случае разной ширины досок) – довольно трудоемкое занятие.
Дополнительные материалы для лестниц
При изготовлении деревянных лестниц необходимы и другие материалы. Во-первых, это металлические крепежные элементы и специальный клей для дерева. Из металла могут быть изготовлены и несущие конструкции лестницы. Во-вторых, дерево нельзя оставлять без обработки, поэтому требуются материалы, выполняющие эту функцию: краски, эмали, лаки, стекло, прочный пластик. Из стекла и пластика (реже – из металла) иногда изготавливают ограждения деревянных лестниц. Кроме того, дерево отдельных пород нуждается в пропитке антисептиками, особенно если лестница будет расположена рядом с влажным помещением.
В качестве крепежей используют различные элементы, исходя из конструктивных особенностей лестницы. Наиболее примитивные и простые крепежи – гвозди, но их стараются не использовать, если внешний вид готового изделия будет зависеть от вида соединительных деталей. Для крепления элементов ограждения часто применяют шарнирные шурупные стяжки. Если необходимо надежное крепление элементов лестницы к бетону, природному камню или полнотелому кирпичу, желательно устраивать его на анкерах (анкерных болтах), эти крепежные элементы способны выдерживать высокие нагрузки. Другой вариант – дюбели из пропилена или нейлона с шурупами. Для соединения между собой деревянных деталей используют деревянные дюбели – чопики, или шканты. При сквозном креплении деревянных элементов с помощью болтов и гаек в качестве подкладок под них применяют шайбы. Метрические крепежные изделия, имеющие резьбу, применяются в плотницких и столярных работах довольно часто. Это саморезы, резьбовые шпильки, болты, винты, гайки, шурупы и т. п. Следует отличать шурупы для дерева от шурупов по металлу. В первом случае у крепежей крупнее шаг резьбы. Существуют метизы универсального назначения.
Если лестница предназначена для долгосрочного использования, нет смысла обращать внимание на способ удаления крепежей из несущей конструкции. При создании временных лестниц следует помнить, что дюбели и анкера практически не поддаются демонтажу (шуруп выкручивается, дюбель остается в стене, анкера иногда приходится просто срезать пилой), а гвозди после демонтажа не подлежат повторному использованию. В таких случаях лучше применять метрические крепежные детали: некоторые из них тоже не подлежат повторному использованию, но все – легко демонтируются.
Для крепления поручней непосредственно к стене могут потребоваться металлические уголки и специальные кронштейны. Уголки и подобные им крепежные детали широко применяются и для стандартных соединений в лестнице – для крепления косоуров к балкам, ступеней к тетивам и т. д. Дело в том, что некоторые узлы в креплении деревянных элементов друг к другу или к конструкции из другого материала невозможны без дополнительной гарантии безопасности в виде П-образного профиля или уголка. При соединении на обычный болт древесина, воспринимающая большие нагрузки, может пойти в расщеп, в итоге несущий элемент конструкции (например, косоур) придется менять, поскольку после расщепа восстановлению он не подлежит.
Металлические элементы (несущие, крепежные, отделочные) должны обладать стойкостью к коррозии и достаточной прочностью.
Крепежные детали в настоящее время представлены на рынке в широком ассортименте: можно подобрать наиболее подходящие не только по размеру и типу, но и по цвету и фактуре поверхности.
Если необходимо склеить некоторые детали лестницы (это применимо только к деталям, не воспринимающим нагрузку при эксплуатации), следует остановить выбор на столярном клее (сегодня можно выбрать специальный клей для дерева из множества типов и производителей). Не стоит приобретать для этих целей универсальный строительный клей.
Если лестница будет окрашена, кроме краски или эмали потребуется специальная грунтовка для подготовки поверхности. Эмали отличаются от красок большей долговечностью, хотя разница в составах незначительна. По экологическим соображениям в интерьерных работах следует отдавать предпочтение акриловым эмалям, а не алкидным.
Перед нанесением лака также потребуется использовать грунтовку. Лаки можно применять любые, предназначенные для покрывания дерева в интерьере, но можно обратить особое внимание на специальные лаки для паркета и ступеней лестницы. Ступени следует обрабатывать только лаком, подходящим для напольных покрытий: он обладает повышенной износостойкостью.
Стекло, применяемое для отделки ступеней и создания ограждения лестницы, должно обладать высокой прочностью (мультиплекс, триплекс).
Конструктивные решения деревянных лестниц
Наиболее распространенные конструктивные варианты интерьерных деревянных лестниц – лестница на косоурах, на тетивах, на больцах и на центральной вертикальной опоре. Лестницы винтового типа могут иметь центральную стойку или опираться на «колодец» из стен, но в последнем случае винтовая лестница, скорее всего, конструктивно будет лестницей на больцах, поэтому, классифицируя лестницы по конструктивным особенностям, выделяют именно лестницы на центральной опоре, а не винтовые. Наиболее широкое распространение имеют лестницы на косоурах.
Кроме отличий в типах несущих элементов, различают лестницы по общей конфигурации и расположению маршей. Это одномаршевые лестницы, лестницы поворотного типа с различным углом поворота (наиболее популярные – 90° и 180°), винтовые лестницы. Маршем называют лестничный подъем, не включающий в себя площадок для отдыха. Маршевые лестницы всегда удобнее винтовых, а первое место среди них по уровню комфорта занимают одномаршевые лестницы (если не превышено рекомендуемое количество ступеней в марше). Поворотные маршевые лестницы не обязательно должны иметь на повороте площадку для отдыха: если общее число ступеней в лестнице не превышает рекомендуемое, можно заменить площадку забежными ступенями, сэкономив место. Забежные ступени маршевой лестницы на повороте могут опираться на вертикальную опору, как и ступени классической винтовой лестницы (ступени прямых маршей при этом будут иметь одно из выбранных стандартных опираний – косоуры, тетивы, больцы).
Чтобы определить, какой вариант больше подходит для конкретного случая, следует определить, какую площадь в плане будет занимать лестничная клетка. Если это площадь менее 3 м2, следует остановить выбор на винтовой лестнице.
Любые врезки в деревянных элементах ослабляют восприимчивость этих элементов к нагрузкам, поскольку сечение ослабляется. В результате при перегрузке конструкции с врезкой или при неправильном выполнении узла целостность элементов и всей конструкции может быть нарушена.
Лестницы на косоурах
Косоуры – специальные наклонные балки, на которые (сверху) опираются ступени. Деревянная лестница на косоурах – наиболее простая и привычная среди других конструкций. Косоуры могут быть прямыми, криволинейными и пилообразными (с «зазубринами» под ступени). Лестницу можно устроить как на двух косоурах, так и на одном – хребтовом, который располагают по центральной линии лестницы. Однако при ширине лестницы больше 2,5 м недостаточно даже двух косоуров – для увеличения устойчивости добавляют еще один, центральный.
Всю конструкцию крепят к полу нижнего этажа и торцу перекрытия верхнего этажа.
Сами косоуры для деревянной лестницы могут быть изготовлены как из дерева, так и из металла (в таком случае получится лестница из комбинированных материалов).
Для деревянных косоуров (если их два по краям лестницы) используют доски толщиной 4–8 см и шириной не менее 25–30 см. Поскольку для классической лестницы требуется идеально прямая доска без пороков древесины, часто в качестве косоура выступают клееные доски. Однако такой вариант не всегда удачен: клееные доски со временем расслаиваются, особенно при несоблюдении всех условий эксплуатации, а по качеству в любом случае проигрывают правильно подготовленным доскам из цельного дерева. Подготовленную для косоура древесину выдерживают под прессом (обычно этот пресс состоит из других пиломатериалов) и просушивают. В таких условиях доска остается прямой, а при хорошем качестве древесины к тому же не дает трещин.
Если косоур один (хребтовый, центральный), его выполняют либо из стальной балки, либо из деревянного бруса сечением не менее 34 × 20 см. Можно использовать клееный брус (из склеенных между собой досок) или изготовить такой брус самостоятельно. После склеивания досок заготовку бруса кладут под пресс, а затем дополнительно закрепляют шкантами или болтами.
Нижнее опирание косоура может быть выполнено на продольную (расположенную в плане параллельно с косоуром) или поперечную балку. В первом случае косоур упирается в крайнюю балясину (с предварительным надежным запилом и закреплением балясины в балку), во втором – непосредственно в балку, с запилом косоура или с запилом балки.
Различают косоуры и по способам опирания на верхнюю площадку (перекрытие верхнего этажа). От способа опирания косоуров зависит надежность конструкции. Опирание может быть выполнено с запилом косоура или без запила, но с увеличением высоты площадочной балки (рис. 1).
Косоуры с запилом менее надежны, поскольку запил истончает боковой профиль балки и увеличивает риск расщеплений и сколов древесины.
Фризовая ступень – верхняя ступень лестницы, находящаяся вровень с уровнем пола верхнего этажа. В зависимости от конструктивного решения лестницы она может выглядеть по-разному (рис. 2).
Фризовая ступень позволяет варьировать горизонтальные размеры лестницы, не меняя габаритов ступеней и наклона маршей.
Рисунок 1. Косоуры по способу верхнего опирания: а) с запилом; б) без запила; 1 – площадочная балка; 2 – запил в косоуре.
Рисунок 2. Варианты решения фризовой ступени в лестнице: а) повторяет по размерам рядовую ступень; б) частично задвинута; в) полностью задвинута (отсутствует); 1 – площадочная балка; 2 – фризовая ступень.
При задвижке фризовой ступени, как и при выполнении верхнего опирания косоура без его запила, увеличивается необходимая высота площадочной балки и усложняются узлы крепления, из-за чего проход под лестницей становится ниже.
Если несущие конструкции дома выполнены не из дерева (отсутствуют деревянные балки перекрытий), верхнее и нижнее опирание выполняют на перекрытия с использованием металлических крепежных элементов.
При возможности от врезок следует отказаться, заменив крепления в месте опирания металлическими крепежными элементами. Существует несколько способов крепления ступеней на косоуры (рис. 3): в треугольные вырезы в самих косоурах, на кобылки или с помощью «пеньков».
Для устройства треугольных вырезов в косоурах для создания прямого лестничного марша применяют трафарет, чтобы ступени были расположены одинаково. В местах размещения забежных ступеней вырезы должны быть разными: с внутренней стороны меньше, с наружной – больше.
Для изготовления косоуров с вырезами под ступени нужна очень широкая прямая доска, поэтому в качестве альтернативы можно использовать крепления на «пеньки» или кобылки.
Рисунок 3. Способы установки ступеней на косоуры: а) в вырезы в самих косоурах; б) на кобылки (с дополнительными запилами в косоуре); в) с помощью «пеньков»; 1 – косоур; 2 – кобылка; 3 – шкант
Кобылка – дополнительный деревянный элемент для крепления ступеней по косоурам, имеющий примерно треугольную форму и устанавливаемый непосредственно на верхнюю кромку косоура. Кобылки крепят на косоуры с помощью шкантов и клея по заранее устроенным пазам в скрепляемых деревянных деталях. Чтобы крепление было более надежным, устраивают дополнительные запилы в косоурах, а кобылки в соответствии с этими запилами изготавливают не треугольной, а более сложной формы.
Пеньки – относительно вертикальные элементы для крепления ступеней на косоуры, имеющие сверху горизонтальные площадки небольшой площади. Сами пеньки закрепляют на косоурах с помощью метизов.
Лестница криволинейной формы может быть изготовлена на гнутоклееных косоурах. Такие элементы выполняют только специалисты в фирмах, имеющих необходимое оборудование.
Если косоур смонтирован из стальных элементов, деревянные ступени на нем можно установить несколькими способами, два из которых считаются основными.
Крепление ступеней по рамам применяют обычно в случае устройства лестницы по двум косоурам, а крепление с помощью пеньков – на лестницах с одним хребтовым косоуром. Для крепления деревянных элементов на металлические используют болты, которые утапливаются в плоскость материала и заделываются деревянными пробками.
Если использовать дерево для изготовления всех остальных элементов лестницы, то лестница на стальных косоурах будет практически неотличима от полностью деревянной конструкции.
В качестве косоура может выступать несущая стена, опирающаяся на свой фундамент. Для деревянных лестниц такой вариант применяют редко из-за необоснованных расходов (деревянную лестницу можно опереть на обычные косоуры с большим запасом прочности всей конструкции), но при желании можно использовать для опирания ступеней и специально возведенную стену. Такую стену называют подпорной. Ее возводят из мелких бетонных блоков, кирпича или монолитного железобетона.
Лестницы на косоурах имеют преимущество перед лестницами на тетивах в отношении экономии пространства. Дело в том, что опорные элемент находятся под ступенями, и сами ступени при равной общей ширине лестницы можно сделать шире, чем при использовании креплений на тетивах (либо, напротив, сузить лестницу за счет опорных элементов). Это может иметь решающее значение при устройстве лестницы в узком пространстве (например, между существующими стенами).
Лестницы на тетивах
Тетива – несущий элемент лестницы, который удерживает ступени путем врезки их торца в тетиву. Для этого в тетиве проделывают пазы по размеру торца ступеней. Глубина пазов составляет 1,5–2 см.
Эта конструкция в целом схожа по принципам устройства с конструкцией на косоурах. Единственное (и главное) отличие – в том, что ступени находятся не над опорными элементами, а между них. Таким образом, лестница должна обязательно иметь две тетивы.
В некоторых случаях крепление на тетивах комбинируют с креплением на косоуры: например, с каждой стороны прижатой к стене лестницы устраивают свой способ опирания.
Преимущество тетивы перед косоуром – возможность скрыть боковой торец лестницы с профилем ступеней (если это необходимо из эстетических соображений).
Нижнее и верхнее опирание лестницы на тетивах устраивают точно такими же способами, как для лестницы на косоурах.
Если во время выполнения столярных работ была допущена ошибка в несколько миллиметров или обнаружена неровность поверхности одного из основных элементов, ситуацию можно исправить с помощью шлифования, подрезания и подпилов дерева в определенных местах.
Конструкция (тетивы и ступени) получается распорной, поэтому для придания ей надежности необходимы стяжки тетив с интервалом примерно каждые три ступени. Стяжки представляют собой деревянные рейки или металлические прутки, которые пропускают в отверстия в тетивах, устроенные под будущими ступенями. Металлические тяжи должны иметь резьбу на концах для закрепления их выходов гайками. Используют прутики диаметром 0,8–1,2 см. Деревянные тяжи закрепляют с помощью деревянных или стальных элементов.
Если лестница будет выполнена без подступенков, в тетивах достаточно горизонтальных пазов для ступеней. Если в пазы будут крепиться и подступенки, паз для каждой ступени будет Г-образным, причем все пазы в тетиве будут объединены в один паз сложной конфигурации. Подступенки не обязательно крепить в пазы, устроенные в тетиве: их можно опереть на ступени с применением крепежных элементов.
Крепление ступеней к тетивам в пазы называют также врезным соединением. Это самый распространенный способ крепления ступеней в таких лестницах. Чтобы проступи и подступенки плотно и надежно заходили в пазы, необходимо строго выдерживать размеры и выполнять все плоскости паза ровными, а сами пазы одинаковой глубины. Но помимо стыкования в пазы существуют другие способы крепления ступеней. Это стыкование в пазы с подклиниванием и крепление ступеней по нашитым брускам или планкам.
Стыкование в пазы с подклиниванием применяют при невозможности сделать паз размером под торец ступени и для лучшего распора вставленных в паз проступей и подступенков.
Если тетива тонкая, сделать в ней не сквозной паз не всегда возможно. В таких случаях на тетиву с внутренней стороны нашивают деревянные бруски (рейки) или планки под размер будущей ступени. Толщина планок или брусков должна составлять не менее 1,5–2 см. Эти элементы выполняют функции подпорки для ступеней: проступи и подступенки опирают непосредственно на них. Подобная конструкция схожа с лестницей на косоурах, особенно при использовании нашитых планок, которые вырезают по тому же шаблону, который применялся бы для вырезания кобылок на косоур. Нашивные бруски могут иметь квадратное или треугольное сечение (в последнем случае верхняя плоскость должна оказаться горизонтальной).
Еще один способ опирания ступеней – непосредственно к тетиве, но без пазов в ней, а с помощью металлических крепежных деталей (уголков, кронштейнов). Для выполнения такого крепления тетива должна отвечать определенным повышенным требованиям, а именно быть гладкой, иметь ровную строганную поверхность по всей длине, иначе одинаковые по ширине ступени не получится установить в ней без образования щелей и других недочетов. Впрочем, это требование применимо и для крепления по нашитым брускам и прибоинам.
Если лестница на тетивах имеет поворот с забежными ступенями, их можно закрепить на центральной опоре, установленной в месте поворота. Но можно обойтись и без использования дополнительных опор, выполнив в месте поворота стыки тетивы с балясинами или конструкцию из поворотных фитингов.
Стыковка элементов тетивы с помощью фитинга может быть дробной, но для обеспечения большей надежности конструкции элементы тетивы лучше выполнить цельными, сделав необходимые вырезы в доске. Тогда в стыке будет не пять, а всего три элемента – нижняя тетива, фитинг и верхняя тетива. Стыки с фитингами используют только в сочетании с прочным и надежным сортом древесины. Врезки выполняют с высокой точностью, обязательно на клеевом соединении.
Стыкование на балясинах достаточно надежно, поскольку часть нагрузки на несущий элемент (тетиву), уязвимый в месте поворота, переносится на верхний пояс конструкции – на ограждение. Вся лестница, включая перила и балясины, становится единой конструкцией. При этом само ограждение должно быть выполнено в высшей степени надежным.
Преимущество соединения на фитингах в том, что ограждение может быть выполнено в более свободной форме, поскольку оно не выполняет несущей функции (кроме опирания при ходьбе).
Если лестница на тетивах состоит из нескольких маршей, между которыми устроена поворотная площадка для отдыха, стыки в тетивах тоже выполняют либо на центральной опоре, либо путем крепления к балясине.
Опорную балясину крепят к площадочной балке. К балясине путем врезки или с помощью соединения на болтах присоединяют внутренние тетивы верхнего и нижнего марша. Возможно крепление тетивы каждого марша к «своей» отдельной балясине.
Стыковка тетив на двух разных балясинах позволяет значительно отодвинуть марши друг от друга (при необходимости или в соответствии с дизайнерским решением). При выполнении стыка на центральной опоре этого достичь не получится. Если каждая балясина поддерживает только одну тетиву, а не две сразу, сечение балясин можно уменьшить по сравнению с одной центральной балясиной.
При расположении у стены тетиву обычно крепят к конструкции стены, но возможно и ее опирание только на пол нижнего и верхнего этажа (или на конструкцию поворотной площадки, если лестница состоит из нескольких маршей). Крепление к стене дополняет опирание на конструкцию пола и перекрытия, частично перенося нагрузку от ступеней на стену и разгружая тем самым центральную часть тетивы. Это особенно важно, если тетива ослаблена широкими пазами для врезки ступеней.
Тетиву для лестницы чаще всего выполняют из клееных досок, хотя возможно использование хорошо просушенной цельной древесины. Все врезки и стыки делают с использованием клея высокой прочности соединения.
Врезка деревянных элементов друг в друга с применением пазов (что характерно для лестниц на тетивах) даже при небольших допущенных ошибках может приводить к постепенному расшатыванию конструкции. Лестница постепенно начнет скрипеть. Чтобы этого не происходило, при недостаточном опыте в столярных и плотницких работах лучше выполнять ключевые соединения не в паз, а с применением металлических крепежей различной конфигурации.
Лестница на тетивах может быть выполнена криволинейной, из гнутоклееной древесины. Этот тип лестниц, хоть и мало чем отличается по технике монтажа от обычной лестницы на тетивах, относится к наиболее сложным по расчету и изготовлению несущих элементов. При желании сделать такую лестницу самостоятельно придется заказать тетивы в строительной фирме, владеющей специальным оборудованием. Ограждение тоже выполняют в производственных условиях либо монтируют из отдельных прямых отрезков. Ступени крепят к установленным тетивам обычным способом (в паз или на металлические крепежи, поскольку установка по набивным элементам в данном случае представляет сложность). Поскольку даже в пределах торца одной ступени поверхность внутренней и внешней тетивы не ровная, а изогнутая, торец ступени для идеального примыкания приходится шлифовать до получения необходимого изгиба.
Лестницы на больцах
Больцы – стальные крепежные элементы (болты), позволяющие закрепить ступени лестницы без использования направляющих несущих элементов (косоура или тетивы). Чаще всего по своей сути больцы – это резьбовые шпильки большого размера, т. е. металлические стержни с резьбой на обоих концах; иногда используют стержни без резьбы. Металлические стержни или болты вмуровывают или вкручивают в стену, а также располагают между соседними ступенями в качестве соединительного элемента.
Больцевые лестницы предпочтительнее лестниц на косоурах и тетивах, если необходимо сэкономить пространство и создать визуально легкую конструкцию: несущие элементы не занимают много места, в некоторых случаях их вообще не заметно. Благодаря этому преимуществу больцевые лестницы получили широкое распространение в домах с интерьерами в современном стиле. Так, лестница на больцах хорошо впишется в стиль хай-тек, в котором функциональные элементы (крепления, конструктивные узлы) выставляются напоказ и выполняют декоративную роль. Еще одно преимущество больцевой лестницы – отсутствие скрипа, даже при использовании деревянных ступеней.
Больцевые лестницы сложны в устройстве и требуют применения большого количества металлических элементов с различными креплениями с деревом и между собой. Поэтому зачастую при изготовлении таких лестниц требуются не только способности плотника, но и навыки сварщика.
Но стена для опирания такой лестницы должна обязательно быть выполнена из камня и отличаться прочностью конструкции (лучше, если это будет мощная несущая стена). Кроме того, лестница на больцах вообще зависит от наличия стены в месте установки лестницы: опирание в данной конструкции происходит именно на стену, перекрытия нижнего и верхнего этажей перенимают на себя лишь часть нагрузки. Если же лестницу на больцах хочется установить в удалении от стены, на выручку может прийти обычный косоур или тетива: деревянный несущий элемент устанавливают с одной стороны конструкции (той, что ближе к стене), а с другой крепят ступени на больцы. Возможен и другой вариант комбинированной лестницы – нижний невысокий марш (3–4 ступени) выполняют на косоурах или тетивах, а верхний основной – на больцах.
Больцевые лестницы иногда опирают с одной стороны на тетиву или косоур и в том случае, когда ступени расположены вплотную к стене, но стена (например, перегородка облегченной конструкции) не может принять на себя нагрузку от лестницы.
В комбинированных лестницах, где с одной стороны ступени крепятся на больцы, а со второй – на тетиву, возможно смещение ступеней и выход их из паза в тетиве. Для предупреждения такого исхода ступени необходимо жестко прикреплять к тетиве, с применением металлических крепежей.
Лестница на больцах не может быть выполнена полностью деревянной: здесь необходимы металлические крепления, которые выполняют функцию основных несущих элементов. Поручни и стойки ограждения тоже часто выполняют из металла, хотя можно использовать для их изготовления изделия из прочной древесины. Если все несущие элементы больцевой лестницы металлические, из дерева могут быть выполнены только ступени и лестничные площадки. Поручень может быть выполнен из металла с последующей облицовкой деревом. Если в качестве материала для поручней и стоек ограждения выбрано дерево, используют обычно клееную древесину с поперечным сечением, которое отвечает возлагаемой на эти элементы нагрузке. Наиболее надежные сечения – не прямоугольные, а в виде тавра (Т-образное), двутавра (Н-образное), швеллера (П-образное).
Несущие элементы в лестнице на больцах – заглубленные в стену болты, поручень и стойки ограждения. Стойки ограждения тоже могут представлять собой большие болты, они соединяют попарно соседние ступени, создавая жесткую конструктивную систему. Ограждение должно иметь надежное опирание на перекрытия нижнего и верхнего этажей.
Больцевая лестница может быть выполнена как маршевой, так и винтовой, причем сложностей с изгибанием деревянных несущих элементов в последнем варианте не возникнет: единственное условие – наличие стены особой формы (в классическом варианте – круглой в плане), на которой можно будет закрепить больцы.
Поскольку больцевые лестницы часто выбирают для визуального «облегчения» интерьера, ступени в них в большинстве случаев бывают выполнены без подступенков (иначе нет смысла выполнять такую лестницу). Но это не требование, а скорее дань моде. В домах, где есть дети и пожилые люди, лучше остановить выбор на лестнице с подступенками.
Крепление ступеней в больцевых лестницах потайного типа. Роль несущего каркаса лестницы выполняют больцы в сочетании со ступенями.
Большое преимущество больцевой лестницы – удобство проведения ремонтных работ. Если, например, необходимо поменять проступь, определенный элемент просто снимают и замещают новым, причем процесс почти не затрагивает даже соседние ступени, тем более – общую конструкцию.
Ступени, подвешенные на больцы, со свободной стороны (не приставленной к стене) крепят к перилам с помощью стоек, которые тоже в таком случае называют больцами. Эти стойки могут быть продолжены по высоте до перекрытия верхнего этажа или чуть выше (до уровня ограждения вокруг лестничного проема в перекрытии) и оперты на несущие конструкции перекрытия. Но чаще можно встретить ситуацию, когда больцы опирают на перила, а перила, в свою очередь, передают нагрузку на перекрытия нижнего и верхнего этажей.
В поворотных лестницах на больцах в углах поворота используют центральные опорные стойки из металла.
Важный момент в устройстве больцевой лестницы – способ примыкания ступеней к стене (если лестница расположена у стены). Обычно ступени крепят на больцы с соблюдением некоторого отступа торца ступени от стены. Если установить ступени вплотную к стене (не к обшивке звуко– и теплоизоляционным материалом, а именно к конструкции стены) или даже с врезкой в стену, звук шагов будет отдаваться вибрацией или глухим шумом по всему дому. Иными словами, в доме нарушится акустика. Кроме того, деревянные ступени необходимо будет защищать от перепадов температуры (особенно, если стена внешняя) и влажности.
После установки и отделки лестницы больцы могут быть закрыты декоративными элементами, улучшающими внешний вид конструкции. Больцы, которые соединяют ступени, чаще всего бывают скрыты надетым на них обрезком металлической трубы, но возможна и облицовка деревянными элементами – сборными брусками с выбранными по их центру полуцилиндрическими или прямоугольными пазами (если облицовка производится после окончательной установки ступеней) или цельными брусками с центральным сквозным отверстием (если облицовочный брусок надевается сразу после установки больца, до закрытия его верхней ступенью).
Существует несколько способов крепления ступеней к больцам, которые зависят от конструкции самим крепежей. Во-первых, это соединение с помощью гаек, в котором используют больц без шляпки (стержень с резьбой на концах). На один больцы нужны четыре гайки – для ограничения каждой из двух скрепляемых ступеней снизу и сверху. Второй способ – с помощью втулок: если больц представляет собой крупный болт со шляпкой, его свободную часть пропускают через отверстие в ступени снизу вверх, оставляя шляпку с нижней стороны проступи. Затем на больц надевают втулку, по размеру совпадающую с расстоянием между проступями в створе (от верха проступи до низа соседней проступи над ней). После установки на больц верхней (второй) ступени ее закрепляют контргайкой. Третий вариант крепления – на больцы в виде болтов (со шляпкой), но с закреплением ступеней на больце гайками.
Если гайки не будут впоследствии закрыты облицовочными элементами (сбоку) и специальными декоративными заглушками (снизу), следует выбирать такие крепежные элементы, которые подойдут к устраиваемому интерьеру.
Поскольку дерево по сравнению с металлом обладает небольшой износостойкостью, между поверхностью ступеней и крепежными элементами следует подкладывать широкие шайбы или специальные стальные полосы.
Первую (нижнюю) ступень больцевой лестницы крепят не только к больцу, но и к опорной стойке, которая является одновременно нижней стойкой ограждения.
После установки ступеней на больцах получается конструкция, в которой по всей длине передние края верхних ступеней опираются на задние края нижних.
Больцы, которые закрепляют в стене для опирания ступеней, имеют особую конструкцию и называются обычно специальными больцами. В стену обязательно вставляют эластичную прокладку, затем закрепляют больц. Прокладка снижает передачу звуковых волн между лестницей и стеной.
Специальный больц может быть врезан в торец ступени или поддерживать ее снизу (как бы обхватывая). Если древесина, из которой изготовлена ступень, не предназначена на торцевую врезку и не может выдержать такую нагрузку без скола древесины, лучше использовать второй вариант крепления как более надежный благодаря меньшему напряжению деревянного элемента.
Винтовые лестницы
Как уже было сказано, винтовые лестницы – это вид лестниц из их классификации по конфигурации, а не по типу конструкции. Винтовая лестница может быть устроена и на больцах, и на тетивах, и на косоурах (в последних двух случаях применяют гнутоклееные конструкции). Но чаще всего под этим названием подразумевают именно лестницы на центральной опоре, представляющей собой столб, металлическую трубу или другой вертикальный несущий элемент.
Лестницы винтового типа – одни из самых неудобных. Их используют в условиях экономии пространства, реже – как дополнительную конструкцию (при наличии имеющейся основной маршевой лестницы), выступающую в качестве украшения интерьера. Часто винтовые лестницы устанавливают для спуска в подвал или подъема на чердак или мансарду.
Винтовая лестница может быть устроена в выделенном стеновом колодце или в окружении свободного пространства. Во втором случае лестницу с ее необычным конструктивным решением необходимо будет вписать в интерьер помещения.
В плане винтовая лестница может быть выполнена не только круглой, но также в форме квадрата или другого правильного многоугольника.
Несущие и дополнительные элементы винтовой лестницы могут быть выполнены из дерева, но крепления лучше сделать металлическими. Возможно выполнение деревянной винтовой лестницы по металлическому каркасу или даже с опором на каменные конструкции.
В классическом варианте винтовая лестница имеет проступи в виде трапеции (в плане), т. е. клиновидной формы. При этом самая широкая часть проступи (у внешнего радиуса лестницы) имеет размер не более 50 см, средняя часть (по оси, т. е. по ходовой полосе движения) – около 25 см, самая узкая – не менее 10 см. Принципиально ступени винтовой лестницы ничем не отличаются от забежных ступеней на маршевой лестнице. Интересно, что в винтовых лестницах центральная ось не совпадает с ходовой полосой движения, особенно заметно отклонение, если ступени продлены до опорного столба.
Необходимая длина проступи (она же ширина лестницы в пределах ступеней) зависит от назначения винтовой лестницы. Если это основная лестница, связывающая между собой жилые этажи дома, длина проступи должна составлять не менее 90 см. Проем в перекрытии при этом устраивают радиусом на 10 см больше, чем длина проступи (общий диаметр отверстия получается равным 2 м). Такая разница в размерах необходима, чтобы в проем, кроме самих ступеней, уместилось ограждение с поручнем и свободное пространство за поручнем для руки при опирании. Если свободного пространства не останется, опираться на поручень в верхней части лестницы (на уровне перекрытия) будет неудобно. Если лестница устроена на опорном столбе, следует прибавить к диаметру проема диаметр этого столба. Если лестница имеет внутри пустой колодец (так бывает, когда ступени опирают на гнутоклееные косоуры или тетивы), необходимый диаметр увеличивают в соответствии с диаметром этого колодца.
Для дополнительной винтовой лестницы (когда между этажами уже имеется основная лестница) и для винтовой лестницы, ведущей на чердак или в подвал достаточно длины проступи 55–60 см, а проем устраивают с диаметром 1,4 м.
Рекомендуемая длина проступи относится к ее функциональному отрезку (по которому можно ходить). Стойки ограждения отнимают у проступи часть ее длины, поэтому общая длина проступи должна быть как минимум не менее 90 и 60 см (соответственно для основной и дополнительной лестницы), а примерно на 5—10 см больше.
Если эксплуатируемый отрезок (между стойками ограждения и опорным столбом) длины проступи составляет 90 см, ходовая полоса движения составит около 60 см у внешнего радиуса (около 30 см у опорного столба останутся непригодными для ходьбы). Поэтому винтовая лестница с шириной ступеней в 90 см не предназначена для одновременного прохода по ней двух людей. Чтобы сделать лестницу более удобной, длину проступи увеличивают, но не более чем до 150 см: устраивать винтовую лестницу больших размеров, чем с длиной проступи 1,5 м, нецелесообразно, поскольку при таких размерах уже можно уместить в том же пространстве более удобную маршевую лестницу.
Для экономии пространства, кроме винтовых, можно использовать лестницы типа «гусиный шаг» («утиный шаг», или «самба»). Это маршевые лестницы, ступени которых выполнены в виде неправильного многоугольника с выступами, предназначенными для конкретной ноги (тем самым длина лестницы уменьшается почти в два раза).
Угол поворота винтовой лестницы на высоту этажа составляет 270–360°. Винтовые лестницы с поворотом на этаж в 360° называют лестницами с полным оборотом. Такую конструкцию удобно устанавливать только в относительно высоких помещениях, поскольку подступенок первой нижней ступени находится непосредственно под подступенком верхней ступени, а первые несколько ступеней снизу (количество зависит от ширины ступеней) расположены под лестничной площадкой верхнего этажа (выходом с лестницы).
Классическая винтовая лестница должна быть закручена против часовой стрелки (если считать отправной точкой нижнюю часть лестницы). Этот принцип основан на том, что людям в их большинстве (примерно на 70 %) удобнее подниматься и спускаться с правой ноги, а не с левой. Но все же перед выбором направления закручивания лестницы можно убедиться в том, какой вариант удобнее, попробовав спуститься и подняться по винтовым лестницам разной закрутки в других зданиях.
Выбрав диаметр винтовой лестницы и рассчитав необходимое количество ступеней, приступают к расчету ширины проступи в трех частях: средней, самой узкой и самой широкой.
Способ крепления ступеней к несущему элементу в винтовой лестнице напрямую зависит от ее расположения – в стеновом колодце или вокруг опорного столба при остающемся вокруг свободном пространстве. Ступени могут быть закреплены одновременно с двух сторон – на опорный столб (своим узким торцом) и на периметральные стены стенового колодца (своим широким концом). Другой вариант – консольное закрепление ступеней на центральной опоре. Третий способ – опора ступеней на гнутую тетиву; четвертый – опора на гнутый косоур. Последние два способа могут быть выполнены в нескольких вариациях – с устройством центральной опоры (комбинированная конструкция, в которой не нужны внутренний косоур или тетива) или без опорного столба (ступени опираются только на тетивы или только на косоуры).
Отдельного рассмотрения заслуживает способ опирания ступеней на центральную опору. Здесь возможны несколько вариантов. Во-первых, если опора представляет собой широкий в сечении деревянный столб, можно врезать ступени в пазы с применением дополнительных металлических креплений. Во-вторых, как на деревянной, так и на металлической или каменной опоре, возможно крепление ступеней на больцы. Наконец, если опора представляет собой металлическую трубу небольшого диаметра, можно нанизать на нее ступени с проделанными в них отверстиями или закрепленными дополнительными элементами с круглой прорезью, используя для закрепления ступеней на определенной высоте втулки или металлические кронштейны. Вертикальную трубу в такой конструкции называют обсадной.
Опорный столб винтовой лестницы может быть выполнен из различных материалов: деревянный брус (цельный или клееный), отрезок металлического профиля (например, для квадратной в плане лестницы может подойти коробчатый профиль), металлическая труба, столб из каменной кладки, железобетонный столб. Самый необычный способ создания центральной опоры – составление ее из утолщенных концов самих ступеней (утолщаются в высоту узкие торцы ступеней). Но при этом все же необходим жесткий общий стержень или надежное скрепление утолщенных концов ступеней между собой, чтобы ступени не уходили вбок.
Если в качестве опорной стойки используют металлический профиль (трубу или профиль другого сечения), металл должен быть прочным и толстостенным. Диаметр трубы, применяемой в качестве центральной опоры для винтовой лестницы, должен составлять 5 см или более.
Маршевую лестницу с забежными ступенями иногда называют гибридом маршевой и винтовой лестницы. Эта комбинированная конструкция действительно содержит способы крепления элементов и принципы общего построения связей, заимствованные из того и другого вида лестниц. Для крепления забежных ступеней обычно используют центральную опору, а рядовые ступени в маршах крепят на косоурах, тетивах или больцах.
Лестницы с забежными ступенями, как и винтовые лестницы, менее удобны, нежели обычные конструкции. Их используют в условиях жесткой экономии пространства.
Назад: Основные требования
Дальше: Строительство лестниц
