Расчет и проектирование лестницы выполняют несколькими способами. В основу расчетов заложено определение основных размеров лестничного марша, которые будут максимально соответствовать удобству и безопасности перемещения. Наиболее удобна и безопасна достаточно широкая и пологая лестница. Но реальные условия в каждом конкретном случае вносят свои коррективы при выборе основных параметров (характеристик) лестницы. К основным параметрам лестницы нужно, прежде всего, отнести высоту подъема, тип лестницы, площадь в плане, крутизну, число ступеней, а также их ширину и высоту. Эти параметры не являются независимыми, т. е. их нельзя все одновременно назначить. К примеру, для прямой лестницы высота подъема и крутизна однозначно определяют площадь в плане, и, наоборот, площадь в плане и высота подъема однозначно определяют крутизну. При проектировании сразу надо задаться значениями каких-то, в каждом конкретном случае определяющих, параметров, например площадью в плане, тогда можно вычислить крутизну, которая в свою очередь определит число ступеней.
Расчет элементов лестницы производится по первому предельному состоянию по прочности и по второму предельному состоянию по жесткости. Предельные прогибы для изгибаемых несущих элементов лестниц в зависимости от материала конструкции принимаются равными 1/200—1/300 длины пролета. Постоянные нормативные нагрузки для лестниц при расчете на прочность увеличивают путем умножения на коэффициент перегрузки 1,1.
Полезная (временная) нормативная нагрузка на лестницы жилых зданий, лечебных учреждений, детских яслей и садов, конторских и бытовых помещений принимается равной 300 кг/м2, на лестницы всех прочих зданий и сооружений – 400 кг/м2. Коэффициент перегрузки для временной нагрузки принимают равным 1,4. Нагрузку для перил принимают в размере 50—100 кг/м с коэффициентом перегрузки, равным 1,3.
Решающее значение в выборе размеров и конструкции лестницы имеет интенсивность ее использования. Строительными нормативами предусматривается ширина лестничного марша (расстояние от стены до ограждения или между двумя ограждениями) не менее 90 см, а расстояние между противоположными стенами не менее 110 см. При меньших размерах перемещение по лестничному маршу мебели и других громоздких вещей (особенно при поворотах на 90 или 180°) будет довольно затруднено. В некоторых случаях допускается ширина лестничного марша до 80 см (при расположении лестницы в общей комнате, когда отсутствуют ограждающие стены). В любом случае при определении общей ширины двухмаршевой лестницы учитывается ширина ограждения и величина зазора между маршами, который должен быть не менее 10 см. Для лестниц с углом поворота от 90 до 180° рекомендуется пользоваться методом пропорции или методом подъема линии.
В строительной практике приняты определенные размеры элементов лестниц. Ступени чаще всего имеют размер 150 × зоо мм, т. е. высота ступени – 150, ширина – 300 мм. Эти размеры позволяют устроить уклон марша в соотношении 1: 2. Ширина лестницы должна быть не менее 1200 мм, ширина площадок – не менее ширины марша. Количество ступеней в одном марше колеблется от 5 до 18.
Чтобы правильно определить необходимое количество ступеней, следует, прежде всего, построить лестничную клетку графически в масштабе или в натуре на стене.
Выбрав тип и размер лестницы и место ее расположения в доме, можно приступать к определению ее параметров. Это количество маршей, полезная ширина деревянных лестниц, размер винтовой лестницы, длина горизонтального заложения каждого марша, количество и длина лестничных площадок, угол наклона лестниц.
В двухэтажном доме предусмотрена лестничная клетка длиной 5900 мм, шириной – 3000 мм, высотой от уровня пола 1-го этажа до уровня пола 2-го этажа – 3300 мм и расстоянием между маршами 100 мм.
При высоте 3300 мм лестница должна быть двухмаршевой.
Для расчета ширины марша из ширины лестничной клетки (3000 мм) следует вычесть промежуток между маршами (100 мм) и разделить остаток на 2; получим
(3000 – 100) / 2 = 1450 мм.
Высота каждого марша будет равна высоте этажа (3300 мм), деленной на 2, т. е.
3300 / 2 = 1650 мм.
Размер ступеней принимают равным 150 × 300 мм (150 мм – высота). Количество подступенков в каждом марше определяют делением высоты марша на высоту подступенка, т. е.
1650 / 150 = 11 шт.
Проступь верхней ступени каждого марша совпадает с поверхностью площадки, а это значит, что проступей будет на 1 меньше, т. е. 10. Поэтому каждый марш будет состоять из 11 подступенков и 10 проступей.
Зная ширину проступи (300 мм) и количество ступеней (10), можно определить горизонтальную проекцию марша, его длину (заложение марша). Для этого ширину проступи умножают на количество ступеней:
300 × ю = 3000 мм.
Ширина каждой площадки предусматривается равной ширине марша, т. е. 1450 мм.
При этом к расчетным величинам ширины марша и радиуса его закругления при определении размера лестницы
