Cálculo de escaleras de madera y metal al segundo piso de la casa.
Si va a hacer una escalera de madera o metal con sus propias manos, debe prestar mucha atención a los cálculos. A pesar de la aparente simplicidad, una escalera es una estructura de ingeniería muy compleja, cada nodo del cual debe pensarse y todos juntos deben crear un conjunto único.
El diseño de una escalera de metal/madera debe tener en cuenta su componente funcional y decorativo. Será más difícil hacer esto cuanto menos experiencia tengas en este tipo de trabajo. Como no hacemos cálculos todos los días, debemos describir en detalle cómo calcular las escaleras al segundo piso de una casa privada. Los principios generales para la construcción de escaleras de madera y metal no difieren. Como dice el refrán, "el diablo está en los detalles". Son ellos los que consideraremos en detalle.
Cabe señalar que la disposición de las escaleras en edificios de apartamentos o de oficinas está regulada por muchos documentos. Los principales son GOST 23120-78 Escaleras, plataformas y barandillas de acero en pleno tramo y Escaleras SNiP IV-14-84 Colección 1-14.
Sin embargo, en las casas privadas, cuya altura suele estar limitada a dos pisos, el propietario es libre de elegir la configuración. Aunque, por supuesto, se deben seguir las reglas básicas para la construcción de escaleras.
Regla 1: elegir la ubicación de las escaleras en la casa
Hacer una escalera recta de acuerdo con los estándares en una casa privada se ve dificultado por el espacio limitado. Por lo tanto, muchos propietarios prefieren estructuras complejas: una escalera de mitad de tramo con giro o de caracol. Los profesionales dan varias recomendaciones sobre dónde y cómo colocar las escaleras en la casa para que ocupen poco espacio.
- Es mejor colocar las escaleras en la parte de la casa menos utilizada. La escalera del salón crea ciertos inconvenientes;
- proporcionar libre acceso a las escaleras;
- Los descansos son preferibles a los escalones sinuosos. Especialmente si se supone una construcción independiente;
- considere primero las opciones más simples y solo luego las más complejas;
- Tenga en cuenta que no solo tendrá que subir las escaleras, sino también traer y sacar muebles y electrodomésticos. Debería ser fácil de utilizar para todos los miembros de la familia;
- Si se planea utilizar el espacio (lugar) debajo de las escaleras de la casa, es mejor elegir una estructura cerrada. Y, por el contrario, una escalera abierta hace que el espacio sea más espacioso, por lo que es recomendable utilizarla en habitaciones;
- Tenga en cuenta que la instalación de una escalera de metal en una casa de madera se puede realizar después de que la casa se encoja. Es decir, en 1-1,5 años. De lo contrario, la contracción de la casa provocará una violación de la integridad de la estructura.
- asegúrese de que en el techo (techo) pueda hacer una abertura para las escaleras debajo de la salida al ático, ático. Por ejemplo, en una losa monolítica, la disposición de una escalera crea importantes dificultades.
¿Cómo reducir el tamaño de la abertura de las escaleras al segundo piso?
Consejos útiles de artesanos experimentados:
- el 20% es posible si se instala una escalera con curvaturas de 180 grados;
- El 30% ayudará a la instalación de escaleras de dos tramos y plataforma. El ahorro de espacio se consigue gracias a que el movimiento cambia 180°;
- en un 60% mediante la instalación de una escalera con escalones "paso de pato";
- El 80% se consigue instalando una escalera de caracol. En este caso el movimiento cambia 360°.
Regla 2: La forma y los tipos de escaleras.
En una casa privada, es posible no seguir tan estrictamente los estándares y GOST. Sin embargo, se deben observar los principios básicos para la disposición de escaleras, ya que descuidarlos puede conducir a una disminución de la seguridad de esta estructura de ingeniería.
Antes de continuar con los cálculos, debe saber que hay dos factores importantes que afectarán el resultado.
Primero, es una característica de diseño.
Según el diseño, todas las escaleras se pueden dividir en tres tipos:
- de marcha. Consisten en marchas separadas. Ellos, a su vez, se dividen en marcha única, dos o más marchas múltiples. Además, las escaleras de mitad de tramo pueden ser rectas, con rellano o con curvas (escalones enrollables).
En casas privadas, es popular una escalera de madera y metal con curvaturas (con un giro de 90, 180, 360 grados).
- tornillo (espiral). En escaleras de este tipo, los escalones están torcidos alrededor del eje. Son convenientes cuando no hay espacio libre en la habitación para una estructura de marcha. Pero la construcción de una escalera de caracol requiere mucho más tiempo y requiere un cálculo más cuidadoso.
- plegable. Pertenecen a estructuras portátiles, por lo que las omitiremos, ya que haremos el cálculo para una escalera estacionaria.
En segundo lugar, está la forma del marco.
La estructura de las escaleras de metal y madera se puede realizar en tres versiones:
- escalera sobre largueros. La base del marco son una o dos vigas sólidas, sobre las cuales se colocan escalones en la parte superior.
- escalera en cuerda. El marco consta de dos vigas de soporte que sostienen los escalones laterales.
- escalera sobre rieles(del alemán "pin"). Los escalones se fijan directamente a la pared.
Regla 3 - Cálculo de los parámetros de las escaleras.
Muchos usuarios no saben qué tener en cuenta para calcular correctamente las escaleras. Los profesionales dicen que tener en cuenta los tres parámetros principales hará que el diseño sea seguro, hermoso y fácil de usar.
Los parámetros de la escalera se muestran en la figura.
Altura de la escalera
Altura: la distancia desde el piso del primer piso hasta el piso (no el techo) del segundo. A menudo, el extremo superior de la escalera descansa sobre el techo del primer piso. Para facilitar el movimiento, se deja un espacio encima de dicha escalera.
La distancia desde el escalón hasta el techo se puede calcular de la siguiente manera: se toma la altura del miembro más alto de la familia y se suman 100 mm. El valor de altura libre recomendado (altura de trabajo de las escaleras) es de 2 m, este valor debe ser constante durante todo el recorrido.
Nota. Es posible colocar una escalera en las salas de estar solo si las habitaciones del primer y segundo piso tienen calefacción. En caso contrario, conviene ubicarlo en una zona no residencial.
Longitud de la escalera (longitud de la marcha)
Para una estructura de marcha tradicional, la longitud de las escaleras es igual a la longitud de la marcha o la suma de las longitudes de los tramos más el rellano entre ellos.
Al calcular la longitud de una escalera de caracol o una escalera con curvaturas, se calcula la longitud media del tramo. En este caso, la medición se realiza a una distancia de 50 cm de la barandilla (borde del tramo).
El ancho de las escaleras en una casa particular.
Ancho: la distancia de la escalera a la pared o entre dos pasamanos. Los ajustes recomendados se muestran en el diagrama.
Ancho de escalera:
- 1,5 m - mayor nivel de comodidad;
- 1-1,2 m - zona de confort;
- 0,8-1 m: permitido solo para un tramo de escaleras ubicado a lo largo de la pared;
- inferior a 0,8 m sólo es apropiado para escaleras auxiliares.
El ancho de las escaleras de tramo con peldaños enrollables:
Ancho de escalera de caracol:
- 1,4 m - zona de confort;
- 1,1 m es el ancho mínimo permitido.
Esto se debe al hecho de que los escalones se estrechan hacia el elemento central de la escalera.
Ángulo de la escalera (inclinación)
El ángulo de inclinación determina la facilidad de uso de las escaleras. Una escalera demasiado empinada ahorra espacio utilizable, mientras que una suave hace que el movimiento sea más cómodo.
La vista de las escaleras, dependiendo del desnivel, se muestra en la Fig. Aquí se puede ver claramente en qué ángulo deben estar las escaleras del salón.
La opción más cómoda para moverse es la zona verde de la imagen.
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Nota. En un ángulo de inclinación superior a 45 °, solo se pueden bajar las escaleras con la espalda hacia adelante.
Como muestra la práctica, la mayoría de las veces se utilizan opciones combinadas en la casa. Para comprender en qué ángulo colocar la barandilla en las escaleras, debe trazar un paralelo entre la base de las escaleras (kosour, cuerda de arco) y colocar la barandilla a lo largo de él. Matemáticamente, este es un cálculo simple del ángulo usando el teorema de Pitágoras.
Número de escaleras
El número de escalones no está regulado y depende de la altura de la escalera y de la altura del escalón (contrahuella). En escaleras de dos tramos se recomienda realizar el mismo número de escalones en ambos tramos, pero en la práctica los escalones se distribuyen de manera desigual entre los tramos.
Nota. Para edificios residenciales de varios apartamentos, el número de escalones está regulado y es de 9 a 11 escalones.
Altura de la huella (distancia entre escaleras)
Lo más conveniente para el movimiento de los usuarios es la distancia entre escalones adyacentes de 150 mm.
Nota. Para quienes hacen las escaleras con sus propias manos, es fácil eliminar la altura extra ajustando la altura del peldaño entre el último y el penúltimo escalón o entre el primero y el segundo.
Escalón de escalera (ancho de escalón)
En el escalón de las escaleras debes apoyarte con todo el pie. Por lo tanto, el ancho óptimo de un escalón debe ser de al menos 230 mm. (talla 35). El ancho mínimo permitido es de 100 mm. Pero caminar con frecuencia sobre esos escalones está plagado de lesiones.
Nota. Si aumenta el ancho del escalón a más de 650 mm (la longitud promedio del escalón de un adulto), al caminar por una escalera de este tipo, puede extraviarse y tropezar.
Puede aumentar el ancho del escalón quitándolo. En este caso, el escalón no debe sobresalir del anterior más de 50 mm. Nota. Al calcular el ancho de las escaleras, no olvide que la distancia entre los balaustres debe estar en el rango de 100 a 150 mm. De lo contrario, dicha valla no será segura. A su vez, los balaustres se instalan de tal manera que se mantenga la estética de la cerca: uno por escalón, dos por escalón o no.
Longitud del peldaño de la escalera
La longitud del escalón está determinada por el diseño de la escalera. Si se utilizan dos cuerdas de arco como elemento estructural principal, la longitud del paso corresponde a la distancia entre ellas. Si es kosour (uno o dos), la duración del paso la determina el cliente.
Regla 4: Cálculo preciso de las dimensiones de las escaleras.
Dado que todos los parámetros están interconectados, para calcularlos basta con tener conocimientos básicos de geometría. Mostraremos cómo calcular las escaleras usando un ejemplo.
Ejemplo 1. Cálculo del largo de la escalera y del ancho de la abertura.
En este caso, el cálculo es sencillo y apto para quienes disponen de mucho espacio libre en la habitación.
Cómo calcular la longitud de las escaleras de la casa.
Se define de la siguiente manera. A la altura de la habitación de 3000 mm se suma el ancho del techo de 200 mm. El valor resultante es 3200 mm. dividimos por 160 mm (altura de contrahuella recomendada) obtenemos el número 20. Es decir la escalera contendrá 20 escalones.
Teniendo en cuenta que el ancho de escalón recomendado es de 300 mm, la longitud de las escaleras debe ser de 6000 mm (20 escalones de 300 mm cada uno). O, si el escalón se elimina 50 mm, la longitud de la escalera será de 5000 mm (20 escalones de 250 mm (300 mm - 50 mm)).
Cómo calcular el ancho de la abertura de la escalera.
Se define de la siguiente manera: 1900 (valor de espacio libre recomendado) se resta de 3000 mm (altura de la habitación). Obtenemos 1100 mm. Dividimos este valor por 160 mm (altura del escalón) y obtenemos el número de escalones sobre los que se puede ubicar el techo. El resultado del cálculo es 6,875, es decir 7 pasos.
Los 13 restantes de los 20 escalones deben ubicarse en una zona libre de superposiciones. De lo contrario, será incómodo caminar debajo de ellos. El ancho del escalón es de 300 mm, luego el ancho de la abertura será de 13x300 mm = 3900 mm.
Comprobando 1100 (ancho del piso) + 3900 (ancho de la abertura) = 6000 (largo de las escaleras)
Sin embargo, no todo el mundo tiene la posibilidad de dejar 6 o 5 metros debajo de las escaleras. En este caso conviene jugar con el ancho del escalón o la altura de la huella. Y puedes hacer una escalera con giro o con escalones "paso de pato". Estos diseños son más complejos, lo que significa que el cálculo también será más complicado.
Un ejemplo de un dibujo de una escalera de metal sobre un larguero.
Ejemplo 2. Cálculo del ángulo de inclinación de las escaleras y los parámetros de los escalones.
Estos cálculos son más complejos y se pueden realizar de varias formas. Entre ellos se conocen los siguientes:
- método informático;
- método danés;
- método de elevación de línea;
- método de barrido;
Estos métodos están unidos por la necesidad de tener conocimientos básicos en el campo del diseño. En la figura se muestra un diagrama de una escalera en interpretación gráfica, obtenido mediante los métodos descritos anteriormente.
- método de proporción.
Adecuado para principiantes en el campo del diseño y facilita el cálculo tanto de una línea recta de marcha como de escaleras con escalones sinuosos o en espiral. Después de todo, aquí hay una peculiaridad: los escalones se estrechan hacia el centro.
El cálculo de una escalera de metal o madera con peldaños de 90 y 180 grados se basa en la distribución uniforme del espacio en el tramo de giro. El cálculo se realiza de esta manera:
- se realiza un boceto de las escaleras en proyección horizontal;
- Se indica una línea que muestra la duración promedio de la marcha. Por comodidad, lo colocaremos en el medio;
- Se indica una línea que muestra la mitad del giro de las escaleras. El lugar donde se ubicará el escalón más largo.
- ponemos en la línea media el valor del ancho de los escalones. Por tanto, se puede calcular su número. El cálculo se realiza a partir de la línea de giro.
- determinamos los puntos donde terminarán los últimos pasos idénticos. Debería haber dos de esos puntos: al principio y al final de las escaleras. En casos raros, las escaleras comienzan o terminan con curvaturas;
- en el lugar donde el escalón tendrá un ancho mínimo (cerca de uno de los largueros, cuerda del arco o tubo de tornillo, apartar 50 mm de la línea de giro. En total 50 + 50 nos darán 100 mm. Que es el escalón mínimo permitido ancho;
- conectamos los puntos marcados con los puntos previamente marcados que muestran el ancho del escalón y los extendemos hacia el lado opuesto (la segunda larguero, cuerda del arco o barandilla de la escalera de caracol).
- Deja a un lado el resto de los pasos. La proporción aproximada es 1:2:3. Un mm en el extremo estrecho de la escalera equivale a 2 mm en la línea media y 3 mm en el extremo ancho de la curva.
Los datos del boceto se transfieren a los espacios en blanco de la escalera de acuerdo con la escala.
En las figuras se muestra claramente el esquema de la escalera con escalones enrollables y un giro de 90 grados.
De forma similar se calcula una escalera con escalones enrollables con un giro de 180 grados.
A continuación se muestra un diagrama de una escalera con escalones enrollables con un giro de 180 grados.
Este método de cálculo no se puede llamar ultrapreciso, pero puede obtener cálculos suficientes para construir escaleras con sus propias manos. Si no confía en él, puede contactar a un especialista o utilizar un programa informático.
Cálculo de escaleras sobre rieles.
El proceso es similar al cálculo de una escalera de caracol. La única diferencia es el método de fijación. Es posible la opción de fijación a la pared con o sin cuerda del arco.
Cálculo de una escalera de caracol.
El cálculo de una escalera de caracol se realiza de manera similar al cálculo de los escalones sinuosos. Pero en este caso es necesario determinar con precisión la configuración. En cuanto a diseño, pueden ser de cuatro tipos.
Nota. La escalera de caracol se considera la más peligrosa en términos de movimiento.
Dibujos de escaleras de caracol.
Cálculo de escalera de mano de pato
Esta configuración es buena porque ocupa un mínimo de espacio; sin embargo, este tipo de escaleras son muy difíciles de fabricar y operar. Se instala una escalera de mano si el ángulo de pendiente excede los 45 grados y no se desea utilizar una escalera. La peculiaridad de este diseño es que solo una pierna descansa sobre un escalón. Sin embargo, a pesar de esto, el diseño del marco de dicha escalera no es diferente del marco de la mitad del tramo. La única diferencia está en la forma de los escalones.
Esquema de escalera de ganso.
Nota. Según la norma, el número de escalones de una escalera de mano debe ser impar. Además, el primer paso se hace preferentemente por la derecha. Esto se debe al hecho de que la mayoría de los usuarios tienen el pie delantero derecho. La banda de rodadura máxima también se establece a la derecha.
Programas informáticos para calcular escaleras.
El método del software le permite crear un proyecto 3D, visualizar el proyecto y obtener un dibujo de la escalera con la indicación exacta de todos los parámetros. Los programas más populares son:
- "Brújula" (como muestra la práctica, la mayoría de los artesanos están familiarizados con este programa);
- SolidWorks: le permite crear el diseño de diversas estructuras de ingeniería, no solo escaleras;
- Consultec Staircon: permite no sólo crear un proyecto de escalera, sino también calcular un presupuesto para su construcción. Un modelo 3D completo le permite obtener una imagen completa del diseño futuro.
Regla 5 - Dibujo o boceto detallado
El cálculo mediante el método informático o el método de proporciones ya implica la presencia de un dibujo de la futura escalera. Sin embargo, incluso aquellos que hacen una escalera de marcha simple deben crear un boceto con las dimensiones aplicadas.
Nota. En el boceto, es necesario aplicar no solo los parámetros de las escaleras, sino también indicar los parámetros principales de la habitación. Por ejemplo, la presencia y dimensiones de la ventana, la parte que sobresale del alféizar de la ventana, columnas u otros objetos que pueden cambiar la configuración o los parámetros de las escaleras durante el trabajo.
Una vez preparado de esta manera, puede comenzar a construir las escaleras con sus propias manos.
