Strukturer i spiraltrappa

Trappens huvudelement, som låter dig uppnå huvudmålet – att röra sig vertikalt – är steget. Trappens form och placering bestämmer två huvudtyper av trappkonstruktioner – raka och spiraltrappa. Steg, vars bredd ökar från ena änden till den andra, monterad på en central stolpe eller på annat sätt och anordnad i en cirkel och bildar en spiraltrappa.

Figur: 1.
Jämförande egenskaper hos områdena med spiral och raka trappor med steg 1000 mm långa (pilar anger rörelseriktningen):
1 – spiraltrappa;
2 – rak trappa;
a – mellanplattform

Spiraltrappens utformning har både fördelar och nackdelar. Den största fördelen med en spiraltrappa är det mindre området (jämfört med en rak trappa) som upptas av den.

I de flesta fall passar spiraltrappa in i en cirkel vars centrum är stödstolpen och radien bestäms av stegets längd. Med en steglängd på 1000 mm och samma stigarhöjd (även utan att ta hänsyn till en möjlig mellanplattform) tar en spiraltrappa ungefär en och en halv gånger mindre plats än en rak (se fig. 1).

Men redan med en steglängd på 1500 mm, med andra egenskaper lika, jämförs de områden som upptas av en spiral och en rak trappa. Ytterligare en ökning av stegets längd leder till en betydande ökning av området där spiraltrappa är belägen.

Figur: 2.
Slipmaskinens bredd
1 – bredd på högerbenets rörelsebana;
2 – bredd på vänsterbenets rörelse

Man bör också komma ihåg att den optimala rörelsebanan längs en spiraltrappa går ungefär mitt i marschen, medan det borde vara möjligt att stödja räcket. Av detta följer att längden på ett steg i en spiraltrappa har begränsade dimensioner.

I detta avseende avslöjas den största nackdelen med spiraltrappa – slitbanans bredd är för liten på rörelselinjen. Det är detta som bestämmer den vanliga praxis att utföra steg utan stigerör. Det bör komma ihåg att bredden på slitbanans slitbana inte är densamma på de platser där vänster och höger ben vilar på den (se fig. 2).

Figur: 3.
Spiraltrappa ”samba” med slitbanor ”anka steg”
1 – slitbanan;
2 – räcken

För ett ben som ligger närmare den centrala pelaren i spiraltrappa och följaktligen vilar på en mindre slitbanan, finns det en ökad risk för att glida, särskilt när du flyttar ner.

Frånvaron av en stigare gör att en del av foten kan placeras bakom den inre kanten av slitbanan i uppåtgående riktning. Det är i samband med ovanstående omständigheter som spiraltrappa ofta används som ytterligare och dekorativa och mycket mindre ofta som huvud..

Figur: 4.
Spiraltrappa på böjda bowstrings
1 – bowsträngar

Den ursprungliga utformningen av spiraltrappa, som eliminerar problemet med otillräcklig slitbanebredd och tillhörande besvär, kallas ”samba” (se fig. 3). En sådan spiraltrappa använder slitbanor med en komplex konfiguration ”anka steg”. Vanligtvis används dessa slitbanor i raka trappor med stor lutningsvinkel..

Eftersom i detta fall har slitbanorna ojämn bredd över hela sin längd, är de på något sätt inkörda och alternerande motsatt riktade. Användningen av slitbanan ”anka steg” i konstruktionen av en spiraltrappa, där alla steg per definition är inkört, kräver en genial designlösning.

Figur: fem.
Spiraltrappa utan en central stolpe och bowtrings (klicka för att förstora)
1 – slitbanan;
2 – baluster;
3 – ledstänger;
4 – ledstolpar

Vid utformning av spiraltrappar bör man gå från det faktum att bredden på slitbanan på rörelselinjen (dvs i mitten av marschen) inte kan vara mindre än 200 mm och på ett avstånd av 150 mm från den centrala stolpen måste den vara minst 100 mm.

När du använder en spiraltrappa som huvudbana, görs en längd på minst 800 mm och öppningen i taket måste ha en diameter på 2000 mm.

Om spiraltrappa spelar rollen som en ytterligare, är slitbanan längd 550–600 mm tillräckligt och kräver en öppning på upp till 1400 mm. Denna utformning av en spiraltrappa är kompakt, och dess huvudsakliga tillämpningsområde är att ge tillgång till vinden..

Dessutom är den parameter som avgör bekvämligheten hos spiraltrappa i drift passahöjden, som inte kan vara mindre än 2000 mm..

Det finns flera typer av stödstrukturer för spiraltrappa och följaktligen sätt att fästa steg på dem. Du kan skapa en spiraltrappa baserad på bowstrings (stödbalkar på trappans sidor).

Figur: 6.
Spiraltrappa med centralt stödstolpe (klicka för att förstora)
1 – fläns i nedre änden
central rack;
2 – central supportpost;
3 – rullar;
4 – stödfästen;
5 – ledstänger;
6 – ledstolpar

I detta fall har bowsträngarna en krökt spiralform och är tillverkade av limmade träelement (se fig. 4). Det bör noteras att tillverkningen av sådana stödstrukturer är förknippade med stora svårigheter och kräver speciella färdigheter..

Dessutom är det möjligt att göra en spiraltrappa utan stödbalkar alls (se fig. 5). I denna konstruktion är inkörningsstegen anslutna till varandra såväl som till räcken, som i sin tur är fästa vid balusteren (initiala och slutliga rälsstolpar).

Figur: 7.
Fläns för fixering av B-pelaren på golvet
1 – fläns;
2 – central post;
3 – nedre träbussning;
4 – metallbricka;
5 – förankringsbultar

Dessutom är de första och sista stegen knutna till balusterarna. Det sista steget, i sin tur, är fixerat på golvet. Belastningar i en sådan spiraltrappa fördelas på ett visst sätt genom hela strukturen.

Den mest traditionella och vanligtvis använda spiraltrappa är centrumstödets struktur (se fig. 6). Eftersom ett sådant rack är den bärande strukturella grunden för en spiraltrappa, är det mest rationellt att göra det från ett tjockväggigt metallrör med en diameter på 50 mm.

Figur: 8.
Arrangemanget av elementen i spiraltrappa på den centrala pelaren
1 – central post;
2 – slitbanan;
3 – träbussningar;
4 – mellanliggande metallbrickor

Spindeltrappens centrala stolpe bör placeras strikt vertikalt – detta styrs med hjälp av en konstruktionsplommelinje. Särskild uppmärksamhet måste ägnas åt att fästa den centrala pelaren på golvet, eftersom fästpunkten tar lasten från själva spiraltrappens vikt och människor som rör sig längs den.

Stödstolpen kan konkretiseras i golvet (med kabelrep) eller fixeras med förankringsbultar.

Förankringsfästelement kan också användas vid förankring av stödbenet på trägolvet. För att använda förankringar måste stolparets nedre ände vara utrustad med en perforerad fläns (se fig. 7). En fläns installeras på förankringsbultarna fixerade i golvet, och därefter dras muttrarna fast på bultarna.

Figur: nio.
Schema för att konstruera slitbanor för en spiraltrappa (klicka för att förstora)

För att placera spiraltrappstegen på den centrala pelaren förborras hål i dem, som är belägna i den smala delen av slitbanan och har en diameter som motsvarar diametern för den centrala pelaren.

Nu måste du placera slitbanorna på rätt vertikal avstånd från varandra. Detta avstånd bestäms av stigarens höjd.

För att lösa detta problem används bussningar som har en storlek som motsvarar höjden på stigaren minus tjockleken på kortet från vilket slitbanan är tillverkad (se fig. 8). Dessutom är en metallbricka placerad mellan bussningen och slitbanan, som fungerar som ett mellanlägg mellan spiraldrappens trädelar och skyddar dem från deformation vid kontaktpunkterna.

Figur: tio.
Interposition och fästning av intilliggande slitbanor i en spiraltrappa
1 – övre slitbanan;
2 – nedre slitbanan;
3 – fästplatsen för stödfästet

Skivornas tjocklek bör tas med i beräkningen när bussningarna görs. Om detta inte görs, kan den verkliga höjden på spiraltrappa överstiga konstruktionen med flera centimeter..

Bussningarna är gjorda av trä och har inre hål med en diameter som motsvarar diametern på mittstolpen. Alla bussningar är desamma, med undantag för den nedre, vid tillverkningen av vilka man bör ta hänsyn till de särdragen hos platsen för fästning av stödstolpen på golvet.

Vanligtvis är höjden på stigaren vid konstruktionen av en spiraltrappa 180-200 mm, vilket är något högre än en liknande storlek för en rak trappa. I praktiken kan detta värde variera något i en eller annan riktning. Det beror på avståndet mellan plattorna (från nivån på det färdiga golvet på en våning till nivån på det färdiga golvet på nästa våning) och antalet steg.

Den största svårigheten att utforma en spiraltrappa är att bestämma formen och storleken på slitbanorna. Till skillnad från en rak trappa, där slitbanorna har samma bredd och är rektangulära i plan, innebär en spiraltrappa användning av lindningssteg, och bredden på sådana steg ökar i riktningen från den centrala pelaren till den yttre konturen.

Figur: elva.
En variant av utformningen av spiraltrappracket
1 – slitbanan;
2 – staket av rektangulära stänger

Först bör du bestämma måtten på öppningen i golvet (slitbanans längd beror på detta) och avståndet mellan golven (detta bestämmer antalet steg). Det är också nödvändigt att ställa in rotationsvinkeln för spiraltrappa.
Anta att vi utformar en spiraltrappa med en 360-graders rotationsvinkel, dvs marschens ände är parallell med dess början.
Vi definierar slitbanans längd som 1000 mm. Efter att ha bestämt antalet steg (låt oss säga att det kommer att finnas 16 av dem) delar vi cirkeln på ritningen med motsvarande antal radier (ritningen utförs i lämplig skala). Vid första anblicken har vi framför oss en bild av vår spiraltrappa uppifrån, men det är inte så.

Det bör inte glömmas att vid konstruktionen av en spiraltrappa överlappar slitbanorna varandra och överlappar varandra i planen. Med de indikatorer vi har valt kommer bredden på slitbanan, om den bestäms i ritningen från en radie till nästa, att vara mindre än den erforderliga 200 mm.

Radierna som delar cirkeln i ritningen, betecknar vi konventionellt som mittlinjer (symmetriaxel) för slitbanan och från en av dem bygger vi projektionen av detta element i spiraltrappa (se fig. 9). Denna linje ska delas upp i halva (punkt A) och genom den angivna punkten rita ett segment vinkelrätt mot linjen.

Detta segment centrerat vid punkt A kommer att markera mitten av slitbanan, där dess bredd ska vara minst 200 mm. Den optimala slitbanbredden i vårt fall är 220 mm. Segmentets längd bör motsvara den skala som krävs på denna plats för slitbanans bredd. Ändarna på segmentet betecknas A1 och A2.

Vidare, från cirkelns centrum, skjuter vi ut på slitbanans mittlinje avståndet som motsvarar den reglerade skalan på 150 mm, och betecknar detta som punkt B. På denna plats kan bredden på slitbanan inte vara mindre än 100 mm.

Låt oss rita ett vinkelrätt segment mittpunkten vid punkt B. Längden på detta segment motsvarar i skala bredden på slitbanan. Ändarna på segmentet kommer att betecknas B1 och B2. Låt oss nu rita två raka linjer genom punkterna A1, B1 och A2, B2.
Det bör inte glömmas att slitbanan i den smala delen måste vara utrustad med ett hål för den centrala stolpen, och stegets styrka kan inte minskas. För att göra detta är slitbanan gjord i en form som liknar ett klassiskt nyckelhål..

Runt stödbenet finns en rund slitbanesektion med en radie på 80–100 mm. Låt oss konstruera en motsvarande cirkel i ritningen (i skala), medan dess mitt kommer att sammanfalla med huvudcirkelns centrum. Vi markerar skärningspunkten för linjerna som passerar genom punkterna A1, B1 och A2, B2 och båda cirklarna som C1, C2, D1, D2.

Således består den erforderliga slitbanekonturen av segment Cl-D1, C2-D2, en liten båge C1-C2 och en stor båge D1-D2. Nu kan du konvertera de resulterande dimensionerna till en verklig skala och skapa ett korrekt konstruerat slitbana.
Slitbanan är gjord av massivt trä och är vanligtvis 50 mm tjock. Det finns strukturer med slitbanor, vars tjocklek minskar med avståndet från den centrala pelaren, men implementeringen av sådana element är mycket besvärande. Vanligtvis överlappar slitbanorna och när de ses ovanifrån överlappar de varandra delvis.

Detta gör det möjligt att installera stödfästen mellan den bakre delen av den breda delen av den nedre slitbanan och den främre kanten av den breda delen av den övre slitbanan, vilket ökar tillförlitligheten hos strukturen (se fig. 10). Dessutom borras hål vid slitbanans breda ändar för installation av staket.

Montering av spiraltrappa bör utföras i en specifik ordning. Efter installation och fästning av den centrala stolpen installeras bussningar och slitbanor omväxlande med metallbrickor. Sedan släpps slitbanorna på stativet ut och de tar sina platser runt omkretsen.
En spiraltrappa kan ha både riktning moturs och medurs uppåt, men den senare är vanligast. Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt rätt orientering i rummet i de första och sista stegen.
Mellan de breda delarna av slitbanorna installeras och fixeras stödfästen. Därefter sätts den sista hylsan på och dras åt med en mutter på den övre änden av den centrala stolpen (utrustad med en gänga).
Det är lämpligt att komplettera denna mutter med ett dekorativt huvud. Det sista steget i spiraltrappa är fäst vid taket med fästelement och metallelement.

Slutligen installeras ledstolparna och ledstängerna i spiraltrappa. Ledstångens utformning kan ha en böjd kontur (som är ganska mödosam i utförande) eller bestå av raka stänger (se fig. 11).

Den resulterande spiraltrappa är ganska kapabel att bära motsvarande laster och uppfylla dess syfte.