Калкулатор за стълби - Изчисляване на точни размери и стъпала

Какво представлява калкулаторът за стълби?

Калкулаторът за стълби изчислява колко стъпала са нужни, каква трябва да бъде височината на щранга на всяко стъпало и каква трябва да бъде дълбочината на всяко стъпало. Той използва два размера: общата височина на изкачване (вертикалното разстояние, което стълбите трябва да преодолеят) и общия хоризонтален ход (наличната хоризонтална дължина). Резултатът е набор от размери на стълбите, по които се ходи безопасно и които са еднакви от долу до горе.

Неравномерните стъпала са честа причина за падания. Когато височината на един щранг е дори малко по-голяма или по-малка от тази на останалите, стъпалото на човека се приземява в неподходящ момент и той може да се спъне. Калкулаторът за стълби предотвратява това, като разделя общата височина равномерно между всички стъпала, така че нито едно стъпало да не се различава от останалите.

Формули за изчисляване на стълби

Формула за броя стъпала

Броят на стъпалата се получава, като общата височина се раздели на желаната височина на щранга и резултатът се закръгли нагоре до най-близкото цяло число:

$n = \left\lceil \frac{H}{d} \right\rceil$

където n е броят на стъпалата, H — общата височина на изкачването, а d — желаната височина на щранга.

Символът за закръгляне нагоре (⌈ ⌉) означава „закръгляне нагоре“. Това е важно, защото закръглянето надолу би направило всеки щранг по-висок от предвиденото, което може да доведе до превишаване на максималната височина на щранга, разрешена от строителните норми.

Формула за действителната височина на щранга

След като броят на стъпалата е определен, точната височина на щранга се получава, като общата височина се разпредели равномерно между всички стъпала:

$R = \frac{H}{n}$

където R е действителната височина на щранга.

Обикновено тя е малко по-малка от височината на щранга, която човек първоначално въвежда, тъй като броят на стъпалата е закръглен нагоре.

Формула за дълбочина на стъпалото

Дълбочината на стъпалото е хоризонталната дължина на едно стъпало. Тя се получава, като общият ход се раздели на броя на стъпалата. В едно стълбище винаги има едно стъпало по-малко от щранговете, защото горният щранг води към горния етаж, а не към още едно стъпало:

$T = \frac{U}{n - 1}$

където T е дълбочината на стъпалото, а U — общата дължина на стълбището.

Правилото 2R + T за удобство

Широко използвано практическо правило проверява дали по стълбището ще се ходи удобно: удвоената височина на щранга плюс дълбочината на стъпалото трябва да бъде между 24 и 25 инча (61 до 64 cm). Това съответства на дължината на нормалната крачка на възрастен човек по равен терен. Стъпалата в този диапазон се усещат естествено; тези, които са далеч извън него, са или прекалено стръмни, или прекалено плитки, дори когато отговарят на минималните законови размери.

Как се изчисляват стълби: пример

Да разгледаме стълбище с обща височина 108 инча (9 фута), общ ход 144 инча (12 фута) и целева височина на щранга 7 инча (18 cm).

1. Брой стъпала: 108 ÷ 7 = 15,43, закръглено нагоре до 16.
2. Действителна височина на щранга: 108 ÷ 16 = 6,75 инча (17,1 cm).
3. Дълбочина на стъпалото: 144 ÷ (16 − 1) = 144 ÷ 15 = 9,6 инча (24,4 cm).
4. Проверка за удобство: (2 × 6,75) + 9,6 = 23,1 инча (58,7 cm). Това е малко под целевия диапазон от 24 до 25 инча, но е достатъчно близо, за да го намират повечето хора за удобно.

Резултатът: стълбище с 16 стъпала, щрангове с височина 6,75 инча и стъпала с дълбочина 9,6 инча.

Изисквания на строителните норми за стълби

В повечето щати и общини в Съединените щати правилата за стълбите се основават на Международния жилищен кодекс (IRC). Точните изисквания зависят от местоположението, затова местният строителен отдел трябва винаги да потвърди окончателните стойности, но обичайните стойности са:

• Максимална височина на щранга: 7,75 инча (197 mm)
• Минимална височина на щранга: 4 инча (102 mm)
• Максимална разлика между най-високия и най-ниския щранг в едно рамо: 3/8 инча (9,5 mm)
• Минимална дълбочина на стъпалото: 10 инча (254 mm)
• Максимална разлика между стъпалата: 3/8 инча (9,5 mm)
• Минимална светла височина: 6 фута 8 инча (2032 mm)
• Минимална широчина на стълбището: 36 инча (914 mm)
• Височина на ръкохватката: от 34 до 38 инча (от 864 до 965 mm), измерена от предния ръб на стъпалото

Стъпало с дълбочина под 10 инча (25 cm) кара ходилото да излиза частично извън задния ръб, което е особено опасно при слизане. Разлика във височината на стъпалата, по-голяма от 3/8 инча (9,5 mm) между отделните стъпала, е достатъчна да наруши ритъма на ходене и да причини препъване, тъй като тялото запомня ритъма на първите две или три стъпала и очаква всяко следващо да съвпада с него.

Тези стойности се отнасят за обикновени вътрешни стълби. Витите стълби, стълбите с клиновидни стъпала (при които стъпалата завиват около ъгъл без площадка) и стълбите в обществени сгради, изградени според стандартите за достъпност, се подчиняват на отделни правила и не са обхванати от базовото изчисление на изкачването и хоризонталния ход.

Често срещани видове стълбища

• Правите стълбища вървят по една линия от долу до горе. Формулите по-горе се прилагат директно.
• Г-образните стълбища завиват на 90 градуса при площадка; всяка права част се изчислява отделно.
• П-образните стълбища завиват на 180 градуса, обикновено с една или две площадки, и също се изчисляват част по част.
• Витите стълби и стълбите с клиновидни стъпала използват извити или ветрилообразни стъпала и изискват специализирана геометрия, която надхвърля обикновената формула за височина и дължина на стълбището.

Често задавани въпроси

Как да изчисля броя на необходимите стъпала?

Разделете общата височина в инчове на желаната височина на щранга, след което закръглете нагоре до следващото цяло число. При височина 108 инча и щрангове с височина 7 инча са нужни 108 ÷ 7 = 15,43, закръглено нагоре до 16 стъпала.

Каква е удобната височина на щранга?

При повечето жилищни стълби щранговете са с височина между 6,5 и 7,5 инча (19,1 cm). В обществените сгради често се използват по-ниски щрангове, около 6 инча (15 cm), тъй като по стълбите преминават повече хора, включително хора с ограничена подвижност.

Колко стъпала са нужни за таван с височина 9 фута?

При височина от под до под, равна на 9 фута (108 инча), са нужни 16 стъпала с щрангове с проектна височина 7 инча, тъй като 108 ÷ 7 се закръгля нагоре от 15,43 до 16. При височина 8 фута (96 инча) са нужни 14 стъпала, а при височина 10 фута (120 инча) са нужни 18 стъпала. Височината от под до под не е същата като височината на тавана; тя включва и подовите греди, и завършената подова настилка на горния етаж над тавана.

Какво хоризонтално пространство е необходимо за стълбище?

Стълбище с 16 щранга и простъпи с дълбочина 10 инча има 15 простъпи, така че хоризонталният му ход е 15 × 10 = 150 инча (381 cm), или приблизително 12,5 фута (3,81 m). Това е в допълнение към минималната ширина от 36 инча и необходимия просвет над стълбите от 6 фута-8 инча.

Какво представлява правилото 2R + T?

Това е проверка за удобство: удвоената височина на щранга плюс дълбочината на стъпалото трябва да е от 24 до 25 инча (63,5 cm). Например щрангове с височина 7 инча и стъпала с дълбочина 11 инча дават (2 × 7) + 11 = 25 инча (63,5 cm), което е точно горната граница на диапазона.

Могат ли щранговете в едно и също стълбище да имат различна височина?

Не. Строителните норми допускат само малък производствен толеранс от 3/8 инча (9,5 mm) между най-високия и най-ниския щранг в едно рамо. Стълбището трябва да бъде проектирано така, че равномерното разделяне на общата височина да дава еднаква височина за всяко стъпало, а не смес от различни височини.

Източници

1. Международният съвет по кодекси, Международен жилищен кодекс, раздел R311.7, изисквания за стълбища.
2. Администрацията по безопасност и здраве при работа, Стълбища и стълби.
3. Allen, Edward, и Joseph Iano. Основи на строителството: материали и методи, 7-о изд., Wiley, 2019.