Калкулатор за бетонни стълби - Точен калкулатор на обем

Какво представлява калкулаторът за бетонни стълби?

Калкулаторът за бетонни стълби изчислява приблизителното количество бетон, необходимо за права стълба. Той използва четири измервания: ширината на стълбата, общата ѝ височина, дълбочината на едно стъпало и броя на стъпалата. Стълба от излят бетон не представлява обикновен правоъгълен блок. Стъпаловидната ѝ форма означава, че обемът зависи както от хоризонталните стъпала (частта, върху която стъпва кракът), така и от вертикалните челá (вертикалната повърхност между две стъпала).

Как се изчислява обемът на бетон за стълби

Формулата

За права стълба, изградена като плътен стъпаловиден блок, обемът на бетона е:

$V = 0.5 \times w \times h \times d \times (n + 1)$

• w е ширината — разстоянието напречно на стълбището, измерено от едната страна до другата.
• h е общата височина — пълното вертикално изкачване, измерено по права линия от основата до горната площадка, а не по наклона.
• d е дълбочината на стъпалото — хоризонталната дълбочина на едно стъпало.
• n е броят на стъпалата, тоест броят на повдиганията на стъпалото на човек при изкачване по стълбището.

0,5 и (Стъпала + 1) произтичат от формата на стълбата, а не от броенето на допълнително стъпало. Представете си стълбищния марш като купчина правоъгълни блокове, по един под всяко стъпало. Всеки блок е широк колкото стълбата и дълбок колкото едно стъпало. Долният блок е висок колкото едно чело, следващият — колкото две, и така до последния, който достига пълната височина. Събирането на блоковете означава събиране на 1 + 2 + ... + Стъпала, а тази сума е равна на Стъпала × (Стъпала + 1) ÷ 2. След извършване на умножението се получава горната формула. Същият общ обем е половината от обема на плътен паралелепипед със същата ширина и височина и с дълбочина, равна на (Стъпала + 1) дълбочини на стъпало.

Пример с решение

Да разгледаме стълба с ширина 3 метра, обща височина 3 метра, дълбочина на стъпалото 0,3 метра и 10 стъпала.

Обем = 0,5 × 3 × 3 × 0,3 × (10 + 1) = 0,5 × 3 × 3 × 0,3 × 11 = 14,85 кубични метра

Това са приблизително 524 кубични фута (14,8 м³) или 19,4 кубични ярда (14,8 м³) бетон.

Хоризонталното разстояние, което покрива стълбищният марш, наричано хоризонтална проекция, е броят на стъпалата, умножен по дълбочината на стъпалото. В този пример хоризонталната проекция е 10 × 0,3 = 3 метра. Схемата на инструмента в страничен изглед обозначава тази проекция по долната страна.

Измерване на всеки входен параметър

• Ширината се измерва перпендикулярно на посоката на движение, право напречно на стълбата.
• Общата височина се измерва с нивелир, право нагоре от долната до горната площадка. Измерването по наклона дава по-голяма и неправилна стойност.
• Дълбочината на стъпалото е дълбочината на хоризонталната повърхност на едно стъпало, обикновено от 25 до 30 сантиметра (от 10 до 12 инча).
• Параметърът „Стъпала“ брои челата, а не хоризонталните стъпала. Стълба, която изглежда, че има „10 стъпала“, обикновено има 10 чела, и именно тази стойност трябва да се въведе.

Отчитане на загубите

Формулата дава теоретичен обем при идеално изградени кофражи и напълно нивелирана основа. При реално бетониране се използва малко повече материал заради неравна подоснова, разливане и слягане, когато бетонът се вибрира за отстраняване на въздушните кухини. Обичайна практика е да се поръчат с 5 до 10 процента повече от изчисления обем, за да не свърши бетонът по средата на бетонирането.

Строителни норми за бетонни стълби

Местните строителни норми определят ограничения за размерите на стълбите с оглед на безопасността, като тези ограничения се различават според местоположението. Обичайните изисквания включват максимална височина на чело около 18 до 20 сантиметра (7 до 8 инча), минимална дълбочина на стъпало около 25 до 28 сантиметра (10 до 11 инча), минимална ширина на стълбата и изискване всички чела в един марш да имат еднаква височина. Неравномерната височина на челата често причинява спъвания, тъй като след първите няколко стъпала крачката на човека се наглася към определен ритъм. Обикновено се изисква ръкохватка при стълбищен марш с четири или повече чела. Тъй като тези размери участват пряко във формулата за обема, проверката на местните изисквания преди бетониране може да предотврати необходимостта от изграждане наново на стълба, направена с неправилни размери.

Свързани проектантски решения

Бетонът е един от няколкото материала, използвани за външни и вътрешни стълби. Дървото е по-леко и се монтира по-бързо, което е важно за повдигнати конструкции като тераси. Металните стълби са подходящи за промишлени или модерни проекти и могат да премостват по-големи разстояния с по-малко материал. Каменните или тухлените стълби изискват повече труд, но издържат дълго и не се нуждаят от време за втвърдяване. Сглобяемите бетонни стълби се отливат в завод и се монтират като готови елементи, което премахва необходимостта от кофриране и втвърдяване на място, но ограничава размерите до стандартни.

Стълбите от излят бетон се нуждаят и от армировка, обикновено стоманена арматура, тъй като бетонът добре понася натиск, но не и опъна, който възниква при огъване на стълбата под натоварване. Този калкулатор изчислява само обема на бетона; той не изчислява количеството арматура или обема на фундамента, които трябва да се изчислят отделно.

Често задавани въпроси

Колко бетон е необходим за една стълба?

Това зависи от ширината на стълбата, общата височина, дълбочината на стъпалото и броя на стъпалата. При използване на формулата 0,5 × Ширина × Височина × Дълбочина на стъпалото × (Стъпала + 1), за стълба с ширина 3 метра и височина 3 метра, с дълбочина на стъпалото 0,3 метра и 10 стъпала, са необходими приблизително 14,85 кубични метра бетон.

Включва ли калкулаторът фундамент или фундаментна основа?

Не. Той изчислява само обема на самата стълба. Отделна фундаментна основа или фундамент, ако е необходим, изисква собствено изчисляване на обема, който се добавя към общия.

Може ли тази формула да се използва за извити или спирални стълби?

Не. Формулата се прилага само за прави стълби. Извитите и спиралните стълби имат по-сложни форми, за които са необходими други изчисления, и обикновено се проектират с помощта на инженер-конструктор.

Колко допълнителен бетон трябва да се поръча заради загубите?

Около 5 до 10 процента над изчисления обем, за да се покрият разливането, неравната подоснова и слягането при вибриране.

Каква е разликата между чело и стъпало?

Челото е вертикалната повърхност на стъпалото. Стъпалото е хоризонталната повърхност, върху която стъпва кракът. Входният параметър „Стъпала“ във формулата брои челата.

Работи ли калкулаторът както с футове, така и с метри?

Да. Той предлага метрична система (метри) и имперска система (футове). Няма отделно поле за инчове, затова измерването в инчове трябва да се въведе като десетична част от фут. При превключване на мерната система вече въведените стойности се преобразуват.

Свързани инструменти

• Калкулатор за обем на бетон — за плочи, фундаментни стъпки и други форми от излят бетон
• Калкулатор за стълбищен косоур — за определяне на размерите на челата и стъпалата
• Калкулатор за арматура — за количествата и разходите за стоманена армировка
• Калкулатор за разходите за бетонна алея — за разходите по свързани проекти с бетон

Източници

1. Международен съвет по строителните норми. "International Building Code (IBC)." https://www.iccsafe.org
2. Американски институт по бетона. "ACI 318: Building Code Requirements for Structural Concrete." https://www.concrete.org
3. Асоциация „Портланд цимент“. "Design and Control of Concrete Mixtures." https://www.cement.org