Υπολογιστής Σκυροδέματος Σκαλιών - Ακριβής Εκτιμητής Όγκου

Τι είναι ένας υπολογιστής για σκάλες από σκυρόδεμα;

Ένας υπολογιστής για σκάλες από σκυρόδεμα εκτιμά πόσο σκυρόδεμα χρειάζεται μια ευθύγραμμη σκάλα. Χρησιμοποιεί τέσσερις μετρήσεις: το πλάτος της σκάλας, το συνολικό ύψος της, το βάθος ενός πατήματος και τον αριθμό των σκαλοπατιών. Μια σκάλα από έγχυτο σκυρόδεμα δεν είναι ένα απλό ορθογώνιο παραλληλεπίπεδο. Το βαθμιδωτό σχήμα της σημαίνει ότι ο όγκος εξαρτάται τόσο από τα οριζόντια πατήματα (την επιφάνεια όπου πατά το πόδι) όσο και από τα κατακόρυφα ρίχτια (την όρθια επιφάνεια ανάμεσα σε δύο πατήματα).

Πώς υπολογίζεται ο όγκος σκυροδέματος για σκάλες

Ο τύπος

Για μια ευθύγραμμη σκάλα κατασκευασμένη ως συμπαγές βαθμιδωτό σώμα, ο όγκος του σκυροδέματος είναι:

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

• w είναι το πλάτος, δηλαδή η απόσταση από τη μία πλευρά της σκάλας στην άλλη.
• h είναι το συνολικό ύψος, δηλαδή η πλήρης κατακόρυφη ανύψωση, μετρημένη ευθεία από τη βάση έως το άνω πλατύσκαλο, όχι κατά μήκος της κλίσης.
• d είναι το βάθος του πατήματος, δηλαδή το οριζόντιο βάθος ενός σκαλοπατιού.
• n είναι ο αριθμός των σκαλοπατιών, δηλαδή ο αριθμός των φορών που ανυψώνεται το πόδι ενός ατόμου καθώς ανεβαίνει τη σκάλα.

Τα 0,5 και (Σκαλοπάτια + 1) προκύπτουν και τα δύο από το σχήμα της σκάλας, όχι από την καταμέτρηση ενός επιπλέον σκαλοπατιού. Φανταστείτε το σκέλος της σκάλας ως μια στοίβα ορθογώνιων όγκων, έναν κάτω από κάθε σκαλοπάτι. Κάθε όγκος έχει το ίδιο πλάτος με τη σκάλα και βάθος ίσο με ένα πάτημα. Ο κάτω όγκος έχει ύψος ίσο με ένα ρίχτι, ο επόμενος έχει ύψος δύο ριχτιών και ούτω καθεξής, μέχρι τον τελευταίο, που φτάνει στο πλήρες ύψος. Η πρόσθεση των όγκων σημαίνει πρόσθεση των 1 + 2 + ... + Σκαλοπάτια, και αυτό το άθροισμα ισούται με Σκαλοπάτια × (Σκαλοπάτια + 1) ÷ 2. Με την ανάπτυξη προκύπτει ο παραπάνω τύπος. Το ίδιο συνολικό αποτέλεσμα είναι το μισό του όγκου ενός συμπαγούς ορθογώνιου παραλληλεπιπέδου με το ίδιο πλάτος και ύψος και βάθος ίσο με (Σκαλοπάτια + 1) βάθη πατήματος.

Λυμένο παράδειγμα

Έστω μια σκάλα με πλάτος 3 μέτρα, συνολικό ύψος 3 μέτρα, βάθος πατήματος 0,3 μέτρα και 10 σκαλοπάτια.

Όγκος = 0,5 × 3 × 3 × 0,3 × (10 + 1) = 0,5 × 3 × 3 × 0,3 × 11 = 14,85 κυβικά μέτρα

Αυτό είναι περίπου 524 κυβικά πόδια (14,8 m³) ή 19,4 κυβικές γιάρδες (14,8 m³) σκυροδέματος.

Η οριζόντια απόσταση που διανύει το σκέλος της σκάλας ονομάζεται ανάπτυγμα και ισούται με τον αριθμό των σκαλοπατιών επί το βάθος του πατήματος. Σε αυτό το παράδειγμα, το ανάπτυγμα είναι 10 × 0,3 = 3 μέτρα. Το διάγραμμα πλάγιας όψης του εργαλείου σημειώνει αυτό το ανάπτυγμα κατά μήκος της βάσης.

Μέτρηση κάθε εισόδου

• Το πλάτος μετριέται κάθετα προς την κατεύθυνση κίνησης, ευθεία από τη μία πλευρά της σκάλας στην άλλη.
• Το συνολικό ύψος μετριέται με αλφάδι, ευθεία από το κάτω πλατύσκαλο έως το άνω πλατύσκαλο. Η μέτρηση κατά μήκος της κλίσης δίνει μεγαλύτερη και λανθασμένη τιμή.
• Το βάθος πατήματος είναι το βάθος της επίπεδης επιφάνειας ενός σκαλοπατιού, συνήθως 25 έως 30 εκατοστά (10 έως 12 ίντσες).
• Το πεδίο «Σκαλοπάτια» μετρά τα ρίχτια, όχι τα πατήματα. Μια σκάλα που φαίνεται να έχει «10 σκαλοπάτια» συνήθως έχει 10 ρίχτια, και αυτός είναι ο αριθμός που πρέπει να εισαχθεί.

Υπολογισμός της φύρας

Ο τύπος δίνει έναν θεωρητικό όγκο, με την παραδοχή ότι οι ξυλότυποι έχουν κατασκευαστεί τέλεια και η βάση είναι απολύτως επίπεδη. Στην πράξη χρησιμοποιείται κάπως περισσότερο υλικό, λόγω ανώμαλης υπόβασης, διαρροών και καθίζησης κατά τη δόνηση του σκυροδέματος για την απομάκρυνση των θυλάκων αέρα. Η παραγγελία ποσότητας κατά 5 έως 10 τοις εκατό μεγαλύτερης από τον υπολογισμένο όγκο είναι συνήθης πρακτική, ώστε το σκυρόδεμα να μην τελειώσει στη μέση της σκυροδέτησης.

Κανονισμοί δόμησης για σκάλες από σκυρόδεμα

Οι τοπικοί κανονισμοί δόμησης καθορίζουν όρια για τις διαστάσεις των σκαλών για λόγους ασφάλειας, και τα όρια αυτά διαφέρουν ανά περιοχή. Συνήθεις κανόνες περιλαμβάνουν μέγιστο ύψος ριχτιού περίπου 18 έως 20 εκατοστά (7 έως 8 ίντσες), ελάχιστο βάθος πατήματος περίπου 25 έως 28 εκατοστά (10 έως 11 ίντσες), ελάχιστο πλάτος σκάλας και απαίτηση όλα τα ρίχτια ενός κλάδου να έχουν το ίδιο ύψος. Τα άνισα ύψη ριχτιών αποτελούν συχνή αιτία παραπατημάτων, επειδή ο διασκελισμός ενός ατόμου προσαρμόζεται σε έναν ρυθμό μετά τα πρώτα σκαλοπάτια. Συνήθως απαιτείται χειρολισθήρας όταν ένας κλάδος έχει τέσσερα ή περισσότερα ρίχτια. Επειδή αυτές οι διαστάσεις εισάγονται άμεσα στον τύπο του όγκου, ο έλεγχος των τοπικών απαιτήσεων πριν από τη σκυροδέτηση μπορεί να αποτρέψει την ανάγκη ανακατασκευής μιας σκάλας που διαμορφώθηκε με λανθασμένο μέγεθος.

Σχετικές επιλογές σχεδιασμού

Το σκυρόδεμα είναι ένα από τα διάφορα υλικά που χρησιμοποιούνται για εξωτερικές και εσωτερικές σκάλες. Το ξύλο είναι ελαφρύτερο και τοποθετείται γρηγορότερα, κάτι που είναι σημαντικό για υπερυψωμένες κατασκευές όπως τα καταστρώματα. Οι μεταλλικές σκάλες ταιριάζουν σε βιομηχανικά ή σύγχρονα σχέδια και μπορούν να γεφυρώσουν μεγαλύτερες αποστάσεις με λιγότερο υλικό. Οι πέτρινες ή πλινθόκτιστες σκάλες απαιτούν μεγαλύτερο εργατικό κόστος, αλλά διαρκούν πολύ και δεν χρειάζονται χρόνο ωρίμανσης. Οι προκατασκευασμένες σκάλες από σκυρόδεμα χυτεύονται σε εργοστάσιο και εγκαθίστανται ως έτοιμες μονάδες, γεγονός που εξαλείφει την κατασκευή ξυλοτύπων και την ωρίμανση επί τόπου, αλλά περιορίζει τα μεγέθη στις τυποποιημένες διαστάσεις.

Οι σκάλες από έγχυτο σκυρόδεμα χρειάζονται επίσης οπλισμό, συνήθως χαλύβδινες ράβδους οπλισμού, επειδή το σκυρόδεμα ανθίσταται καλά στη θλίψη αλλά όχι στον εφελκυσμό που δημιουργείται όταν μια σκάλα κάμπτεται υπό φορτίο. Αυτός ο υπολογιστής εκτιμά μόνο τον όγκο του σκυροδέματος· δεν υπολογίζει τις ποσότητες ράβδων οπλισμού ή τον όγκο της θεμελίωσης, τα οποία πρέπει να υπολογίζονται ξεχωριστά.

Συχνές ερωτήσεις

Πόσο σκυρόδεμα χρειάζεται μια σκάλα;

Εξαρτάται από το πλάτος της σκάλας, το συνολικό ύψος, το βάθος του πατήματος και τον αριθμό των σκαλοπατιών. Με τον τύπο 0,5 × Πλάτος × Ύψος × Βάθος πατήματος × (Σκαλοπάτια + 1), μια σκάλα με πλάτος 3 μέτρα και ύψος 3 μέτρα, βάθος πατήματος 0,3 μέτρα και 10 σκαλοπάτια, χρειάζεται περίπου 14,85 κυβικά μέτρα σκυροδέματος.

Περιλαμβάνει ο υπολογιστής θεμέλιο ή πέδιλο;

Όχι. Υπολογίζει μόνο τον όγκο της ίδιας της σκάλας. Ένα ξεχωριστό πέδιλο ή θεμέλιο, αν απαιτείται, χρειάζεται δικό του υπολογισμό όγκου, ο οποίος προστίθεται στο σύνολο.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί αυτός ο τύπος για καμπύλες ή σπειροειδείς σκάλες;

Όχι. Ο τύπος εφαρμόζεται μόνο σε ευθύγραμμες σκάλες. Οι καμπύλες και οι σπειροειδείς σκάλες έχουν πιο σύνθετα σχήματα που απαιτούν διαφορετικούς υπολογισμούς και συνήθως σχεδιάζονται με τη βοήθεια πολιτικού μηχανικού.

Πόσο επιπλέον σκυρόδεμα πρέπει να παραγγελθεί για τις απώλειες;

Περίπου 5 έως 10 τοις εκατό πάνω από τον υπολογισμένο όγκο, για την κάλυψη διαρροών, ανώμαλης υπόβασης και καθίζησης κατά τη δόνηση.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ριχτιού και πατήματος;

Το ρίχτι είναι η κατακόρυφη επιφάνεια ενός σκαλοπατιού. Το πάτημα είναι η οριζόντια επιφάνεια όπου πατά το πόδι. Η είσοδος «Σκαλοπάτια» του τύπου μετρά τα ρίχτια.

Λειτουργεί ο υπολογιστής τόσο σε πόδια όσο και σε μέτρα;

Ναι. Προσφέρει μετρικές μονάδες (μέτρα) και μονάδες του αυτοκρατορικού συστήματος (πόδια). Δεν διαθέτει ξεχωριστό πεδίο για ίντσες, επομένως μια μέτρηση σε ίντσες πρέπει να εισαχθεί ως δεκαδικό κλάσμα του ποδιού. Η αλλαγή συστήματος μονάδων μετατρέπει τις τιμές που έχουν ήδη εισαχθεί.

Σχετικά εργαλεία

• Υπολογιστής όγκου σκυροδέματος — για πλάκες, πέδιλα και άλλα σχήματα από έγχυτο σκυρόδεμα
• Υπολογιστής πλευρικής δοκού σκάλας — για τον σχεδιασμό των διαστάσεων ριχτιών και πατημάτων
• Υπολογιστής οπλισμού — για τις ποσότητες και το κόστος του χαλύβδινου οπλισμού
• Υπολογιστής κόστους διαδρόμου από σκυρόδεμα — για το κόστος συναφών έργων σκυροδέματος

Παραπομπές

1. International Code Council. "International Building Code (IBC)." https://www.iccsafe.org
2. American Concrete Institute. "ACI 318: Building Code Requirements for Structural Concrete." https://www.concrete.org
3. Portland Cement Association. "Design and Control of Concrete Mixtures." https://www.cement.org