Calculator de Scări - Calculează Dimensiunile și Treptele Scărilor cu Precizie

Ce este un calculator pentru scări?

Un calculator pentru scări determină de câte trepte are nevoie o scară, cât de înaltă trebuie să fie fiecare contratreaptă și cât de adâncă trebuie să fie fiecare treaptă. Folosește două măsurători: înălțimea totală de urcare (diferența de nivel pe verticală pe care trebuie să o acopere scara) și lungimea totală pe orizontală (lungimea orizontală disponibilă). Rezultatul este un set de dimensiuni ale scării, sigure pentru circulație și uniforme de sus până jos.

Treptele denivelate sunt o cauză frecventă a căderilor. Când o contratreaptă este chiar și puțin mai înaltă sau mai scundă decât celelalte, persoana calcă într-un moment nepotrivit și se poate împiedica. Un calculator pentru scări previne acest lucru împărțind uniform înălțimea totală de urcare între toate treptele, astfel încât nicio contratreaptă să nu difere de celelalte.

Formule pentru calcularea scărilor

Formula numărului de trepte

Numărul de trepte este înălțimea totală de urcare împărțită la înălțimea dorită a contratreptei, rotunjită în sus la următorul număr întreg:

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

unde n este numărul de trepte, H înălțimea totală de urcare, iar d înălțimea dorită a contratreptei.

Simbolul de rotunjire în sus (⌈ ⌉) înseamnă „rotunjire în sus”. Rotunjirea în sus este importantă deoarece rotunjirea în jos ar face fiecare contratreaptă mai înaltă decât s-a intenționat, ceea ce poate depăși înălțimea maximă a contratreptei prevăzută de normele de construcție.

Formula înălțimii reale a contratreptei

După stabilirea numărului de trepte, înălțimea exactă a contratreptei se obține împărțind uniform înălțimea totală de urcare între toate treptele:

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

unde R este înălțimea reală a contratreptei.

De obicei, aceasta este puțin mai mică decât înălțimea contratreptei introdusă inițial, deoarece numărul de trepte a fost rotunjit în sus.

Formula adâncimii treptei

Adâncimea treptei este lungimea orizontală a unei singure trepte. Se obține împărțind lungimea totală pe orizontală la numărul de trepte. O scară are întotdeauna cu o treaptă mai puțin decât are contratrepte, deoarece contratreapta superioară duce la nivelul superior, nu la o altă treaptă:

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

unde T este adâncimea treptei, iar U lungimea totală a proiecției orizontale.

Regula de confort 2R + T

O regulă empirică utilizată pe scară largă verifică dacă o scară este confortabilă la mers: de două ori înălțimea contratreptei plus adâncimea treptei trebuie să fie între 24 și 25 țoli (între 61 și 64 cm). Aceasta corespunde lungimii pasului unui adult mediu pe teren plan. Treptele construite în acest interval se simt naturale; cele mult în afara lui par fie prea abrupte, fie prea puțin înclinate, chiar dacă respectă dimensiunile legale minime.

Cum se calculează o scară: exemplu rezolvat

Să considerăm o scară cu o înălțime totală de 108 țoli (9 picioare), o lungime totală pe orizontală de 144 țoli (12 picioare) și o înălțime vizată a contratreptei de 7 țoli.

1. Numărul de trepte: 108 ÷ 7 = 15,43, rotunjit în sus la 16.
2. Înălțimea reală a contratreptei: 108 ÷ 16 = 6,75 țoli.
3. Adâncimea treptei: 144 ÷ (16 − 1) = 144 ÷ 15 = 9,6 țoli (24,4 cm).
4. Verificarea confortului: (2 × 6,75) + 9,6 = 23,1 țoli (58,7 cm). Valoarea este puțin sub intervalul-țintă de la 24 la 25 de inchi, dar suficient de apropiată pentru ca majoritatea oamenilor să considere scara confortabilă.

Rezultatul: o scară cu 16 trepte, cu contratrepte de 6,75 inchi și trepte de călcare de 9,6 inchi.

Cerințe ale normelor de construcție pentru scări

Majoritatea jurisdicțiilor din Statele Unite își bazează regulile pentru scări pe Codul rezidențial internațional (IRC). Regulile exacte diferă în funcție de locație, astfel că autoritatea locală de construcții ar trebui să confirme întotdeauna valorile finale, însă valorile uzuale sunt:

• Înălțimea maximă a contratreptei: 7,75 țoli (197 mm)
• Înălțimea minimă a contratreptei: 4 țoli (102 mm)
• Variația maximă între cea mai înaltă și cea mai scundă contratreaptă dintr-un tronson: 3/8 țoli (9,5 mm)
• Adâncimea minimă a treptei: 10 țoli (254 mm)
• Variația maximă între trepte: 3/8 țoli (9,5 mm)
• Înălțimea liberă minimă: 6 picioare 8 inchi (2032 mm)
• Lățimea minimă a scării: 36 țoli (914 mm)
• Înălțimea mâinii curente: între 34 și 38 țoli (între 864 și 965 mm), măsurată de la muchia frontală a treptei

O treaptă cu adâncimea mai mică de 10 țoli obligă piciorul să rămână parțial în afara muchiei din spate, ceea ce este deosebit de riscant la coborâre. O diferență a înălțimii contratreptei mai mare de 3/8 țoli între trepte este suficientă pentru a perturba pasul unei persoane și a provoca o împiedicare, deoarece corpul memorează ritmul primelor două sau trei trepte și se așteaptă ca fiecare treaptă următoare să corespundă.

Aceste valori se aplică scărilor interioare obișnuite. Scările în spirală, scările cu trepte balansate (trepte care schimbă direcția fără podest) și scările comerciale construite conform standardelor de accesibilitate respectă reguli separate și nu fac obiectul unui calcul de bază al înălțimii de urcare și al desfășurării.

Tipuri uzuale de scări

• Scările drepte se desfășoară pe o singură linie de jos până sus. Formulele de mai sus se aplică direct.
• Scările în formă de L schimbă direcția cu 90 de grade la un podest; fiecare tronson drept se calculează separat.
• Scările în formă de U schimbă direcția cu 180 de grade, de obicei cu unul sau două podeste, și se calculează, de asemenea, tronson cu tronson.
• Scările în spirală și scările cu trepte trapezoidale folosesc trepte curbe sau în formă de felie de plăcintă și necesită o geometrie specializată, dincolo de o formulă simplă bazată pe înălțimea de urcare și desfășurare.

Întrebări frecvente

Cum calculez numărul de trepte de care am nevoie?

Împărțiți înălțimea totală de urcare, exprimată în țoli, la înălțimea dorită a contratreptei, apoi rotunjiți în sus la următorul număr întreg. O înălțime de 108 inchi cu contratrepte de 7 inchi necesită 108 ÷ 7 = 15,43, rotunjit în sus la 16 trepte.

Care este o înălțime confortabilă a contratreptei?

Majoritatea scărilor rezidențiale au contratrepte între 6,5 și 7,5 țoli (19,1 cm). Clădirile comerciale folosesc adesea contratrepte mai scunde, de aproximativ 6 țoli (15 cm), deoarece suportă un trafic pietonal mai intens și mai multe persoane cu mobilitate redusă.

De câte trepte are nevoie o scară pentru un tavan situat la 9 picioare?

O înălțime între pardoseli de 9 picioare (108 țoli) necesită 16 trepte cu contratrepte de înălțimea-țintă 7 inchi, deoarece 108 ÷ 7 se rotunjește în sus de la 15,43 la 16. O înălțime de 8 picioare (96 țoli) necesită 14 trepte, iar o înălțime de 10 picioare (120 țoli) necesită 18 trepte. Înălțimea între pardoseli nu este aceeași cu înălțimea tavanului; aceasta include și grinzile planșeului și pardoseala finisată de deasupra tavanului.

De cât spațiu orizontal are nevoie o scară?

O scară cu 16 contratrepte și trepte de călcare de 10 inchi are 15 trepte de călcare, deci necesită 15 × 10 = 150 țoli (381 cm), adică aproximativ 12,5 picioare, de desfășurare orizontală. Aceasta se adaugă lățimii minime de 36 de inchi și înălțimii libere de 6 picioare-8 inchi necesare deasupra scării.

Ce este regula 2R + T?

Este o verificare a confortului: de două ori înălțimea contratreptei plus adâncimea treptei trebuie să fie între 24 și 25 țoli (63,5 cm). De exemplu, contratreptele de 7 inchi și treptele de călcare de 11 inchi dau (2 × 7) + 11 = 25 țoli (63,5 cm), chiar la limita superioară a intervalului.

Pot avea contratreptele de pe aceeași scară înălțimi diferite?

Nu. Normele de construcție permit doar o mică toleranță de fabricație, de 3/8 țoli (9,5 mm), între cea mai înaltă și cea mai scundă contratreaptă dintr-un tronson. O scară trebuie proiectată astfel încât împărțirea uniformă a înălțimii totale de urcare să dea aceeași înălțime pentru fiecare treaptă, nu o combinație de înălțimi personalizate.

Referințe

1. International Code Council, International Residential Code, secțiunea R311.7, cerințe pentru scări.
2. Administrația pentru securitate și sănătate în muncă, Scări și scări portabile.
3. Allen, Edward și Joseph Iano. Fundamentals of Building Construction: Materials and Methods, ediția a 7-a, Wiley, 2019.