Ten kalkulator wykonuje obliczenia geometryczne schodów łamanych zabiegowych w kształcie litery L z obrotem o 90° i stopniami zabiegowymi. Pomaga określić główne wymiary stopni, kąt nachylenia schodów, efektywną długość biegów, przybliżone długości policzków lub belek nośnych, a także wymiary podstopnic i poręczy dla wybranego układu schodów.
Obliczenie nadaje się do wstępnego planowania schodów w otworze, porównywania kilku wariantów i przygotowania rysunków. Opiera się na podziale całkowitej wysokości przez wybraną liczbę podniesień, a następnie na wyznaczeniu głębokości prostych stopni z dostępnej długości i szerokości otworu.
Całkowita wysokość schodów. Wartością wyjściową jest wysokość od wykończonej podłogi dolnej kondygnacji do poziomu górnej kondygnacji w mm. Następnie kalkulator wyznacza całkowitą liczbę podniesień i dzieli całkowitą wysokość przez tę liczbę. Wysokość jednego stopnia oblicza się według wzoru h = H / n, gdzie H to całkowita wysokość schodów w mm, a n to całkowita liczba podniesień.
Liczba podniesień. W obliczeniu uwzględniane są dolne stopnie proste, górne stopnie proste, stopnie zabiegowe oraz, w zależności od wybranego położenia górnego stopnia, dodatkowo jest lub nie jest uwzględniane ostatnie podniesienie do poziomu górnej podłogi. Z tego powodu końcowa wysokość stopnia zależy nie tylko od wysokości między kondygnacjami, ale także od wybranego sposobu zakończenia schodów.
Wysokość podstopnicy. Jeśli obliczanie podstopnic jest włączone, ich efektywna wysokość jest określana jako różnica między wysokością stopnia a grubością stopnicy. Wzór ma postać hr = h - t, gdzie hr to wysokość podstopnicy w mm, h to wysokość stopnia w mm, a t to grubość stopnicy w mm.
Szerokość biegu. Wybrana szerokość biegu w mm jest używana jako podstawowy wymiar w rzucie. Określa efektywną długość prostego odcinka stopnicy i jednocześnie uczestniczy w tworzeniu strefy skrętu.
Głębokość prostego stopnia. Dla górnego i dolnego biegu kalkulator najpierw określa dostępny poziomy odcinek w otworze po odjęciu szerokości strefy skrętu. Dla górnego biegu stosuje się wyrażenie b1 = (L - M) / n1, a dla dolnego biegu b2 = (B - M) / n2, gdzie L to długość otworu w mm, B to szerokość otworu w mm, M to szerokość biegu w mm, a n1 i n2 to liczby prostych stopni w odpowiednim biegu.
Końcowa głębokość stopnicy. Z dwóch otrzymanych wartości wybierana jest mniejsza. Innymi słowy, kalkulator przyjmuje wymiar ograniczający z dwóch kierunków otworu, aby schody zmieściły się zarówno na długość, jak i na szerokość. Logikę wyboru wyraża wzór b = min(b1, b2).
Nos i podstopnica. Do końcowej głębokości stopnia dodawany jest dla wyniku zadany przedni nos w mm. Jeśli obliczanie podstopnic jest włączone, do całkowitej głębokości dodawana jest również grubość płyty podstopnicy. Dlatego podawana wartość ma postać a = b + s + tr, gdzie a to pełna głębokość stopnia w mm, s to nos w mm, a tr to grubość płyty podstopnicy w mm.
Kąt schodów. Po określeniu wysokości stopnia h i efektywnej głębokości prostego odcinka b kalkulator wyznacza kąt schodów jako kąt nachylenia prostego biegu. Zależność ma postać α = arctan(h / b). Kąt ten jest wyświetlany w stopniach i stanowi główny punkt odniesienia dla oceny stromości schodów.
Odległość między stopniami wzdłuż policzka. Dla prostych biegów skośna długość jednego stopnia jest określana wzorem l = √(h2 + b2). Jest to geometryczna odległość między sąsiednimi stopniami wzdłuż linii policzka lub belki nośnej.
Praktyczny punkt odniesienia. Dla schodów domowych często przyjmuje się wysokość stopnia około 150-190 mm, głębokość stopnicy około 250-320 mm oraz kąt schodów około 30-40°. Nie są to sztywne wartości normowe dla każdego przypadku, lecz typowe zakresy odniesienia dla wygodnego użytkowania.
Dolny bieg. Dla dolnego biegu kalkulator najpierw określa skośną długość odcinka na podstawie liczby dolnych stopni. Następnie odejmuje korektę związaną z szerokością policzka lub belki nośnej oraz z kątem nachylenia. Z tego powodu kalkulator pokazuje dwa wymiary, długość wzdłuż dolnej krawędzi i długość wzdłuż górnej krawędzi. Jest to przydatne przy docinaniu elementu i kontroli geometrii.
Górny bieg. Dla górnego biegu stosowana jest ta sama geometria, ale z liczbą górnych stopni. Długość górnej części jest określana jako długość jednego skośnego stopnia pomnożona przez liczbę górnych stopni, z dodaniem korekty kątowej zależnej od szerokości policzka lub belki nośnej.
Znaczenie dwóch wartości. Różnica między długością górną i dolną wynika z tego, że element ma własną szerokość w mm. W elemencie nachylonym zewnętrzna i wewnętrzna krawędź pokonują różne odległości, dlatego kalkulator pokazuje je oddzielnie zamiast jednej wartości uśrednionej.
Obrót o 90°. W centrum obliczenia znajduje się kwadratowa lub prawie kwadratowa strefa skrętu związana z szerokością biegu. Stopnie zabiegowe są rozkładane w tej strefie przez kolejne dzielenie ćwierćobrotu przez wybraną liczbę stopni. Innymi słowy, kąt jednego stopnia zabiegowego przyjmuje się jako 90° / nw, gdzie nw to liczba stopni zabiegowych.
Logika konstrukcji. Geometria stopni zabiegowych nie jest tworzona na podstawie dowolnych proporcji, lecz na podstawie całkowitej szerokości biegu oraz kątowego podziału skrętu. Dlatego po zmianie liczby stopni zabiegowych zmienia się zarówno kształt każdego z nich, jak i rozkład stopni w rzucie.
Liczba stopni zabiegowych. W praktyce dla obrotu 90° często stosuje się 3 stopnie zabiegowe, ponieważ daje to czytelną geometrię i zwykle dobrze pasuje do wymiarów domowych. Przy mniejszej liczbie obrót staje się ostrzejszy. Przy większej liczbie zmiana kąta na jeden stopień staje się mniejsza.
Długość stopnia. Aby podać długość stopnicy, kalkulator wykorzystuje szerokość biegu, ale nie pozwala, aby ta wartość przekroczyła połowę szerokości otworu. W przeciwnym razie stopień w rzucie byłby szerszy niż dopuszczalny wymiar całkowity. Dlatego wymiar końcowy wybierany jest jako mniejsza z dwóch wartości, szerokość biegu lub połowa szerokości otworu.
Podstopnice. Gdy opcja jest włączona, liczbę podstopnic przyjmuje się jako równą całkowitej liczbie podniesień. Ich długość jest podawana według tej samej logiki co długość stopnicy, czyli według efektywnej szerokości w rzucie przyjętej dla biegu.
Długość poręczy dolnego biegu. Jest ona przyjmowana na podstawie skośnej długości dolnej części schodów. Jest to przybliżony wymiar geometryczny bez uwzględnienia powrotów, przedłużeń, słupków i dekoracyjnych zakończeń.
Długość poręczy górnego biegu. Jest ona określana na podstawie długości górnej części, a jeśli górny stopień znajduje się na poziomie górnej podłogi, uwzględnia również dodatkowy wymiar ostatniego stopnia. Z tego powodu wymiar ten może różnić się od czystej długości policzka.
Ogólne zasady projektowania. Przy doborze proporcji schodów zwykle uwzględnia się wymagania dotyczące komfortu i bezpieczeństwa użytkowania, a także sprawdzenie prześwitu i balustrad. Dla ogólnych zasad projektowania konstrukcji zwykle przyjmuje się jako punkt odniesienia EN 1990 Eurokod. Podstawy projektowania konstrukcji.
Obciążenia schodów. Przy przyjmowaniu obciążeń użytkowych dla biegów i spoczników zwykle przyjmuje się jako punkt odniesienia EN 1991-1-1 Eurokod 1. Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-1. Oddziaływania ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar własny, obciążenia użytkowe w budynkach.
Weryfikacja elementów nośnych. Jeśli schody są wykonane z drewna, weryfikację nośności zwykle wiąże się z EN 1995-1-1 Eurokod 5. Projektowanie konstrukcji drewnianych. Część 1-1. Postanowienia ogólne i zasady dla budynków. Dla stalowych policzków i belek nośnych zwykle przyjmuje się jako punkt odniesienia EN 1993-1-1 Eurokod 3. Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1. Reguły ogólne i reguły dla budynków. Ten kalkulator wykonuje wyłącznie układ geometryczny i nie zastępuje oddzielnej weryfikacji konstrukcyjnej.
Ponieważ schody w kształcie litery L muszą zmieścić się w otworze jednocześnie w dwóch kierunkach. Gdyby użyto większej wartości, jeden z biegów przekroczyłby dopuszczalny wymiar całkowity. Dlatego kalkulator schodów wybiera wymiar ograniczający, który działa w obu kierunkach.
Wysokość jednego stopnia jest obliczana przez podzielenie całkowitej wysokości przez liczbę podniesień. Gdy zmienia się liczba stopni, zmienia się wysokość podniesienia, a wraz z nią stosunek h / b, z którego wyznacza się kąt. Dlatego geometria całych schodów jest przeliczana jako jeden układ.
Są to długości mierzone wzdłuż różnych krawędzi elementu, który ma własną szerokość. W elemencie nachylonym linia wewnętrzna i zewnętrzna nie są równe, dlatego przy schodach z policzkami lub belkami nośnymi przydatne jest pokazanie obu wymiarów. Ułatwia to ocenę docinania i zapasu materiału.
Kalkulator tworzy stopnie zabiegowe według geometrycznego schematu obrotu o 90° i według wybranej liczby tych stopni. Daje to czytelny i powtarzalny kształt stopnia, ale wygodę użytkowania nadal należy ocenić na podstawie rysunku, szerokości stopnicy wzdłuż linii chodu i ogólnego kąta schodów. Dla końcowego projektu schodów zwykle nie jest to wystarczające bez dodatkowej weryfikacji.
Do wstępnego układu, oszacowania wymiarów i przygotowania szkicu to obliczenie zwykle jest wystarczające. Jeżeli jednak schody są stałą konstrukcją budynku, nośność, mocowania, balustrady i zgodność z wymaganiami lokalnymi powinny zostać sprawdzone oddzielnie. Jest to szczególnie ważne dla schodów drewnianych i stalowych o długich biegach i wąskich stopniach zabiegowych.