Strutture per scale a chiocciola

L’elemento principale della scala, che consente di raggiungere l’obiettivo principale di muoversi verticalmente, è il gradino. La forma e la posizione dei gradini determinano due tipi principali di strutture per scale: scale dritte e a spirale. Passaggi, la cui larghezza aumenta da un’estremità all’altra, montati su un palo centrale o altro e disposti in un cerchio, formando una scala a chiocciola.

Figura. 1.
Caratteristiche comparative delle aree delle scale a chiocciola e dritte con gradini lunghi 1000 mm (le frecce indicano la direzione del movimento):
1 – scala a chiocciola;
2 – scala dritta;
a – piattaforma intermedia

Il design della scala a chiocciola presenta sia vantaggi che svantaggi. Il vantaggio principale di una scala a chiocciola è l’area più piccola (rispetto a una scala dritta) occupata da essa.

Nella maggior parte dei casi, la scala a chiocciola si inserisce in un cerchio, il cui centro è il palo di supporto e il raggio è determinato dalla lunghezza del gradino. Con una lunghezza del gradino di 1000 mm e la stessa altezza del montante (anche senza tenere conto di una possibile piattaforma intermedia), una scala a chiocciola occupa circa uno e mezzo volte lo spazio in meno rispetto a una dritta (vedi Fig. 1).

Ma già con una lunghezza del gradino di 1500 mm, a parità di tutte le altre caratteristiche, vengono confrontate le aree occupate da una spirale e una scala dritta. Un ulteriore aumento della lunghezza del gradino porta ad un significativo aumento dell’area su cui si trova la scala a chiocciola.

Figura. 2.
Larghezza del battistrada avvolgitore
1 – larghezza sul percorso di movimento della gamba destra;
2 – larghezza sul percorso di movimento della gamba sinistra

Va inoltre tenuto presente che il percorso ottimale di movimento lungo la scala a chiocciola corre approssimativamente nel mezzo della marcia, mentre dovrebbe essere possibile sostenere la ringhiera. Ne consegue che la lunghezza di un gradino in una scala a chiocciola ha dimensioni finite.

A questo proposito, viene rivelato il principale svantaggio della scala a chiocciola: la larghezza del battistrada è troppo piccola sulla linea di movimento. Questo è ciò che determina la pratica comune di eseguire passaggi senza alzate. Va tenuto presente che la larghezza del battistrada di una scala a chiocciola non è la stessa nei punti in cui le gambe sinistra e destra poggiano su di essa (vedi Fig. 2).

Figura. 3.
Scala a chiocciola “samba” con gradini “passo d’anatra”
1 – battistrada;
2 – ringhiere

Per una gamba che è più vicina al montante centrale della scala a chiocciola e, di conseguenza, poggia su una sezione del battistrada più piccola, c’è un aumentato rischio di scivolare, specialmente quando si scende.

L’assenza di un montante consente di posizionare parte del piede dietro il bordo interno del battistrada nella direzione verso l’alto. È in connessione con le circostanze di cui sopra che le scale a chiocciola sono spesso utilizzate come ulteriori e decorative e molto meno spesso come quelle principali..

Figura. 4.
Scala a chiocciola su corde curve
1 – corde dell’arco

Il design originale della scala a chiocciola, che elimina il problema della larghezza del battistrada insufficiente e dell’inconveniente associato, è noto come “samba” (vedi Fig. 3). In una scala a chiocciola del genere, vengono utilizzati gradini con una configurazione complessa “passo d’anatra”. Di solito questi gradini sono usati in scale dritte con un ampio angolo di inclinazione..

Poiché in questo caso i gradini hanno una larghezza diseguale lungo la loro lunghezza, sono in qualche modo rodati e alternativamente diretti in modo opposto. L’uso di gradini “passo d’anatra” nella costruzione di una scala a chiocciola, dove tutti i gradini sono per definizione rodati, richiede una ingegnosa soluzione progettuale.

Figura. cinque.
Scala a chiocciola senza palo centrale e corde per arco (clicca per ingrandire)
1 – battistrada;
2 – colonnine;
3 – corrimano;
4 – pali della ringhiera

Quando si progettano scale a chiocciola, si dovrebbe procedere dal fatto che la larghezza del battistrada sulla linea di movimento (cioè nel mezzo della marcia) non può essere inferiore a 200 mm e ad una distanza di 150 mm dal palo centrale deve essere di almeno 100 mm.

Quando si utilizza una scala a chiocciola come battistrada principale, viene realizzata una lunghezza di almeno 800 mm e l’apertura nel soffitto deve avere un diametro di 2000 mm.

Se la scala a chiocciola svolge un ruolo aggiuntivo, la lunghezza del battistrada di 550–600 mm è abbastanza sufficiente e richiede un’apertura fino a 1400 mm. Il design di una scala a chiocciola è compatto e il suo principale campo di applicazione è quello di fornire l’accesso alla soffitta..

Inoltre, il parametro che determina la comodità della scala a chiocciola in funzione è l’altezza del passaggio, che non può essere inferiore a 2000 mm..

Esistono diversi tipi di strutture di supporto per scale a chiocciola e, di conseguenza, modi di fissare i gradini ad esse. È possibile realizzare una scala a chiocciola basata su corde per arco (travi di supporto situate ai lati dei gradini).

Figura. 6.
Scala a chiocciola con palo di supporto centrale (clicca per ingrandire)
1 – flangia all’estremità inferiore
cremagliera centrale;
2 – posto di supporto centrale;
3 – avvolgitori;
4 – staffe di supporto;
5 – corrimano;
6 – corrimano

In questo caso, le corde dell’arco hanno una forma a spirale curva e sono realizzate con elementi in legno incollati (vedi Fig. 4). Va notato che la fabbricazione di tali strutture di supporto è associata a grandi difficoltà e richiede competenze speciali..

Inoltre, è possibile realizzare una scala a chiocciola senza travi di sostegno (vedi Fig. 5). In questo progetto, le piste sono collegate tra loro, così come alle ringhiere, che a loro volta sono collegate alle colonnine (pali di ringhiera iniziali e finali).

Figura. 7.
Flangia per il fissaggio del montante centrale a terra
1 – flangia;
2 – posta centrale;
3 – manica inferiore in legno;
4 – rondella metallica;
5 – bulloni di ancoraggio

Inoltre, il primo e l’ultimo passaggio sono collegati alle colonnine. L’ultimo passo, a sua volta, è fissato sul pavimento. I carichi in tale scala a chiocciola sono distribuiti in un certo modo in tutta la struttura.

Il tipo più tradizionale e comunemente usato di scala a chiocciola è la struttura di supporto centrale (vedi fig. 6). Poiché un tale rack è la base strutturale di supporto di una scala a chiocciola, è più razionale farlo da un tubo metallico a pareti spesse con un diametro di 50 mm.

Figura. 8.
La disposizione degli elementi della scala a chiocciola sul pilastro centrale
1 – posta centrale;
2 – battistrada;
3 – boccole di legno;
4 – rondelle metalliche intermedie

Il palo centrale della scala a chiocciola dovrebbe essere posizionato rigorosamente in verticale – questo è controllato usando un filo a piombo da costruzione. Particolare attenzione deve essere prestata al fissaggio del pilastro centrale al pavimento, poiché il punto di attacco prende il carico dal peso della scala a chiocciola stessa e dalle persone che si muovono lungo di esso.

La gamba di supporto può essere cementata nel pavimento (usando corde di tiraggio) o fissata con bulloni di ancoraggio.

Gli ancoraggi di ancoraggio possono essere utilizzati anche quando l’ancoraggio della gamba di supporto a un pavimento di legno. Per utilizzare le ancore, l’estremità inferiore del palo deve essere dotata di una flangia perforata (vedere la Figura 7). Una flangia è installata sui bulloni di ancoraggio fissati nel pavimento, quindi i dadi vengono serrati sui bulloni.

Figura. nove.
Schema per la costruzione di gradini per una scala a chiocciola (clicca per ingrandire)

Per posizionare i gradini della scala a chiocciola sul pilastro centrale, sono preforati in essi, che si trovano nella parte stretta del battistrada e hanno un diametro corrispondente al diametro del pilastro centrale.

Ora devi posizionare i gradini alla corretta distanza verticale l’uno dall’altro. Questa distanza è determinata dall’altezza del montante.

Per risolvere questo problema, vengono utilizzate boccole che hanno una dimensione corrispondente all’altezza del montante meno lo spessore del pannello da cui è realizzato il battistrada (vedi Fig. 8). Inoltre, tra la boccola e il battistrada si trova una rondella metallica che funge da intercalare tra le parti in legno della scala a chiocciola e le protegge dalle deformazioni nei punti di contatto.

Figura. dieci.
Interposizione e fissaggio dei gradini adiacenti di una scala a chiocciola
1 – battistrada superiore;
2 – battistrada inferiore;
3 – il luogo di attacco della staffa di supporto

Lo spessore delle rondelle deve essere preso in considerazione durante la realizzazione delle boccole. In caso contrario, l’altezza reale della scala a chiocciola può superare quella del disegno di alcuni centimetri..

Le boccole sono in legno e hanno fori interni con un diametro corrispondente al diametro del palo centrale. Tutte le boccole sono realizzate uguali, ad eccezione di quella inferiore, nella cui fabbricazione si dovrebbe tener conto delle peculiarità del luogo di attacco del palo di supporto al pavimento.

In genere, l’altezza del montante nella costruzione di una scala a chiocciola è di 180-200 mm, che è leggermente più alta di una dimensione simile per una scala dritta. In pratica, questo valore può variare leggermente in una direzione o nell’altra. Dipende dalla distanza tra le lastre (dal livello del pavimento finito di un piano al livello del pavimento finito del piano successivo) e dal numero di gradini.

La principale difficoltà nella progettazione di una scala a chiocciola è determinare la forma e le dimensioni dei gradini. A differenza di una scala dritta, dove i gradini hanno la stessa larghezza e sono di pianta rettangolare, una scala a chiocciola implica l’uso di gradini di avvolgimento e la larghezza di tali gradini aumenta nella direzione dal pilastro centrale al contorno esterno.

Figura. undici.
Una variante del design della ringhiera della scala a chiocciola
1 – battistrada;
2 – recinzioni fatte di barre rettangolari

Prima di tutto, dovresti determinare le dimensioni dell’apertura nel pavimento (la lunghezza del battistrada dipende da questo) e la distanza tra i piani (questo determina il numero di gradini). È inoltre necessario impostare l’angolo di rotazione della scala a chiocciola.
Supponiamo che stiamo progettando una scala a chiocciola con un angolo di rotazione di 360 gradi, cioè la fine della marcia è parallela al suo inizio.
Definiamo la lunghezza del battistrada come 1000 mm. Dopo aver determinato il numero di passaggi (ad esempio, ce ne saranno 16), dividiamo il cerchio nel disegno per il corrispondente numero di raggi (il disegno viene eseguito nella scala appropriata). A prima vista, abbiamo davanti a noi un’immagine della nostra scala a chiocciola dall’alto, ma non è così.

Non bisogna dimenticare che nella costruzione di una scala a chiocciola, i gradini si “sovrappongono” e si sovrappongono nel piano. Con gli indicatori che abbiamo scelto, la larghezza del battistrada, se determinata nel disegno da un raggio al successivo, sarà inferiore ai 200 mm richiesti.

I raggi che dividono il cerchio nel disegno, designiamo convenzionalmente come le linee centrali (asse di simmetria) del battistrada e da uno di essi costruiremo la proiezione di questo elemento della scala a chiocciola (vedi Fig. 9). Questa linea deve essere divisa a metà (punto A) e attraverso il punto specificato traccia un segmento perpendicolare alla linea.

Questo segmento centrato nel punto A segnerà il centro del battistrada, dove la sua larghezza dovrebbe essere di almeno 200 mm. La larghezza ottimale del battistrada nel nostro caso sarà di 220 mm. La lunghezza del segmento dovrebbe corrispondere alla scala richiesta in questo posto per la larghezza del battistrada. Le estremità del segmento sono indicate come A1 e A2.

Inoltre, dal centro del cerchio, rimandiamo sulla linea centrale del battistrada, la distanza corrispondente alla scala regolata di 150 mm, e lo indichiamo come punto B. In questo punto, la larghezza del battistrada non può essere inferiore a 100 mm.

Disegniamo un segmento perpendicolare centrato nel punto B. La lunghezza di questo segmento corrisponde alla scala della larghezza del battistrada. Le estremità del segmento saranno indicate come B1 e B2. Ora disegniamo due linee rette attraverso i punti A1, B1 e A2, B2.
Non bisogna dimenticare che il battistrada nella parte stretta deve essere dotato di un foro per il palo centrale e la forza del gradino non può essere ridotta. Per fare questo, il battistrada è realizzato in una forma che ricorda un classico buco della serratura..

Intorno alla gamba di supporto c’è una sezione rotonda del battistrada con un raggio di 80–100 mm. Costruiremo un cerchio corrispondente (in scala) nel disegno, mentre il suo centro coinciderà con il centro del cerchio principale. Indichiamo i punti di intersezione delle linee che passano attraverso i punti A1, B1 e A2, B2 ed entrambi i cerchi come C1, C2, D1, D2.

Pertanto, il profilo del battistrada richiesto è costituito dai segmenti C1-D1, C2-D2, un arco piccolo C1-C2 e un arco grande D1-D2. Ora puoi convertire le dimensioni risultanti in una scala reale e creare un battistrada correttamente costruito.
Il battistrada è realizzato in legno massiccio e ha uno spessore di 50 mm. Esistono disegni con gradini, il cui spessore diminuisce con la distanza dal pilastro centrale, ma l’implementazione di tali elementi è molto laboriosa. Di solito, i gradini sono sovrapposti e, se visti dall’alto, si sovrappongono parzialmente.

Ciò consente di installare staffe di supporto tra il bordo posteriore della parte larga del battistrada inferiore e il bordo anteriore della parte larga del battistrada superiore, aumentando l’affidabilità della struttura (vedi Fig. 10). Inoltre, i fori sono preforati alle estremità larghe del battistrada per l’installazione di recinzioni.

Il montaggio della scala a chiocciola deve essere eseguito in un ordine specifico. Dopo aver installato e fissato il palo centrale, su di esso vengono alternate boccole e gradini, alternati a rondelle metalliche. Quindi, i gradini infilati sul rack vengono smazzati e prendono posto attorno alla circonferenza.
Una scala a chiocciola può avere entrambe le direzioni di salita in senso antiorario e orario, ma quest’ultima è la più comune. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata al corretto orientamento nella stanza del primo e dell’ultimo passaggio.
Inoltre, tra le parti larghe dei gradini, vengono installate e fissate le staffe di supporto. Successivamente, l’ultimo manicotto viene messo e serrato con un dado sull’estremità superiore del palo centrale (dotato di una filettatura).
Si consiglia di integrare questo dado con una testa decorativa. L’ultimo gradino della scala a chiocciola è fissato al pavimento con elementi di fissaggio ed elementi metallici.

Infine, sono installati i corrimano e i corrimani delle scale a chiocciola. Il design dei corrimano può avere un profilo curvo (che è abbastanza laborioso nell’esecuzione) o costituito da barre dritte (vedi Fig. 11).

La scala a chiocciola risultante è abbastanza in grado di trasportare i carichi corrispondenti e soddisfare il suo scopo.