Деревянные лестницы изготавливают из сосны и дуба, реже — из кедра, лиственницы, красного дерева, орегонской сосны и араукарии (бразильской сосны). Дубовая древесина высокой плотности — прочна и надежна. Хвойная древесина мягче дуба, но более удобна в обработке. Для изготовления ступеней хвойные породы дерева, особенно ель, лучше не применять, по причине мягкости они быстро изнашивается. Влажность древесины используемой для изготовления лестницы должна соответствовать влажности помещения, в котором она будет находиться.
Косоуры обычно делают из досок толщиной 50–70 мм, шириной не менее 250–300 мм. Найти ровную и без сучков доску такой ширины из единого массива древесины крайне затруднительно. Поэтому для изготовления косоуров лучше всего использовать клееные доски, они не имеют сучков, не подвергаются скручиванию и растрескиванию, а ширина их достаточна для устройства запилов.
Проступи из сплошных одинарных или двух узких шпунтованных досок укладывают на ступенчатые вырезы в косоурах. Толщина проступи зависит от ширины марша. Для ступени длиной 800, 1000, 1200 мм используют доски толщиной 40, 50 и 60 мм соответственно. Толщина проступи относится к ширине марша, примерно, как 1 к 20.
Отклонение от этой пропорции возможно только в сторону утолщения проступи либо под ступенями увеличивается количество косоуров — до трех или четырех штук. Так же лестницу можно сделать и на одном надежном мощном косоуре.
Доски, применяемые для изготовления проступей, острагивают и шлифуют наждачной бумагой. Передняя кромка проступи может выступать до 50 мм относительно плоскости подступёнка, этот выступ обычно закругляют. Торцы проступей подшивают строганным бруском, шпаклюют и окрашивают либо облицовывают шпоном.
К древесине подступёнков особые требования не предъявляются, их выполняют из строганых досок толщиной 18–25 мм. Торцы досок подступёнков, как и торцы проступей, получаются открытыми, чтобы придать им более красивый вид, их подпиливают под углом 45°. Проступи и подступёнки рекомендуется делать из древесины одной породы.
Особое внимание следует уделять надежности косоуров. Из одной заготовки можно выпилить различные по геометрии косоуры. Косоуры, не имеющие в местах опирания на площадочные балки запилов надежнее, так как в них меньше ослабленных сечений и отсутствует вероятность скола древесины в месте опирания. Но такие косоуры требуют для своей установки более высокой площадочной балки, что уменьшает высоту прохода под лестницей. Наличие в лестнице верхней фризовой ступени развязывает руки застройщику при проектировании лестницы.
Эта ступень может полностью повторять, по размерам рядовую ступень, быть уже ее или вообще отсутствовать. Иными словами, верхнюю фризовую ступень вместе с косоурами можно как бы задвигать в площадочную балку, а это означает что, не меняя уклона лестничного марша, появляется возможность варьировать горизонтальными размерами лестницы.
Однако при этом растет высота площадочной балки, усложняются узлы крепления и уменьшается высота прохода под лестницей. Поэтому при наличии в лестнице верхних фризовых ступеней чаще применяют косоуры, верхний конец которых делают с запилом, частично компенсируя, таким образом, рост высоты площадочной балки.
Нижняя часть косоуров опирается на балки пола нижнего этажа или в случае применения двухмаршевой лестницы — на балки междуэтажной площадки. Эта часть лестницы может оказаться на балках, направленных по отношению к лестнице, как в продольном, так и в поперечном направлении. При опирании косоура на поперечные балки узел решается аналогично верхней части, то есть может быть запилен или косоур, или балка.
В случае попадания косоуров на продольные балки они могут быть смонтированы в упор к предварительно запиленным в балку и надежно закрепленным балясинам. В другом варианте две продольные балки соединяются между собой дополнительным поперечным бруском, в который упирают нижнюю часть косоуров.
Важно обратить внимание на то, что любые врезки (запилы) деревянных элементов на практике означают ослабление первоначальных сечений. Некачественно выполненный узел может привести к разрушению конструкции. При наличии выбора из различных конструктивных решений узлов от врезок лучше отказаться в пользу узлов с применением стальных крепежей (угольников, хомутов, болтов и т. д.).
Косоуры можно упереть верхом и низом в строительные конструции перекрытий, при этом можно вообще отказаться от какого-либо крепежа (куда они из распора денутся), но этот вариант возможен только при условии, что упоры в верхней и нижней части косоуров абслютно жесткие и не предполагают никаких подвижек, что во многих случаях, практически невозможно осуществить. Обычно лестницы строятся по безраспорному варианту, аналогично схемам наслонных стропильных систем.
Для изготовления косоура требуется ровная доска толщиной от 40 и шириной от 300 мм. При изготовлении прямолинейных лестничных маршей (с одинаковыми косоурами) для разметки вырезов под ступени используется трафарет. Его можно изготовить из небольшого листа фанеры и двух деревянных реек.
От угла листа фанеры отмеряются расстояния, соответствующие расчетным: ширине проступи и высоте подступёнка. Полученные точки соединяются прямой, по которой с обеих сторон листа устанавливаются и скрепляются гвоздями рейки. Далее, по этому трафарету в косоуре размечаются и вырезаются соответствующие пазы.
При изготовлении лестниц с забежными ступенями косоуры с двух сторон лестницы получаются различной геометрии. В этом случае вырезы в косоурах размечаются по размерам каждой ступени. При этом следует учесть, что высота подступёнков остается неизменной, а ширина проступи изменяется, следовательно, изменяется и угол наклона лестницы. С внутренней стороны лестницы устанавливаются ступени с узкой частью проступи, а с внешней — с широким участком проступи.
Лестница получается с внутренней стороны с более крутым подъемом, чем с внешней стороны, но при этом ее косоуры остаются параллельными друг другу, в них изменяется только длина запила, характеризующая проступь ступеньки. Шаблон для разметки нужно изготавливать с подвижными направляющими и перенастраивать его всякий раз при разметке следующей забежной ступени.
Если запилы в косоурах получаются слишком глубокими и ослабляют конструкцию лестницы, целесообразно установить под ступеньками три или четыре косоура. Количество косоуров увеличивают также и при использовании в качестве проступей тонких досок, во избежание их прогиба под эксплуатационной нагрузкой.
Найти достаточно широкие, прямые и без сучков доски для изготовления ступенчатых косоуров довольно трудно, поэтому существует другое конструктивное решение. Поверх косоура устанавливаются дополнительные деревянные элементы — кобылки, на которых в свою очередь крепятся детали ступеней. Кобылки могут иметь треугольную форму и устанавливаться прямо на верхнюю продольную кромку косоура. Крепление кобылок на косоурах осуществляется при помощи шкантов, которые устанавливаются в заранее выбранные в прилегающих элементах пазы.
Шканты фиксируются в пазах с помощью клея. Для повышения надежности крепления кобылок к косоурам используют более сложную схему. В этом случае в косоуре выпиливается небольшой вырез и применяются кобылки сложной формы. Для крепления кобылок на косоуре по этой схеме также применяются шканты и клей.
Проступи и подступёнки лучше соединять шурупами и клеем, поскольку гвоздевое соединение со временем ослабевает. Проступь и подступёнок крепятся шурупами впотай, в паз или при помощи дополнительной треугольной рейки. Помимо этого, для скрепления деревянных частей лестницы можно использовать всевозможные накладные планки и металлические уголки.
Надежное и прочное соединение получается при безгвоздевом соединении — деревянными нагелями. При сплачивании деревянных деталей из твердых пород дерева используют нагели из мягких пород и наоборот, нагели из твердых пород древесины используют для сплачивания деталей из мягких пород. В противном случае нагель, вместо того чтобы соединить детали, расколет их.
Лестница с центральным косоуром не загромождает помещение и может стать украшением интерьера. Единственную опору лестницы составляет центральный косоур, сделанный из бруса сечением 340×200 мм. Самостоятельно брус можно сделать, склеив несколько досок и положив их под пресс. Затем склеенные доски укрепляются поперечными деревянными шкантами или болтами.
В качестве материала для этой конструкции и ее отделки подходит древесина дуба, лиственницы, сосны. При крутом расположении косоура, когда лестница используется в качестве вспомогательной (например, на чердак или антресоли), нижний конец косоура крепится к полу, а верхний, при помощи болтов и дюбелей, к балке, поддерживающей конструкцию площадки.
Такая лестница не нуждается в запилах, способ ее установки близок к способу установки приставной лестницы-стремянки, то есть главная задача — укрепить низ лестницы от сползания и верх от заваливания в сторону. При снижении угла наклона косоура верх лестницы лучше крепить по одному из способов, приведенных на рисунках выше.
Треугольные фрагменты косоура выпиливают по шаблону так, чтобы соблюсти параллельность площадок, на которые будут установлены ступени. Срезы и углы выравниваются рашпилем или шлифовальной машиной, затем косоур устанавливается на место, прикрепляется к полу и к балке площадки саморасклинивающимися дюбелями и болтами с шайбами, утопленными в дерево впотай.
Для вспомогательной лестницы могут быть использованы ступени «утиный шаг». Ступеньки делаются из отфугованных досок. После разметки сверлятся отверстия с фасками для крепежа. Каждая ступенька крепится впотай четырьмя болтами с шайбами к косоуру или к дополнительной поперечной балке. Поперечную балку в свою очередь крепят к косоуру вполдерева.
Для перехватывания выдергивающего момента при возникновении нагрузки на консоли поперечной балки эти балки дополнительно к запилу укрепляют к косоуру четырьмя деревянными нагелями. Фаски с утопленными головками болтов замазывают синтетической мастикой или шпаклевкой по дереву того же цвета, что и основная конструкция, а затем все сооружение покрывают слоем бесцветного лака.
При недостаточности площадей, выделенных под лестницу, возникает необходимость в устройстве забежных поворотных ступеней. Сложность строительства такой лестницы резко возрастает. По сути, эта лестница представляет собой гибрид двух прямых одномаршевых лестниц и элемента винтовой лестницы.
Центральная опорная стойка фрагмента винтовой лестницы одновременно является балясиной для ограждения прямолинейного марша. Забежные ступени врезают узким концом в тело центральной опоры, поэтому размер ее поперечного сечения принимают несколько увеличенным по сравнению с обычными балясинами. Кроме ступеней в центральную опору врезают внутренние косоуры прямых элементов лестниц.
Внешние косоуры прямых лестниц и косоуры винтовой лестницы сращиваются между собой на зубчатый шип, а при достаточной толщине косоура на потайной шип. Все врезки и сращивания деревянных лестниц выполняются с особой тщательностью и обязательно с применением клея.
Следует добавить, что практически все вышесказанное относительно лестниц на косоурах можно применять к лестницам на тетивах и наоборот.
