II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

РАЗ СТУПЕНЬКА, ДВА СТУПЕНЬКА. . .

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Павлик П.О. 1

---

1ГБОУСОШ №10

Курышева С.Н. 1

---

1пр. Гагарина, дом 2 кв.80

Работа в формате PDF

2.8 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Актуальность

Лестница - древнейшее изобретение человечества. Каких только ни бывает лестниц! Есть уличные и домашние, маленькие и огромные, деревянные и каменные, скромные и вычурные, с перилами и без них. Ежедневно мы пользуемся разными видами лестниц. У нас появилась возможность показать лестницы своего дома, своей школы, своего города.

Проблема. Лестница - это не только красивое, целесообразное и удобное, но и травмоопасное сооружение. Причинами падения на лестницах являются: • проскальзывание ноги на ступени, • проступь мимо ступени,• опора пяткой или носком на край ступени.

Поэтому при ее установке необходимо соблюдать определенные требования. Проектирование лестницы начинается с ответов на три вопроса:

какой будет ширина лестницы?

какой будет высота подступенка?

какой будет ширина ступени?

Гипотеза: если лестница отвечаетправильности математических расчетов ее элементов, то падение на ней исключается.

Объект: лестницы.

Предмет: соответствие размеров лестниц нормам.

Цель: исследование конструкций лестниц с точки зрения безопасности, практичности, функциональности.

Задачи:

1. Узнать из каких элементов состоит лестница.

2. Научиться классифицировать увиденные лестницы.

3. Выяснить параметры лестничного марша и откуда они берутся?

4. Произвести измерения и установить соответствуют ли они основным требованиям безопасности и комфорта.

Методы

- изучение литературы по проблеме,

- сбор, систематизация информации,

- анкетирование,

- анализ сравнение, обобщение,

-измерение,

-моделирование.

Практическая значимость работы.

Каждый день мы спускаемся и поднимаемся по лестницам, но не задумываемся о том, что по некоторым лестницам передвигаться легко, а по другим сложно и даже травмоопасно. Наши исследования должны показать соблюдены ли стандарты проектирования и строительства часто используемых нами лестниц? Для этого мы использовали метод измерения параметров лестничных маршей.

Теоретическая часть.1. Элементы лестницы.

Лестница - функциональный и конструктивный элемент, обеспечивающий вертикальные связи. В любом архитектурном сооружении они играют очень важную роль, поскольку обеспечивают нам удобство передвижения. Каждая лестница предназначается для совершения подъема на определенную высоту или для совершения перехода между уровнями рельефа местности.

Лестница состоит из ряда ступеней, наклонных маршей и горизонтальных поворотных площадок.

Ступень (ступенька) - твёрдая поверхность, предназначенная быть опорой ноге человека при перемещении в вертикальной плоскости (подъёме). Набор ступеней, расположенных одна над другой, называется лестницей. (Рис.1)

У ступени различают горизонтальную плоскость - проступь и вертикальную (высоту подъёма) - подступёнок. Бывают лестницы с подступенком и без него.

Ступени с внешней стороны лестницы связываются с поручнями, перилами, с ригелем на потолке, с основанием, а с внутренней крепятся к стене.

Перила - конструкция на лестницах в виде вертикальных элементов с поручнем вверху.

Основное назначение перил - обеспечить точку опоры при ходьбе вдоль конструкции и предотвратить падение человека за периметр конструкции. Перила состоят из стоек (является каркасом), поручня (обеспечивает точку опоры), и заполнения (декоративно-художественная и оградительная функция).

2. Классификация лестниц.

Классификацию лестниц условно можно разделить:

по целевому назначению:

• главные или основные лестницы;

• вспомогательные лестницы:

• запасные лестницы (предусматриваются для эвакуации в случае пожара);

• служебные лестницы (предназначены для входа в подвал или чердачное помещение).

• внутриквартирные лестницы (служат для сообщения между этажами одной и той же квартиры или индивидуального малоэтажного дома);

• трансформируемые лестницы;

• движущиеся лестницы (эскалаторы).

по типу конструкции лестницы:

• прямые лестницы;

•  

  • прямые лестницы с промежуточными площадками;

  • Г-образные лестницы с поворотом на 90 град.;

  • П-образные лестницы с поворотом на 180 град.;

  • извилистые лестницы;

  • овальные лестницы;

  • круговые лестницы;

  • винтовые лестницы;

по материалу, из которого лестница изготовлена:

•  

  • лестницы из бетона;

  • лестницы из дерева;

  • лестницы из камня;

  • лестницы из металла (сварные, кованые, литые);

  • комбинированные лестницы (лестницы, в конструкции которых использованы комбинации различных материалов: металл-стекло; дерево-металл; металл-камень и т.п.).

• Садово-парковые лестницы должны хорошо вписываться в общий ландшафт, не нарушая его гармонии. Они должны быть красивыми, удобными и долговечными. Размещаются такие лестницы, как правило, на склонах пригорков для удобства подъема, при резком перепаде местности и могут иметь самую разную форму. Выполняют садово-парковые лестницы в большинстве случаев из камня натурального или искусственного, каменных плит или иных специальных материалов, которые менее всего подвержены разрушению при воздействии окружающей среды. Согласно своему расположению, такие лестницы обычно разделяют на главные, второстепенные и тропиночные. (Приложение 1)

3. Параметры лестничного марша.

Особое место при конструировании лестницы отводится ступеням. От правильного выбора размеров ступеней и расстояния между ними зависит крутизна лестницы и удобство пользования, а, следовательно, и безопасность.

Разные по высоте ступени приводят к постройке травмоопасной лестницы. Особенно опасной эта лестница становится во время спуска в ночное время суток. Спускаясь по лестнице, мышечная память нам подсказывает, что должна быть ступенька. Вес тела переносится на ногу, а ступеньки под ней нет… Она — ниже! И всего-то два-три десятка миллиметров, а ногу подвернули… и еще хорошо, если не покатились кубарем вниз. (Приложение 2)

Параметры лестниц, их габариты, конфигурация, материал для разных типов зданий, сооружений, регламентированы в нормативных документах. Они озвучены в СНиП (ширина ступеней лестницы, а также другие параметры), за номером 2.08.02/89 «Общественные здания» и СНиП №2.08.01/89 «Жилые здания». (Приложение 3)

При подъеме человек затрачивает примерно в два раза больше энергии, чем при движении по горизонтали (рис. 3). Практикой установлено: лестница удобна и безопасна, если удвоенная высота подступёнка, сложенная с шириной ступени (проступью), равняется среднему шагу человека. Длина шага человека на плоскости составляет примерно 600–640 мм. Исходя из этого, проступь и подъем определяют по формуле: 2а+b = 600...640 ммШирина проступи должна обеспечивать опирание ноги полной стопой, то есть быть не меньше 200 и не больше 320 мм. Оптимальной считается высота подступёнка, равная 150, а ширина проступи — 300 мм. При сильном увеличении ширины проступи вы непременно собьетесь с шага, а при сильном уменьшении затруднится спуск.

Вывод. В теоретической части собран необходимый материал для проведения исследования. Мы выяснили из каких элементов состоят лестницы, научились их классифицировать. Применили знания классификации лестниц. Узнали, что от правильного выбора размеров ступеней и расстояния между ними зависит крутизна лестницы и удобство пользования, а, следовательно, и безопасность. Параметры лестниц озвучены в СНиПах. Узнали,что проступь и подъем определяют по формуле а+b = 400...470 мм.

Практическая часть.

1. Проведение исследования с целью определения соответствия нормам.

Вначале своего исследования мы провели анкетирование среди ребят. 20 человек из 45 опрошенных падали на лестнице. Среди причин 12 человек назвали неудобные ступени. Это подтверждает, что наш проект актуален. 6 человек назвали причиной падения- скользкое покрытие. 2 человека- несоблюдение правил безопасности (виноваты сами). (Приложение5)Я решил провести измерения, и узнать, действительно ли в доме, в нашей школе и городе соблюдается стандарт лестничного марша. Для своего исследования я выбрал лестницы, которыми мы пользуемся чаще всего: это лестница в подъезде, в поликлинике, в школе, в торговом центре. (Приложение 6).

Мы сделали измерения в сантиметрах. А в таблице, с которой мы будем сравнивать – величины даны в миллиметрах. Значит нужно выполнить перевод. Мы знаем, что в одном сантиметре 10 миллиметров, значит каждое число нужно умножить на 10. Получаем: приближенно верные размеры у лестницы в подъезде дома, у внутренних лестниц в торговом центре «Монгора» и в лестницы внутри Детской поликлиники.

Абсолютно верные у ступеней внутри школы. Проверим вторым способом, по формуле. Их- две: 2а+b = 600...640 мм или а+b = 450...470мм. Для моего возраста удобнее формула без умножения: а+b = 450...470мм Если подставим размеры в формулу, то получим: 300 мм + 150 мм =450мм =450 мм

Ещё одним доказательством нормы являются результаты анкетирования (Приложение 5).

Отклоняются от нормы ступени в доме (250 + 180 = 430450 мм).

Ширина проступи у лестницы во дворе школы сильно увеличена. Это может привести к травме. При опросе детей и родителей нашего класса выяснилось, что мама Маши Киселёвой уже падала на этой лестнице. (Приложение 6). Полученную информацию мы передали завхозу школы Симоновой Ларисе Николаевне. Она обещала, что меры будут приниматься летом.

Также не соответствует размерам лестница в доме. По ней, действительно неудобно подниматься из-за узкой проступи. Стопа моего дедушки не умещается. Это так -же опасно. Почему произошли ошибки в расчётах? Мне объяснили это тем, что место, отведённое под лестницу в доме- ограничено. И когда она строилась, на нормы не обратили внимание. Сегодня же можно рассчитать размер ступеней будущей лестницы в компьютерной программе AutoCad.

Вывод: Исходя из вышеперечисленных измерений, большинство лестничных маршей соответствуют государственным стандартам. Что глубина ступеньки должна соответствовать 45-му размеру ноги (не менее 28-30 см) чтобы не свалиться по пути вниз. При сильном увеличении этого размера вы неизбежно собьетесь с шага, а при сильном уменьшении затруднится спуск. Высота ступени (подступенка) должна быть не больше 20 см.

2. Проектирование лестницы на набережной.

В нашем городе много лестниц. (Приложение 7). Продолжение проекта мы видим в том, чтобы выяснить, соответствуют ли они нормам. Когда мы фотографировали лестницы города, то оказались в центре, на набережной возле Кремля. Оказалось, что лестницы- спуска к набережной нет. Это очень неудобно, так как особенно в летнее время хочется спуститься к Волге. Там даже есть специальный тротуар для прогулок, а также две « бетонные шайбы»- арт-объект с граффити- где можно сфотографироваться. (Приложение 8). Нам пришла интересная, идея- а что, если бы здесь была лестница? Как бы она выглядела?

Склон не очень крутой, пологий, поэтому лестница должна быть удобной и безопасной. Она должна быть выполнена из материала, который не будет разрушаться под воздействием погодных условий, ступени не должны быть скользкими от снега или дождя. Лестница должна быть оснащена перилами, иметь хорошее освещение, так как посетителями набережной в разное время суток являются люди всех возрастов (дети, взрослые, пожилые люди).

Лестница играет важную архитектурно-художественную роль в городском ландшафте. Поэтому лестница должна быть красивой, так как набережная является одной из достопримечательностей г. Сызрани. Мы предлагаем проект этой лестницы. (Приложение 9)

Так же мы обратились к Заместителю Главы Администрации, руководителю Комитета по строительству и архитектуре Алексеенко В.В. с просьбой рассмотреть предлагаемый нами проект и дать градостроительное (проектное) заключение по существу вопроса. (Приложение 10)

Вывод. В практической части мы выявили несоответствие ступеней во дворе школы и в доме моих дедушки и бабушки. Данные по замерам доведены до сведения. Также мы выявили необходимость лестницы на набережные города в районе Кремля и предложили его проект.

Заключение. Проведя исследовательскую работу по проекту, мы пришли к выводу, что лестница – это одно из выдающихся изобретений человечества, без которого сегодня нельзя представить ни одно высокое архитектурное сооружение. При устройстве лестницы надо помнить и о том, что размеры лестницы должны соответствовать нормам, иначе спуск или подъём по лестнице может закончиться травмой.

Для того чтобы подтвердить гипотезу: если лестница отвечаетправильности математических расчетов ее элементов, то падение на ней исключается, нам необходимо было произвести замеры, подставить их в формулы и сравнить результаты с нормой. Действительно, школьная лестница отвечает требованиям и по подтверждению медсестры, в нашей школе ребята не получали травм при спуске или подъёме по лестнице. За время работы над проектом я научился пользоваться измерительными приборами, подставлять числа в формулы, производить расчёты, сравнивать.

Мы планируем продолжить проект, проверить на соответствие и другие лестницы города, на которых много движения (например: на железнодорожном вокзале).

Считаем, что практическая значимость работы состоит в том, что мы выявили несоответствие ступеней во дворе школы и в доме моих дедушки и бабушки. Данные по замерам доведены до сведения. Возможно, мы предотвратили получение травм. Также мы выявили необходимость лестницы на набережные города в районе Кремля и предложили его проект.

Использованная литература

1. Акимов С.О. «Архитектура» Стройиздат 2007

2. Бойко П.К. «Конструктивные элементы зданий» Стройиздат 2005

3. ГОСТ 23120 – 78. Лестницы маршевые, площадки и ограждения стальные (утв. постановлением Госстроя СССР от 28 апреля 1978 г. N 71). - М.: Изд-во стандартов,1978

4. Строим лестницы. Строительство . Издание предлагается в качестве пособия по строительству лестниц различных видов. - М.: Цитадель - трейд, 2006.

5. http://ostroykevse.ru/Lestnica/-рисунки 1, 2, 3

6. http://www.zhitov.ru/lestnica/- расчет размеров ступеней в программе AutoCad

7. http://househand.ru/?view=calc/stairs# - Расчёт лестницы

Приложение 1.

Приложение 2.

Приложение 3

Чтобы избежать административных нарушений и прочих проблем, следуйте данному перечню:

1. Ширина лестничного пролета должна составить от 80 см до 1 метра 20 сантиметров для прохода одного человека. Важно соблюдать эту ширину на всей протяжённости лестницы.

2. В один марш должно поместиться от 3 до 18 ступеней, в общественных местах — от 3 до 16. Приветствуется нечетное количество ступеней, это позволит начать и завершить подъем/спуск с той же ноги.

3. Угол на подъеме должен равняться не менее 26 и не более 45 градусам.

4. Высота лестничных ступеней: 150-200 мм. Нормы допускают различие в пределах одного марша до 5 мм.

5. Ширина ступени составляет 250 мм, не менее. Для чердачных и подвальных помещений нижний предел — 200 мм.

6. Величина выступа — не более 30 мм.

7. Лестничные площадки согласно СНиП должны по ширине соответствовать ступеням, если же примыкают сразу два марша — не менее 1,3 м. От двери до ступени нужно выдерживать расстояние в 1 м. В том случае, если двери распахиваются наружу — следует рассчитать исходя из ширины двери.

8. Высота ограждения должна достигать 900 мм.

Приложение 4.

Приложение 5.

Приложение 6

Ступени домашней лестницы не соответствуют нормам.

Приложение 7.

Приложение 8.

Приложение 9. Проект лестницы на набережной.

Приложение 10