Comment calculer un escalier métallique ?

Comment concevoir un escalier en colimaçon : typologies, dimensions minimales, avantages et un modèle 3D à télécharger réalisé avec un logiciel de conception architecturale BIM.

Dans ce guide pratique, j’explique comment concevoir correctement un escalier en colimaçon et mettre à disposition un projet BIM 3D complet avec des rendus réalisés avec un logiciel professionnel pour ingénieurs et architectes que vous pouvez télécharger immédiatement.

rendu escalier en colimaçon réalisé avec Edificius

Pourquoi choisir un escalier en colimaçon

L’optimisation des espaces est l’une des demandes les plus récurrentes à laquelle les techniciens doivent répondre avec des solutions toujours plus ingénieuses, créatives et fonctionnelles. La conception d’une échelle est une opération qui nécessite une attention particulière. Nous devons combiner les besoins esthétiques et fonctionnels et structurel : définissez la typologie, la forme, les matériaux, la structure et positionnez-les au bon endroit. Tous ces choix influencent la qualité finale d’un projet. Le recours à la conception d’un escalier en colimaçon permet de répondre à toutes ces exigences.

Escalier en colimaçon : types et avantages

L’escalier en colimaçon est le type d’escalier à rampe courbe le plus courant ; il est normalement utilisé dans les bâtiments privés et résidentiels, dans des environnements restreints et dans des contextes particuliers.

L’escalier en colimaçon peut avoir un étage :

• circulaire
• carré
• elliptique

Escaliers en colimaçon de plans fabriqués avec Edificius

L’escalier en colimaçon de plan circulaire est le plus fréquent car il occupe une surface inférieure par rapport aux autres typologies. En général, la structure des escaliers en colimaçon est constituée d’un support central qui se développe verticalement ; à ce support, les marches réalisées en porte-à-faux ou soutenues par d’autres marches sont fixées.

Le support est généralement en métal ou en bois et rarement en béton armé, dans le cas des escaliers extérieurs ; tandis que les marches peuvent être réalisées avec n’importe quel matériau.

Escalier en colimaçon au sol réalisé avec Edificius

Préférer un escalier en colimaçon à un escalier traditionnel (en L, rectangulaire, etc.) présente des avantages évident, notamment en termes de gestion de l’espace. En effet, un escalier en colimaçon occupe une petite surface au sol et peut être positionné dans des environnements d’un diamètre d’environ 1,20 m. En outre, il existe une large gamme de solutions préfabriquées disponibles sur le marché qui permettent d’économiser beaucoup de temps et de coûts installation.

Dimensionnement

Pour que l’utilisation d’une échelle soit confortable, il est nécessaire d’évaluer correctement la relation entre la bande de roulement et la contre-bande de roulement.

Au fil des siècles, des études architecturales et ergonomiques ont produit plusieurs formules empiriques pour théoriser le rapport empirique/contremarche et assurer une utilisation sûre de l’escalier .

La formule de Blondel

Aujourd’hui encore, la formule la plus utilisée est celle de l’architecte François Blondel , datant de 1675. La fameuse formule est basée sur le fait que l’effort fait pour lever le pied verticalement est égal au double de celui utilisé pour le déplacer horizontalement. De cette intuition, il s’ensuit que la relation correcte entre la bande de roulement et la colonne montante doit être égale.

2a p = 62 à 64 cm (où a est la valeur de la colonne montante et p est la valeur du empreinte).

Application graphique de la formule de Blondel

Lorsque la relation correcte entre la bande de roulement et la colonne montante est identifiée, il est nécessaire de déterminer ces valeurs. Pour chaque type d’échelle, l’empreinte ne doit pas être inférieure à 25 cm . Dans les escaliers en colimaçon, la forme triangulaire de la marche implique une marche variable depuis le centre de l’escalier jusqu’à la main courante.

Section d’escalier en colimaçon faite avec Edificius

Pour calculer la taille exacte de la bande de roulement, il faudra la mesurer le long de la ligne de route ; celle-ci est identifiée en fonction de la valeur du diamètre de l’escalier et est positionnée à 30 cm de la main courante. La colonne montante doit être calculée en tenant compte du pas de l’escalier, c’est-à-dire de la distance verticale entre deux homologues.

Fondamentalement, l’escalier en colimaçon s’étend sur lui-même autour d’un pivot central ; cependant, chaque marche doit être à au moins 2 m de son homologue dans le module supérieur, afin de garantir une distance suffisante pour permettre aux utilisateurs de passer en toute sécurité.

Conception d’un escalier en colimaçon — Distance minimale entre deux homologues — Edificius

Dans les escaliers en colimaçon de petit diamètre (100/130 cm), il ne sera pas possible d’insérer plus de 12 marches par tour. Par conséquent, la valeur de la colonne montante aura tendance à être supérieure à celle des échelles droites.

Conception d’un escalier en colimaçon : exemple pratique

Pour faciliter la compréhension de la conception d’un escalier en colimaçon, nous vous proposons un exemple pratique. Supposons que nous devions concevoir un escalier circulaire en colimaçon, ayant un écart de 1,30 m de diamètre et une chute de 3 m.

Cependant, pour établir le diamètre d’une échelle à base circulaire, n’oubliez pas que, pour faciliter l’installation et l’utilisation, il est recommandé que le diamètre de l’échelle soit légèrement inférieur à celui du creux disponible . Dans ce cas, nous définissons le diamètre de l’échelle de 1,20 m.

Débarquement et ligne de route

Principalement, il est nécessaire d’établir la position, la largeur et la longueur du palier et la ligne de tournée. De plus, il est recommandé que le palier d’un escalier en colimaçon ait une amplitude au moins égale à la longueur de la bande de roulement.

Ainsi, nous dessinons un palier d’une largeur égale au rayon de l’échelle (dans ce cas 60 cm). Nous aurons un triangle équilatéral avec des angles internes égaux à 60°.

Conception d’un escalier en colimaçon — dimension palier — réalisé avec Edificius

La ligne de déplacement  , quant à elle, est indiquée à environ 30 cm de la main courante. Ainsi, avec un diamètre d’échelle de 1,20 m, nous aurons un diamètre de ligne de 0,60 m. Nous calculons la longueur de la ligne de route dans le plan :

0,60 m x π = 1,88 m

Valeur à partir de laquelle il faut soustraire l’espace occupé par la marche d’atterrissage. Par conséquent, la valeur finale de la ligne de route qui est peut être utilisé pour le calcul est de 1,88 m — (1,88/6) m = 1,57 m.

À ce stade, nous pouvons dessiner une élévation de l’escalier. Nous rapportons horizontalement la mesure de la ligne de route dans le plan, y compris entre l’arrière et l’avant de l’atterrissage (1,57 m) et verticalement le pas requis de l’échelle de 2,00 m.

En joignant les deux extrémités, nous obtenons le développement réel de la ligne de déplacement égal à 2,54 m (calculable avec le théorème de Pythagore). Maintenant, nous pouvons procéder au calcul des contremarches et des marches comme dans un escalier droit.

En revanche, nous pouvons dessiner l’escalier en plan pour vérifier le confort d’entrée et de sortie. Si l’entrée n’est pas pratique, nous pouvons décider de tourner tout l’escalier, de déplacer également la sortie ou de changer le sens de montée de droite à gauche, en laissant le niveau de départ et de débarquement inchangé et en déplaçant l’entrée du côté opposé.

Cependant, l’escalier que nous proposons Il a une structure en acier, avec un pilier central de section circulaire. Le choix de matériaux contrastés, le marbre et la résine noire, rend le résultat final étonnant.

Rendu salon fait avec Edificius