Конструкции металлических лестниц: расчет и проектирование

Устройство металлических лестниц

 

Металл является самым распространенным материалом, используемым в строительстве, особенно при изготовлении лестниц. Преимущества этого материала – эксплуатационная долгосрочность и максимальная несущая способность. Благодаря технологическим качествам этого материала можно создавать легковесные малогабаритные конструкции любого типа и конфигурации. Конструкции лестниц из металла могут вписаться в любой интерьер. Ее установку можно выполнить как снаружи так и во внутренней части помещения. Служат лестницы из металла для того, чтобы обеспечить доступ в бытовые и центральные помещения. Изготовить металлические лестницы своими руками предельно просто.

Схема размеров металлической лестницы.

Изготавливать лестницу может каждый. Несомненным плюсом этого занятия является то, что собственноручно можно создать эксклюзивное сооружение.

Классификация металлических лестниц

По своим конструктивным особенностям лестницы из металла практически не имеют отличий от древесных и бетонных лестниц.

Зависимо от метода получения лестницы разделяют на сварные и кованные. Своими руками выполнить кованую лестницу гораздо сложнее, для освоения самой техники может понадобится очень много времени. Для освоения основных принципов сварки достаточно будет всего нескольких попыток.

Одним из наиболее распространенных типов проектов являются конструкции лестниц с металлическими косоурами. Косоур выступает в роли своеобразного хребта, к основанию которого и осуществляется монтаж ступеней.

Часто можно встретить конструкции лестниц, которые крепятся на больцах. Альтернативным способом крепления ступеней могут выступить несущие балки. С их использованием можно закрепить проступи и подступенки.

Изготовить металлические лестницы можно как самостоятельно, так и воспользовавшись готовыми заводскими модулями. Причем сборка модулей является чрезвычайно простым процессом наподобие сборки конструктора.

Схема винтовой лестницы.

В качестве опоры для металлического сооружения может выступить одно лишь перекрытие. Повысить надежность конструкции лестницы могут дополнительно смонтированные опоры, установленные под лестничными площадками. Опоры можно установить под сегментом лестницы, содержащим забежные ступени.

Площадки лестниц можно фиксировать при помощи консолей, стойки при этом скрываются в стене. В качестве несущего элемента вполне может выступить специально созданная межкомнатная стена из бетона или кирпича.

Варианты конструкций

Металл может удачно сочетаться практически с любыми строительными материалами – древесиной, бетоном, стеклом, натуральным камнем и т.д. Металлические лестницы можно оборудовать как традиционными поручнями, так и вертикальными балясинами. Для того чтобы придать конструкции уникальности, можно воспользоваться параллельными прокидами, ручной ковкой либо резным деревом.

Детали ограждения можно прикрепить к конструкции лестниц при помощи двух способов – фиксировать болтами или сваркой к торцу ступени или монтироваться на саму ступень.

В зависимости от того, внутри или снаружи помещения будет размещаться лестница и от общего стиля, в котором выполнено здание, все элементы из металла можно дополнить ступенями из следующих материалов:

Схема раздвижной металлической лестницы.

• керамогранит;
• бетон;
• арматурная сталь;
• просечно-вытяжные листы;
• рифленое железо и т.д.

Например, отличным решением для загородного дома будет сочетание металлического каркаса с деревянными ступенями, выполненными соответственно оригинальному проекту. Более скромным вариантом можно соединить бытовые помещения либо оборудовать вход на мансардный этаж.

Если предполагается размещать лестницу с наружной части здания, можно ограничиться одним металлом. В доме же лестница должна быть отделана более приятными на ощупь материалами. Так, можно отделать ступени ковролином, паркетными плашками, износоустойчивым ламинатом, облицовочной керамикой.

Инструкция по созданию конструкции лестницы

Расчет количества необходимых материалов необходимо проводить соответственного предварительно разработанного проекта. Необходимые инструменты и материалы:

Схема сборки лестницы.

• сварочный аппарат;
• наждачный круг;
• циркуляционная пила;
• механическая пила;
• струбцины для выполнения стыковки элементов;
• стальные листы;
• металлический профиль;
• сверла по металлу;
• саморезы.

Прочные швы можно выполнить, воспользовавшись компактным аппаратом для электродугового сваривания. Это устройство может превратить сооружение в чрезвычайно прочную монолитную конструкцию с равными эксплуатационными характеристиками.

Простейшую металлическую лестницу своими руками можно будет соорудить из поставленного на бок швеллера, параметры которого 8-20. Если нужна обшивка, при создании ступеней можно воспользоваться листовой сталью, причем в наружных конструкциях допускается использование рельефных листов. Ограждение можно создать из угловой стали, опоры проступей – из арматуры.

Расчет и проектирование лестницы

Конструкция простой лестницы из металла: 1 — швеллер; 2 — рифленые металлические ступени; 3 — стальные “кобылки”; 4 — места сварки; 5 — кронштейны крепления ступеней.

Выполнить проектирование и расчет лестниц можно при помощи нескольких способов. Для выполнения расчетных работ необходимо установить основные параметры лестничного марша, по максимуму соответствующие комфортной и безопасной эксплуатации. Так, наибольшему удобству соответствует пологая и широкая лестница. Основополагающими параметрами для расчета лестницы является высота подъема, число ступеней, их ширина и высота, площадь в плане, тип лестницы. Каждый из этих параметров нельзя считать независимым, все расчеты необходимо выполнять параллельно друг другу. Для того чтобы выполнить проект прямой лестницы, основными показателями для определения площади в плане является крутизна и высота подъема. При создании проекта необходимо предварительно задать некоторые значения наиболее важных параметров, например, площадь в плане и крутизна лестницы. Зная эти параметры, можно определить число ступеней.

Чертеж лестницы.

Все расчеты элементов лестницы необходимо производить, основываясь на предельном состоянии по прочности и по жесткости. Для определения предельных прогибов несущих элементов конструкции следует равняться на показатели 1/200 – 1/200 длины всего пролета. Для определения постоянной нормативной нагрузки с учетом прочности следует воспользоваться коэффициентом перегрузки 1,1. Например, полезной нормативной нагрузкой для лестницы в жилом здании считается показатель 300 кг на 1 м². Коэффициент перегрузки в таком случае следует считать равным 1,4. Нагрузка для перил рассчитывается около 50-100 кг на 1 м с учетом коэффициента перегрузки 1,3.

Расчет ширины лестницы и подобных параметров определяется в зависимости от интенсивности ее использования. Так, согласно строительным нормативам, ширина одного лестничного марша должна быть не менее 90 см. При этом расстояние между противоположными стенами должно быть на 20 см больше. Если размеры лестницы будут меньшими, это затруднит транспортировку крупной мебели и вещей.

Для того чтобы выполнить расчет общей ширины лестницы с двумя маршами, необходимо учитывать величину зазора между ними и ширину ограждения. В том случае, если расчеты ведутся для лестницы, у которой угол поворота варьируется между 90 и 180°, желательно воспользоваться методикой подъема линии и методом пропорции.

Например, для расчета оптимального варианта габаритов забежных ступеней необходимо выполнить горизонтальную проекцию лестничного марша. По этой проекции следует начертить среднюю линию. Лучшим вариантом будет создание проекции именно в натуральную величину. Если такой вариант развития событий представляется невозможным, следует придерживаться в разработке определенного масштаба.

В таком случае следует тщательно придерживаться результатов расчета и проверить результаты несколько раз.

Обшивка металлической лестницы

Прежде чем выполнять работы по обшивке конструкции лестницы, необходимо оценить процент вероятности закладки дополнительного количества крепежных деталей.

http://youtu.be/NzT634cfGlo

Для обшивки ступеней деревом следует разметить на них места нахождения отверстий, в которые будут вставляться саморезы либо болты с шайбами. Периодичность отверстий должна составлять 15 см. Желательно отступить 2 см от торца.

Подложку из фанеры следует прикрепить к металлическим проступям. Зафиксировать ее можно при помощи специального монтажного клея, обладающего эффектом заполнения, так как он не способен сминаться после застывания. При помощи этого клея можно устранить дефекты, которые неизбежно возникнут даже при самой идеальной сварке. Стоит учитывать, что крепление подложки на монтажную пену ни в коем случае нельзя выполнять – пена не обладает устойчивостью к смятию.

Воспользовавшись двумя струбцинами, следует к металлической проступи присоединить древесную накладку и закрепить при помощи саморезов, вставляемых в предварительно проделанные отверстия.

http://youtu.be/yrqxQO_Nb0s

Выполняя любые работы по созданию и проектированию лестниц, обязательно следует тщательно проверять надежность крепления и сцепления в местах сварочных швов. От прочности ступеней зависит степень травмоопасности.