Выбор швеллера для лестницы

Выбор швеллера для лестницы

Лестница из швеллера

Лестница из швеллера – прочная и надежная конструкция, изготавливаемая с одним или несколькими маршами, прямой или винтовой конфигурации. Может устанавливаться снаружи или внутри зданий любого назначения – жилого, промышленного или административного. С помощью декоративных элементов из полимеров, древесины, металла и стекла конструкцию адаптируют к любому интерьеру или стилю фасада.

Преимущества лестниц из швеллера и уголка

Для конструкций из прочного стального профиля характерны:

  • Устойчивость к повреждениям, высоким и низким температурам. Все элементы обрабатывают грунтовкой с последующим окрашиванием или грунт-эмалью – составом «два в одном». Это обеспечивает стойкость металлоконструкции к влаге.
  • Способность ступеней выдерживать значительную нагрузку.
  • Простое обслуживание в процессе эксплуатации.
  • Широкий перечень возможных конструктивных вариантов – традиционных и оригинальных.

При изготовлении своими руками и отсутствии дорогих элементов – кованых или изготовленных из эксклюзивных материалов – лестница из швеллера имеет вполне доступную стоимость.

Основные условия при проектировании

При проектировании лестницы учитывают основные правила:

  • Уклон конструкции для жилых строений – 30-40°.
  • Количество ступеней для одномаршевых вариантов должно быть не более 18, двухмаршевых – не более 16 штук на марш.
  • В двухмаршевой модели ширина площадки обычно равна ширине маршей.
  • Лестницы из швеллера и других видов проката, ведущие в жилом доме на второй этаж, рекомендуется изготавливать не уже 0,8 м.
  • Ширина ступени – примерно 30 см, высота – 14-20 см. В домах с детьми или людьми с ограниченными физическими способностями высоту ступеней делают не более 12 см.
  • Для стыковки элементов используют сварку или резьбовые соединения. Первый вариант более надежный, поэтому для лестниц с высокой нагрузкой выбирают именно его. Конструкции, выполняющие функции аварийных или пожарных лестниц, дополнительно усиливают.
  • Ступени наружных лестниц изготавливают из древесины или рифленого листа.

Варианты конструкций

Лестницы конструируют с различными механизмами фиксации ступеней:

  • Тетива. Это опорный элемент, на который опираются ступени. Используется только в паре. Классический вариант, отличающийся наибольшей надежностью.
  • Косоур – наклонная балка, на которой сверху на специальной гребенке располагаются проступи. Косоур может быть один или их может быть несколько.
  • Мощная центральная опора. К ней крепятся ступени винтовой лестницы.

Маршевая лестница из швеллера с косоурами

Для изготовления мало- и средненагружаемых конструкций обычно используется прокат с П-образным сечением №12 или более. Однако в каждом случае желательно произвести профессиональный расчет нагрузки. Затем с его помощью – определить, какой номер швеллера подходит для сооружения конкретной лестницы. Швеллер и уголок в основном используют для изготовления каркаса, полностью скрываемого ступенями и облицовочными материалами.

Краткое описание изготовления простейшего варианта каркаса:

  • швеллер располагают с двух сторон от ступеней полками внутрь или наружу;

  • из уголка изготавливают гребенки, привариваемые к швеллеру;
  • гребенки и перемычки из уголка, соединяющие их, служат опорами для ступеней;
  • каркас фиксируют к вертикальным и горизонтальным ограждающим конструкциям анкерами;
  • после окончания монтажных работ и испытаний на прочность проводят антикоррозионную обработку всех металлических элементов.

Для облицовки металлической лестницы из швеллера, располагаемой внутри помещения, используют гипсокартонные листы, пластик, древесные материалы, стекло. Ступени изготавливают из дерева, камня, толстого стекла, металла. Главное требование – обеспечение антискользящей поверхности проступей. Для проступей лестниц, располагаемых снаружи, используют рифленый или просечно-вытяжной лист, обладающий хорошими антискользящими характеристиками.

Самостоятельно изготовить из швеллера винтовые и другие сложные лестничные конструкции сложно. И, как правило, для устройства винтовых лестниц или моделей на одном центральном косоуре используют другие виды металлопроката, чаще всего – профильные трубы.

Расчет металлического косоура лестницы

Косоуром в лестнице называют наклонную металлическую балку, на которую опираются ступени.

Данный расчет касается металлических косоуров из прокатных швеллеров.

Внимание! В статье периодически слетает шрифт, после чего вместо знака угла наклона лестницы «альфа» отображается знак «?» Приношу извинения за неудобства.

Ширина лестничного марша 1,05 м (лестничные ступени сборные ЛС11, масса 1 ступени 105 кг). Количество косоуров – 2. Н = 1,65 м – половина высоты этажа; l1 = 3,7 м – длина косоура. Угол наклона косоура α = 27°, cosα = 0.892.

Нормативная нагрузка, кг/м 2

Расчетная нагрузка, кг/м 2

Нагрузка от веса ступеней:

Временная нагрузка (от веса людей, переносимых грузов и т.п.)

В итоге, действующая нормативная нагрузка на наклонный косоур равна q1 н = 449 кг/м 2 , а расчетная q1 р = 584 кг/м 2 .

Расчет (подбор сечения косоура).

Первое, что нужно сделать в данном расчете, это привести нагрузку на 1 кв. м площади марша к горизонтальной и найти горизонтальную проекцию косоура. Т.е. по сути при реальной длине косоура l1 и нагрузке на 1 кв.м марша q1, мы переводим эти значения в горизонтальную плоскость через cosα так, чтобы зависимость между q и l осталась в силе.

Для этого у нас есть две формулы:

1) нагрузка на 1 м 2 горизонтальной проекции марша равна:

2) горизонтальная проекция марша равна:

Обратите внимание, что чем круче угол наклона косоура, тем меньше длина проекции марша, но тем больше нагрузка на 1 м 2 этой горизонтальной проекции. Это как раз и сохраняет зависимость между q и l, к которой мы стремимся.

Читать еще:  Чем обработать ОСП для наружной отделки

В доказательство рассмотрим два косоура одинаковой длины 3м с одинаковой нагрузкой 600 кг/м 2 , но первый расположен под углом 60 градусов, а второй – 30. Из рисунка видно, что для этих косоуров проекции нагрузки и длины косоура очень сильно отличаются друг от друга, но изгибающий момент получается для обоих случаев одинаковым.

Определим нормативное и расчетное значение q, а также l для нашего примера:

q н = q н 1/cos 2 α = 449/0.892 2 = 564 кг/м 2 = 0,0564 кг/см 2 ;

q р = q р 1/cos 2 α = 584/0.892 2 = 734 кг/м 2 = 0,0734 кг/см 2 ;

Для того, чтобы подобрать сечение косоура, необходимо определить его момент сопротивления W и момент инерции I.

Момент сопротивления находим по формуле W = q р al 2 /(2*8mR), где

q р = 0,0734 кг/см 2 ;

a = 1,05 м = 105 см – ширина марша;

l = 3.3 м = 330 см – длина горизонтальной проекции косоура;

m = 0.9 – коэффициент условий работы косоура;

R = 2100 кг/см 2 – расчетное сопротивление стали марки Ст3;

2 – количество косоуров в марше;

8 – часть небезызвестной формулы определения изгибающего момента (М = ql 2 /8).

Итак, W = 0,0734*105*330 2 /(2*8*0.9*2100) = 27,8 см 3 .

Момент инерции находим по формуле I = 150*5*aq н l 3 /(384*2Еcos?) , где

Е = 2100000 кг/см 2 – модуль упругости стали;

150 – из условия максимального прогиба f = l/150;

a = 1,05 м = 105 см – ширина марша;

2 – количество косоуров в марше;

5/348 – безразмерный коэффициент.

Для тех, кто хочет разобраться подробнее в определении момента инерции, обратимся к Линовичу и выведем приведенную выше формулу (она несколько отличается от первоисточника, но результат вычислений будет одинаков).

Момент инерции можно определить из формулы допустимого относительного прогиба элемента. Прогиб косоура вычисляется по формуле: f = 5ql 4 /348EI, откуда I = 5ql 4 /348Ef.

q = аq н 1/2 = аq н cos 2 ?/2 – распределенная нагрузка на косоур от половины марша (в комментариях часто спрашивают, почему косоур считается на всю нагрузку от марша, а не на половину – так вот, двойка в этой формуле как раз и дает половину нагрузки);

f = l1/150 = l/150cos? – относительный прогиб (согласно ДСТУ «Прогибы и перемещения» для пролета 3 м).

Если подставить все в формулу, получим:

I = 150*cos?*5aq н cos 2 ? l 4 /(348*2Еlcos 4 ?) = 150*5*aq н l 3 /(348*2Еcos?).

У Линовича, по сути, то же самое, только все цифры в формуле приведены к «коэффициенту с, зависящему от прогиба». Но так как в современных нормах требования к прогибам жестче (нам нужно ограничиваться величиной 1/150 вместо 1/200), то для простоты понимания в формуле оставлены все цифры, без всяких сокращений.

Итак, I = 150*5*105*0,0564*330 3 /(384*2*2100000*0,892) = 110,9 см 4 .

Подбираем прокатный элемент из таблицы, приведенной ниже. Нам подходит швеллер №10.

Швеллер ГОСТ 8240

Момент сопротивления W, см 3

Момент инерции I, см 4

Данный расчет выполнен по рекомендациям книги Линович Л.Е. «Расчет и конструирование частей гражданских зданий» и предусматривает только подбор сечения металлического элемента. Для тех, кто хочет детальней разобраться с расчетом металлического косоура, а также с конструированием элементов лестницы, необходимо обратиться к следующим нормативным документам:

СНиП III-18-75 «Металлические конструкции»;

ДБН В.2.6-163:2010 «Стальные конструкции».

Помимо расчета косоура по приведенным выше формулам нужно еще делать расчет на зыбкость. Что это такое? Косоур может быть прочным и надежным, но при ходьбе по лестнице создается впечатление, что она вздрагивает при каждом шаге. Ощущение не из приятных, поэтому нормы предусматривают выполнение следующего условия: если нагрузить косоур сосредоточенной нагрузкой в 100 кг в середине пролета, он должен прогнуться не более, чем на 0,7 мм (см. ДСТУ Б.В.1.2-3:2006, таблица 1, п. 4).

В таблице ниже приведены результаты расчета на зыбкость для лестницы со ступенями 300х150(h), это самый удобный для человека размер ступеней, при разной высоте этажа, а значит и разной длине косоура. В итоге, даже если приведенный выше расчет даст меньшее сечение элемента, окончательно подобрать косоур нужно, сверившись с данными таблицы.

Длина проекции марша Lx, м

Высота марша Н, м

Длина косоура L, м

Номер прокатного швеллера ГОСТ 8240-97, ДСТУ 3436-96

Номер гнутого швеллера ГОСТ 8278-83

Номер двутавра ГОСТ 8239-89

Размеры гнутой трубы квадратной ГОСТ 30245-94, ДСТУ Б.В.2-6-8-95

Лестница из швеллера — расчёт и изготовление

Лестница из металлических каркасов – незаменимая вещь в дома. На даче, в загородном доме, она долговечна, безопасна. Такая конструкция отличается надежностью, а при правильном монтаже она прослужит долгие годы без поломок, ремонтов. Металлоконструкция, сооруженная из П-образных стальных профилей, конструируется по классической схеме, а ее эксплуатация одинаково долговечна.

Для лестницы используется швеллер из стали – стандартный вариант в нужном типоразмере. Швеллерная продукция изготавливается строго по ГОСТ 8240-97 . В нем прописаны все характеристики, стандарты, размеры металлопрофилей. Закупая партию таких профилей, можно не сомневаться, что качества от завода-изготовителя будет достойным.

В чем преимущества швеллерной лестницы?

Для создания каркаса берутся продукты металлопроката – уголки, профильные трубы, металлопрофили. Чаще других изготавливаются лестничные пролеты из швеллеров. Панели из дерева, гипсокартон помогают произвести декоративную отделку конструкции, придать ей индивидуальность. Использование швеллерных типоразмеров дает следующие преимущества:

Читать еще:  Нужно ли грунтовать стяжку перед укладкой ламината

Прочность, выдерживание постоянных значительных нагрузок.

Широкое поле реализации архитектурных идей.

Выдерживание больших нагрузок на прогиб.

Построенный стальной каркас не издает скрипов, вибраций, не проседает.

Нет коррозии при правильном уходе.

Возможно соорудить лестницу из швеллеров любых размеров, типов.

Легок в изготовлении закрытый вид. Такая конструкция собирается из стальных углов, швеллерного металлопроката, используются облицовочные панели, декоративные перила любой формы. При реализации проекта можно не заботиться над визуальной привлекательностью металлических швов, так как они будут зашиты декоративными материалами.

Если вы сомневаетесь, какой швеллер используется для лестницы, то здесь ответ прост: выбирайте изделия с №8 по 12. Подходит продукция с большим номером, но это приведет к значительному удорожанию строения. При грамотном подходе изначально высчитываются нагрузки на каркас, его длину.

Как рассчитать лестницу из швеллера?

Измерьте помещение: высоту от пола 1-ого до 2-ого этаж, высчитайте размеры проема, проекцию конструкции на пол.

Длина лестницы измеряется углом наклона. Самый комфортный, распространенный вариант – угол от 30 до 45 градусов.

Рассчитывается ширина лестничных ступеней. Это значение должно быть не менее 90 см. Чем больше ширина ступеней, тем лучше следует усиливать конструкцию.

Высота ступеней высчитывается на основании удобства, безопасности, шага.

Делаем каркас

Изготовление лестничного сооружения предполагает наличие двух стальных типоразмеров. Они режутся в соответствии со стальными углами. Работы происходят в определенном порядке:

сварка опорной рамы;

установка каркаса для ступеней: он ставится сверху швеллера или располагается по внутренней стороне рамы;

закрепление углов – на наклонные балки внутри сооружения.

Для надежного крепления грамотно высчитывается толщина уголков.

Где низкие цены на швеллеры?

Металлобаза «Сталь-Инвест» реализует металлопрокат по всей России. Низкая стоимость метра, тонны швеллерной продукции обуславливается простой цепочкой продаж. С завода продукция поступает на склады «Сталь-Инвест», далее – на металлобазу, оттуда – сразу клиентам. Позвоните по многоканальному телефону, указанному на сайте, и получите информацию у специалистов.

Лестница из швеллера и уголка своими руками

Для изготовления деревянной конструкции – традиционного варианта лестницы, ведущей на второй этаж частного дома, – требуются значительные финансовые затраты, поэтому застройщики все чаще останавливаются на изготовлении своими руками лестничных пролетов из металлического швеллера и уголка. Лестница на металлическом каркасе – удобная и прочная металлоконструкция, которая может использоваться как для наружной, так и для внутренней установки.

Особенности составления проекта

При проектировании лестницы из швеллера и уголка, располагаемой внутри дома, следует обращать внимание на следующие моменты:

  • Наличие дверного или оконного проема. По правилам лестничная конструкция не должна пересекаться с дверным или оконным проемом.
  • Вертикальность стен. Перед проектированием необходимо точно определить угол расположения стены.
  • Материал вертикальных ограждающих конструкций. Это очень важный момент, поскольку необходимо знать, можно ли крепить лестничную конструкцию к стене. Если да, то какими способами.
  • Наличие коммуникаций в стенах и полу. При наличии напольного отопления или кабелей в стенах необходимо точно знать схему их расположения, чтобы не нарушить ее.
  • Критическая точка. От верхней ступени лестницы до потолка должно быть не менее 2 м.
  • Ступени должны быть различимы в любое время суток.

Перед тем как сделать лестницу с каркасом из швеллера, определяют наиболее надежные способы крепления: к стене, потолку. Для обеспечения надежной фиксации нижнюю часть лестничной конструкции закрепляют к полу путем бетонирования.

Преимущества изготовления лестницы из швеллера и уголка

В некоторых случаях застройщики или стройбригады вместо швеллера используют профильную трубу квадратного или прямоугольного поперечного сечения. Этот вариант имеет плюсы и минусы. Профильные трубы обходятся дешевле, их легче грузить и разгружать, перевозить, резать, монтировать. Недостатком использования профильных трубных изделий является достаточно тонкая стенка (2-3 мм), которую может «повести» при приварке уголка. После сварки поверхность конструкции может иметь дефекты. По прочностным характеристикам швеллер превосходит профильную трубу, поэтому ее в основном используют при изготовлении облегченных лестничных конструкций, не предназначенных для восприятия серьезных нагрузок.

Преимущества использования стального швеллера для изготовления лестницы:

  • Высокая прочность, возможность изготавливать конструкции, способные воспринимать серьезные нагрузки. При нагрузках изделия не скрипят и не вибрируют.
  • При сварке профиля П-образной формы и уголка не происходит деформация поверхности швеллера.
  • Возможность сварить лестницу из швеллера своими руками при наличии сварочного аппарата и другого необходимого инструмента, а также навыков проведения слесарных и сварочных работ.
  • Если металл обработан антикоррозионными составами, то конструкция имеет длительный эксплуатационный период при монтаже не только внутри строения, но и на улице, под открытым небом. При устройстве уличной лестницы над ней обычно устраивают навес, предотвращающий попадание и последующее налипание снега на ступени.
  • Отсутствие необходимости в особом сложном уходе.
  • Широкие возможности по декоративному оформлению. Для отделки внутренних моделей используют гипсокартон, деревянную вагонку, пластиковый сайдинг, стекло. Конструкции, располагаемые на открытом пространстве или под навесом, обычно декорируют эффектными коваными элементами или камнем. Ступени изготавливают из рифленого или просечно-вытяжного стального листа, для которого характерны прекрасные антискользящие характеристики.
Читать еще:  Скрип лестницы методы устранения

Конструктивные варианты лестниц из швеллера и уголка

Швеллер обычно используется при производстве маршевых моделей. «Маршем» называют межэтажный подъем в одну сторону, насчитывающий 3-11 ступеней. В частных домах и на дачах обычно устанавливают одно- или двухмаршевые конструкции. Уклон маршей к горизонтальной поверхности – 30-40°. Рассмотрим элементы маршей.

  • Ступени. Могут быть закрытого типа – с подступеньками (опорными элементами, расположенными вертикально) или открытого – без них. Максимальное число ступеней – 18 штук.
  • Элементы, к которым фиксируются ступени. Косоуры – наклонные балки, на которые крепятся ступени, тетивы – балки с пазами, в которые ступени вставляют. Косоуров может быть один или два.

    Каркас лестницы на центральном косоуре, выполненном из швеллера – одинарного или сваренного «в коробку», пример можно посмотреть на фото.
  • Перила. Это необязательный элемент металлической лестницы. Однако он крайне желателен для обеспечения безопасности жильцов. По строительным нормам и правилам, этот элемент необходим при наличии более трех ступеней. Для изготовления перил обычно используют стальные трубы круглого сечения или из нержавеющей стали.
  • Межмаршевая площадка. Ее ширина должна быть не меньше ширины марша. Ширина марша – не менее 80 см.

Чаще всего швеллер и уголок применяются для создания закрытого каркаса, все части которого закрываются декоративными облицовочными материалами. Сами металлические элементы в обязательном порядке обрабатываются антикоррозионными составами.

При решении вопроса, из швеллера какого размера сделать лестницу, ориентируются на длину марша и запланированные нагрузки. Позвоните в ООО «РМК», и наш менеджер поможет вам сделать оптимальный выбор. Обычно для этих целей в рядовом варианте используют профиль номеров 8-12.

Швеллер как основа для лестницы

Технологии современности достигли такого уровня развития, что с помощью металлообработки и сварочных работ можно производить сложные на первый взгляд изделия. Причем довольно высокого качества и привлекательного дизайна. Это касается и производства лестниц. Для изготовления лестницы своими руками активно используется такой вид металлопроката, как швеллер.

Основа лестницы из металла

Преимуществами следует назвать:

– Устойчива к перепадам температуры и воздействию окружающей среды при нанесении защитных покрытий;

– Устойчива к механическим повреждениям;

– Неприхотливость в использовании;

– Ступени не скрипят, не вибрируют, не прогибаются, не деформируются;

– Широкий простор для дизайнерской мысли;

Если конструкция дома не подразумевает размещение лестницы внутри, то наружная лестница из швеллера станет отличным решением. Она сможет выполнять не только техническую, но и эстетическую функцию. Если лестница будет эксплуатироваться при отрицательных или близких к нулю температурах, то в качестве ступеней используют дерево или рифленый металлические листы.

Конструируем лестницу сами

Первостепенно создаем рисунок и чертеж будущей лестницы. Если собственных навыков недостаточно, можно обратиться к специалистам. Исходя из чертежа, мы понимаем точное количество материалов, необходимых для закупки.
При расчете опорных швеллеров, которые размещаются на косоурах, следует учитывать конструктивные особенности, связанные с формой. Если швеллер обращен полками наружу, то это придаст определенную привлекательность всей конструкции. Особенно после покраски. Обращение полок внутрь уменьшает ширину лестницы, но при этом позволяет добиться большей прочности. Переднюю и заднюю опоры под ступени можно сделать из металлического уголка. Это позволит сэкономить некоторую сумму из бюджета.
Косынки, наваренные на внутреннюю полку позволяют создать дополнительную опору для полки.

Косоур двойной и открытый центральный

Косоур двойной представляет собой две направляющие, изготовленные, например, из швеллера большого размера. Такой формат основы имеет смысл применять, если лестница довольно широка или же планируется ее чрезмерно активная эксплуатация. Профильная прямоугольная труба станет отличной основой для производства центрального косоура. Его собирают путем сваривания вертикальных и горизонтальных заготовок в количестве, указанном в чертеже. После сварки обрабатываем сварные швы с помощью шлифовальной машины. Для избегания прогиба по бокам центрального косоура крепятся специальные консоли, которые поддерживают ступень. Сами ступени можно изготовить из недорогой сосны, но лучше вложиться в дубовые ступени – они более прочные и прослужат гораздо дольше. Перед монтажом их можно подвергнуть обработке: покрыть защитным слоем, лаком или краской. Все зависит от вашего дизайн-проекта и материальных возможностей.

Монтаж балясин к ступеням можно делать по-разному. Если они устанавливаются на тетиву пролета лестницы, то закрепить их можно или сбоку, или сверху. В первом случае будут видны крепящие болты или следы сварки, во втором все будет выглядеть более эстетично. Фиксация во втором случае может проводится путем сварки. Верхняя часть балясин будет являться опорой для перил, которые можно так же сделать из швеллера, а сверху прикрепить деревянное навершие, покрытое лаком или краской. Сделать это можно, просверлив в швеллере отверстия и прикрутить навершие саморезом снизу. Основу перил можно так же зафиксировать сваркой.

Умея сваривать металл, сделать лестницу из швеллеров будет не так уж и сложно. Главное, точно рассчитать размеры, соблюдать технологию и технику безопасности.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector