Устройство консольной лестницы. Создаем необычную консольную лестницу в стиле хай-тек своими руками. Консольная лестница из металла от sergpn

Когда о необходимости комфортного и безопасного доступа на второй этаж задумываются еще в процессе проектирования дома, можно заложить лестницу любого типа. Это значительно эффективнее, чем после пытаться втиснуть хоть что-нибудь удобоваримое, не говоря уже об эстетике. Один из участников нашего портала продумал все заранее, и в результате у него - консольная лестница, считающаяся одной из самых привлекательных в плане «воздушности». Его опыт интересен тем, что, оставшись заказчиком, он все же смог прилично сэкономить даже в плане финансов, не говоря о времени и трудозатратах.

• О консольных лестницах.
• sergpn.
• Проект.
• Материалы и инструменты.
• Исполнение.

О консольных лестницах

Эффект легкости и воздушности в этих конструкциях достигается за счет отсутствия наружных опор в привычном понимании – нет ни ровного косоура, ни тетивы, ни вертикальной опоры. «Парящие» ступени монтируются непосредственно в стену, учитывая, что вся нагрузка придется только на этот крепеж. Выбирая такой тип лестницы, необходимо правильно рассчитать, прежде всего, несущую способность стены. Тип крепления ступеней зависит именно от результата расчетов, это могут быть следующие варианты:

• врезка в стену – глубина зависит от прочности стены, в среднем 20-40 см;
• кронштейны – как специальный крепеж, так и различные вариации (металлические пластины, швеллер, декоративные опоры);
• каркас – при минимальной несущей способности стены вплотную к ней располагают каркас из металла (швеллер, профиль), который фиксируется к перекрытиям, а к нему - консольные ступени.

Поручень обычно пускается по стене, при необходимости в качестве ограждения делают потолочные тяжи, в редких случаях в угоду визуальной составляющей обходятся и без тяжей, и без поручня.

Что касается материалов, то полет фантазии практически безграничен, но самые практичные лестницы со ступенями на металлическом каркасе с деревянными накладками или футлярами. Именно такой вариант исполнения у нашего умельца.

Консольная лестница из металла от sergpn

sergpn

Проект

Дом у топикстартера построен по монолитной технологии, а так как консольную лестницу он задумал изначально, то одна из диафрагм жесткости металлического каркаса и была задействована под конструкцию. Недостающий фрагмент дополнили швеллером.

Все расчеты и сам проект sergpn заказал у профессионалов. Учтена и несущая способность, и устойчивость к динамическим нагрузкам. Наш умелец считает, что проект обязателен.

sergpn

Все моменты учтены на этапе проектировки, я сознательно выделил расходы на расчет отдельной строкой, а не написал, что «идем в сарай, смотрим, чего из металлолома осталось, и варим из этого лестницу примерно вот такой формы». Учитывая патологическое неприятие большей части форумчан каких-либо расходов на проектантов и желание строить по интуиции, я хочу донести до них, что проект и расчет – это экономия, а не расходы.

Чертежи своей лестницы sergpn выложил для всех заинтересованных.

Материалы и инструменты

Использованные материалы:

• профильная труба 60×60×5 мм – каркас ступеней;
• листовой металл, толщиной 10 мм – опорные пластины и «косынки»;
• листовой металл, толщиной 4 мм – накрывные и торцевые планки;
• швеллер 270×6 мм – недостающая часть опоры под четыре ступеньки;
• химические анкера, шпильки – для крепления к стене опорных пластин и швеллера.

Вместо того, чтобы заморачиваться с резкой такого толстого металла болгаркой, отдал все в мастерскую на плазменную резку, для сварки использовался инверторный сварочник и профессиональные сварщики 5-го разряда.

Исполнение

Первым этапом по разметке высверлили отверстия под шпильки и зафиксировали их в стене, следующими смонтировали на них опорные пластины под ступени и швеллер. Химические анкера умелец предпочел обычным, чтобы избежать в дальнейшем образования люфта.

В силу определенных сложностей алгоритм исполнения ступеней получился следующим:

• трубы «прихватками» к опорной пластине;
• косынки;
• накрывной лист;
• торцевая планка.

Именно такая последовательность обусловлена тем, что при других вариантах выдержать плоскость идеальной не представлялось возможным.

sergpn

Варили поочередно, что несколько сложнее, из-за невозможности прикрепить упорные пластины ровно (где-то арматура, где-то еще какая-то неприятность). Поэтому каждая ступенька делается индивидуально. Каркас из профтрубы варить проще, но на изгиб эта конструкция работает хуже, чем полностью зашитые сверху накрывающей пластиной параллельные трубы. Но, с другой стороны, зашивка листом сверху возможна (как показала практика) только для труб, которые уже приварены к пластине, иначе трудно соблюсти параллельность (лист ведет). Вот, собственно, из-за этого и был выбран такой способ сборки.

Некоторых участников темы интересовал вопрос, не проще ли было использовать сквозной крепеж. Как ответил умелец, ввиду нагрузки сделать болты впотай нельзя. А делать двойную работу по креплению пластин с другой стороны и после еще придумывать, как их закрыть, слишком проблематично. Других смутили косынки, так как множество примеров монтажа ступеней - без этого узла. Оказалось, косынки не только необходимы, но и полезны.

Так как по финансовым соображениям в обозримом будущем декоративных деревянных футляров не предвидится, умелец щедро обработал готовую конструкцию грунтовкой и на этом пока остановился.

Как рекомендовано проектом, после окончания монтажных работ лестницу проверили на несущую способность «классическим» методом – нагрузили на ступеньку мешки с цементом на 250 кг. Прогиб составил менее 1 мм, что вполне удовлетворительно, учитывая, что вес домочадцев значительно меньше, а прыгать на консолях никто не планирует.

С учетом всех трат лестница обошлась в 45 тысяч рублей:

• проект – 5 тысяч;
• металл (с резкой) – 15 тысяч;
• монтаж (сварка/резка на месте) – 20 тысяч;
• расходники и комплектующие (анкера, шпильки, электроды, грунтовка) – 5 тысяч.

На изготовление лестницы ушло всего четыре дня. Как отдельно подчеркивает sergpn, компании, предлагающие готовые конструкции такого плана, называли ценник от 100 тысяч рублей и срок в две недели. Поэтому даже при отказе от самостоятельного изготовления в пользу профессионального, реально сократить затраты в два раза. Если же имеются соответствующие навыки и оборудование, то затраты на материалы и вовсе по нашим временам минимальные.

Проследить за дальнейшим развитием событий можно , подробнее о разных видах лестниц, в том числе и консольных – в статье , как обеспечить своими силами доступ на холодный чердак – в материале . Пример очень необычной лестницы – в одном из наших видео.

Консольные лестницы — вероятно, наиболее эффектные из всех существующих. Они парят в воздухе, и выглядят привлекательно в любом стиле интерьера. На самом деле, консольные лестницы представляют собой достаточно сложную конструкцию, ведь они обязаны быть надёжными.

Обычная лестница, которая стоит на косоурах, выглядит основательно, солидно, но занимает много места, перекрывает поток света, смотрится слишком массивно, ограничивая поле зрения. Для современных интерьеров — это неподходящий вариант, согласитесь, ведь хочется сделать все конструкции лёгкими, простыми, как можно более компактными. В таких случаях на помощь приходят консольные лестницы , у которых косоуров просто нет — ступени крепятся прямиком к стене.

Крепить ступени консольной лестницы к стене можно различными способами:

1. Непосредственная врезка в стену. В среднем ступени врезаются в стены на 20-40 сантиметров, в зависимости от прочности самой стены-опоры.
2. На специальные кронштейны, металлические пластины, больцы, швеллеры, анкерные болты, декоративные опоры.
3. Каркас. Если у самой стены несущая способность минимальна, требуется металлический каркас, который располагается вплотную к ней, чтобы быть как можно менее заметным. Каркас из профиля или швеллера фиксируется к перекрытиям, а уже к нему — консольные ступени.

В качестве дополнительного крепления в консольных лестницах зачастую используются потолочные тяжи. Они же служат ограждением и делают лестницу более безопасной. Поручень обычно идёт по самой стене, к которой прикрепляются ступени. В радикальных случаях, когда в доме нет маленьких детей и пожилых людей, а для хозяев дизайн выходит на первое место, обходятся и вовсе без поручней, перил и потолочных тяжей, оставляя исключительно ступени, которые кажутся буквально утопленными в стене.

Касательно материала для ступеней консольной лестницы, то здесь всё ограничивается фантазией хозяев. Наиболее распространённым вариантом является металлический каркас, прикреплённый к стене и сверху оформленный древесиной или МДФ. Можно встретить и литые бетонные консольные ступени. Очень эффектно в случае строительства такой лестницы будет выглядеть стекло, которое сделает конструкцию ещё менее заметной и невесомой.

К преимуществам консольных лестницы можно отнести:

1. Визуально куда более лёгкая конструкция, которая не преграждает воздушные и световые потоки в помещении.
2. Эффектный внешний вид, который помогает лестнице стать изюминкой интерьера.
3. Расход материалов для основных элементов конструкции существенно меньше.
4. Можно сэкономить полезное пространство.

Однако у консольных лестниц есть и свои недостатки:

1. Если от ограждений решено отказаться, подъём на верхний этаж оказывается менее безопасным, чем в случае использования традиционной лестницы.
2. Консольная лестница в итоге может получиться не слишком удобной.
3. Проектировка сложная, как и сам монтаж, что приводит к высокой стоимости работ. Да, консольную лестницу можно попытаться сделать самостоятельно, но следует очень тщательно просчитывать нагрузку и обычно домовладельцы обращаются к специалистам.
4. Требуется прочная несущая стена или надёжные крепления.

Понятно, что консольную лестницу, впрочем, как и остальные, следует планировать на этапе составления проекта дома. Требуется выбрать, к какой стене будет крепиться сооружение, причём перегородки из не слишком крепких материалов не подходят категорически, потребуется дополнительное укрепление. Если ступени бетонные, необходимо армирование, что сделает всю конструкцию более тяжёлой.

Важно не использовать на свободном конце консольных ступеней какие-либо элементы, ведь они усилят нагрузку на всю конструкцию. Вообще, главными ошибками при строительстве консольной лестницы являются неверный выбор креплений, использование ненадёжных элементов и неправильное распределение нагрузки. Всё это может сделать конструкцию просто опасной для использования.

Найти готовые консольные лестницы сложно. Обычно такие конструкции создаются на заказ, с учётом особенностей помещения и пожеланий владельцев. Комплектующие могут быть заводскими, а модель — из каталога, но всё равно конструкция потребует изменений под конкретное помещение. Чаще всего консольные лестницы представляют собой штучные, индивидуальные изделия.

Отметим, что винтовые лестницы тоже зачастую строятся по принципу консольных, когда все ступени крепятся на одну опору, а второй конец остаётся свободным, парящим. Столб, основа винтовой лестницы, в таком случае требуется более массивный и надёжный.

Консольные лестницы являются уникальными в своем роде функциональными элементами интерьера, способными придать ему легкость и современный вид, сохранив при этом свободное пространство в помещении. Главная особенность любой такой лестницы заключается не только непосредственно в конфигурации, но и специфическом типе крепления ступеней, которые не имеют явной опоры. В них отсутствуют традиционные вариации косоуров или же гибридные вертикальные опоры, характерные винтовым конструкциям. Консольные ступени лестницы открыты со всех сторон. Они как будто парят в воздухе, поскольку выходят ступени из стены.

Наша компания занимается изготовление консольных лестниц в Москве и других городах России.

Преимущества, которые вы получите обратившись к нам:

• профессиональные дизайнеры и мастера;
• большой опыт;
• гарантия качества;
• строгие сроки;
• бесплатный выезд на объект;
• широкие консультации;
• большой выбор современных материалов;
• индивидуальный подход;
• выгодные цены.

Заполните форму ниже и наши специалисты свяжутся с вами в самое ближайшее время, предоставят большое количество примеров выполненных работ и проведут профессиональную консультацию по вопросам касающихся изготовления современных лестниц.

Ощущение легкости создается за счет крепления только одной части ступеней к скрытым опорам, а в качестве перил применяются монтируемые к стене поручни. Именно поэтому консольные лестницы на фото могут показаться небезопасными. Однако правильнее проектирование такой конструкции полностью исключает риск ее разрушения, обеспечивая безопасность каждому члену семьи.

В целом консольные лестницы в отличие от традиционных конструкций имеют следующие преимущества:

• занимают минимум места, поэтому не загромождают пространство посещений;
• не преграждают световые и воздушные потоки в помещении;
• имеют стильный привлекательный внешний вид, имея возможность вступить в качестве изюминки любой жилой комнаты;
• отличаются приемлемой стоимостью, что реализуется за счет небольшого количества материалов для их изготовления.

Но, как и любые другие предметы интерьера, консольные лестницы имеют не только положительные, но и некоторые отрицательные качества:

• требуют наиболее прочных креплений;
• сложны в проектировании и монтаже;
• менее безопасны, нежели традиционные лестницы из-за отсутствия двухсторонних перил (по желанию заказчика, перила могут быть установлены со свободной стороны ступеней).

Однако при профессиональном подходе все эти недостатки могут быть нивелированы, что делает консольные лестницы подходящими для любых коттеджей и двухуровневых квартир.

Изготовление консольных лестниц

С целью производства консольных лестниц на сегодняшний день используются самые разнообразные материалы, среди которых.

• Металл. Такие конструкции не пользуются особой популярностью, поскольку в силу особенностей материала их достаточно тяжело вписать в наиболее распространенные стили интерьера. Однако консольная металлическая лестница может стать отличным решением для интерьера в стиле хай-тек или лофт.
• МДФ и дерево. Это наиболее распространенные материалы для изготовления ступеней консольных лестниц, что, прежде всего, обусловлено универсальными интерьерными качествами материалов. Лестница консольная из дерева отлично впишется в любой интерьер.
• Пластик. Допустимо применение только наиболее прочных типов пластика. Но чаще всего он используется только для отделки проступи степеней.
• Стекло. Закаленное стекло – это достаточно популярный материал для изготовления ступеней консольных лестниц. Такие конструкции выглядят практически невесомо, однако нуждаются в дополнительно укреплении.
• Бетон. Консольная бетонная лестница достаточно сложна в проектировании и исполнении, поскольку требует армирования каждого отдельного элемента.

Кроме непосредственно видимой, любая консольная лестница имеет и скрытую от глаз часть конструкции, которая и обеспечивает ее надежную фиксацию. Данный элемент конструкции изготавливается из металла в виде швеллеров и кронштейнов, а также анкерных болтов.

Существует несколько основных способов крепления консольных лестниц. Среди них:

• Стена. Ступени врезаются непосредственно в стену на глубину до 40 сантиметров, что зависит от материала лестницы.
• Косоур. Лестница на металлическом косоуре имеет вид сложной в исполнении сварной конструкции и, как правило, применяется в тех случаях, когда ступени не могут быть врезаны в стену. Также такие конструкции можно встретить под названием консольная лестница на боковом косоуре.
• Больца, которые соединяют свободную часть проступей, передавая тем самым нагрузку на каждый последующий элемент, пока они не закрепятся на полу или потолке.
• Тросы, выступающие в качестве дополнительной опоры, заменяя вместе с тем поручни. В данном случае нагрузка со свободной стороны ступеней передается к потолочному перекрытию.
• Профиль. Достаточно надежный вариант конструкции консольной лестницы, имеющие общие черты с косоуром. В этом случае ступени фиксируются к профилю, который затем закрывается отделочными материалами.

Что касается стоимость, то цена консольной лестницы зависит от ряда факторов, среди которых материалы производства и тип крепления, а также высота конструкции и прочие условия.

Стилевые направления в оформлении интерьеров всё больше влияют на видоизменение лестничных конструкций. Так, популярность набирают консольные лестницы. Преимущество её в том, что она не препятствует распространению света внутри помещения. Выглядит такая конструкция достаточно нестандартно, можно даже сказать причудливо. Проступи просто висят в воздухе на спущенных с потолка консолях. Но бояться ходить по ней не стоит, ведь конструкция инженерно продумана. При наличии строительного опыта и желания удобную и необычную консольную лестницу можно сделать своими руками.

Конструктивные особенности

Преимущества конструкции:

• необычный внешний вид;
• небольшой расход материала – такие лестницы не имеют подступенков, а иногда и ограждений;
• экономия пространства.

Важно при проектировании подобной конструкции учитывать нагрузки, воспринимаемые проступью . Они должны выдержать 150 кг. – и эта цифра не учитывает вес поручней.

Даже организации, занимающиеся изготовлением консольных лестниц, не располагают готовыми для монтажа изделиями. Они имеют лишь отдельные элементы, из которых позже будет собираться марш. Каждая конструкция должна разрабатываться индивидуально для заказчика с учётом всех условий.

Но сделать такую лестницу достаточно сложно. Её монтаж происходит ещё на этапе строительства или перед отделкой помещения. Существует несколько способов крепления проступей :

1. Заделка ступеней в стену.
2. Заделка кронштейнов в ограждающую конструкцию, на которые впоследствии будут крепиться проступи.
3. Крепление ступеней с помощью анкеров.
4. Крепление к потолку.
5. Кронштейнами, которые приваривают или привинчивают к стальной тетиве.

Если дом выполняется из кирпича или тяжёлых блоков, хорошим вариантом для устройства консольной лестницы будет заделка ступеней ещё на этапе строительства . Для этого концы проступей необходимо вмуровать в стену на расстояние, составляющее 1/4 часть от готового изделия. Так, если вы хотите сделать лестничный пролёт равным 80 см., то заложить необходимо 20 см. ступени. Ещё одно требование при таком варианте монтажа — проступь необходимо придавить минимум десятью рядами кладки.

В случае использования более лёгких строительных материалов, таких как поризованные керамические, пустотные керамзитобетонные блоки или щелевой кирпич, глубина закладки проступей увеличивается в 1,5-2 раза и составит 30-40 см. Это будет сложно реализовать, если толщина проектируемой стены меньше требуемой.

Газобетонные здания тоже имеют свои особенности устройства консольной лестницы. В стенах необходимо будет укреплять места заделки всех проступей с помощью закладных элементов, выполненных из тяжёлого бетона. Бояться за внешний вид при этом не стоит, ведь существуют декоративные накладки, например, деревянные. Также подойдут ламинированные панели, натуральный или искусственный камень. При применении такой конструкции в стилевом решении лофт можно оставить всё без изменений.

При таком варианте монтажа консольной лестницы, в стену необходимо замуровать профильную трубу длиной не более метра . Глубина закладки должна быть не менее 25-30 сантиметров. Оставленные выпуски должны соответствовать 2/3 длины проступи. Требования, предъявляемые к стенам, остаются теми же, расширяется возможность выбора материала ступеней. Для такого варианта крепления можно применять инженерный массив дерева, а также материалы на основе древесного композита, такие как ДСП, МОР. Это происходит потому, что проступи теперь выступают не как самонесущие конструкции. Вся нагрузка переходит на заделанные в стену кронштейны. Металлические детали можно скрыть в пазы или отверстия, которые просверливаются в проступях.

Крепление анкерами

Этот способ применяется, когда стены уже возведены и нет возможности заделать в готовую ограждающую конструкцию крепёжные элементы, как в первых двух случаях. Но при этом также остаётся важным материал . Стены, выполненные из поризованного блока или щелевого кирпича, неспособны удержать анкеры.

Чтобы уменьшить возможность вырывания анкеров в случае, если стены выполнены не из достаточно прочного материала, необходимо намного увеличить размер опорных площадок.

Для того, чтобы осуществить такой монтаж консольной лестницы, понадобятся сварные кронштейны, имеющие опорные площадки. Готовые элементы необходимо прикрепить к стене в месте расположения ступеней с помощью анкерных болтов. Их количество должно быть не менее четырех, а длина от 15 см., радиус при этом необходимо выбирать более 10 см.

Крепление к потолку

Такой способ будет альтернативой для тех, чей дом уже построен или при недостаточной прочности ограждающих стен, чтобы выдержать нагрузки . Крепление ступеней необходимо осуществлять до начала отделочных работ. Если коротко описать суть этого метода, то он состоит в том, чтобы использовать мощный сварной металлокаркас, выполненный из швеллера, также подойдёт профильная труба. Такая конструкция выполняется во всю высоту комнаты, потому как крепиться металлический каркас будет к потолку.

Металлокаркас располагают по всей длине марша вплотную к стене. Его также необходимо привязать к верхнему и нижнему перекрытиям. После этого к полученным стойкам необходимо приварить консольные опоры для проступей, возможно применение крепёжных болтов. Получившийся каркас можно скрыть гипсокартонной обшивкой или кладкой из лёгких блоков.

Стальная тетива

Этот способ монтажа консольной лестницы, пожалуй, самый сложный . Для него используют кронштейны, которые приваривают или привинчивают к стальной тетиве. Такая опора единственная. Её необходимо закрепить на перекрытиях, используя мощные опорные площадки и анкеры. Чтобы предотвратить скручивание тетивы под нагрузками, необходимо создать сложную конструкцию. Она будет иметь сварные фермы с рёбрами жёсткости, которые располагают поперечно, диагонально и продольно. Такая конструкция немного напоминает стрелы башенного крана. С консолью тоже придётся потрудиться. Её необходимо продумать, чтобы избежать зыбкости ступеней при условии, что она не заделана в стену.

Усиление конструкции

Если вы сомневаетесь в безопасности эксплуатации и надёжности вашей консольной лестницы, можно использовать некоторые инженерные хитрости для усиления конструкции:

• Жёсткое связывание проступей между собой. Для этого подойдут больца. Они передадут нагрузки на перекрытие. Больца представляют из себя скрытые болты, которые используют с дистационнной втулкой. Если говорить о консольной конструкции, то необходимо каждую пару проступей соединить с помощью одного такого болта, располагая его у вывешенного края. Так как все основные нагрузки приходятся на настенное крепление, то появляется возможность использования больцов небольшого размера. Этот вариант усиления конструкции позволит уменьшить кронштейны. Так, для каждой ступени будет достаточным использование одной пары стержней, которые будут иметь следующие параметры: длина – 40-60 см., диаметр – 3-4 см., заделка в стену – на 8-16 см.

Больца можно спрятать, замаскировав их под детали ограждающей конструкции, а также скрыть во внутренней части подступенка.

• Крепление к потолку с помощью тяж. Для этой работы понадобятся тросы, материалом для которых служит нержавеющая сталь толщиной 8-10 мм. А также потребуется установка винтовых крюков — талреп. Они помогут исключить слабину тяжей. Такой вариант подвесного крепления позволит сделать конструкцию воздушной, в отличие от больцевой.

Возможные ошибки

При монтаже консольной лестницы есть вероятность упустить некоторые особенности её устройства, что приведёт к опасности использования . Самыми типовыми ошибками являются:

• Неправильно выбранный способ крепления к ограждающей конструкции. К примеру, будет ошибкой попытаться с помощью анкеров привязаться к кладке, если стена выполнена из щелевых кирпичей или лёгких блоков.
• Ненадёжность крепления кронштейнов к стене. При неправильном выборе диаметра стального анкера или в случае использования пластикового дюбеля вместо них может образовываться расшатывание проступей.
• Применение в качестве кронштейна или каркаса недостаточно толстого металла. Выбор диаметра элемента менее 3 мм. может привести к образованию скручивания несущих элементов под действием нагрузки.
• Монтаж проступей на кронштейны в стене без использования специальной демпфирующей прокладки. Её применение позволит избежать передачу звука шага через ограждающую конструкцию в соседние помещения.
• Применение достаточно тяжёлого материала для перил. Стоит отказаться от литого или кованного ограждения, потому как оно будет оказывать дополнительные нагрузки на ступени.

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.

Исходные данные.

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; l 1 = 3,7 м – длина косоура. Угол наклона косоура α = 27°, cosα = 0.892.

Сбор нагрузок.

В итоге, действующая нормативная нагрузка на наклонный косоур равна q 1 н = 449 кг/м 2 , а расчетная q 1 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 l 1 и нагрузке на 1 кв.м марша q 1 , 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:

q = q 1 /cos 2 α;

2) горизонтальная проекция марша равна:

l = l 1 cosα.

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.

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 ;

l = l 1 cosα = 3,7*0.892 = 3,3 м.

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 ;

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;

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.

В нашем случае:

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) ;

l 4 = l 1 4 = (l /cos?) 4 = l 4 / cos? 4 ;

f = l 1 /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*2Еl cos 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.

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.

Для того, чтобы правильно законструировать лестницу, можно воспользоваться типовыми сериями:

1.450-1 «Лестницы из сборных железобетонных ступеней по стальным косоурам»;

1.450-3 «Стальные лестницы, площадки, стремянки и ограждения».

Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел "БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ" .

В этом разделе Вы можете задать вопросы и получить на них ответы. Комментарии в этой статье я закрываю. Если есть замечания к содержанию статьи, пишите на адрес Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.