Какой швеллер для лестницы использовать – Лестница из профильной трубы: чертежи своими руками, как сварить каркас, фото на второй этаж, расчеты

23.09.202028.01.2020 alexxlab 0 Комментариев

Содержание

Расчет металлического косоура лестницы или как подобрать сечение швеллера

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; l₁ = 3,7 м – длина косоура. Угол наклона косоура α = 27°, cosα = 0.892.

Сбор нагрузок.

Действующая нагрузка	Нормативная нагрузка, кг/м²	Коэффициент надежности	Расчетная нагрузка, кг/м²
Нагрузка от веса ступеней: 11шт.105кг/(23,7м*1,05м)	149	1,1	164
Временная нагрузка (от веса людей, переносимых грузов и т.п.)	300	1,4	420
ИТОГО	449		584

В итоге, действующая нормативная нагрузка на наклонный косоур равна q₁^н = 449 кг/м², а расчетная q₁^р = 584 кг/м².

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 м² горизонтальной проекции марша равна:

q = q₁/cos²α;

2) горизонтальная проекция марша равна:

l = l₁cosα.

Обратите внимание, что чем круче угол наклона косоура, тем меньше длина проекции марша, но тем больше нагрузка на 1 м² 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/м², 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^н₁/cos²α = 449/0.892² = 564 кг/м² = 0,0564 кг/см²;

q^р = q^р₁/cos²α = 584/0.892² = 734 кг/м²

= 0,0734 кг/см²;

l = l₁cosα = 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^рal²/(2*8mR), где

q^р = 0,0734 кг/см²;

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/см² – расчетное сопротивление стали марки Ст3;

2 – количество косоуров в марше;

8 – часть небезызвестной формулы определения изгибающего момента (М = ql²/8).

Итак, W = 0,0734*105*330²/(2*8*0.9*2100) = 27,8 см³.

Момент инерции находим по формуле I = 150*5*aq^н

l³/(384*2Еcos?) , где

Е = 2100000 кг/см² – 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 = 5ql⁴/348EI, откуда I = 5ql⁴/348Ef.

В нашем случае:

q = аq^н₁/2 = аq^нcos²?/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)

;

l⁴ = l₁⁴ = (l/cos?)⁴ = l⁴/ cos?⁴;

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^нcos²? l⁴/(348*2Еlcos⁴?) = 150*5*aq^нl³/(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*330³/(384*2*2100000*0,892) = 110,9 см⁴.

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

Швеллер ГОСТ 8240	№10	№12	№14	№16	№18
Момент сопротивления W, см³	34,8	50,6	70,2	93,4	121
Момент инерции I, см⁴	174	304	491	747	1090

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
2,7	1,35	3,02	12	140х60х5	12	120х120х4
3	1,5	3,35	14	140х80х5	14	140х140х4
3,3	1,65	3,69	16	160х80х5	14	140х140х4
3,6	1,8	4,03	16	160х80х5	16	160х160х4

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».

Как законструировать лестничный марш из сборных ступеней по металлическим косоурам, можно узнать из статьи «Cборная лестница по металлическим косоурам.»

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.

class=»eliadunit»>

Комментарии в данной теме закрыты. Чтобы получить бесплатную консультацию, перейдите по этой ссылке.

Лестница на второй этаж из швеллера – преимущества и нюансы

Загородные двухэтажные дома один из наиболее популярных видов сооружений для жизни. Постройка второго этажа позволяет не только получить больше площади дома, но и сэкономить место на участке, оставив для активного образа жизни несколько квадратных метров. Но для удобства передвижения требуется позаботиться об удобном доступе к верхнему этажу. Лестница на 2 этаж из швеллера один из самых простых и удобных способов возведения.

Швеллер

Лестница на второй этаж из швеллера – особенности и нюансы

При архитектурных работах если необходимо возвести сооружение для подъема на второй этаж один из лучших способов использование металлических изделий. Если монтаж проводится внутри помещения возможно дополнительно проводить облицовку деревом, или другими материалами, чтобы улучшить вид сооружения.

Как способ облицовки подходит и обычная краска или лак. Зависимость от стиля декора и назначения комнаты, количества денег, которые можно затратить на постройку и декорирование, а также дизайнерских решений. Среди всех видов лестниц в многоэтажных сооружениях наиболее популярной является лестница из уголка или швеллера своими руками. Монтировать можно внутри или снаружи помещения. Отличия будут незначительны.

Уличное сооружение из швеллера

Конструктивные особенности

Главными требованиями к любому виду подъемных систем является безопасность и удобство использования. Под безопасностью подразумевают прочность, устойчивость и надежность. Несущие балки из швеллера дают возможность получить владельцу дома все необходимые технические характеристики. Поэтому, использование металлического швеллера оправдано при возведении лестниц.

Основным требованием является прочность. Крепить составные части лестниц можно на болтах, сваривая между собой или заклепками.

Каркас из швеллера

Характерным свойством швеллера является повышенная жесткость на изгиб. При этом ребра жесткости дополнительно повышают прочность профилей. К несущим стенам и полу можно монтировать основание анкерами. Чтобы закрепить ступени на косоурах или тетивах обычно используют металлические уголки. Причем место прикрепления определяется особенностями расположения.

Если требуется использовать поворотную лестницу, то на швеллерах делают специальные изгибы. Чтобы этого добиться требуется в местах поворота вырезать клинья, нагреть балку, затем изогнуть под нужным углом и сварить. Для укрепления стыков можно приварить металлическую пластину. Однако процесс достаточно затруднителен для людей, которые не обладают достаточными навыками сварки.

Поэтому желательно изготавливать сооружения с прямым маршем. А при необходимости сделать поворот монтировать площадку между двумя маршами.

Облицовка проводится деревянными, стеклянными или каменными украшениями. Балясины могут сделать кованными или вырезанными из дерева. Это позволяет добиться сочетаемости с любым стилем декора. При этом получается комплект из недорогой несущей из металлического основания и с дополнительным использованием уголков как опор для ступенек с более ценной облицовкой.

Облицовка ступеней уличных сооружений проводится редко. Можно на горизонтальную часть наложить панельные металлические пластины, рифленые или вытяжные. Подступенки можно не накрывать.

Чтобы обеспечить безопасность при подъеме и спуске дополнительно устанавливаются перила. Выполняются из разнообразных материалов. При желании можно сделать их простыми или сложными по форме, в зависимости от того, какой был избран чертеж.

Преимущества и некоторые нюансы

Среди основных достоинств лестниц из металлопроката и уголка можно выделить:

Отсутствие необходимости в сложном уходе.
Устойчивость к факторам внешней среды.
Прочность, при которой не возникает вибраций и скрипов при движении.
Без облицовки, она выглядит достаточно легко.
Большой выбор элементов декора.

При этом зависимость места установки балок также присутствует. Если они обращены наружу, достигается изящный вид. В противном случае прочность каркаса повысится.

Изготовление маршевой лестницы

Металлическая модель отличается длительным сроком эксплуатации и надежность. Однако для монтажа и прикрепления крепежных элементов потребуется навыки работы по железу, и умения работать со сварочным аппаратом. В некоторых случаях логичным решением станет привлечь профессионала, который сварит марш. Если попробовать выполнить работы самому, возможны перекашивания или изгибы марша. При уверенности в своих силах можно заняться этим самостоятельно.

Металлопрокат

Наиболее распространенным способом является изготовление каркаса из двух металлических профилей, которые нарезаются согласно габаритам уголков. Первый этап – сварка рамы, после чего можно делать каркас для ступенек. Прикрепление осуществляется сверху металлического изделия или с внутренней части рамы.

Если крепление планируется на верхнюю часть профиля, то требуется приварить уголки к верхней полке швеллера. При монтаже с внутренней части рамы нужно изначально прикрепить уголки к наклонным опорам со внутренней стороны. После чего можно прикреплять остальные части. После процесса варки нужно очистить и шлифовать их. Затем нанести покрытие против коррозии и окрасить.

Установить в готовом виде из-за большой массы затруднительно. Поэтому, требуется использовать кран или подъемный механизм. Или же привлечь достаточное число помощников. После закрепления марша можно начинать декор, облицовку и другие связанные с установкой работы.

Швеллер в изготовлении

Если было принято решение для основы каркаса использовать швеллер, то требуется правильно рассчитать нагрузочные веса. Прочность и долговечность данного вида металлического профиля сделали его популярным, однако даже у него есть пределы нагрузки. Также при передвижениях отсутствуют вибрации и резонанс.

И простой внешний вид также делает его конкурентоспособным относительно других видов профиля. Из прокатных металлических листов обычно изготавливают тетивы или косоуры, которые представляют собой компоненты, формирующие несущую основу.

Косоуры могут быть одиночными или парными. В таком случае ступеньки размещают строго посередине.

Какой швеллер применять

Какой швеллер лучше использовать для лестницы? Чтобы правильно выбрать изделие требуется рассчитать нагрузку. Маркировка производителя на продукции дает возможность получить информацию о параметрах. Обычно цифровые обозначения имеют значение при расчете высоты. Для лестниц удобно будет выбирать металлопрокат с индексами от 8 до 18.

Причем расчетная часть работ проводится исходя из таких данных:

угол наклона;
максимальные нагрузки на неё;
масса ступеней;
габариты ступеней;
количество основ для крепления;
высота марша.

Если планируется сделать марш шире 100см, требуется использовать 3 и более несущей основы.

Типичные виды швеллера

Особенности монтажа

В общем виде установка лестницы из металлического профиля проводится следующим образом:

Первоначально требуется выбрать вид металлического проката и правильно рассчитать нагрузки для него. При неправильно выбранном материале снижается срок эксплуатации лестницы и существенно падает риск обрушения при подъеме больших грузов.
Собирать каркас можно только если в чертеже предусмотрены все параметры толщин, в том числе облицовки и ступеней. При отсутствии облицовки нужно учитывать, что снижается устойчивость к факторам внешней среды. Внешний вид также будет трудно назвать презентабельным.
При установке в основе для возведения металлопрокатного профиля полками вовнутрь снижается ширина, но существенно увеличивает её прочность. В таком случае ступеньки могут устанавливаться на внутреннюю часть полки. Такой способ крепления достаточно привлекателен внешне за счет закрытого пространства.
Если разместить швеллер для лестниц полками к наружной части, то внешний вид только выиграет. Особенно после окраски внешней части.
Если требуется существенно повысить прочность основы для лестницы, можно дополнительно к нижней части швеллера прикрепить специальные косынки, которые опираются на ступеньки. Это также поможет существенно улучшить характеристики лестницы в краткие сроки если изменился уровень нагрузок или способ эксплуатации.

Простой вариант декора

Наиболее высокие требования при монтаже предъявляются к связывающим узлам. Внешние части опор и способы монтажа должны быть способны выдержать максимальные нагрузки. Чтобы скрепить между собой, можно использовать сварку, болты или заклепки. К числу надежных и практичных способов является применение анкерных болтов. После чего можно забетонировать нижние часть лестницы.

Декоративная облицовка из швеллера

Чтобы сделать лестницу более привлекательной хорошим выбором будет облицовка отделочными материалами:

Древесина, может использоваться для изготовления декоративных резных балясин и перил. Можно подобрать достаточно много пород дерева, которые бы подходили к декорированию лестницы из уголка 50х50. Наиболее популярными являются дуб и лиственница.
Кованные изделия также популярны, как и дерево. Металлические орнаменты или фигуру, которые прикрепляются к поручням позволяют добиться уникальности при украшении дома.
Натуральный или искусственный камень, которым можно покрыть боковые части. Установка на ступень достаточно сложна для неспециалиста.
Стеклом, которое обычно используется в комбинациях с другими элементами.
Гипсокартон – как бюджетный вариант отделки лестниц требуется для снижения шума при передвижении.
Керамогранит – также дешевый способ быстро покрыть лестницу. Стоит выбирать плитку с шероховатой или рифленой поверхностью.
Ковролин – способ покрытия внутренних лестниц. Полезен для снижения уровня шума и травмоопасности, что удобно в домах, в которых обитают пенсионеры или дети.
Окрашивание – наиболее простой способ. Подходит для хозяйственных построек и эвакуационных видов.

Декоративные перила

Комбинирование материалов позволяет достичь интересных результатов и соответствия с общим стилем помещения. При этом дешевая основа сооружения комбинируется с дорогостоящими отделочными материалами. Такой подход позволяет существенно снизить стоимость реставрации лестниц в случае повреждений.

Шумность

Часть металлических лестниц обеспечивают повышенный уровень шума при движении. Особенно это относится к моделям с низкой массой, которые при использовании отделки отличаются сильными шумами. Если сооружение не отличается достаточной массой, можно использовать дополнительную нагрузку. Например, покрыть как отделочным материалом битум. Также это защитит от влаги.

Лестница с применением металлопроката в качестве основы хороший выбор для быстрого и бюджетного возведения. Схема может быть составлена самостоятельно по имеющимся чертежам. Изготавливать можно как прямые, так угловые марши. К тому же есть возможность декора любым способом.

Расчеты нужно проводить только после полного составления проекта. Учитывайте типичные особенности климата, максимальные уровни нагрузки и другие показатели на ступеньки. При учете всех нужных параметров сооружение прослужит достаточно долго.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

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:

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 на второй этаж из швеллера – преимущества и нюансы

Швеллер