Расчет косоура металлической лестницы

Если вы строите самостоятельно собственный дом для постоянного проживания, либо в качестве дачи, рано или поздно вы столкнетесь с необходимостью строительства лестницы. Каким бы ни был материал, из которого сделаны ступени – древесина, пластик, алюминий, все равно каркас лестницы все еще чаще всего изготавливают из стали.

Как рассчитать косоур?

Для строительства своими руками более всего подходит наборная лестница на косоурах. Так называется основная деталь каркаса лестницы, металлическая балка уровня уголок либо швеллер (иногда двутавр), которая служит опорой для ступенек, принимая на себя их массу, а также массу идущего по ступеням человека. Опорой для косоура служит стенная кладка либо дополнительная (лобовая) балка.

Варианты дизайна лестниц

Исходные данные

Для того, чтобы лестница была удобной и долговечной, косоур требуется правильно рассчитать. Какие данные необходимо при этом учесть?

• Ширину марша;
• Массу каждой ступени;
• Количество косоуров (есть конструкции на одном центральном косоуре, либо с одним боковым, если с другой стороны ступени «уходят» в кладку стены);
• Длина вертикальной проекции марша. Здесь необходима небольшая оговорка, почему мы «пляшем» от проекции, а не от длины самого марша. Все просто, эту величину нам гораздо проще измерить: берем ту точку, от которой марш будет начинаться, «бросаем» отвес от той точки, куда марш ведет, и замеряем расстояние. Кроме того, из вертикальной проекции нам удобней будет рассчитать количество ступеней: просто поделим длину проекции на шаг ступени;

Совмещение с ковкой

• Подъем марша – высота по вертикали от уровня начальной до уровня конечной точки марша. Если речь идет о лестнице на второй этаж, то подъемом будет высота от пола до пола, если с улицы – то от уровня земли до крыльца, и так далее.

Расчетные данные

Из исходных данных вычисляем:

Длинна косоура

Если посмотрим на нашу конструкцию сбоку, то увидим прямоугольный треугольник. Вот нам и пригодилась опостылевшая в школе тригонометрия! Вспоминаем теорему Пифагора: квадрат длины проекции лестничного марша плюс квадрат подъема дадут нам квадрат длины косоура.

Угол подъема (пригодится для вычисления нагрузок) считаем методами той же тригонометрии: противолежащий катет (подъем), деленный на прилежащий (проекция марша) даст нам тангенс угла.

Количество ступеней считаем, как уже сказано выше, поделив длину «лежащего на земле (или на полу)» катета на длину шага ступени.

Высота проступи (высота между уровнями смежных ступеней) определяется делением подъема («стоящего» катета) на количество ступеней.

Если для нас наоборот, первична высота проступи, например, если в доме будут жить пожилые люди, которым тяжело будет ступать по высоким ступеням, то берем высоту проступи за базовую величину ступени. Поделив подъем на высоту проступи, получаем количество ступеней, делим проекцию марша на количество ступеней – получаем шаг каждой ступени.

Вычисление нагрузки

Полученных данных нам достаточно для расчета нагрузки, которую будет испытывать опорная деталь. Нагрузка состоит из двух составляющих:

• Постоянная нагрузка – это сумма масс всех ступеней.
• Переменная нагрузка – максимальная нагрузка всех людей и грузов, которые могут находиться на лестнице одновременно. Ни в коем случае не занижайте эту величину, помните, что в готовый дом нужно будет заносить мебель, сантехнику и другое оборудование. Масса четырех человек, затаскивающих на второй этаж холодильник или ванну, будет немногим менее тонны.

Так мы получим номинальную нагрузку, но для расчета каркаса нам потребуется нагрузка нормативная. Для получения нормативной нагрузки каждую составляющую умножаем на соответствующий коэффициент надежности и суммируем полученные величины. Для постоянной нагрузки коэффициент надежности составляет 1,1, для переменной – 1,4.

Имея такие данные, как длина марша, подъем, нормативная нагрузка, по специальным таблицам мы подберем необходимый профиль, площадь сечения и марку стали. Рекомендуем воспользоваться таблицами из нормативных документов СНиП III-18-75 «Металлические конструкции»,ДБН В.2.6-163:2010 «Стальные конструкции».