Металлический косоур для лестницы размеры

Технология изготовления металлических косоуров: ломаный косоур своими руками

Технологий изготовления лестницы на металлическом косоуре великое множество. Самый популярный: ломаный косоур или ломаный металлокаркас. Кому как больше нравится. Эта статья посвящена изготовлению ломаного косоура своими руками из профильной трубы. Собрать такой каркас самостоятельно можно. Вам понадобятся специальное оборудование и знания, о которых ниже.

1. Материал косоура

Мы в своем производстве используем профильную трубу 100*50*3 мм и 120*60*4 мм. Почему так. Тут важную роль для нас играет высота и ширина профильной трубы. Чем выше стенка трубы (в нашем случае 100 или 120 мм), тем выше жесткость при вертикальных нагрузках. В меньшей степени тут важна толщина стенки трубы. 3-4 мм вполне достаточно. Если брать меньший профиль и толщину стенки, то такой косоур будет пружинить и ему для устойчивости понадобятся дополнительные опоры. Нам это нужно? Нам это не нужно!
2. Шов трубы
Важно при выборе профиля, чтобы шов трубы располагался на узкой ее стороне. Т.е. на стороне 50 мм. Такая профильная труба выглядит аккуратно после покраски. Большинство швов скроется под ступенями, а вертикальные — за подступенками. Он очень хорошо скрывается структурной порошковой краской. Если шов будет сбоку, на широкой стороне, то его гарантированно придется шпатлевать. Никакая покраска его не скроет. Это удорожание, это риск, что шов останется не зашпатлёванным. Кроме того, после шпатлевки о порошковой покраске можно забыть: большие пласты шпатлевки могут отколоться при высокотемпературной сушке, порошковая краска очень плохо наносится на шпатлевку в принципе.

Перейдем непосредственно к технологии изготовления ломаного металлокаркаса лестницы.
3. Следующий этап- нарезка заготовок
Главное условие для правильного изготовления косоура: ленточная пила. Ровные, с углом точно в 45 градусов, одинакового размера, заготовки можно нарезать только на точном оборудовании. Одно из них- ленточная пила. В нашей прошлой работе мы писали, что без такой пилы невозможно сделать качественные заготовки для каркаса. Ни труборезы с большими дисками, ни мастера с 30 летним стажем тут не помогут. Человеческий фактор возьмет свое. Сначала криво отрежут, потом криво заварят дыры, потом криво зачистят. В итоге — кривая лестница. Нам это нужно? Нам это не нужно! И, следовательно, режем только на ленточной пиле!

При изготовлении лестницы на металлическом каркасе нужно учитывать фактор надежности сварных швов. После нарезки обязательно снимаем фаски в местах стыка заготовок. Это обязательное условие. Если не снять фаски, то шов после сварки ляжет сверху металла. Провар будет незначительным. А после зачистки могут появиться микротрещины. Такой шов очень ненадежен. А при условии, что по лестнице будут ходить люди, это просто не допустимо! Фаски снимаем обязательно, тогда стык будет проварен полностью и надежность конструкции не будет вызывать сомнений.

5. Сверлим отверстия для крепления ступеней
Мы используем для крепления шурупы по дереву толщиной 6 мм. Толстый шуруп исключает вероятность скрипа в местах соединения. Шурупы 3-4 мм могут скрипеть. Протянуть их довольно сложно. Можно попросту сорвать шлицы шурупа и тогда протяжки не получится. У шурупов 6 мм шестигранная головка. Протягивается очень легко. Отверстие под шуруп- изнанка. Сверлим мы его обязательно со стороны шва, чтобы скрыть его под ступенью. А с лицевой, видимой стороны, мы сверлим отверстие 16 мм. Оно нужно, чтобы закрутить шуруп с помощью биты внутри профильной трубы. Такое отверстие потом закроется композитной заглушкой в цвет косоура. Все отверстия сверлятся строго по кондуктору. Они должны быть одинаковы везде.

Апдейт 12.04.2017 года. Мы больше не используем саморезы для крепления ступеней к каркасу. Это не эффективно. Отверстия со временем начинают разбиваться, саморезы скрипеть. Хоть 6 мм, хоть 8 мм. Теперь мы крепим ступени только на дюбели Fisher. Это приводит к конечному удорожанию продукта, но окупается сторицей.

6. Сборка ломаного косоруа
Первое, что нужно для сборки — это ровный стол. Ровный стол= ровный каркас. Даже хороший металлический стол не подойдет нам. Т.к. он ограничен в размерах и при сварке образуется сильное напряжение по всей длине металлокаркаса. Стол может просто не справиться с нагрузкой и его погнет вместе с косоуром. Для сборки лестниц мы изготовили специальную направляющую из двух профильных труб 100*100. Она жесткая, она ровная, она длинная. То, что нужно.

При сборке все заготовки обязательно прихватываются к направляющей. Чтобы не повело после сварки. А перед тем, как отрезать косоур от направляющей, ему нужно обязательно дать остыть. Если заготовки сделаны правильно, то шов получается ровный и требует меньшей обработки.

7. Следующий этап- зачистка
Это самый ответственный процесс. Довести плоскость до идеальной не всегда возможно с первого раза. Иногда приходится дополнительно подваривать раковины, которые «проглядели» при сварке. Лучше подварить, чем использовать шпатлевку.

8. Контрольная сборка и осмотр недостатков
После того, как наши косоуры сварены, зачищены, отверстия просверлены, мы проводим контрольную сборку. Проверяем точность размеров, качество зачистки, подгонку отверстий в модулях. Будет очень смешно, если на монтаже не подойдут размеры или не влезут какие-нибудь болты.

9. На этом этапе можно отправлять металлокаркас на покраску. Но мы, специально для написания этой статьи, примерили его в помещении. Сборка косоура на объекте: 1-2 часа вместе с креплением в пол и стену. Ни сварки, ни пыли, ни грязи. Наши лестницы можно устанавливать в помещения с завершенным ремонтом, не опасаясь за сохранность интерьера. Технология запатентована нами и не имеет аналогов по скорости и качеству исполнения. Со сборкой такой лестницы можно справиться самостоятельно.

Все подошло идеально. Теперь лестница разбирается и уезжает на покраску.

После покраски монтаж этого каркаса занял 50 минут:

Осталось установить ступени и перила, но уже сейчас, я думаю, вам стало понятно: изготовление ломаного косоура, да еще и своими руками — дело не простое и требующее специальных знаний, навыков и оборудования. Выбирайте правильных подрядчиков и ваша лестница будет радовать вас долгие и долгие годы!

Источник

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.

Сбор нагрузок.

Действующая нагрузка

Нормативная нагрузка, кг/м 2

Коэффициент надежности

Расчетная нагрузка, кг/м 2

Нагрузка от веса ступеней:

11шт.*105кг/(2*3,7м*1,05м)

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.

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).

Источник