Расчет лестниц с металлическими косоурами

Расчет косоура металлической лестницы

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

Данный расчет касается металлических косоуров из прокатных швеллеров.

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. = 27°, cos? = 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 cos? 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. = 449/0.892 2 = 564 кг/м 2 = 0,0564 кг/см 2 ;

q р = q р ₁ /cos 2. = 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.

Спойлер: Определение момента инерции по Линовичу

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*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.

Длина проекции марша Lx, м

Высота марша Н, м

Длина косоура L, м

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.

Комментарии

Добрый вечер!Можете расчитать деревянный косоур(сечение) .Данные:L=3100м м,угол наклона 45град,10 ступеней.Заране е спасибо!

Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ»
svoydom.net.ua/besplatnaja-konsultacija.html 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 supportsvoydom.net.ua

Расчет металлического косоура

Как правило при устройстве лестничных маршей по металлическим косоурам используются уже готовые типовые решения. Тем не менее никогда не помешает проверить несущую способность косоура, который был принят не по расчету, а исходя из конструктивных соображений и наличия в продаже.

Например, продолжим рассмотрение ситуации, с которой столкнулся один из посетителей сайта. Проектируется 2-х маршевая лестничная клетка, размеры в плане 5800х2600 мм. Под каждой лестничной площадкой на продольные кирпичные стены толщиной 380 мм опираются по 2 стальные балки из двутавра высотой h = 270 мм. Сверху на стальные балки опираются металлические косоуры также из двутавра высотой h = 270 мм. Ну и выше монолитная ж/б площадка высотой h = 110 мм. Впрочем, знать толщину площадки для расчета косоура не нужно.

Пример расчета металлического косоура

Особенность расчета косоура в том, что он представляет собой не горизонтальную балку, а балку, наклоненную к горизонтали под некоторым углом, для упрощения расчетов примем угол наклона равным 30°. Это означает, что в поперечных сечениях косоуров будут действовать не только поперечные силы и изгибающие моменты, но и продольные силы.

Поступим так. Из конструктивных соображений для косоуров будут использоваться двутавры высотой 270 мм. Согласно сортаменту такой двутавр имеет моменты сопротивления W_z = 371 см 3 и W_y = 41.5 см 3. моменты инерции Iz = 5010 см 4 и Iy = 260 см 4. площадь сечения F = 40.2 см 2. расчетную толщину полок t = 0.98 см, ширину полок b = 12.5 см, толщину стенки s = 0.6 см, а также массу погонного метра m = 31.5 кг/м. Полное расстояние между косоурами примем равным 1.2 м, по косоурам укладываются бетонные ступеньки типа ЛС. Тогда, исходя из заданных размеров лестничной клетки и при ширине лестничных площадок 1.2 м горизонтальная проекция косоуров составит

l г _к = 5.8 — 1.2·2 = 3.4 м

тогда при наклоне косоуров 30° полная длина косоуров (гипотенузы прямоугольного треугольника) составит

l_к = 3.4/cos30° = 3.4/0.866 = 3.92 ≈ 4 м

В зависимости от конструктивного решения узлов косоур может рассматриваться или как шарнирно опертая балка или как жестко защемленная балка. Далее мы мы рассмотрим оба варианта опирания.

Сбор нагрузок на косоур

1.1 От собственного веса косоуров

где коэффициент надежности по нагрузке k = 1.4 принят достаточно большим, чтобы учесть возможные конструктивные особенности косоуров.

где n = l_к /п_с = 3.92/0.3 = 13 — количество ступенек, укладываемых по косоуру, если длина постели одной ступеньки около 30 см. m_c = 128 справочная масса одной ступени ЛС согласно ГОСТ 8717.0-84.

1.3 Временная нагрузка от людей и перемещаемых по лестнице грузов

где q_н = 300 кг/м 2 — нормативное значение нагрузки, рекомендуемое к использованию при расчетах.

Таким образом суммарная распределенная нагрузка составляет

При этом для дальнейших расчетов нам нужно знать вертикальную и горизонтальную составляющие этой нагрузки

q в = qcos30° = 1005.7·0.866 = 871 кг

q г = qsin30° = 1005.7·0.5 = 503 кг

Определение максимальных напряжений

В поперечных сечениях косоура изгибающие моменты и поперечные силы будут возникать при действии вертикальной составляющей нагрузки. Под действием горизонтальной составляющей в поперечных сечениях будут возникать продольные силы.

Косоур — балка на шарнирных опорах

Для косоура — шарнирно закрепленной балки, на которую действует равномерно распределенная нагрузка, максимальный момент будет посредине длины балки, где значение поперечных сил будет равно нулю, и будет составлять

М ш = q в l_к 2 /8 = 871·4 2 /8 = 1742 кгм или 174200 кгсм

Значение продольных сил в середине пролета балки на шарнирных опорах составит

Тогда значение максимальных напряжений, возникающих в поперечном сечении шарнирно опертой балки составит:

σ = М ш /W_z + N/F = 174200/371 + 1006/40.2 = 469.54 + 25.02 = 494.57 кгс/см 2

Источник

Расчет лестницы на косоурах – Онлайн-калькуляторы с чертежами

Бесплатный расчет лестницы на косоурах онлайн на 3D-калькуляторе с чертежами: расчет поворотной, прямой лестницы на косоурах из металла, дерева.

Лестницы на косоурах – это разновидность лестничной конструкции с несущим элементом в виде балки с зубчатым контуром, в выемки которой устанавливаются ступени с открытыми наружу торцами. Косоуры позволяют использовать имеющейся проем более эффективно, поскольку в случае тетивы – к общей ширине лестницы требуется добавлять двойную ширину балки, что критично при узких проемах.

Наши онлайн-калькуляторы расчета лестницы на косоурах, позволяют грамотно рассчитать конструкцию и создать готовый проект лестницы своими руками, в котором будет находится: отчет с количеством материалов на изготовление, комплект чертежей всех элементов и адаптивная 3D-модель сооружения. Программа способна значительно сэкономить время на подготовительных этапах строительства и поможет избежать случайных ошибок в ходе вычислений.

Все расчеты сохраняются доступны в личном кабинете и по ссылке. Также вы можете в любое время экспортировать результаты в форматах PDF (отчет), PNG (чертежи), OBJ (3D-модель), отправить на электронную почту или в социальные сети.

Качественные профессиональные инструменты от КАЛК.ПРО будут одинаково полезны, как для начинающих умельцев, занимающихся строительством в первый раз, так для мастеров с большим опытом работы.

Функциональные возможности калькулятора

• лестницы на косоуре прямые
• лестницы на косоуре с забежными ступенями
• лестницы на косоуре с площадкой
• лестницы одномаршевые на косоуре
• лестницы двухмаршевые на косоуре
• лестницы трехмаршевые на косоуре

• Г-образные лестницы на косоурах (90°)
• П-образные лестницы на косоурах (180°)
• лестницы на монокосоуре
• лестницы на ломаном косоуре
• лестницы на произвольном количестве косоуров

Вы можете произвести расчет косоура для лестницы любой конструкции с погрешностью до десятых долей миллиметра – перейдите на страницу соответствующего калькулятора и выберите необходимую конфигурацию во вкладе интерфейса. Обратите внимание, расчет монокосоура доступен только для забежных двухмаршевых лестниц на 90° и 180°. Аналогичная ситуация, если вы хотите рассчитать лестницу с произвольным количеством косоуров .

Результатом расчета станет комплексная смета с оптимальным расходов материалов и подробными характеристиками каждого элемента конструкции: косоура, ступеней, подступенков, балясин и т. д. Также, на основании значений угла наклона, высоты ступеней, ширины проступи и ширины лестницы, будет произведена оценка сооружения на показатель «удобства», что немало важно, если в семье есть дети и пожилые люди.

Калькулятор лестницы на косоуре – незаменимый помощник для любого строителя, поскольку позволяет наглядно оценить конструкцию, найти ее недостатки и исправить до начала возведения.

Как рассчитать лестницу на косоуре по своим параметрам?

Для того чтобы рассчитать лестницу на косоуре на нашем конструкторе и получить наиболее достоверный результат, необходимо заполнить все поля в интерфейсе в соответствии с реальными параметрами проема без погрешностей. Также вам потребуется ввести предполагаемые габариты лестничной конструкции и ее составных компонентов – чтобы сделать это правильно, самостоятельно ознакомьтесь с положениями соответствующих ГОСТ, СНиП, ТУ.

Основные требования перечислены в: СНиП IV-14-84 «Сборники укрупненных сметных норм. Конструкции и виды работ производственного строительства», СНиП 21-01-97 (СП 112.13330.2011) «Пожарная безопасность зданий и сооружений», СНиП 31-02-2001 (СП 55.13330.2010) «Дома жилые одноквартирные», СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания», СНиП 2.08.02-89 (СП 118.13330.2011) «Общественные здания и сооружения», СНиП 2.01.07-85 (СП 20.13330.2010) «Нагрузки и воздействия», ГОСТ 20850-2014 «Конструкции деревянные клееные несущие», ГОСТ 23120-78 «Лестницы маршевые, площадки и ограждения стальные».

Если у вас все равно остались вопросы по заполнению полей калькулятора, рекомендуем прочитать наши информативные статьи – установка лестницы и оптимальный угол наклона лестницы.

Источник

Читайте также:  Бассейн каркасный круглый intex 366х122 с лестницей фильтрующей установкой