Расчет косоура металлической лестницы

Современное жилищное строительство в Москве все чаще предлагает проекты индивидуальных домов с несколькими этажами. В таких постройках можно расположить достаточное количество помещений для комфортного проживания всей семьи. Однако, в этом случае добавляется важная деталь — удобство и безопасность перемещения домочадцев и гостей между этажами. Компания «Металлические лестницы» имеет большой опыт в проектировании и возведении межэтажных переходов, и сегодня мы готовы с вами поделиться принципами расчета косоура, который обеспечит надежность и долговечность всей конструкции.

Что необходимо знать для грамотного расчета?

Для начала стоит определиться с тем, что же такое представляет из себя косоур. Архитектурный словарь определяет эту часть, как наклонную балку между площадками, задача которой заключается в том, чтобы удержать ступени. Иногда ее называют тетивой, если подступенки располагаются не сверху, а между частями каркаса.

Этот конструктивный элемент имеет свои разновидности по форме, материалу и расположению. Итак, с точки зрения формы, косоур может быть:

• прямой;
• ломанный;
• эвольвентный или винтовой.

Первая разновидность используется для одномаршевых лестниц, вторая — для соединения нескольких пролетов под углом, а третья — для винтовых.

Косоуры могут быть металлическими, деревянными и железобетонными. Вне зависимости от того, какой из данных композитов составляет основу всей лестницы, тетива, как правило, изготавливается из металла, так как именно он отличается великолепной прочностью при низкой стоимости и простоте обработки.

С точки зрения расположения, косоуры могут быть центральными или боковыми. В первом случае это одна наклонная балка, размещенная посередине конструкции, а во втором — две по бокам пролета. Последний вариант используется для лестниц большой ширины от 1,5 метров.

Дополнительными преимуществами металлической или стальной тетивы является компактность и возможность отделки всей конструкции деревом, гипсокартоном, или дополнительными металлическими деталями.

Как сделать нужные расчеты?

Часто при изготовлении лестниц из металла пользуются типовыми решениями, уже рассчитанными и спроектированными заранее. Но в некоторых случаях это становится невозможным или возникает потребность в проверке правильно подобранных параметров.

Чтобы рассчитать металлический косоур, необходимо ориентироваться на нормы СНиПов, отраженные во второй части данных технических регламентов. Именно они посвящены проектированию лестниц.

Данные для расчета

Прежде чем приступить непосредственно к вычислениям, необходимо понять на какие параметры стоит опираться. Все без исключения лестницы, изготовлены ли они из металла или дерева, имеют следующие элементы:

• ступени;
• перила;
• механизмы крепления.

Чтобы сделать расчет косоура для лестницы из металла потребуется значение следующих параметров.

• Габариты проема: ширина и высота;
• Параметры и размеры ступеней: количество ступеней, толщина, вес, длина выступа, высота подступенка;
• Габариты опоры: толщина, расстояние для ее крепления, угол наклона к вертикали;
• Ширина самой лестницы и длина ее проекции к полу;

После того, как все необходимые вычисления и замеры выполнены, можно приступать к расчетам.

Пример вычислений

В качестве основы возьмем лестницу с одним маршем высотой 3,1 м и длиной 4,8 м. Согласно основным рекомендациям по безопасности и удобству ступени следует располагать на глубине 25‒40 см. Мы для примера сделаем этот параметр равным 0,3 м. В этом случае сможем рассчитать количество ступеней. Для этого нужно длину общей конструкции разделить на глубину ступеней.

480/30 = 16.

Теперь мы уже сможем рассчитать высоту подступенков, разделив высоту конструкции на количество ступенек. В нашем примере ответ будет равен:

310/16 = 19,37 см.

Такой показатель укладывается в рекомендованные нормы от 12 до 22 см.
Далее, переходим к вычислению длины стального косоура. Здесь придется вспомнить школьную программу, а именно Теорему Пифагора. В отношении к лестнице, косоур будет выступать как гипотенуза прямоугольного треугольника. Тогда применяем соответствующую формулу.

Х = квадрат длины лестницы + квадрат высоты лестницы.

Согласно данным нашего примера получим ответ: Х = 32,65. Вычисляем из этого числа корень, который и будет равен длине стального косоура, то есть 5,71 м.

Теперь необходимо посчитать расчетную нагрузку. Она равна общему весу всех ступеней с учетом коэффициента надежности и временной нагрузки. Вес ступеней в нашем случае будет равен 144 кг (16 шт. * 9 кг). Коэффициент надежности составляет 1,1. Тогда расчетная нагрузка от ступеней составит 158,4 кг. Сумма этого параметра и временной нагрузки от веса людей, носимых грузов (420 кг) составит 578,4 кг.

Зная этот показатель, длину косоура, а также модуль упругости стали (он равен 2 100 000 кг/см3), мы сможем подобрать соответствующий размер профиля. Для этого потребуется рассчитать момент инерции по следующей формуле:

I = L*Q*b*5.2/E.

В ней применены следующие значения:

• L – длина косоура (в см);
• Q – нагрузка (в кг);
• b – ширина ступенек (в см);
• E – модуль упругости стали (в кг/см3).

Подставляя известные значения в формулу, получаем:

I = 571*578,4*80*5,2/2100000 = 65,42

Исходя из момента инерции подбираем сечение профиля. Помогут в этом нормативы, изложенные в СНиП III-18-75 и ДБН В.2.6-163:2010. Кроме того, для проектирования косоура и тетивы необходимо произвести расчет на зыбкость, который также изложен в требованиях СНиПов.