Каркас лестницы закрытого типа: подбор швеллера, уголков, площадки и стоек

Что называют каркасом лестницы закрытого типа

Закрытым называют металлический каркас, который после монтажа ступеней и подступенков полностью или почти полностью скрывается отделкой. В рассматриваемой схеме прямой марш несут два горячекатаных швеллера П‑серии, расположенные по бокам. Между ними устанавливаются поперечные уголки ступеней, а короткие горизонтальные и вертикальные элементы формируют прямоугольный контур под облицовку.

Такая конструкция подходит, когда заказчику нужна визуально цельная лестница с деревянными ступенями и подступенками, без открытого центрального косоура. После отделки металлическая основа не определяет внешний вид, однако именно она задаёт жёсткость маршей, площадок и поворотных участков. Поэтому проект начинают не с цвета древесины, а с расчётной схемы и опор.

Закрытый каркас нельзя оценивать только по толщине видимой ступени. В работу одновременно включены швеллеры, поперечины, площадочные балки, стойки и соединения. Если заменить один элемент — например, перенести стойку или опереть марш не на узел, а в середину балки, — меняется вся схема передачи усилий.

На сайте МАРШ есть отдельная подборка лестниц закрытого типа и коммерческая страница металлического каркаса под облицовку. Здесь разобран другой вопрос: как инженер последовательно выбирает элементы каркаса и где заканчивается применимость табличного подбора.

Для каких лестниц применима методика

Авторские таблицы рассчитаны на внутренние лестницы закрытого типа из швеллеров, уголков и профильных труб. Основная сталь — не ниже С245. Деревянная ступень принимается толщиной не менее 40 мм. Для прямых ступеней рабочая глубина находится в диапазоне 250–320 мм, высота подъёма — 140–220 мм.

• Чистая ширина марша W: от 700 до 1500 мм.
• Свободная наклонная длина прямого марша L: не более 6,00 м.
• Свободный пролёт главной балки площадки Lp: не более 3,00 м.
• Поперечный размер площадки Bp: от 700 до 1500 мм.
• Свободная высота опорной стойки Hs: не более 5,00 м при раскреплении сверху в двух горизонтальных направлениях.
• Забежный поворот 90°: два, три или четыре подъёма; поворот 180° собирается из двух связанных секторов 90°.

Свободную длину измеряют между расчётными линиями жёстких опор или узлов закрепления, а не по общему габариту детали. Это принципиально: декоративный выпуск профиля за опору не увеличивает пролёт, а опирание «рядом со стеной» не уменьшает его, пока стена не включена в работу рассчитанным узлом.

Граничное значение относится к строке со знаком «≤». Например, марш длиной ровно 3,00 м проверяют по диапазону 2,50<L≤3,00, а не по следующему. Такой порядок исключает двойное толкование таблиц.

Методика не распространяется на общественные, производственные и эвакуационные лестницы, а также на конструкции с повышенными эксплуатационными нагрузками. Наружные лестницы требуют учёта снега, льда, климатической температуры и коррозии; при нагрузках выше принятой модели выполняется отдельный расчёт.

Прямой марш: швеллеры, уголки и полосы

Подбор прямого марша начинается с двух величин: чистой ширины W и свободной наклонной длины L. Для обоих боковых несущих элементов принимается одинаковый швеллер. Таблица не предполагает, что один борт можно сделать слабее из‑за стены или ограждения: реальное распределение нагрузки может быть несимметричным.

Таблица 1. Боковые швеллеры П‑серии

Следующий элемент — длинный поперечный уголок под передней или задней зоной ступени. Он должен быть непрерывным и соединяться с обоими швеллерами. Размер выбирают по ширине марша.

Таблица 2. Длинный поперечный уголок ступени

Короткие горизонтальные элементы ступени и вертикальные элементы подступенка в пределах заданной геометрии принимаются из уголка 25×25×4. Они формируют рамку каждой ступени, но не заменяют длинную поперечину.

Таблица 3. Технологические полосы под деревянной ступенью

Полоса 40×5 служит технологической опорой для древесины. Она не является самостоятельным несущим элементом и не позволяет уменьшить длинный уголок. Также нельзя без проверки ослаблять швеллер крупными отверстиями или продольными вырезами: таблица относится к целому профилю и предусмотренным проектом соединениям.

Площадка и опорные стойки

Площадку нельзя считать просто продолжением ступени. Она принимает реакции соседних маршей, связывает их в пространственную систему и передаёт нагрузку на стены или стойки. В методике главная балка площадки опирается с двух концов. Консольные, подвешенные и не имеющие двух надёжных опор площадки рассчитываются отдельно.

Таблица 4. Главная балка площадки

Таблица 5. Поперечные уголки площадки

У поперечного уголка одна полка располагается горизонтально сверху, вторая — вертикально вниз. Такое положение должно сохраняться на рабочих чертежах и при сборке.

Таблица 6. Опорная стойка

Стойка считается раскреплённой рамой сверху в двух горизонтальных направлениях. Свободная консоль без такого раскрепления таблицей не охватывается. Одна стойка в этой модели поддерживает один конец одной главной балки. Если в узел приходят несколько балок или несколько реакций, совместную работу узла проверяют отдельно.

Реакцию прямого марша передают в узел рамы либо прикладывают не дальше 150 мм от опоры главной балки. Опирание в середину пролёта меняет изгибающий момент и требует расчёта. На одну площадку по этой методике допускается передавать не более двух маршей или забежных секторов. Базовая пластина стойки, анкеры и основание всегда проектируются отдельно по материалу перекрытия и фактическим усилиям.

Забежные блоки 90° и 180°

Поворотный блок на 90° может включать две, три или четыре забежные ступени. В авторской системе используются обозначения ZB‑90‑2, ZB‑90‑3 и ZB‑90‑4. Передний несущий элемент выполняется из трубы 100×50×3, поворотная стойка — из трубы 50×50×3. Оставшиеся сечения зависят от свободной длины наружного контура Lc и максимальной свободной длины основания забежной ступени Ls.

Lc измеряют для одного участка наружного контура между жёсткими узлами. Ls определяют отдельно для каждого радиального или диагонального уголка ступени. Для подбора используют наибольшее значение Ls в блоке.

Таблица 7. Наружный элемент забежного блока

Таблица 8. Основание забежной ступени

Труба переднего элемента устанавливается размером 100 мм по вертикали. Если этот элемент одновременно становится наружной опорой прямого марша, его выбирают уже по фактической совместной работе. Основание каждой забежной ступени жёстко связывают с внутренним или передним и наружным элементами; простое опирание на тонкий уголок не соответствует модели.

Поворот 180° рассматривается как два жёстко связанных сектора 90°. Секторы могут иметь разную геометрию, поэтому Lc и Ls определяют для каждого. Если один непрерывный наружный элемент принимает реакции обоих секторов, уголок 63×63×5 не используют: принимают не менее трубы 100×50×3 и отдельно проверяют соединительный узел.

Полосы 40×5 внутри забежных ступеней остаются технологическими опорами древесины. Если наружный контур принимает всю реакцию прямого марша, табличный подбор прекращают и рассчитывают пространственный узел.

Семь примеров подбора

Примеры показывают именно чтение таблиц. Они не являются готовыми проектами: в каждом объекте дополнительно проверяются опоры, соединения, площадки, анкеры, ограждение и основания.

1. Прямой марш W=850 мм, L=2,40 м. Два швеллера 10П, длинный уголок 45×45×4, короткие элементы 25×25×4; полоса 40×5 не требуется.
2. Прямой марш W=1000 мм, L=4,20 м. Два швеллера 16П, длинный уголок 45×45×5, короткие элементы 25×25×4 и одна полоса 40×5 по центру.
3. Прямой марш W=1300 мм, L=5,30 м. Два швеллера 22П, длинный уголок 56×56×5, короткие элементы 25×25×4 и две полосы 40×5 примерно на одной и двух третях ширины.
4. Площадка Lp=1,40 м, Bp=1,00 м. Главная балка из трубы 100×50×4, поперечные уголки 45×45×5 с шагом не более 500 мм.
5. Стойки. При Hs=1,50 м — труба 50×50×3; при Hs=3,20 м — 100×100×3; при Hs=4,20 м — 120×120×4. Во всех случаях требуется верхнее раскрепление по двум направлениям.
6. ZB‑90‑3, Lc=1100 мм, максимальная Ls=920 мм. Передняя труба 100×50×3, поворотная стойка 50×50×3, наружный уголок 63×63×5, основания ступеней 45×45×5.
7. ZB‑90‑4, Lc=1450 мм, максимальная Ls=1080 мм. Наружный элемент — труба 100×50×3, основания ступеней — уголок 45×45×5.

Для блока 180° каждый сектор выбирают отдельно. Например, при Lc=1750 мм и максимальной Ls=1200 мм наружный элемент выполняется из трубы 100×50×3, а основания ступеней — из уголка 50×50×5. После этого проектировщик проверяет общий соединительный узел двух секторов.

Когда таблицами пользоваться нельзя

Ограничения — не формальность. Они показывают, где меняется исходная расчётная модель. Если хотя бы одно условие не выполнено, нельзя просто взять ближайшее большее сечение: усиление одного профиля не исправляет другую схему опирания или слабое основание.

• W меньше 700 или больше 1500 мм; L больше 6,00 м.
• Lp больше 3,00 м; Bp вне диапазона 700–1500 мм; площадка консольная, подвешенная или не имеет двух опор.
• Hs больше 5,00 м; стойка не раскреплена сверху либо работает как свободная консоль.
• Lc больше 2000 мм или Ls больше 1500 мм; форма забежного блока отличается от принятой.
• Один наружный элемент забежного блока принимает реакцию целого прямого марша.
• Есть слабые стены и перекрытия, длинные консоли, подвесы или сложный сварной излом.
• Предусмотрена тяжёлая облицовка камнем, бетоном, крупноформатным керамогранитом либо другими материалами тяжелее принятой модели.
• Лестница общественная, производственная, эвакуационная или рассчитана на повышенную интенсивность.
• Наружная или техническая лестница воспринимает снег, лёд, оборудование либо климатические воздействия выше принятых.
• Ограждение создаёт значительные моменты или крепится нестандартно.
• В швеллерах есть крупные отверстия, вырезы, ослабления или непредусмотренные стыки.
• Нужны нестандартные анкеры, опорные пластины либо узлы передачи нескольких реакций.

В таких ситуациях конструктор строит расчётную модель конкретной лестницы, задаёт фактические нагрузки и проверяет не только прочность, но и прогибы, вибрацию, устойчивость, сварные и болтовые соединения. Общая последовательность изготовления и контроля раскрыта в статье о сварном каркасе лестницы.

Что должно быть в рабочем проекте закрытого каркаса

Даже корректно выбранные профили ещё не образуют проект. Производству нужны взаимно согласованные план, разрезы, узлы и спецификация. Иначе правильный швеллер можно установить на неверной отметке или ослабить неподходящим креплением.

• Высота между чистовыми полами и все чистовые уровни.
• Размер проёма после отделки, высота прохода и положение перекрытия.
• Чистая ширина W и свободные пролёты L каждого марша.
• Геометрия ступеней, включая все размеры забежных элементов.
• Размеры Lp и Bp площадок, расположение главных и поперечных балок.
• Свободная высота Hs каждой стойки и схема её раскрепления.
• Сечения швеллеров, уголков, труб и технологических полос.
• Узлы примыкания маршей, площадок и забежных секторов.
• Пластины, анкеры, сварные швы и фактические материалы оснований.
• Закладные и крепления ограждения до окраски и облицовки.
• Толщина древесины, подступенков и другой чистовой отделки.
• Разбивка на монтажные секции, маршрут заноса и контрольные размеры.

Перед запуском в производство проектировщик сверяет размеры объекта с моделью, технолог — доступность сварки и сборки, монтажник — опоры и занос секций. Изменение толщины ступени, места стойки, материала отделки или способа крепления ограждения фиксируется ревизией чертежей. Устная замена элемента на объекте разрушает связь между расчётом и фактической конструкцией.

Обязательные требования зависят от назначения здания и текущей редакции документов. Актуальные ссылки собраны в разделе «Нормативы для лестниц: ГОСТ, СП и СНиП». Авторские таблицы этой статьи дополняют нормативную проверку, но не подменяют её.

Короткий вывод

Закрытый каркас лестницы выбирают последовательно: сначала два боковых швеллера прямого марша, затем поперечные уголки и технологические полосы, после этого — главные балки площадок, их поперечины, стойки и элементы каждого забежного сектора. Для каждого шага нужен собственный свободный пролёт.

Сильная сторона методики Константина Амелина — чёткая область применения. Пока размеры и схема остаются внутри неё, таблицы дают единообразный предварительный подбор. Как только появляется консоль, слабое основание, тяжёлая облицовка, нестандартное ограждение или превышение пролёта, решение передаётся на отдельный расчёт.