Ломаные косоуры лестницы: подбор профильной трубы, ступеней и площадки

Что такое ломаный косоур и для какой лестницы составлены таблицы

Ломаный косоур повторяет ступенчатый профиль марша. Его горизонтальные и вертикальные звенья соединены в углах, поэтому на боковом виде получается характерная зигзагообразная линия. В рассматриваемой конструкции таких косоуров два: они расположены по сторонам марша и жёстко связаны поперечными элементами на каждой ступени.

От обычной наклонной балки эта схема отличается прежде всего наличием поворотных сварных узлов. Недостаточно выбрать достаточно крупную трубу: соединения должны обеспечивать предусмотренную проектом жёсткость и прочность. Таблица для двух связанных боковых косоуров не подходит одиночному центральному косоуру, консольной лестнице или системе с податливыми опорами.

В авторской инструкции заданы следующие границы: ширина марша от 700 до 1500 мм, свободная диагональ прямого марша не более 5,00 м, горизонтальное звено косоура от 180 до 260 мм, вертикальное — от 140 до 220 мм. Основной металл принимается из стали не ниже С245, обычные деревянные ступени — толщиной не менее 40 мм. Размер звена каркаса нельзя без проверки отождествлять с чистовым размером проступи: в проекте также учитываются положение ступени и её опирание.

Расчётная модель исходника включает нормативную распределённую нагрузку 3,0 кПа, отдельную вертикальную сосредоточенную нагрузку 1,5 кН в неблагоприятном положении и собственный вес металла с обычными деревянными ступенями. Это условия данной методики, а не заявление об одинаковой нагрузке для любой лестницы. Назначение здания и фактическую нагрузочную схему определяет проектировщик.

Ниже рассматриваются внутренние жилые лестницы. Для уличных конструкций дополнительно требуется учитывать снег, лёд, климат и коррозию; автоматически переносить на них таблицы нельзя. Общественные, эвакуационные и производственные лестницы также находятся за пределами приведённого типового подбора. Посмотреть варианты внешнего исполнения можно в каталоге лестниц на двух косоурах.

Какие размеры нужны: ширина лестницы не равна пролёту поперечины

До выбора сечений инженер фиксирует геометрию, положения опор и направление передачи нагрузки. Общая высота этажа сама по себе не даёт длину свободного марша. Для табличного подбора нужна именно диагональ между расчётными опорами, а для поперечины — её собственный свободный участок.

• W — ширина марша, по которой выбирается столбец таблицы косоуров.
• L — свободная диагональная длина прямого марша между расчётными опорами.
• Lc — свободная длина наружного участка забежного блока без промежуточного опирания.
• Ls — свободная длина основания конкретной забежной ступени.
• Lp — свободный пролёт основной балки площадки.
• Bp — поперечный размер площадки.
• Hs — свободная высота опорной стойки до верхнего раскрепления.

Для прямой ступени отдельно измеряют фактическую длину поперечины в свету между косоурами по её оси. Нельзя просто подставить вместо неё ширину W. Например, в авторском примере при ширине марша 900 мм поперечина имеет свободную длину 850 мм. Это два разных исходных размера, а не погрешность измерения.

Удобный порядок работы: сначала прямые марши и их косоуры, затем основания ступеней, после этого поворотный блок, площадка и стойки. Но результат остаётся взаимосвязанным: если марш передаёт свою реакцию на середину балки площадки, её нельзя считать обычной балкой только под настилом. Такую особенность нужно отметить до выбора строки таблицы, а не после изготовления.

Прямой марш: подбор профильной трубы для ломаных косоуров

Сечение в таблице указано для каждого из двух боковых косоуров. Все размеры труб даны в миллиметрах в порядке сторон и толщины стенки. Большую сторону прямоугольной трубы располагают в плоскости зигзага: ориентация должна сохранять работу каждого звена относительно его сильной оси. Произвольно разворачивать профиль или уменьшать стенку нельзя.

Таблица 1. Два ломаных косоура прямого марша

Обязательное условие — жёсткие сварные повороты и поперечная связь на каждой ступени. Прихватки, прерывистая сборка с податливыми углами или отсутствие части связей не соответствуют принятой схеме. Замена профиля на меньший либо изменение толщины стенки требуют отдельного подтверждения, даже если длина марша остаётся прежней.

Таблица 2. Поперечины прямых ступеней

Профиль 40×20×3 плашмя допускается здесь при важном дополнительном условии: деревянная ступень толщиной не менее 40 мм непрерывно опирается также на горизонтальные участки обоих косоуров. Поперечина является частью общей рамы. Если она становится единственной несущей линией и принимает полную сосредоточенную нагрузку, пользоваться этой строкой нельзя.

Поэтому фраза «для ступеней достаточно трубы 40×20» без описания опирания неверна. Один и тот же профиль в составе связанной рамы и как самостоятельная балка работает по-разному. На чертеже должны быть видны контакт деревянной ступени с косоурами, положение поперечины и способ крепления, а не только обозначение металла в спецификации.

Забежные ступени: наружный контур, основания и внутренний узел

Для поворота на 90° инструкция рассматривает блоки из двух, трёх или четырёх ступеней. Поворот на 180° представляется двумя жёстко связанными секторами. Здесь проверяют не общую ширину лестницы, а максимальную свободную длину наружного участка Lc и наибольший свободный пролёт основания ступени Ls.

Таблица 3. Наружный элемент забежного блока

Если один наружный элемент собирает реакции обоих секторов поворота на 180° или принимает реакцию полного прямого марша, табличный подбор автоматически не применяется. Число ступеней и похожая форма в плане ещё не означают, что нагрузка передаётся так же, как в типовом блоке.

Таблица 4. Основания забежных ступеней

Основание должно работать в составе жёсткого блока. Кручение или единственная линия опирания ступени требуют самостоятельной проверки. Типовой внутренний узел из трубы 50×50×3 применим только при жёстком пространственном раскреплении. Если к нему приходит больше четырёх радиальных элементов либо реакция прямого марша, его нельзя назначать только по этому обозначению.

Подбор металла не решает задачу удобной разбивки ступеней. Сначала должны быть согласованы геометрия поворота, рабочая полоса движения и переход к прямым ступеням. Эти вопросы разобраны в статье о геометрии забежных ступеней. Таблицы каркаса применяют уже к определённым пролётам и опорам, а не вместо построения поворота.

Площадка и опорные стойки: отдельные элементы расчётной схемы

Для площадки последовательно выбирают основные балки и поперечины под настилом. У основной балки важен свободный пролёт Lp. У поперечин — размер Bp и расстояние между соседними элементами. Нельзя ограничиться подбором наружной обвязки, оставив внутреннюю сетку произвольной.

Таблица 5. Основные балки площадки

У труб 100×50 большая сторона, 100 мм, расположена вертикально. Если реакция прямого марша приходит в середину пролёта, а не в опорный узел или рядом с ним, нужна отдельная проверка. Увеличение толщины стенки по соседней строке само по себе не доказывает пригодность балки для такой схемы.

Таблица 6. Поперечины площадки

Не перепутайте ориентацию 40×20×3: в таблице прямых ступеней профиль расположен плашмя, а в сетке площадки — на ребро. Это разные условия применения одной трубы. Таблица площадки не предназначена для камня, бетона, керамогранита, оборудования или другого тяжёлого настила.

Таблица 7. Опорные стойки

Стойка предполагает прочное заанкеренное основание и раскрепление верха в двух горизонтальных направлениях. В типовой схеме на неё передаётся реакция одного конца одной основной балки площадки. Несколько крупных реакций, отсутствие верхнего раскрепления или консольная работа выходят за пределы таблицы. Высота столба — только один из параметров, а не достаточное основание для выбора трубы.

Шесть примеров чтения таблиц из авторской инструкции

Ниже приведены примеры подбора при соблюдении всех ограничений методики. Это не готовые спецификации для изготовления: в них нет полного набора сведений об анкерах, основаниях и сварных соединениях. Их задача — показать, какой размер нужно сопоставлять с каждой таблицей.

1. Прямой марш шириной 900 мм

При W = 900 мм и L = 2,80 м выбирается строка 2,50<L≤3,00 м и первый столбец таблицы 1: оба косоура 100×50×3. При фактическом свободном пролёте поперечины 850 мм таблица 2 даёт 40×20×3 плашмя. Условие о деревянной ступени не тоньше 40 мм и её дополнительном опирании на оба косоура остаётся обязательным.

2. Марш шириной 1100 мм и диагональю 3,30 м

По второй ширинной группе и строке 3,00<L≤3,50 м получаем косоуры 120×60×4. Свободная поперечина в примере равна 1000 мм, поэтому для неё требуется 40×40×3. Подбор показывает, почему нельзя автоматически оставлять небольшую трубу оснований при увеличении ширины марша.

3. Забежной блок на 90° из трёх ступеней

При Lc = 1400 мм наружный элемент выбирается 100×50×3. При максимальном Ls = 850 мм основания — 40×20×3 плашмя. Типовой внутренний узел — 50×50×3 при предусмотренном пространственном раскреплении. Все три позиции относятся к одной связанной системе, а не к независимо установленным деталям.

4. Более длинное основание забежной ступени

Если свободный пролёт Ls составляет 1150 мм, выбирается 40×40×3. Сам факт выбора этой трубы не снимает проверку кручения и схемы опирания. Если элемент является единственной опорной линией ступени, нужно остановиться и проверить его отдельно, а не считать задачу законченной.

5. Площадка с пролётом 2,60 м

При Lp = 2,60 м основная балка принимается 100×50×4. При Bp = 1100 мм поперечины — 40×40×3 с шагом не более 500 мм. Эти результаты относятся к обычному деревянному настилу и типовой передаче нагрузок. Появление реакции марша в середине балки меняет условия и требует проверки.

6. Стойка высотой 1,50 м

При Hs = 1,50 м таблица указывает 50×50×3. Применить результат можно только при прочном закреплении снизу, верхнем раскреплении в двух направлениях и предусмотренной одиночной реакции. Если стойку лишь приставить к площадке без необходимых связей, табличный результат к такой конструкции не относится.

Что проверить в узлах до изготовления

Повороты ломаного косоура выполняются по утверждённому жёсткому равнопрочному типовому узлу. Сам по себе непрерывный сварной шов не доказывает равнопрочность соединения. В рабочей документации должен быть определён узел, а не только требование «обварить по кругу». После сварки проверяют геометрию обоих косоуров, чтобы они образовывали согласованную пространственную систему.

Поперечные связи на каждой ступени препятствуют взаимному смещению и закручиванию боковых косоуров. Их нельзя считать декоративной деталью и убирать ради внешнего вида. Если проект предусматривает иной способ связи, он требует собственного подтверждения и уже не должен выдаваться за буквальное применение таблиц.

Крепление стоек ограждения к косоуру, наружному элементу поворота или поперечине добавляет воздействие из плоскости. Этот случай отдельно проверяется в исходной инструкции. Поэтому место установки ограждения согласуют вместе с металлокаркасом, а не выбирают произвольно на готовой лестнице.

Опорные пластины и анкеры подбирают по реальному основанию. Обозначение трубы в таблице ничего не говорит о допустимости крепления в конкретной стене или перекрытии. Сначала уточняют материал несущей конструкции и доступные зоны крепления, затем рассчитывают соединение. Крепление деревянной ступени также остаётся самостоятельным проектным решением.

Когда таблицы применять нельзя

Проверка исключений — обязательная часть подбора. Если хотя бы один пункт ниже относится к проекту, недостаточно выбрать «следующую трубу побольше». Конструктору требуется расчёт фактической схемы.

• Ширина выходит за 700–1500 мм, свободная диагональ марша превышает 5,00 м или звенья выходят за диапазоны 180–260 и 140–220 мм.
• Вместо двух связанных боковых косоуров используются один косоур, консоли, подвесы или податливые опоры.
• Не обеспечены утверждённые жёсткие равнопрочные поворотные соединения и поперечные связи на каждой ступени.
• Предусмотрены тяжёлые ступени, настил, оборудование либо нагрузки, отличные от исходной модели.
• Lc превышает 2000 мм, Ls — 1500 мм либо элементы поворота собирают дополнительные реакции маршей и секторов.
• Пролёт площадки больше 3,00 м, стойка выше 5,00 м, не раскреплена или работает консольно.
• Лестница общественная, эвакуационная, производственная либо имеет повышенные динамические, снеговые или технологические воздействия.

Сравнивать конструктивные системы нужно по их собственным условиям. Для другой схемы опубликованы отдельные авторские материалы: подбор элементов каркаса закрытого типа и подбор каркаса из листового металла. Сечения из этих статей не взаимозаменяемы с трубами ломаного косоура.