Расчет косоура металлической лестницы

Современное жилищное строительство в Беларуси 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 «Галерея лестниц» 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

• 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

Для проведения расчетов лестницы, давайте рассмотрим конкретный пример. Предположим, у нас есть лестница с одним маршем, высотой 3,1 метра и длиной 4,8 метра. Согласно стандартным рекомендациям по безопасности и комфорту, глубина ступеней обычно находится в диапазоне от 25 до 40 см. Давайте в этом примере установим глубину ступеней на уровне 30 см. Теперь мы можем вычислить количество ступеней, разделив длину лестницы на глубину ступеней:

Длина лестницы / Глубина ступеней = Количество ступеней 4,8 м / 0,3 м = 16 ступеней

Теперь мы можем рассчитать высоту подступенков, разделив высоту лестницы на количество ступеней:

Высота лестницы / Количество ступеней = Высота подступенков 3,1 м / 16 = 19,37 см

Этот результат находится в пределах рекомендованных норм от 12 до 22 см.

Далее, перейдем к вычислению длины стального косоура. Для этого мы можем воспользоваться Теоремой Пифагора, рассматривая косоур как гипотенузу прямоугольного треугольника. Формула будет следующей:

Х = √(Длина лестницы^2 + Высота лестницы^2)

Подставив значения из нашего примера:

Х = √(4,8 м^2 + 3,1 м^2) = √(23,04 м^2 + 9,61 м^2) = √32,65 м^2 ≈ 5,71 метра

Таким образом, длина стального косоура составляет около 5,71 метра.

Теперь мы можем рассчитать расчетную нагрузку на лестницу. Эта нагрузка включает в себя общий вес ступеней с учетом коэффициента надежности и временной нагрузки. Для нашего примера, вес ступеней будет равен 144 кг (16 ступеней * 9 кг на ступень). Коэффициент надежности обычно составляет 1,1. Следовательно, расчетная нагрузка от ступеней составляет:

Вес ступеней * Коэффициент надежности = 144 кг * 1,1 = 158,4 кг

Суммируя этот параметр с временной нагрузкой от веса людей и грузов (420 кг), получаем общую расчетную нагрузку:

158,4 кг + 420 кг = 578,4 кг

Теперь, имея этот показатель, длину косоура и модуль упругости стали (2 100 000 кг/см^2), мы можем рассчитать момент инерции. Формула для момента инерции выглядит следующим образом:

Момент инерции (I) = Длина косоура (L) * Расчетная нагрузка (Q) * Ширина ступеней (b) * 5,2 / Модуль упругости стали (E)

Подставив известные значения:

I = 571 см * 578,4 кг * 80 см * 5,2 / (2 100 000 кг/см^2) ≈ 65,42

Исходя из полученного момента инерции, мы можем выбрать соответствующий размер профиля для косоура. Это решение будет соответствовать нормативам, изложенным в соответствующих стандартах и требованиях.