Как рассчитать и сделать из профильной трубы лестницу в частном доме?

Выбор профильной трубы для монтажа лестниц обусловлен тем, что такая конструкция проще в эксплуатации и гораздо вариативнее в исполнении, она подойдёт для применения и в доме, и на улице. Однако изготовить надёжную конструкцию своими руками возможно только при наличии опыта сварочных работ.

Разновидности лестниц из профильной трубы

Профтруба – универсальный материал, одновременно лёгкий и прочный, эстетичный сам по себе и хорошо сочетающийся с другими строительными и отделочными материалами.

Изготовить из металлопрофиля можно как стационарные лестницы, располагаемые в доме и на улице, так и мобильные конструкции хозяйственного назначения.

Любая лестница состоит из ступеней и опорной системы – косоура, на который ступени опираются сверху, или тетивы, к которой ступени закрепляются торцом.

Опорной системой для лестниц из профтрубы обычно служит несущая балка, на которую сверху укладываются ступени.

Различают:

• прямолинейный косоур – прямая балка располагается по всей длине лестничного пролёта, к основной балке приваривают ножки, на которые будут опираться ступени;
• ломаный косоур состоит из соединённых между собой горизонтальных и вертикальных отрезков трубы, образующих ступенчатую конструкцию, непосредственно на которую и опираются ступени.

Разновидность лестницы определяется конфигурацией её основных элементов: маршевые, винтовые лестницы и лестницы-стремянки отличаются строением. Дополнительные детали, такие как перила и балюстрады, добавляют конструкции удобства и эстетичности.
Назад к оглавлению

Маршевая

Конструкции этого вида наиболее удобны для спуска и подъёма и довольно просты в проектировании и монтаже, поэтому в частных домах именно их возводят чаще всего.

Состоит маршевая лестница из одного или нескольких маршей – расположенных в ряд параллельных ступеней, опирающихся на один косоур или два — три параллельных.

Одномаршевая конструкция может быть установлена внутри дома, если имеется достаточно места. При дефиците свободного пространства, которое можно использовать для организации перемещения между этажами, лестницу возводят в несколько маршей. При этом на поворотах конструкция дополняется площадкой или забежными ступенями.

Лестничная площадка придаёт дополнительную прочность, но существенно съедает пространство. Для экономии места между маршами делают забежные ступени – края у них не параллельны, ширина уменьшается от края лестницы к точке поворота.

Чтобы сделать конструкцию надёжнее и сэкономить пространство, маршевые лестницы располагают вдоль стен, а повороты стараются организовать в углах между двумя стенами.

Маршевые конструкции возводят и на улице – если дом имеет высокий цоколь или нежилой первый этаж, изготавливают одно – или двухмаршевое крыльцо.

Обратите внимание! Забежные ступени из-за разницы в ширине их поверхности более травмоопасны. Риск оступиться и получить травмы особенно велик у детей и пожилых людей.

Назад к оглавлению

Винтовая

Лестницы этого вида самые эстетичные и экономичные в отношении пространства, но и самые сложные в проектировании и монтаже, поэтому повсеместной популярностью не пользуются.

Опорная система состоит из одного спирального косоура, на который опираются широким краем ступени в форме усечённого сектора, и центрального столба, к которому ступени прикрепляются узким краем ступени.

Выглядят винтовые конструкции действительно оригинально, а поместиться могут буквально на пятачке. Но подниматься по узкой винтовой лестнице сложно и самому, о подъёме по ней мебели и бытовой техники не может быть и речи.

Чтобы решить эту проблему, можно возвести дополнительную маршевую лестницу на улице, а винтовую конструкцию оставить в доме больше для красоты.

Ещё один вариант решения – устройство поворотной лестницы с большим радиусом поворота. Такая конструкция оригинальностью не уступает винтовой, а по надёжности и безопасности соответствует маршевой.

Обратите внимание! Спроектировать поворотную лестницу значительно сложнее, чем все остальные, поэтому для проведения расчётов и подготовки чертежа лучше обратиться к специалистам.

Назад к оглавлению

Стремянка

Для различных хозяйственных нужд необходима мобильная лестница, которую легко поставить в нужном месте и убрать, когда она не требуется. Для этих целей используется приставная лестница и её модифицированный вариант – стремянка.

Оба варианта есть в готовом виде в продаже, но для их изготовления используется алюминий, поэтому лестницы имеют небольшой вес, но и малый запас прочности. Удобную стремянку, имеющую вес чуть больше, чем у покупной, но и более устойчивую и прочную, можно изготовить своими руками из профтрубы.

У приставной лестницы косоуров нет, перекладины-ступеньки устанавливаются враспор между двумя опорными стойками-тетивами. Такая простая конструкция позволит забраться, например, на чердак или кровлю, но для устойчивости ей необходима опора.

Две лесенки, соединённые сверху подвижным шарнирным механизмом, образуют Л-образную конструкцию. Стремянка устойчива и не требует дополнительных опор. Шарнирные механизмы для изготовления стремянок обычно оснащаются стопором, который позволяет зафиксировать лестницу в нужном положении.

По желанию можно дополнить стремянку:

• откидной площадкой, которая в разложенном положении устанавливается на верхних ступеньках;
• перемычкой с фиксатором, установленной посередине ног-лестниц, тогда разложенная стремянка будет иметь вид буквы “А”;
• наконечниками на нижнем конце стоек или перемычками-упорами для лучшей устойчивости на рыхлых поверхностях – грунте, песке.

Назад к оглавлению

Какой вид профтрубы выбрать для лестницы?

Ступени лестницы можно соорудить из любого материала, выдерживающего вес человека: дерева, листового металла, тонких труб.

К каркасу лестницы предъявляются более серьёзные требования, ведь основная нагрузка ляжет именно на него.

Для изготовления опорной системы используют профтрубу сечением квадратной или прямоугольной формы, так как это значительно упрощает монтаж.

Для монтажа стремянки подойдут лёгкие трубы 40х40 или 50х50 мм в качестве стоек, ступени делают из ещё более тонких труб – 20х20 мм.

Размеры сечения профтрубы, используемой для монтажа маршевых и винтовых лестниц, зависят от типа опорной системы.

Для опоры с одним центральным косоуром нужны самые толстые трубы. Для каркаса, состоящего из двух или трёх параллельных косоуров, или для бокового косоура винтовой лестницы возможно использование более тонких труб.

Лестница из профиля: монтаж

Перед возведением лестницы необходимо подготовить чертёж, произвести расчёты, и только затем закупать материалы и приступать к подготовке каркаса.

В работе потребуются следующие инструменты:

• болгарка,
• диски для резки металла и шлифовки сварных швов,
• электродрель со свёрлами по дереву и металлу,
• шуруповёрт,
• электролобзик,
• ручная циркулярка.

Подготовка, чертёж и особенности расчётов

Освободив пространство для работы, приступают к измерениям.

За высоту конструкции берут:

• если лестница соединяет этажи в доме – расстояние от пола нижнего этажа до пола верхнего;
• если лестница ведёт с улицы в дом – расстояние от поверхности земли до порога входной двери;
• для стремянки – по желанию.

Высоту пролётов маршевой лестницы получают либо простым делением общей высоты на количество пролётов, либо исходя из особенностей помещения или пожеланий относительно размещения под маршами каких-либо объектов. Например, если под первым маршем планируется установить шкаф, необходимо измерить его высоту.

Размеры основания зависят от помещения, в котором будет располагаться лестница. Следует предусмотреть свободную площадку перед первой ступенью.

Из полученных данных рассчитывают длину косоуров или стоек (a). Для маршевой лестницы и стремянки эту длину рассчитывают по теореме Пифагора. В первом случае катетами выступают высота (h) и длина от первой ступени до стены, она же общая глубина ступеней, (b):

a=h2+b2.

Во втором случае для расчёта используют половину ширины основания стремянки, то есть: a=h2+(b/2)2.

Для винтовой лестницы расчёт чуть сложнее, так как косоур располагается по спирали и его длина зависит от количества витков этой спирали. Для удобства пользования конструкцией высота витка должна быть больше роста самого высокого из жителей дома, чтобы не наклонять голову во время спуска и подъёма по ступеням. В доме с высотой потолков 2,5 м делают не больше одного витка, а если места достаточно, делают ½ или ¾ витка. Рассчитывают длину спирали (а), зная радиус основания лестницы и проёма в перекрытии (R) и количество витков (n):

a=h2+(6,28*R*n)2.

Попутно можно посчитать и b = 6,28*R*n – длину окружности основания винтовой лестницы, то есть общую глубину ступеней по широкому внешнему краю.

Теперь нужно рассчитать ширину, высоту и глубину каждой ступени.

Высота ступени называется в строительстве подступенком, глубина – проступью. Комфортная для человека ширина ступеней – около 80 см, допускается отклонение в меньшую сторону при дефиците места или в большую, если есть желание и возможность, но тогда потребуется выполнение дополнительного косоура.

Комфортные для эксплуатации размеры ступеней:

Количество ступеней рассчитывают путём деления высоты лестницы на высоту подступенка и ширины – на проступь. Соответственно, подбирают такое соотношение размеров ступеней, чтобы в обоих случаях в результате деления получилось одно число. Если при расчётах получаются дробные числа, их округляют в большую сторону и делают нижнюю ступеньку меньше – это никак не повлияет на удобство эксплуатации, а монтаж существенно упростит.

Пример: при высоте лестницы 3м и расстоянии от первой ступени до стены 2м, можно сделать 20 ступеней размером 15х20 см. При высоте 2,5м и глубине лестницы 1м можно сделать 15 ступеней высотой 16,7 см, но у одномаршевой лестницы глубина ступеней окажется всего 6,7 см – ходить по такой лестнице будет неудобно, поэтому лучше выполнить один или два поворота и увеличить ширину ступеней.

В процессе проведения расчётов необходимо выполнить чертёж с нанесением всех полученных размеров. Лучше, если чертёж будет включать проекции лестницы в нескольких плоскостях и отдельно ступеней, если лестница винтовая.

Исходя из размеров ступеней рассчитывают длину отрезков, на которые надо будет нарезать профтрубу, и параметры нарезки материала самих ступеней.

Назад к оглавлению

Подготовка каркаса, сварочные работы

Для каркаса кроме профтрубы, из которой будет выполнен косоур, потребуется листовая сталь 3-4 мм толщиной для изготовления подошв для ступеней или более тонкая профтруба для монтажа перекладин.

Для подготовки каркаса выполняют следующее:

• Трубы для каркаса нарезают на отрезки в соответствии с проектом. Разрез выполняют под углом 45 градусов для ломаного косоура. Нарезку труб для прямого косоура проводят под углом, равным углу наклона лестницы, с одной стороны и под прямым углом – с другой. Удобно нарезать сначала отрезки удвоенной длины под прямым углом, а затем разрезать их под нужным углом посередине.
• Сборку и сварку косоура удобно выполнять на ровном полу или просторном столе. Рабочую поверхность разлиновывают на прямоугольники, соответствующие расчётным размерам ступеней.
• Если выполняется монтаж лестницы на ломаном косоуре, укладывают на ровной поверхности отрезки трубы лесенкой – срезы при стыковке образуют прямой угол.

• Если выполняется монтаж прямолинейного косоура, укладывают основную балку, к ней в соответствии с разметкой на столе или полу прикладывают ноги ступеней.
• Образовавшиеся зазоры между деталями корректируют, чтобы срезы точно совпадали друг с другом, для этого срез аккуратно зачищают.
• Осуществляют первоначальную точечную прихватку стыков – сваривают детали на углах и в середине широкой стороны трубы.
• Аккуратно переворачивают получившийся полуфабрикат и выполняют точечную сварку на обратной стороне.
• Переворачивают конструкцию снова и проверяют перпендикулярность углов. Затем выполняют финальную сварку швов от углов к центральной точке, чтобы шов не перекосился. После выполнения каждого шва косоур переворачивают и смотрят на стык с обратной стороны трубы – так можно вовремя заметить, если шов повело.
• Швы очищают от шлака и шлифуют. Готовый косоур должен быть ровным и гладким, все его углы должны соответствовать разметке. Если косоуров два или больше, то при укладывании друг на друга они должны точно совпадать.
• Поверхность металла обезжиривают, после чего окрашивают краской по металлу.

Когда краска на полученных деталях высохнет, приступают к монтажу каркаса.

Косоуры закрепляют к полу верхнего и нижнего этажей, если лестница ведётся вдоль капитальной стены, каркас можно зафиксировать и к стене. Если лестница имеет несколько маршей, в местах поворота устанавливают дополнительные стойки для распределения веса конструкции.

Установленные в рабочее положение косоуры соединяют горизонтальными перекладинами из более тонких труб или приваривают подошвы из листовой стали. В местах поворота из отрезков профтрубы к дополнительным стойкам приваривают рамы под лестничные площадки.

Все сварные швы очищают, шлифуют, обезжиривают и красят.
Назад к оглавлению

Отделка

Когда каркас полностью собран и окрашен, приступают к установке ступеней и дополнительных элементов.

• Подготавливают проступи: нарезают материал ступеней в соответствии с проектом, убирают заусенцы и мелкий мусор с полученных досок.
• Высверливают отверстия в каркасе. В каждом горизонтальном участке ломаного косоура просверливают по два отверстия на равном расстоянии от углов. Если косоуры прямолинейные или установлен один центральный каркас, то сверлят по четыре отверстия в подошве для ступеней, также на равном расстоянии от углов.
• Размечают и высверливают отверстия в проступях в точном соответствии с пазами в каркасе.
• Закрепляют проступи на каркасе при помощи болтов и гаек или анкеров и “жидких гвоздей”.
• При необходимости устанавливают перила и балясины. Их наличие особенно важно, если в доме есть пожилые люди или дети.