Лестницы из металла своими руками

Как правильно рассчитать размеры винтовой лестницы в частном доме на второй этаж

Рассмотрим, как происходит расчет конструкции винтовой лестницы со стандартными размерами. Допустим, угол поворота винтовой лестницы составляет 360°, диаметр равен 2000 мм, а высота — 3000 мм.

Во-первых, необходимо определить длину окружности по средней линии движения. Расчет размеров винтовой лестницы своими руками должен производиться по формуле: L = 2mR, где г = 2R : 3. Следует помнить, что средняя линия движения отстоит от радиуса лестницы на две трети. После преобразования формула выглядит следующим образом: L = 4wR: 3. Подставляем результаты, получаем: 4 х 3,14 х 1000 : 3 = 4187 мм.

Во-вторых, нужно определить высоту шага ступеней. При высоте этажа 3000 мм данный размер в конструкции винтовой лестницы на второй этаж может быть равен 150 или 200 мм, т. е. число подъемов будет составлять 20 или 15.

Ширина пятнадцатой ступени может быть равной ширине 2-4 основных ступеней. Но следует учитывать, что при подъеме на первую ступень общая высота сокращается на высоту ступени, т. е. на 200 мм, что соответствует 15 подъемам. При этом в винтовых лестницах с поворотом 360° над головой располагается площадка. Следовательно, при высоте этажа 3000 мм необходимо соорудить площадку шириной в 4 ступени. Это означает, что на четвертой ступени общая высота сократится на 800 мм, но при этом над головой будет сохраняться безопасный промежуток более 2000 мм.

При правильном расчете винтовой лестницы на второй этаж важно определить ширину проступи по средней линии движения. Здесь применимы следующие формулы: 2h + b = 600-650 мм и h + b = 460 мм

Преобразовав формулы (b = 600-650 мм — 2h и b — 460 мм — К) и подставив в них значение высоты ступени (200 мм), можно вычислить ширину проступи, которая, исходя из первой формулы, будет составлять 200-240 мм, а согласно второй — 240 мм.

Теперь необходимо проверить, соответствуют ли эти значения тем, которые есть на самом деле. При делении длины развертки 4187 мм на 14 ступеней получаем 299 мм. Такая ступень является слишком широкой. Если в проекте указать проступи с подобным параметром, то возникнет необходимость в увеличении ширины шага. Для проверки следует произвести расчеты по первой формуле. Получаем: 2 х 200 + 299 = 699 мм вместо средних 620 мм. Это означает, что нужно увеличить число подъемов с 15 до 17, что включает 16 ступеней и одну площадку.

После вычислений станет ясно, что ширина проступи будет 262 мм (4187 мм : 16 подъемов), а высота подъемов — 177 мм (3000 мм : 17 ступеней), причем первый подъем необходимо уменьшить на 9 мм, чтобы уложиться в общую высоту этажа (168 мм+ 16×177 мм = 3000 мм). При таких размерах ступеней винтовой лестницы появляется возможность спроектировать верхнюю площадку шириной в 5 ступеней, так как они составят 1000 мм, что при общей высоте 3000 мм создаст нужный запас в 2000 мм.

В целом подбор количества ступеней осуществляется следующим образом: необходимо разделить общую высоту этажа на определенное число подъемов и сопоставить полученные высоту и ширину ступеней с тем, подходят ли они ширине среднего шага человека. Если при подсчетах будет образовываться остаток, то следует увеличить или, наоборот, сократить высоту первой ступени. Возможная разница составит менее 10 мм, что в результате практически не будет заметно. Такое допущение оправдано тем, что изменить высоту этажа нельзя, ее можно только скорректировать за счет укладки напольного покрытия, чтобы при делении ее на высоту подъемов получалось целое число.

Не менее важно при расчете размеров винтовой лестницы на второй этаж своими руками определить ширину ступени в ее узкой части. В качестве опоры забежных ступеней винтовой лестницы выступает центральная стойка в виде обсадной трубы диаметром 50 мм, на которую нанизываются ступени

Для того чтобы стойка стала более жесткой, а ступени были надежно зафиксированы, между ними необходимо вставить гильзы с шайбами. В этом случае произойдет увеличение диаметра трубы. Кроме того, в узкой части каждой ступени следует просверлить отверстие диаметром 50 мм. Для большей прочности ступени ее нужно расширить, сделав больше поверхность вокруг отверстия на аналогичную величину (на 50 мм). Становится понятно, что ширина узкой части ступени равна 150 мм.

Таким образом, можно определить все параметры проступи, ширина которой в узкой части составляет 150 мм, по линии движения — 262 мм, а в широкой части — 393 мм.

Руководствуясь полученными размерами, можно изготовить ступень, но обычно поступают гораздо проще, соединив разметку в узкой и широкой частях. Благодаря этому проступь становится шире, хотя после монтажа она не превышает расчетной ширины, потому что ступени являются забежными.

Далее представлена пошаговая инструкция по возведению винтовой лестницы в доме своими руками.

Выбор материала для изготовления лестниц

Нередко конструкцию делают из того же материала, из которого изготовлены стены здания. Каждый вид сырья имеет определенные ограничения по использованию.

Металл

Наиболее подходящее сырье для лестницы – толстая нержавейка. Используют и другие типы металлов, но они имеют недостатки: чугун тяжел, а хромированная сталь служит не столь долго, хотя и обладает выразительной фактурой. Иногда поверхность отделывают под мрамор, используя специальный порошковый состав.

Бетон

Конструкции из железобетона обычно монтируют в зданиях, построенных из того же материала. Поверхность такой лестницы можно отделать натуральным или искусственным камнем. Однако некоторые виды таких покрытий отличаются скользкостью. В таком случае на ступени монтируют пленку, нивелирующую этот эффект.

Разновидности каркасов из профильной трубы

Нельзя оставить без внимания и тот вопрос, какими могут быть каркасы под лестничные марши, изготовленные из профильной трубы. Материал, вроде бы, везде один и тот же, но принципы строения конструкции — имеют существенные различия.

Цены на ступени для лестницы

~~ступени~~

Самым экономным вариантом использования профильной трубы в изготовлении лестниц является каркас на центральном косоуре. Такой вариант может быть изготовлен в двух вариантах — это ломаный косоур, повторяющий форму ступеней, или прямой, изготовленный из цельной по всей длине марша профильной трубы.

Лестница с центральным косоуром ломаного типа

Ломаный косоур более сложен в изготовлении, так как собирается из отдельных отрезков трубы, обрезанных под правильным углом, которые соединяются между собой в общую деталь с помощью сварки. Затем, на каждой из горизонтальных поверхностей косоура приваривается так называемая «подошва» (монтажная площадка), изготовленная из листового металла толщиной в 3÷4 мм. На этой «подошве» будут закреплены доски проступей. Для их фиксации в металлических пластинах заранее просверливаются четыре — шесть отверстий. Через них в древесину будут вкручены саморезы. Для этой конструкции вполне может подойти профильная труба с размером в сечении 80×60 мм.

Эскиз маршевой лестницы с центральным прямым косоуром из профильной трубы

Второй вариант центрального косоура изготавливают из одной трубы, обычно с размером в сечении 100×50 мм, которая срезается только по торцам, под определенным углом. Затем, к торцевым частям трубы, формирующей пролет, привариваются пластины или же своеобразные ножки, с помощью которых косоур будет закреплен к перекрытию и к полу.

А так может «вживую» выглядеть лестница с центральным прямым косоуром

На трубе-косоуре производится разметка, по которой будут приварены подставки под установку поступей. Подставки состоят из ножки, также из отрезка профильной трубы, со срезанными под нужным углом (в зависимости от крутизны лестничного марша) торцами, на которую привариваются «подошвы» с отверстиями для фиксации на них досок проступей.

Маршевая лестница с двумя прямыми косоурами и каркасной конструкцией ступеней

Для массивных лестниц обычно выбирается более надежный вариант металлических конструкций, состоящий из прямых косоуров, на которые навариваются каркасы для ступеней. Для их основы используется труба 80×60 или 100×50 мм, а для изготовления каркаса под ступени — профиль 25×25 мм или даже уголок с полками того же размер, что дает определённую экономию в затратах на металл. В нижней и верхней части каркаса сваркой фиксируются подставки, вырезанные из металлического листа.

На этой иллюстрации хорошо продемонстрирован принцип монтажа подобного лестничного каркаса

Более сложный вариант лестницы из профильной трубы — это ломаная конструкция, состоящая из двух косоуров, в некоторых случаях скрепляемых между собой перемычками.

Эскиз лестницы с двумя ломанными косоурами

Как изготавливаются и собираются каркасные конструкции такого типа подробно будет рассмотрено в представленной ниже таблице-инструкции.

2 Как правильно сделать расчет металлической конструкции?

Чтобы лестница была надежной, перед ее изготовлением нужно сделать все расчеты. Необходимо просчитать размер ступенек, марша, высчитать в соответствии с этими размерами максимальную нагрузку, которую может выдержать конструкция. Исходя из нагрузок, подбираем тип лестницы и материалы, из которых она будет изготавливаться.

При расчетах следует учитывать следующие параметры:

расстояние от пола первого этажа до пола второго;
высоту подступенка, она должна быть удобной – примерно 15-20 см;
ширина проступи выбирается от 20 до 30 см;
для жилых помещений уклон лестницы делают в пределах от 25 до 45 градусов.
для жилых помещений уклон наклона лестницы делают в пределах от 25 до 45 градусов.

Чтобы лестница была удобной и безопасной для эксплуатации, при расчетах используйте три формулы:

Формула шага: п 2*р = 62 (60-64) см.
Формула удобства: п – р = 12 см.
Формула безопасности: р п = 46 см.

Где п – размер проступи, а р – размер подступенка. Расстояние от последней ступени до потолка должно быть не меньше 1,8-2 метров. Лестничный марш должен иметь ширину не менее 90 см. Для пологой конструкции требуется больше материала. Если в доме будут проживать дети или пожилые люди, то рекомендуется делать угол уклона 30 градусов. Если сделать выступ проступи за каркас на 2-3 см, это уменьшит длину лестницы, не ухудшая эксплуатационные условия.

Плюсы и минусы

Металлические лестницы, как правило, в большей степени используются в роли наружных или в промышленности благодаря своей прочности и надежности. Но в последние время в частном строительстве наряду с деревянными стали использовать металлические.

Если же вы еще не определились с выбором материала, стоит рассмотреть некоторые преимущества металла. Главным плюсом считается длительный срок эксплуатации. Не придётся нести дополнительные расходы, ведь технология не предполагает использование дополнительной техники. Процесс изготовления позволяет изготовить уникальные формы балясин и опор. Он позволяет сочетать в себе различные элементы декора.

К их плюсам можно также отнести довольно простой процесс сборки. При их изготовлении можно использовать трубы различных диаметров, стальные профили, арматурную сталь и также металлические листы разной толщины, уголковая сталь, швеллеры и иные профили.

Покраска, в свою очередь, требует значительных затрат времени и сил. Ведь вначале вам придётся все элементы изделия очистить от ржавчины. Это трудоемкая и долгая работа, но её нужно делать обязательно. Если не провести очистку перед покраской, это приведет к трещинам и появлению ржавчины на новой краске.

Нужно определить, что является плюсом и минусом металлических лестниц. Ведь опытные строители и дизайнеры смогут обратить любой недостаток в достоинство.

Расчеты основных параметров лестницы

Высота межэтажной лестницы рассчитывается от пола первого этажа до пола второго этажа. Для правильного расчета необходимо учитывать межэтажные перекрытия. Чтобы узнать, сколько ступеней необходимо сделать, нужно расстояние между этажами разделить на высоту ступенек. Учитывают целое число, остаток нивелируется высотой нижней ступеньки. Она может быть чуть ниже или выше остальных.

Количество ступеней и их ширина в лестничных маршах первого, второго и последующих этажей должны быть одинаковыми, это значительно снижает вероятность травматизма. Ширина конструкции – не менее 90 см, если в доме большое количество жильцов, то ширина марша должна быть такой, чтобы на ней могли разойтись 2 взрослых человека средней комплекции.

Угол наклона не должен превышать 40°, более крутые лестницы неудобны при эксплуатации, а количество ступеней на каждом пролете составляет до 16 штук.

Высота ступеней может колебаться в диапазоне от 130 до 170 мм. Ширина проступи (горизонтальная площадка ступени, на которую встает нога при подъеме по лестнице) рассчитывается так, чтобы на ней полностью умещалась стопа взрослого человека: от 280 до 350 мм. Эти параметры нужно знать при расчете любой лестницы. Размер и конфигурация лестничных площадок зависит от конструктивных особенностей лестницы. Конструкция состоит из нескольких элементов:

лестничные косоуры или тетива – это несущие опорные балки ступеней;
проступь – это горизонтальное основание ступени, на которое ставится нога;
подступенок у лестницы – это высота между соседними проступями;
балясины лестницы – невысокие столбики, поддерживающие перила лестниц;
подперильник – это планка, к которой крепятся балясины, подперильник является скрытым элементом и закрывается перилами.

Материалы для самостоятельного изготовления лестниц

Выбор материала диктуется не только личными предпочтениями обитателей дома, но и их характеристиками, общим дизайном интерьера, конструкцией перекрытий. Например, пол на деревянных балках может не выдержать веса бетонной конструкции, и она вряд ли гармонично впишется в деревенский интерьер бревенчатой избы.

Современные технологии позволяют делать лестницы из самых разных материалов, включая полимеры и стекло. Но в домашних условиях и без специального оборудования их использование невозможно. Для изготовления своими руками больше всего подойдут традиционные дерево, металл, бетон и их комбинации.

Дерево

Деревянные интерьерные лестницы самые доступные и популярные. Среди них есть как очень простые и недорогие, изготовленные из хвойной древесины, так и эксклюзивные, сделанные из дорогих пород дерева, украшенные резными декоративными элементами. Поэтому выбрать модель для самостоятельного монтажа сможет любой домовладелец в соответствии со своими финансами и практическими навыками работы с деревом.

Настоящее произведение искусства

Плюсы и минусы лестниц из дерева

Популярность деревянных лестниц обусловлена множеством положительных качеств как самой древесины, так и изготовленных из неё конструкций.

Небольшой вес, позволяющий устанавливать такие лестницы в любом доме и на любых перекрытиях.
Привлекательный внешний вид: дерево хорошо вписывается в любой интерьер от этно до ультрасовременного.
Комфортность и безопасность: деревянные детали приятны на ощупь, не скользят.
Простота изготовления: своими руками проще всего сделать именно деревянную лестницу.

К недостаткам можно отнести необходимость обработки древесины не только декоративными, но и защитными составами, предотвращающими гниение и возгорание. А также её свойство со временем высыхать, из-за чего возникает скрип при ходьбе от трения соприкасающихся элементов.

Защитное покрытие сохранит красоту лестницы и продлит срок службы

Кроме того, лестницы из дерева не рекомендуется устанавливать во влажных помещениях и рядом с источниками открытого огня – печами и каминами.

Из какого дерева лучше сделать лестницу

Древесину для изготовления межэтажной лестницы выбирают с учетом её свойств и стоимости.

Готовые деревянные элементы для лестниц

Металл

Металлические конструкции обладают двумя важными достоинствами:

у них очень высокая несущая способность;
они занимают мало места благодаря небольшому сечению несущих элементов.

Кроме того, металл – достаточно гибкий материал, позволяющий придавать себе любые формы и создавать весьма интересные и необычные конструкции.

Но для этого необходимы специальные инструменты и оборудование, умение работать ими, знание особых свойств металла. Поэтому среди самодельных лестниц металлические встречаются гораздо реже деревянных.

Металлический каркас межэтажной лестницы

Бетон

Самые долговечные, надежные и прочные лестницы делают из монолитного железобетона, заливая раствор в опалубку с установленным в ней металлическим арматурным каркасом. Из дополнительных плюсов можно выделить их пожаростойкость, отсутствие скрипа при ходьбе и возможность отделки самыми разными материалами от дерева и ковролина до плитки из натурального камня.

Бетонная лестница в кирпичном доме

Однако вес у таких конструкций очень большой, что ограничивает их установку в большинстве загородных домов. Ещё один минус – сложность изготовления: наличие мокрых и грязных работ, необходимость переноса тяжестей, устройства лесов и длительный период высыхания бетона до достижения эксплуатационных характеристик.

Поэтому бетонные лестницы лучше всего возводить во время строительства дома и до его внутренней отделки.

Комбинации материалов

Комбинирование различных материалов позволяет создавать своими руками универсальные лестницы самых разнообразных форм и стилей. Если для изготовления несущих элементов используются все те же дерево, металл и бетон, то ступени и ограждения можно делать из стекла, керамической плитки, кованых элементов, пластика и т.д.

Комбинированная лестница со стеклянным ограждением

Виды

В металлических лестницах бывает всего два типа каркаса: открытый и закрытый.

В открытом виде каркаса после полной сборки и установки лестницы он остается виден. При монтаже каркаса этого типа требуется аккуратно проводить сварочные работы и тщательно проваривать швы, а после зачищать и убирать всю ржавчину и прокрашивать весь каркас.
Закрытые каркасы в постройки лестниц намного проще, ведь их не нужно облагораживать, так как они будут полностью закрыты. Для изготовления этого каркаса потребуется всего лишь швеллер с уголками и нужный инструмент. После окончания отделки и установки такую лестницу не отличить от сделанной из дерева.

Из множества конструкций лестниц следует в первую очередь указать маршевые изделия. Существует несколько способов их изготовления. Например, в лестнице из профильной трубы по бокам могут быть приварены ступенчатые косоуры. Такой марш выглядит легким и аккуратным, к нему легко монтировать ступеньки.

Наиболее часто встречаемый вариант – это применение прямых тетив, они размещаются под нижней частью проступей. В этом случае удобнее всего для изготовления использовать круглую трубу либо швеллер. Вначале следует закрепить к полу и потолку в доме одну или две тетивы. Для установки ступеней привариваются кобылки. Возможно сделать по-другому, закрепив их винтами или приварив ступеньки между двумя тетивами.

Для того чтобы создать конструкцию на косоурах, применяются те же материалы, что и при изготовлении из тетивы. Когда используется два косоура, они устанавливаются так же, как и тетива, но не на ширину марша. Опорными балками торцы не закрываются. Для изготовления опор для ступенек требуются уголки, которые сгибаются под 90 градусов. И получаются так называемые косынки, которые привариваются к опорам.

Винтовая конструкция отличается от остальных своей декоративностью и компактностью. Обычно эти изделия устанавливают в загородных домах в связи со своим простым изготовлением и малой колоритности.

Для удобного передвижения по лестнице следует изготовить ступеньки забежными. Сделать самому это будет нетрудно, ведь металлическая конструкция легко поддается конфигурации.

Лестница на больцах, ступени в этом варианте крепятся напрямую к несущей стене специальными болтами.

Независимо от типа лестницы, её следует опирать только на перекрытия для создания дополнительной надежности конструкции. Иногда даже возводят отдельную несущую перегородку из бетона и кирпича.

Основные элементы конструкции

При изготовлении любой железной лестницы применяются как обязательные, так и необязательные элементы. Из числа основных элементов необходимо назвать в первую очередь ступени и несущие балки (либо другие опоры). Балки бывают наклонными (тетива) или же могут опираться на пол под лестницей. Кроме этого, лестницы крепят к потолку или стене с помощью металлических болтов.

Несущим компонентом винтовой лестницы считается центральный столб, на который «нанизывают» ступени. Дабы ступени были крепкими и выдерживали капитальную нагрузку, снизу к ним крепят планки или опоры в качестве ребер жесткости. Ведь поручни, как и ограждения в целом, ставятся не всегда, но их внедрение дает возможность предотвратить падения. Эти элементы лестницы, в особенности поручень, гарантирующий твердость всего ограждения, обязаны иметь превосходный запас прочности. При этом необходимыми элементами лестничной конструкции считаются основные столбы, применяемые также для жесткости ограждения.

Основные столбы разделяются на 3 вида:

стартовые внизу лестницы;
угловые на поворотах лестницы;
финишные в верхней части лестницы.

Ради декоративного результата иногда ставят фитинги – дополнительные составляющие лестницы, декоративные поручни и завершающие его по краям. Таким образом, основными элементами лестницы являются ступени, несущие конструкции и крепежные детали.

Этапы выполнения работ

Подготовка (нарезка) заготовок по размерам
Изготавливаем кронштейны (кобылки), элементы для закрепления проступи и подступенков к косоуру
Установка и закрепление косоуров по месту
Сварка лестницы, а именно соединение кронштейнов с косоуром
Сварка ступеней и балюстрад (ограждение лестничной конструкции) к каркасу лестницы
Зачищаем поверхность конструкции от острой кромки и заусенцев
Финишный этап – грунтовка металлических элементов и покраска

Подготовка косоуров начинается с выбора профиля, самый распространенный это швеллер или двутавр, но это не весь перечень доступных конфигураций, на рисунке ниже предоставлены различные варианты.

Для обеспечения безопасности и прочности конструкции, при изготовлении косоура учтите, чтобы полки выбранного профиля (двутавра или швеллера) оставались целыми, например, проступь будет выступать за полку, то необходимо подрезать проступь, а не полку.

Определившись с вариантом профиля, выбираем материал изготовления проступи. Оптимальным считается рифленая листовая сталь, она исключает вариант поскользнуться на ступенях и упасть, но ее лучше использовать если лестничная конструкция располагается внутри здания. Для уличной (наружной) лестницы не рекомендуем ее использовать, так как выпавший снег слеживается на сплошной проступи и ступеньки становятся скользкими. Для наружных ступеней лучше использовать решетчатый настил или рифленую арматуру, она приваривается с зазором в 5 – 8 мм друг к другу, что позволяет проваливаться снегу.

Приступаем к следующему шагу – изготавливаем кронштейны (кобылки). Они выполняются из металлического уголка или полого прямоугольного профиля (на изгиб он прочнее, чем уголок). Также из профиля можно изготовить основание проступи, но в целях экономии лучше основание сделать из арматуры.

Выбрав металл по форме (уголок или прямоугольный профиль) подрезаем стыковочные углы под 45 градусов и соединяем два элемента таким образом, чтобы у нас получился Г-образный угол и свариваем их. Расчет изготовления идет два кронштейна на одну ступень (конструкция лестницы на двух косоурах).

Устанавливаем и привариваем косоуры к опорам. Если в доме бетонный пол, то нижнюю опору можем установить прямо в бетон. Верхнюю часть косоура привариваем к опорной балке, закрепленной к перекрытию между этажами стальными анкерами. Если лестница располагается вдоль стены, то ближний косоур закрепляем анкерами к стене, для усиления лестничной конструкции.

Производим разметку на косоурах и привариваем кронштейны. Совпадение кронштейнов по горизонтальной плоскости проверяем уровнем. Между косоурами привариваем основание для проступи. Основание изготавливается также из стального уголка, прямоугольного профиля или арматуры.

При установке и закреплении кронштейнов для первой ступени (снизу) будьте внимательны и учтите высоту с учетом чистого пола, чтобы высота верхней точки первой проступи равнялась 18 см (оптимальный размер).

Следующий шаг закрепляем ступени к кронштейнам и основанию. Соединение производится двумя способами, с помощью сварки или болтов если ступени изготовлены из металла, а для деревянных ступеней используем винтовое соединения.

Привариваем ограждение с боков лестницы таким образом, чтобы не уменьшать ширину лестничного марша.

Заключительным этапом строительства лестницы металл зачищаем в местах сварки, от заусенцев, зазубрин и острых кромок, обрабатываем грунтовкой, производим покраску металлической части конструкции. После высыхания краски устанавливаем деревянные ступени, и вот наша лестница из металла своими руками готова.