Расчет косоура деревянной лестницы

По

03.09.2017

1798

Делаем косоуры для лестниц своими руками

Если вы решили самостоятельно сконструировать подъем на этаж, вам обязательно нужно знать, как сделать косоуры для лестниц. Если мастерить все своими руками, важно знать особенности всех элементов, их виды и правила изготовления.

Особенности и виды конструкции

Перед тем как решиться сделать косоур для лестницы своими руками, нужно разобраться подробнее в особенностях этой детали. По сути это опорный элемент лестницы, который служит поддержкой для ступеней.

Прямые косоуры применяются чаще всего

На расчет материалов для лестницы на косоурах во многом влияет тип изделия. Косоуры могут изготавливаться из дерева, металла, бетона, а также сочетать оба этих материала. По форме различают такие элементы:

Простейший вариант для большинства лестниц – прямой. Именно его и стоит рассмотреть более подробно.

Особенности проведения расчетов

Если вы решили произвести все работы своими руками от начала и до конца, прежде всего нужно подумать о разработке проекта лестницы. Для этого нужно вычислить все необходимые параметры. Расчет лестницы на деревянных или металлических косоурах производится практически по одному и тому же принципу.

Расчетные данные для разметки косоура

Для определения длины несущей детали воспользуйтесь теоремой Пифагора. В данном случае искать нужно квадрат гипотенузы, который после извлечения из него корня будет означать длину планки. Катетами в этой ситуации выступают высота пролета от пола первого этажа до второго, а также расстояние от первой ступени до площадки сверху. Угол определяется уровнем наклона конструкции.

Расчет формы косоура лестницы производится исходя из выбранного способа крепления ступеней. Если используются кобылки, планка берется меньшего размера, в противном случае нужно добавить к ней высоту проступи. При ширине лестницы более 150 см помимо боковых косоуров устанавливают дополнительный центральный.

Деревянный косоур

Самый распространенный вариант лестниц – на деревянных косоурах. Чтобы сделать их своими руками потребуется минимум усилий.

Чтобы конструкция получилась прочной и прослужила вам как можно дольше, лучше выбирать твердые лиственные породы, хотя работать с ними немного сложнее и дольше.

При изготовлении лестницы из дерева, как правило используется два косоура

Для начала необходимо произвести расчет толщины доски. Чем больше лестница в высоту и ширину, тем прочнее должна быть опора, а значит и доску нужно подобрать потолще. Если конструкция предполагает крепление без кобылки, выполняются следующие действия:

Разметьте места выреза. Для этого нужно использовать треугольник. Одна его сторона соотносится с глубиной проступи, а вторая – с высотой подступенка. Гипотенуза такого прямого треугольник проходит по краю балки.
С помощью электролобзика или циркулярной пилы выпилите лишние фрагменты согласно разметке.
Определите размеры ступеней. От этого во многом зависит способ их крепления. Они могут фиксироваться как вплотную с краем косоура, так и выходить за его пределы на 2-3 см.

А вот если вы решили использовать кобылки, тогда производить распил боковин не нужно, для этого просто используют прямую планку из цельного или клееного бруса. В зависимости от высоты подступенка и глубины проступи кобылка может иметь вид треугольника или трапеции. Для треугольного варианта может потребоваться выпиливание небольшого участка балки для того, чтобы ступень немного заходила под следующую.

Металлический косоур

Более сложный, но зато надежный вариант – лестница, сконструированная на металлическом косоуре своими руками. Для изготовления такого варианта вам понадобится металлический профиль или труба, именно из этих материалов обычно делают основу для лестницы.

Металл — очень прочный материал, поэтому зачастую достаточно одного центрального косоура

Чтобы определить необходимое количество материалов, нужно сделать расчет на основе данных о высоте и наклоне лестницы, а также размеров ступеней и подступенков. В большинстве случаев достаточно одного центрального косоура. Металл способен выдержать огромную нагрузку, но многое также зависит от качества соединения деталей лестницы.

Простейшим способом является изготовление косоура из прямого элемента. Например, возьмите трубу, размеры которой соответствуют заданным параметрам. Наметьте на ней положение будущих ступеней и закрепите кобылки. Они представляют собой небольшие отрезки трубы или профиля с опорной пластиной сверху. Идеальный способ соединения – сварка. Швы должны быть прочными, но в то же время незаметными. В пластине делаются отверстия, которые необходимы для фиксации ступеней.

Способы крепления ступеней

В зависимости от того, из какого материала вы решили сделать косоуры, зависит и способ крепления ступеней лестницы. Если вы выбрали металл, нужно использовать кобылки. Для ступеней подготавливают опорную пластину. Самый лучший вариант – лист металла, вырезанный по форме ступени. Его приваривают к несущему элементу, а ступеньки фиксируют с помощью болтов.

Исключение могут составить сложные ступенчатые конструкции с двойным косоуром. Тогда кобылки необязательны.

Различные варианты крепления ступеней

Если предварительный расчет показал, что можно уместить в проеме лестницу на деревянных косоурах, тогда стоит рассмотреть сразу несколько вариантов:

Вырубленные проступи – ступени крепятся непосредственно на косоуры с помощью саморезов или шкантов и клеевой смеси.
Деревянная кобылка – дополнительные фрагменты лестниц фиксируются на балке с помощью дюбелей, шкантов, шпилек или саморезов.
Стальная опора – ступени фиксируются на плоской изогнутой опоре, которая, в свою очередь, крепится на винты.
Больца – задняя часть ступени лестниц фиксируется на косоурах с помощью металлической опорной ножки и дюбеля.

Если вы решились на возведение лестницы своими руками, заранее продумайте несколько вариантов и выберите наиболее подходящий, исходя из доступных материалов и имеющихся навыков.

Косоур лестницы: устройство деревянных, металлических косоуров и тетив

Прежде всего, нужно разобраться, что такое косоуры лестниц, а что такое тетива? Их часто путают между собой, так как они выполняют однозначную функцию. Большинство словарей определяет косоур, как наклонную балку, поверх которой крепятся ступени, а вот на тетиве ступени крепятся между этими наклонными при помощи пазов, накладных креплений или сварки.

Ниже мы более подробно поговорим о таких устройствах, а также посмотрим видео в этой статье по обсуждаемой теме.

Вырезанные косоуры для лестницы

Тетивы, косоуры и лестницы

Монтаж ступеней при помощи тетивы

Как вы видите на двух верхних рисунках, лестничные косоуры отличаются от тетив формой и местом расположения ступеней. Так, если косоур представляет собой зубчатую наклонную балку, то лестничная тетива – прямую и если в первом случае ступени располагаются по верху, то во втором – между профилями.

Есть ещё одно очень важное отличие: ступени могут быть расположены только на одном косоуре, когда тот идёт по центру, а тетива используется только в паре .

Совмещённая конструкция с разными профилями

Также тетивы и косоуры могут совмещаться в одной конструкции, когда ровные профили устанавливаются по краям, а посредине, для поддержки профилей, монтируется зубчатая балка, как это показано на зарисовке выше. Тем, не менее, косоуры для лестниц с тетивами путают даже бывалые столяры, но путаница у них возникает лишь в названиях, но, ни в коем случае не с самими элементами.

Интересно то, что после отделочных работ даже не всегда возможно различить тип профиля, при помощи которого монтируются ступени, но для монтажа своими руками вам нужно понимать разницу.

Устройство деревянных косоуров и тетив

Различные косоурные лестницы

В первую очередь, изготовление косоуров для лестниц связано с размером ступеней и степенью уклона балки, так как от этого напрямую будут зависеть размеры вырезов или кобылок. Но об этом мы поговорим чуть дальше, а сейчас давайте узнаем, как рассчитать длину такой наклонной балки, которую мы сможем установить в том или ином случае.
Но и здесь, прежде чем рассчитать длину, нужно определиться с уклоном, сделав его наиболее приемлемым.

Возможные уклоны для лестниц

Итак, лестница по косоурам может быть смонтирована на уклоне от 20⁰ до 75⁰, а от 75⁰ до 90⁰ уже используют приставные или раскладные лестничные конструкции, где в качестве ступеней выступают горизонтальные деревянные или металлические профили и они же используются вместо перил при передвижении.
Но допустимый предел от 20⁰ до 75⁰ вовсе не означает, что это абсолютно приемлемый уклон лестницы для каждого человека, потому что, начиная от 40⁰ для детей и пожилых подъём будет казаться слишком крутым и свободно себя чувствовать там могут только спортивно развитые люди. Поэтому уклоны от 40⁰ до 45⁰ лучше всего использовать только на коротких участках и для вспомогательных помещений, а уклон от 45⁰ до 75⁰ вообще рассматривать, как редко применяемый.

Совет. Обустраивая лестницу в своём доме лучше всего выбирать угол наклона между 35 и 40 градусами, если это позволяет сделать свободное пространство в помещении.
Такой уклон наиболее удобен для перемещения и у здоровых людей не вызывает затруднений.

Вычисление размеров производится по принципу прямоугольного треугольника

А сейчас мы узнаем, как вычислить размеры косоура лестницы по длине и воспользуемся для этого принципом прямоугольного треугольника. Возьмём высоту косоура, как значение A, длину марша, как значение B, а искомую величину представим, как C. Здесь нужна формула A 2 +B 2 =C 2 (цифровые значения подставим позднее).

На расчет косоура лестницы есть инструкция, которая касается величины ступеней, а точнее, ширины проступи и высоты подступенка совокупно с толщиной этой самой проступи. Так, шаг человека среднего роста (160-180 см) равен примерно 60-64 см, и именно этот параметр будет у нас решающим при расчётах. Тогда пусть ширина проступи у нас будет обозначена D, а высота ступени – H.
Две высоты ступени и ширина проступи должны соответствовать среднему шагу взрослого человека: 2H+D≈60≈64 см, но значение D оптимально поддержать в пределах 25-30 см, чтобы на проступь вмещалось минимум 70% стопы среднестатистической особы.
Теперь давайте рассчитаем ступени для одномаршевой лестницы, где высота от пола первого этажа до пола второго этажа составляет 2,85м, при высоте до потолка на нижнем уровне 2,55м (перекрытие 0,3м).

Лестница на второй этаж. Расчёт ступеней и прохода

На таком расстоянии удобно будет выбрать высоту ступени 0,19м, тогда 2,85/0,19=15 штук, как на рисунке сверху, но там ступеней, собственно, четырнадцать, но расстояние вверху до пола второго этажа служит пятнадцатой, значит, подсчёты верны. Теперь, чтобы у нас получилось значение шага среднестатистического человека, сделаем проступь шириной 0,26м и у нас получиться 2H+D=2*0,19+0,26=0,64м или 64 см – наш оптимальный результат.

Рекомендация. Возможно, что свободное пространство в нижней комнате не позволит нам сделать проступи необходимой ширины, тогда, чтобы увеличить уклон и сэкономить полезную площадь, делаем каждую проступь на несколько сантиметров уже.
А чтобы компенсировать урезанное расстояние, прибегаем к варианту забежных ступеней, где каждая проступь нависает над предыдущей на 3-4 см (допустимая величина – 5 см).

Мы рассматриваем, как изготовить косоур для лестницы и теперь перейдём непосредственно к выбору материала и размерам заготовки. Итак, чтобы вычислить её чистую длину, воспользуемся формулой, о которой мы говорили ранее: A 2 +B 2 =C 2. где A=0,26*14=3,64м, а B=2,85м, тогда 3,64 2 *2,85 2 =13,2496+8,1225=21,3721, но 21,3721=C 2 .
Значит, нам нужно извлечь из этой величины квадратный корень: √21,3721=4,623 м – это чистовая длина самого косоура, а заготовка понадобится примерно 4,8м.

Для установки в пол косоур следует подрезать

Продолжая рассматривать, как сделать косоур для лестницы, обратим внимание на его установку в пол. Для жёсткого соединения лучше всего вырезать четверть от деревянного бруса и на это расстояние сделать подрезку пола, чтобы утопить туда пятку.
Для изготовления таких элементов обычно используют сосну, кедр, лиственницу, ясень, дуб, но если цена вас не смущает, то можно использовать красное дерево.

Совет. Вырез в потолке для прохода на второй этаж должен начинаться от того уровня, где расстояние от ступени до потолка будет не менее двух метров.
В нашем случае получится, что проход должен начинаться примерно над третьей ступенькой.

Обустройство тетивы для деревянных лестниц

Все вычисления, которые мы применяли для косоуров можно применять для расчёта тетивы, только в этом случае не придётся вырезать зубья для ступеней. Здесь на внутренней части профиля устанавливаются различного рода крепления, которые заменяют зубчатку.
Также можно делать потаи для проступей, но это слишком кропотливая работа и она займёт больше времени, нежели монтаж консолей.

Рекомендация. Если говорить о толщине и ширине заготовки, то следует придерживаться следующих параметров: толщина 50-60 мм, а ширина – 250-300 мм, но не менее половины глубины выреза.

Металлические косоуры и тетивы

Профили для тетивы или косоура: 1) пилообразная тетива из листовой стали; 2) прямая тетива из листовой стали; 3) зубчатое сечение; 4) тетива из швеллера; 5) коробчатый косоур; 6) косоур из двутавра; 7) без кронштейна; 8) с кронштейном

Для металлических конструкций такого типа обычно используют швеллеры, двутавры и толстую листовую сталь, но может также быть использован и прямоугольный полый профиль.

Вы, конечно, не станете вырезать в металле зубчатку, как в дереве, ведь гораздо проще сделать её при помощи другого профиля, например, стального уголка или полосы.
На рисунке вы видите 1) двутавр или швеллер (можно пустотелый профиль); 2) проступи; 3) консоли для крепления проступей и подступенков (необязательно); 4) места крепления консолей; 5) места крепления проступей.

Металлическая лестница с одним косоуром

Как мы уже говорили, косоур имеет некоторое преимущество перед тетивой, так как может использоваться, как в одиночном числе, так и в парном.
На верхнем фото вы видите, как ступени держаться на центральном профиле, такие конструкции ещё называют хребтовыми лестницами.

Совет. Для укрепления деревянных косоуров и тетив можно использовать металлические профили, о которых мы сейчас говорили.
Они монтируются в качестве основного несущего каркаса, а сверху обшиваются деревянным брусом или досками.

Заключение

Данные расчеты вы также можете использовать для обустройства Г-образных и П-образных лестниц с площадками, то есть, рассчитать каждый марш в отдельности. Несколько сложнее будет сделать косоур для конструкции с поворотными ступенями, но здесь вам уже понадобится знание самого принципа обустройства лестниц такого типа, хотя общий принцип остаётся неизменным.

Как рассчитать лестницу на косоурах?

Расчет ступеней лестницы
Расчет длины лестницы
Расчет высоты лестничного проема
Расчет длины косоура

Самой большой помехой для постройки прямых лестниц является дефицит пространства. Поэтому они встречаются крайне редко. Все же они являются самым простым вариантом для расчета лестничных маршей. Рассмотрим изготовление и расчет лестницы на косоурах, так как модели на тетивах обычно требуют большей тщательности при расчетах и квалификации работника.

Зная высоту подъема можно высчитать количество ступеней.

Все размеры условны и подгоняются под величину лестничного проема. Но есть строительные правила и нормы, которых желательно все-таки придерживаться. Это прежде всего касается высоты проступи (15-20 см), ширины ступени (не меньше 22 см), ширины марша (не меньше 90 см), угла наклона лестничного марша (не больше 45°), которые являются основанием для безопасности эксплуатации. Отклонение от этих размеров делает ее трамвоопасной и неудобной.

Итак, первый размер, который заранее известен, – высота подъема H, которая должна учесть уровень чистого пола на обоих этажах.

Расчет ступеней лестницы

Схема устройства лестницы на косоурах.

Чтобы рассчитать ширину ступени (либо ширину шага), нам необходимо вначале определить высоту шага (проступи). Известна высота подъема, высота шага задана нормами, например 18 см. Так мы можем посчитать, какое число проступей понадобится. Если высота подъема 250 см, то 250 см/18 см. = 13,88 шт. Эту цифру округляем до большего числа, то есть число необходимых проступей -14 штук.

Теперь, зная количество подступенков, можно четко рассчитать высоту каждой проступи 250 см/14 шт.=17,85 см. Основываясь на данных расчетах, становится ясно, что потребуется 14 подступенков высотой 17,85 см.

Можно поэкспериментировать с данной формулой, уменьшив высоту подступенка, прибавив еще 1-2 проступи. К примеру, 250 см/15 шт.=16,66 см. Добавление 1-2 подступенков сделает меньше высоту шага, а лестницу более удобной.

До того как определить, возможно ли еще проступи добавить, нужно вычислить, достаточно ли места по длине в лестничном проеме (L). Для этих целей необходимо рассчитать размер L. Для расчета нужно отталкиваться от СНИПов, согласно которым ширина ступени должна быть не меньше 22 см (это уже критический размер). Наилучшая ширина ступени – 27 см. Чтобы рассчитать длину марша, рассчитаем 2 варианта (минимальный и максимальный).

Вернуться к оглавлению

Расчет длины лестницы

Схема монтажа деревянного косоура.

Для этого необходимо длину предлагаемого шага умножить на количество ступеней (количество ступеней равняется количеству проступей минус 1). В данном случае потребуется соответственно 14 и 13 ступеней.

27 см*14 проступей=405 см (длина марша максимальная).

22 см*13 проступей=286 см (длина марша минимальная);

Вернуться к оглавлению

Расчет высоты лестничного проема

На этом этапе необходимо определить, хватает ли места в лестничном проеме для монтажа комфортного марша. Чтобы определить это, начертите линию перекрытия второго этажа на посчитанных расстояниях, и определите, хватает ли данного расстояния.

Если лестничный марш ни в одном из рассчитанных вариантов не проходит, необходимо будет менять конструкцию лестницы.

Теперь, когда нашли конец и начало лестницы, можно определить, достаточно ли места над головой. В таком случае перекрытие 2-го этажа приходится на 3-ю ступень, то есть высота, на которой будет человек в тот момент, будет составлять 3*17,85 см (высота проступи)=53,55 см. Обратите внимание, что дистанция между головой человека и перекрытием должна быть не меньше 20 см. Теперь, когда есть все главные размеры лестницы, можно рассчитать нужную длину косоура.

Вернуться к оглавлению

Расчет длины косоура

Расчет для прямой лестницы длины косоура проводится по формуле Пифагора:

Схема монтажа поступней на косоур.

То есть k=√(h 2 +l 2 )=√(4,052 +2,52) =4,75. Длина косоура составит 4,75 м.

Поэтому необходимо приобрести 2 тетивы, каждая длиной 5 м (для запаса)

Разметка делается при помощи столярного уголка. Когда разметили ступени, пронумеруйте их по порядку.

При расчете лестницы на количество проступей, была проигнорирована толщина ступеней. Так как она одинакова, каждый шаг высоты проступи будет тоже увеличиваться одинаково, кроме первой ступени внизу. Поэтому снижаем высоту первой ступени на толщину 1 ступени, отрезая нижнюю часть косоура.

Удобнее всего его резать при помощи электролобзика, не углубляйтесь за размеченные линии на косоурах, так как это может их ослабить.

Приставьте к проему лестничного марша данный элемент и убедитесь, что он правильно стоит. Нижняя часть при этом должна на полу лежать, а верхняя – на балке перекрытия второго этажа. Проверьте уровнем соответствие ступеней (горизонтальных плоскостей) и проступей (вертикальных плоскостей)

Используйте полученное изделие в качестве шаблона для нарезки и разметки второго.

Ошибки, которые допущены при неполной идентичности обоих косоуров и разметке, в дальнейшем скажутся на ступенях лестницы:они не будут правильно сидеть, что приведет со временем к скрипам.

Поэтому вырезаются все месте. Накладывая один на другой, можно увидеть в нарезанных частях разницу, которую необходимо исправить. Как только убедились, что все идентичны, можно приступать к установке.

Чтобы конструкции придать жесткость, нужно соединить элементы между собой поперечной балкой, для этого вырезав четверть обоих на концах. Данную операцию нужно повторить и на верхнем перекрытии.

Схема монтажа лестницы на металлическом косоуре.

При монтаже к верхнему перекрытию, необходимо учитывать уровень пола. Высота верхней проступи, которая примыкает к перекрытию, при этом должна быть не больше остальных. Отметьте для этого на перекрытии линию, по которой будет монтироваться лестничный марш, учитывая толщину ступени.

Крепление к полу и перекрытию осуществляется при помощи анкерных болтов. Если позволяют стены, желательно при помощи таких же болтов прикрепить и к ним.

Когда лестничный марш прикреплен, можно начинать установку подступенков и ступеней. Помните, что от того, надежно ли закреплен лестничный марш, зависит прочность всей конструкции лестницы.

Монтаж подступенков начинаем снизу. Их крепление спереди осуществляется при помощи саморезов, места отверстий заделываются затем деревянными заглушками или шпаклевкой по дереву. Если не хотите на видимой части лестницы иметь саморезы, применяйте мебельные стяжки и клей с внутренней стороны.

Следует заметить, что подступенки для структурной целостности лестницы не являются необходимыми, лестницы зачастую делаются без них.

Если лестница открытая, то шаг ступени становится удобнее и больше, так как носок ноги в этом случае не упирается в подступенок.

После этого можно приступать к завершающему этапу – монтажу ступеней. Для их крепления используйте шурупы и саморезы, клей, металлические уголки, стяжки.

Таким образом производится расчет лестницы на косоурах. Все можно сделать довольно просто и быстро, если подойти к делу с умом. Окончательный вариант лестницы, конечно, зависит от пожеланий и фантазии хозяина.

После расчетов можно закупать материалы, инструменты и начинать устройство конструкции. После установки производят декоративную отделку. Для этого используют различные материалы. Для домашней лестницы больше подходит дерево.

Если вычисление сложно производить самому, можно обратиться в специализированную компанию. Квалифицированные сотрудники не только произведут расчет, но и дадут ценные рекомендации по выбору материала, оборудования, по самому процессу установки.

Источники: http://vseolestnicah.ru/elementy-i-komplektuyushhie/kosoury-dlya-lestnic.html, http://sdelai-lestnicu.ru/osobennosty/307-kosour-lestnicy, http://1polestnicam.ru/raschet/lestnicy-na-kosourax-samostoyatelno.html