Косоуры для лестницы — что это такое, назначение, особенности

Лестница обеспечивает возможность перехода из одного этажа на другой и является неотъемлемым элементом многоярусных квартир/домов.

Важно, чтобы проектирование конструкции выполнялось с учетом требований строительных норм и правил, при этом повышенное внимание должно уделяться основным несущим элементам.

В данной статье будут рассмотрены особенности применения косоуров, их разновидности, продемонстрированы методики для расчета оптимальных размеров и другие детали, которые пригодятся при изготовлении лестницы своими руками.

 

• Что такое косоур
• Виды косоуров
• Материалы для изготовления
• Косоуры из дерева
• Косоуры из металла
• Косоуры из бетона
• Расчет косоура
• Длина косоура

• Угол наклона косоура

• Выбор количества косоуров

• Как сделать косоуры своими руками
• Чертежи косоуров
• Подготовка материалов

• Особенности изготовления

• Монтаж косоуров

• Крепление ступеней

• Источники

Что такое косоур и в чем его отличие от тетивы

Косоур – это несущий элемент лестницы, смонтированный под углом к прилегающему основанию, в котором крепление ступеней осуществляется в специально подготовленные для этого выступы. В боковой проекции косоур можно охарактеризовать как балку с гребенкой в верхней плоскости.

Основными отличиями косоура от тетивы является их форма и способ монтажа ступеней — в отличие от косоура, тетива представляет собой монолитную балку со специально подготовленными пазами/кобылками с внутренней стороны, таким образом ступени остаются скрытыми их не видно сбоку.

Несущая способность тетивы примерно в 1.5-2 раза выше при одинаковых размерах балки, поскольку сохраняется однородность структуры материала. Однако лестницы на косоуре получаются компактнее, т.к. несущая балка располагается под ступенью, а не по бокам.

Виды косоуров

 Конструктивно косоуры подразделяются на:

• цельные
• разборные (модульные)

По форме:

• классические (прямые)
• ломаные (зигзаг)
• спиральные (винтовые)

Материалы для изготовления

Косоуры из дерева

Наиболее востребованными материалом для изготовления косоуров является дерево. Пиломатериалы отличаются достаточной прочностью, дешевизной и имеют широкое распространение. Для изготовления балок рекомендуется использовать клен, бук или дуб, при ограниченном бюджета также подойдет сосна и другие хвойные породы деревьев. Перед изготовлением элемента, важно проверить древесину на качество просушки, а также убедиться в отсутствии дырок, трещин и сучков, которые в дальнейшем могут спровоцировать преждевременную деформацию конструкции. СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии» предусматривает обязательную обработку дерева от воздействия внешних факторов: антисептирование, консервирование, покрытие лакокрасочными материалами или поверхностную пропитку составами комплексного действия.

Косоуры из металла

Также широко распространенным материалом для создания несущих элементов является металлопрокат, например, прямоугольные трубы, швеллеры, двутавры. Косоуры из металла отличаются повышенной прочностью и долговечностью, и в целом, более надежны, чем дерево. Металлическим заготовкам легче придать нестандартные формы, поэтому лестничные маршы могут быть выполнены в любой конфигурации. Для предотвращения коррозии, поверхности рекомендуется периодически красить и покрывать защитными средствами.

Косоуры из бетона

Нестандартные габаритные проекты лестниц также могут выполняться на основе армированного бетонного каркаса. По сравнению с металлом и деревом, это наиболее дорогой и трудозатратный вариант изготовления, помимо этого, основания (фундамент/перекрытие) должны быть дополнительно усилены, чтобы выдерживать значительную нагрузку от конструкции. В частном домостроении встречается крайне редко.

Расчет косоура

Каждый строительный элемент лестничного марша в обязательном порядке требует четкого предварительного расчета. От прочности конструкции зависит безопасность перемещения по ней, а также срок эксплуатации. Ниже перечислены основные требования, которых необходимо придерживаться при возведении лестничного марша и косоуров, в частности.

При подборе параметров деревянного косоура необходимо учитывать значения длины ступеней — оптимальным считается соотношение длины ступеней к толщине косоура 1:20. Таким образом, если ширина лестницы равна 100 см, значение толщины косоура должно быть равным 50 мм. Минимальная ширина балки должна быть больше/равна глубине пропила, но в любом случае быть не менее 300 мм.

К металлам предъявляются требования в СНиП III-18-75 «Металлические конструкции», а также указания СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». Косоуры рассчитываются на поперечный изгиб на основании суммы фактической массы лестницы и предполагаемой нормативной нагрузки, которая в соответствии с указаниями норм принимается в виде вертикальной сосредоточенной силы Р_н = 1,5 кН, расположенной на площадке длиной 10 см по середине пролета косоура. Относительный прогиб марша не должен превышать 1/150 при длине лестницы 3 м и 1/120 при длине 6 м. Коэффициент надежности по нагрузке принимают равным 1,2.

Частота ступеней (пазов/площадок) должна определяться на основании формулы удобства Блонделя: 

• h — высота ступени
• s — ширина проступи
• 60/65 см — средняя длина шага человека.

Длина косоура

Для того, чтобы просчитать длину косоура, необходимо вспомнить теорему Пифагора: сумма квадратов катета равна квадрату гипотенузы. Таким образом, упрощенная формула длины косоура выглядит:

Однако необходимо понимать, что это «грубый» вариант расчета, поскольку реальная длина косоура (красная линия) рассчитывается от наиболее удаленных точек доски (используйте калькулятор, чтобы сделать это точно).

Угол наклона косоура

Оптимальный угол наклона косоура находится в диапазоне от 30° до 45° (макс. 60°). Для большинства людей более пологие лестницы являются более удобными, чем крутые, однако, чем меньше угол наклона, тем больше длина лестницы. 

Исключительно в отношении косоура, знание величины наклона необходимо, чтобы сделать правильный распил верхней поверхности балки или выполнить сварку, при которой посадочная поверхность под ступени будет идеально горизонтальна.

Выбор количества косоуров

В зависимости от проекта предполагаемой лестничной конструкции и расчетной нагрузки на силовые элементы, возможны несколько вариантов конфигурации косоуров:

• Один косоур (монокосоур). В качестве опорного каркаса выступает массивная балка или металлический элемент, расположенный в центральной части марша. Максимальная длина ступени для монокосоура равна 1200 мм (оптимально 1000 мм). Получившаяся лестница не предназначена для значительных нагрузок.
• Два косоура. Самая распространенная конструкция для стандартных лестниц шириной в 1000-1500 мм. Опоры располагаются по краям марша параллельно друг другу, благодаря чему обеспечивается необходимый запас прочности.
• Три и более косоура. Применяются для широких и/или нестандартных сложных конструкций, когда предполагается повышенная нагрузка на отдельные узлы лестницы.

Как сделать косоур своими руками?

Чертежи косоуров

Создание чертежей является ключевым моментом при изготовлении косоуров своими руками, поскольку именно шаблон позволяет правильно перенести размерности и дать предварительное представление, как будет выглядеть элемент.

Чертежи косоуров можно подготовить двумя способами: вручную на основании рекомендаций и формул выше, или автоматически при помощи специальных инструментов. В данной статье мы остановимся только на втором варианте.

С помощью калькуляторов КАЛК.ПРО вы можете подготовить детализированные проработанные чертежи всех элементов лестницы, в том числе и косоуров. Для этого вам необходимо заполнить интерфейс приложения данными о проеме и некоторыми другими параметрами (рекомендуемые значения которых прописаны в каждом инструменте). В результате вы получите следующее:

Подготовка материалов

После проектирования необходимо акцентировать свое внимание на видах древесины (прочность, износоустойчивость) и качестве пиломатериалов. Например, первоначально рекомендуется остановить свое внимание следует на следующих породах:

• дуб
• бук;
• ясень;
• ольха;
• береза;
• клен;
• сосна;
• ель;
• лиственница.

Береза, сосна и другие хвойные породы (кроме лиственницы) используются при ограниченном бюджете, т.к. материал имеет невысокие показатели прочности. Кроме того, береза обязательно нуждается в защитной пропитке, поскольку древесина склонна к гниению при повышенной влажности в помещении.

При подборе материала важно обратить внимание на изъяны древесины — не должно быть видно трещин, сколов, развитых сучков (допускается наличие сучков размером от 3 мм до 6 мм), а также следов обитания паразитов. Балки для изготовления деталей конструкции должны иметь одинаковые габариты, быть ровными без деформаций. Влажность дерева должна соответствовать предельной влажности помещения, в котором будет смонтирована лестница.

Соотношение уровней влажности древесины и помещения по СНиП II-25-80

На момент приобретения древесина должна быть полностью подготовленна к работам — т.е. быть просушенной и покрытой защитной грунтовкой.

Для изготовления косоуров используют доски с шириной не менее 250-300 мм и толщиной 50-70 мм. Если взять пиломатериалы с меньшими значениями размеров, то проступи могут провисать, а прочность косоуров после проделывания в них необходимых вырезов снизится. 

Для изготовления металлических косоуров используют стальной и нержавеющий прокат, сплавы алюминия. Металл должен быть чистым, подготовленным для сварки, не иметь очагов коррозии. Перед монтажом требуется покрытие защитными составами и покраска. Опоры рекомендуется изготавливать из холодногнутых или прокатных швеллеров №16, №18 (для прямого косоура), или профильной трубы 100х50х3 мм, 120х60х4 мм (для ломаного косоура).

Косоуры из бетона рекомендуется возводить одновременно с возведением перекрытий и полов, чтобы создать единую монолитную конструкцию. Заливка осуществляется бетоном марки М200 и выше, для усиления конструкции каркас оснащается металлическими прутьями (арматурой). В соответствии с требованиями СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» в первоначальный период твердения бетона его нужно защищать от потерь влаги, а в дальнейшем поддерживать температурно-влажностный режим с созданием условий, обеспечивающих нарастание его прочности. 

Деревянные и металлические косоуры обязательно должны быть обработаны огнезащитным тонкослойным составом терморасширяющегося типа. При возникновении пожара под воздействием высокой температуры состав, увеличиваясь по толщине в 40 раз, создает слой негорючей пены с низким коэффициентом теплопроводности, резко снижая передачу тепловой энергии и предотвращая горение/плавление,  увеличивая предел огнестойкости конструкции до 90-120 минут.

Особенности изготовления

На основании подготовленных чертежей для изготовления косоуров, на деревянную балку наносится разметка линий срезов будущих зубцов гребенки. Чтобы правильно перенести разметку ее начинают наносить от одного края доски до следующего, линейкой-угольником отмечаются точки высоты и длины ступеней. Прикладывая линейку точками к краю балки, из которой будет создаваться косоур, карандашом обводится контур среза. 

Распил проводится с помощью электролобзика или иного подходящего инструмента. После этого первый косоур можно использовать в качестве шаблона для остальных. Важно, чтобы все поверхности были тщательно остроганы и отшлифованы, а при установке косоуры находились в одной плоскости, дабы исключить перекосы лестницы.

В отличие от дерева, металл позволяет изготавливать более разнообразные конструкции. Если необходимо сделать ломаный косоур (в виде гребенки), то опора собирается из отдельных кусков профильной трубы, сваренных между собой. Однако здесь важно учитывать погрешности — чем меньше опыта в сварке у мастера, тем более «кривая» лестница получится, поскольку каждый раз лестница изменяется на толщину сварочного шва. В свою очередь, швы необходимо шлифовать, чтобы добиться идеально горизонтальной поверхности для ступеней.

Более просто собирается прямой металлический косоур — для этого используется прямоугольная труба или швеллер необходимой длины, в нем подготавливаются отверстия для крепления кобылок и осуществляется их крепление стандартным крепежом (но также возможно крепление кобылок на сварку).

Монтаж косоуров

 Крепление опорных элементов лестницы может быть осуществлено к:

• полу / потолку;
• межмаршевым площадкам;
• стенам.

Наиболее часто крепление к полу осуществляется при помощи опорных уголов с поперечным ребром, изогнутых уголков или болт-анкеров. Если лестница монтируется до выполнения отделочных работ, возможно соединение методом распила косоура под поперечную балку или наоборот. 

Соедининие с потолком выполняется аналогичными методами. При креплении косоура с деревянным перекрытием, наиболее часто выполняют выпил в несущей балке и дополнительно усиливают соединение монтажными пластинами или же осуществляют крепление в замок. Также часто применяются крепежные системы из уголков и саморезов, винтовые тяги.

В районе межмаршевых площадок внешний косоур крепится к центральному опорному столбу в подготовленные отверстия методом шип-паз и уплотняется клеем. Внутренний косоур может крепится аналогичным способом к одному из опорных столбов, так и огибать его с внешней стороны с фиксацией на винтовой крепеж.

При креплении конструкции к стене стоит учитывать материал из которого она изготовлена. Разрешено крепить косоур на бетон, кирпич, брус (при этом толщина стены должна быть не меньше 25 см). Запрещено крепить косоуры к стенам из пористых материалов (газо-, пеноблок, газосиликат).

Крепление ступеней

Крепление прямых и забежных ступеней к косоуру выполняется разными способами, например, наиболее распространенной является фиксация на шканты, саморезы, мебельные болты, футорки и клей. Для труднодоступных участков металлических косоуров дополнительно заранее привариваются проушины с внутренней стороны. 

Часто используется современное крепление «Фишер» — это крепеж с одной стороны которого втулка большого диаметра с отверстием по центру и конусными насечками (забивается в отверстие легко, но сопротивляется выходу), а с другой – втулка (дюбель), раскрывающаяся при вкручивании внутрь самореза.

При креплении ступеней к металлическому монокосоуру часто используется усиливающая листовая подложка под 90% площади ступени, которая монтируется с одной стороны на горизонтальный паз балки, а с другой стороны равномерно соединяется с проступью.

Заключение

Источники

• ГОСТ 23120-78 «Лестницы маршевые, площадки и ограждения»
• ГОСТ 8486-86 "Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия"
• ГОСТ 2695-71 «Пиломатериалы лиственных пород деревьев»
• СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»
• СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»
• СНиП III-18-75 «Металлические конструкции»
• Общероссийский классификатор продукции
• Учебное пособие А. Н. Малаховой и Д. Н. Морозовой «Проектирование железобетонных и металлических лестниц»