Изготовление металлических лестниц: 3 вида конструкций

Немного теории

Металлические лестницы, цельные или комбинированные, как и их деревянные и железобетонные аналоги, бывают нескольких видов:

• Маршевые – прямой пролет с одинаковыми ступенями.
• Изогнутые – изгибаются под определенным углом, в конструкции все или несколько ступеней забежные – суженные к центру.
• Винтовые – закручиваются спиралью вокруг опорного столба под углом от 270⁰.
• С поворотной площадкой – между пролетами прямоугольная площадка для захода или спуска на следующий марш.

Конструктивно металлические лестницы отличаются по устройству каркаса и способу крепления:

• На косоурах – одна или две несущие балки, ступени крепятся поверх них, посредством опор и металлических площадок или «кобылок», сами косоуры монтируются в сены и на опоры.
• На тетивах – две несущие балки, ступени крепятся между ними.
• Консольные (на бяльцах) – без наружных опор, ступени монтируются в стену посредством скрытого крепежа (болты, шпильки, встроенный швеллер).

По способу изготовления металлические лестницы бывают сварными или кованными, наиболее востребованы первые, так как технологически их сделать проще. Ковка же предполагает мастерство, а не любительский уровень. Кроме того, лестницы бывают открытыми и закрытыми. У открытых весь конструктив остается на виду, поэтому предъявляются повышенные требования к финишной отделке. Для закрытых, которые в последствии будут «зашиты» отделочными материалами, можно обойтись защитными мероприятиями – зачистить и загрунтовать.

В зависимости от предполагаемой нагрузки, косоуры и тетива могут быть изготовлены из двутавра, швеллера или металлической трубы с прямоугольным или квадратным сечением. Для ступенек чаще всего используют клееные деревянные щиты различных пород, выбирая устойчивые к истиранию и короблению.

Функционал лестницы не привязан к материалу, из которого она изготовлена, поэтому и на металлические конструкции распространяются стандарты удобства и безопасности:

• Ширина проема – не менее 1 метра.
• Крутизна лестницы – до 45⁰, желательно не упираться в максимум.
• Ширина ступени – от 250 мм до 300 мм.
• Высота ступени – от 150 мм до 200 мм.

Так как между пределами довольно большой диапазон вариаций, а на удобство спуска и подъема могут повлиять 10 мм, имеет смысл при проектировании опираться не только на типовые размеры, но и на формулу среднего шага (формула Блонделя) – S = a + h x 2, 600 ≤ a + h x 2 ≤ 640, где:

• S – величина среднего шага;
• а – ширина проступи;
• h – высота подъема ступени.

Оптимальное значение для безопасности: a + h = 460 мм, оптимальное значение удобства: a – h = 120мм. Модератор портала Вит1959 предлагает такой расчет параметров.

Зная размер высоты от чистого пола одного этажа до чистого пола второго этажа, мы можем прикинуть, сколько ступеней у нас вместится на данном отрезке. Допустим, высота между этажами – 3000 мм, а диапазон удобных высот ступеней – от 150 мм до 200 мм, в среднем получается 175 мм. Разделив общую высоту на среднюю, мы получим: 3000 мм/175 мм = 17,14 ступеней. Зная диапазон минимальной ширины проступи, мы можем определить минимально удобную длину средней линии марша: 250 мм x 17,4 ступеней = 4285 мм (длина средней линии марша). Проверяемся по нашей формуле среднего шага – 600 ≤ 250 + 175 x 2 ≥ 640.

Естественно, существует масса промежуточных результатов, как укладывающихся в рамки, так и выходящих за них, но Вит1959 не рекомендует делать конструкции с параметрами ниже, чем в приведенных расчетах.

Для изготовления сварной конструкции понадобится инструмент. Опытные форумчане советуют не экономить на оборудовании и приобретать фирменный, мощный инвентарь. Затраченная сумма оправдается и качеством, и скоростью работ. Понадобится стандартный набор, который может расшириться, в зависимости от сложности конструкции и используемых материалов:

• сварочный аппарат;
• болгарка;
• электродрель;
• струбцины;
• щетка по металлу.

Проектирование

При создании проекта лестницы необходимо учитывать несколько параметров конструкции:

1. Длина пролета. Ограничивается 18 ступенями. При этом угол подъема должен находиться в пределах 23–37°. Если с таким углом и имеющейся высотой перекрытия второго этажа длина получается большей, лестница делается поворотной.
2. Ширина пролета. Согласно СНиП, на одного человека должно приходиться не менее 75 см. Оптимальная ширина, таким образом, составляет около 1,5 м.
3. Глубина ступеней. В случае с лестницей общего пользования максимальное удобство эксплуатации конструкции достигается, если этот параметр равняется 30 см. Более узкие ступени делаются, если изготавливается пожарная лестница; угол ее наклона при этом также может быть большим — около 45°. Спускаться по ней, однако, можно будет только спиной вперед.
4. Высота ступеней должна находиться в пределах 15–20 см.
5. Оптимальная высота ограждения — 90 см. Рекомендуемый шаг между балясинами — не более 15 см.

Длина марша и шаг ступеней

Другие детали — вид несущих балок, форма и внешний вид ограждения, материал изготовления проступей, наличие или отсутствие подступенков и т. д. — могут быть любыми. Проект можно составить самостоятельно, пользуясь простыми инструментами и миллиметровой бумагой, или заказать в проектной организации. При создании чертежа своими руками могут помочь специальные программы и готовые проекты.

Фото: профильный металлопрокат

На основании проекта подготавливаются необходимые инструменты и материалы. При изготовлении простой конструкции металлической лестницы для дома потребуются:

• сварочный аппарат — если нет опыта работы с ним, лучше выбрать инструмент инверторного типа, так как он наиболее прост в освоении;
• пила и болгарка;
• наждачный круг;
• дрель;
• крепеж (болты);
• металлический профиль (швеллер) шириной 80–100 мм;
• рифленая листовая сталь;
• металлические уголки;
• арматура и стальные пластины.

Если при изготовлении лестницы будут использоваться материалы помимо металла, их также нужно заготовить в нужном количестве.

Требования к конструкциям

Нормы на такие сооружения сформулированы в:  СП 55.13330.2016 «СНиП 31-02-2001 «Дома жилые одноквартирные»», СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий» ГОСТ 23118-2012 «Конструкции стальные строительные», ГОСТ 23120-2016 «Лестницы маршевые площадки и ограждения стальные», ГОСТ Р 53254-2009 «Техника пожарная. Лестницы пожарные наружные стационарные. Ограждения кровли».

Действующими стандартами определены требования:

• Конструкция должна обеспечивать прочность и жесткость;
• Составные элементы должны быть прочно соединены друг с другом, а вся лестница надежно прикреплена к кровле или стене здания;

Крепление фасадной лестницы

• На поверхности не должно быть окалины и ржавчины. Сварные швы должны соответствовать требованиям ГОСТ;
• Конструкция должна быть обработана защитным покрытием классом не ниже пятого;
• Ступень должна выдерживать вертикальную нагрузку 1,8 кН;
• Ограждения должны выдерживать горизонтальную нагрузку 0,54 кН;
• Площадка должна выдерживать нагрузку, рассчитывающуюся по формуле:

Формула расчёта площадки

Лестничный марш должен выдерживать нагрузку, определяемую по формуле:

Формула расчёта марша

Необходимые детали и материалы

Для того чтобы создать действительно прочную лестницу, важно использовать только подходящие материалы. Независимо от типа разработанного своими руками проекта, часть деталей каркаса будет соединена между собой сварочным швом

Это условие касается даже готовых модульных изделий. В связи с этим сплав должен хорошо поддаваться подобной обработке, а также выдерживать большую нагрузку на растяжение. Именно поэтому не рекомендуется использовать для обустройства косоуров шпалы. Лучше всего взять профильные уголки, трубы или швеллеры.

Выполняя расчет для металлической лестницы, обратите внимание на распределение нагрузки. Для этого нужно рассчитать массу всех ступеней с учетом их количества и площади

Для определения расчетной нагрузки результат умножают на коэффициент, характеризующий надежность, то есть на 1,1. Для того чтобы чертежи указывали на максимальную нагрузку при переносе предметов на второй этаж, нужно еще раз умножить результат на другой коэффициент — 1,4. Итоговое число покажет, какую максимальную нагрузку могут оказывать перемещающиеся по ступеням люди без ущерба для конструкции. Места, на которые оказывается наибольшее давление, нужно дополнительно укрепить болтами, даже если вы уверены в прочности сварочного шва.

Для обустройства ступеней и перил можно скомбинировать металл с деревом. Для уличных моделей можно сделать ступеньки из листовой перфорированной стали или прутьев арматуры.

Комбинированные модели метала с деревом часто используются в загородных домах

Изготовление металлических лестниц: что подготовить

Для того чтобы выполнить изготовление действительно надежной лестничной конструкции, важно применять только подходящие стройматериалы. Это условие обязательно и для покупных модульных конструкций

В связи с этим сварные элементы должны хорошо свариваться, а также выдерживать достаточную нагрузку на растяжение. Именно поэтому не следует брать для работы в частном доме косоуры шпалы

Это условие обязательно и для покупных модульных конструкций. В связи с этим сварные элементы должны хорошо свариваться, а также выдерживать достаточную нагрузку на растяжение. Именно поэтому не следует брать для работы в частном доме косоуры шпалы.

А вот успешным будет применение:

• Профиля уголка;
• Трубы;
• Швеллеры.

При изготовлении металлической лестницы понадобятся трубы и швелерры

Когда составляется схема и производятся расчеты для железных лестниц, надо обращать внимание на распределение нагрузки. Для этого необходимо провести расчет массы всех ступенек, их количества и площади

Для того чтобы определить расчетную нагрузку результат следует помножить на коэффициент, который характеризует надежность, а именно на 1,1.

Результат, какую нагрузку по максимуму могут оказывать передвигающиеся по ступенькам люди без ущерба для лестницы. Места, на которые оказывается большее давление, необходимо усилить болтами, даже если нет уверенности в надежности сварки. Для обустройства ступенек и перил, возможно, комбинировать металл, с древесиной. Для уличных конструкций дачи хорошо создать ступени из листов перфорированной стали или прутьев арматуры.

На какие ступени можно установить защитные элементы

Профили, изготовленные из алюминиевых сплавов, отлично фиксируются к поверхностям, выполненным из разных материалов:

1. Бетонные конструкции.

Кромки ступеней из бетона не отличаются особой прочностью и быстро теряют внешний вид при интенсивном использовании лестницы. Их можно значительно укрепить с помощью алюминиевых уголков. Защитить можно как края проступей монолитной конструкции, так и типовые накладные ступени.

Отделка края ступени бетонной лестницы, облицованной плиткой

Бетонные конструкции часто облицовываются различными декоративными материалами. Стыки горизонтальных и вертикальных элементов ступеней легко отделываются профилями из алюминия.

1. Металлические лестницы.

У таких конструкций ступени могут быть выполнены из разных металлических деталей. Металл особенно подвержен образованию наледи и поэтому лестницы в большей степени нуждаются в установке противоскользящих элементов. В соответствии с ГОСТ 23120-2016, ступени могут быть изготовлены из сплошных листов или иметь решетчатое исполнение.

Для производства ступенек используются следующие виды изделий из металла:

Профилированные решетки.

Алюминиевые ступени для лестницы из профильных решеток

Из-за выступов по краям отверстий поверхность ступени не скользит, а вода прекрасно стекает, не скапливаясь на основании. Улучшить внешний вид такой проступи помогут уголки.

Сетка металлическая для лестницы.

Металлическая сетка для ступеней лестницы

Сетка на ступени металлической лестницы производится из просечно-вытяжных листов и имеет разный размер ячеек. Она закрепляется в несущем каркасе, чаще всего выполненном из угловых элементов.

Рифленые листы.

Лестница со ступенями из рифленого металла

На листе металла расположены выпуклости, препятствующие скольжению. Удобнее всего такие конструкции применять в производственных помещениях, а не под открытым небом, так как там вода может скапливаться на поверхности ступеней и образовывать наледь. Ступени также могут монтироваться в каркас из металлических уголков.

Решетчатые настилы.

Уголок для ступеней: лестницы алюминиевые из решеток

Они изготавливаются из перекрещенных полос или стержней, которые образуют ячейки различного размера. С таких ступеней, чаще всего являющихся частью уличных конструкций, отлично стекает вода, не образуя луж на поверхности.

Однако сам замерзший металл представляет серьезную опасность для передвигающихся по лестницам людей. К тому же решетчатые и сетчатые изделия без каркаса или хотя бы отделки по внешнему краю будут выглядеть странно.

Также алюминиевые уголки могут применяться при изготовлении переносных лестниц с широкими ступенями. Например, стремянок. Из них выполняется каркас для проступей.

Алюминиевые лестницы 14 ступеней

1. Деревянные сооружения.

Ступени лестницы, произведенные из дерева, подвергаются износу в процессе эксплуатации.  Продлить их срок службы также помогут защитные уголки.

Изношенные ступени деревянной конструкции

Также металлические уголки могут монтироваться на края ступеней лестниц, изготовленных из натурального или искусственного камня и кирпича.

Алюминиевые угловые элементы отлично сочетаются с металлическими деталями, используемыми в конструкции лестницы, например, с перилами из алюминия или нержавеющей стали.

Сварные лестницы из металла: варианты конфигураций

При создании проекта лестниц из металла необходимо учитывать нюансы каждого типа металлоконструкции.

Зачастую выбор производится из таких вариантов:

1. Прямой марш. Ступеньки имеют одинаковый размер, устраиваются последовательно по прямой линии. Опора на косоур.
2. Забежные лестничные конструкции. Марш поворотный, на нем установлены забежные ступеньки или площадки.
3. Винтовая конструкция. Основа металлокаркаса – ось, к которой прикрепляются забежные ступеньки под правильным углом с комфортным шагом для человека.
4. Складная на чердак. Это самая компактная лестница, которая состоит из соединенных между собой выдвигаемых секций. Модель похожа на приставную и обычно служит для входа на редко используемые, верхние помещениям, такие как чердак или мансарда.
5. Лестница для металлочерепицы.

Вариантов конфигураций сварных лестниц может быть несколько

В каждом случае прорабатывается отдельный чертеж, проводится подробное составление сметы для лестниц из металла. Расчет цифр основан на вычислении подходящих параметров для индивидуального размещения ступенек и опор.

Если для маршевой конструкции высчитывать данные надо по формуле, для складной достаточно определить периодичность устройства перекладин, чтобы передвижение было удобным. Винтовые и забежные лестницы построить, если человек не специалист будет трудно, так как чертежи отчасти основаны на графическом подходе.

Как изготовить лестницу из металла: монтаж

После того как будет выполнен расчет лестничной конструкции и будут созданы основные самодельные стальные элементы, надо начинать первый этап монтажа. Для начала необходимо укрепить металлокаркас. Он включает в себя металлические косоуры и опорные столбы. Именно для этих элементов и выполняется расчет максимальной нагрузки.

Также возможно выполнять крепеж прямо к тетиве. Тогда необходимо выполнить расчет интервалов расположения крепежей и разработать схемы-чертежи для ступенчатых косоуров.

Перед началом монтажа лестницы необходимо укрепить металлокаркас

Выполнить самостоятельно дизайн-проект лестницы на 2 этаж или сварить каркас наружных моделей не так уж и сложно, если придерживаться:

• Индивидуальных потребностей;
• Правил ГОСТ;
• Правил СНиП.

Выбор профиля и его возможности

От самых простых – такая конструкция в подвале вполне приемлема.

Идея сборки металлической лестницы не нова. На этом пути было несколько промежуточных решений, в которых главная роль уделялась швеллеру и металлическому уголку.

Принцип сборки был очень простой:

• два швеллера устанавливались параллельно друг другу;
• между ними наваривались контуры из металлического уголка;
• в который можно было закрепить деревянную ступеньку или использовать металлическую рельефную конструкцию.

Однако практика показала одну очень неприятную особенность металлического уголка – способность деформироваться под нагрузкой. Альтернатива ему была очень быстро найдена, это металлический профиль.

К вполне приемлемым домашним – довольно аккуратно смотрится.

Лестница из металлопрофиля имеет те достоинства, которые сложно переоценить, а именно:

• Профильная труба позволяет воссоздать любой тип лестниц от стационарной на несколько маршей, до приставной и винтообразной. Изгибы, углы поворотов решающего значения не имеют (хоть 30, хоть 180 градусов);
• Металл приемлет любые комбинации материалов, использование его с деревом, стеклом и даже пластиком значительно обогатят не только внешний вид готового изделия, но и цветовые возможности;
• Использовать только профиль для лестницы можно. Современные технологии окрашивания металлических изделий предадут ему любой из возможных цветов порошковым методом. Хотя наиболее популярные цветовые решения для металла являются: золото, серебро и ретро черный цвет с элементами блестящего светлого металлика;
• Лестница из профиля, конечно же, надежна и прослужит не один десяток лет;
• Сборка всей конструкции осуществляется быстро, обладая навыками сварки, в течение короткого времени, вы соберете всю конструкцию;
• Сложность каркаса не играет решающей роли в скорости сборки, так как вариант решения проблемы будет находиться в подготовительном этапе (многое зависит от правильности резки заготовок, но об этом в отдельной главе);
• Крепления для таких лестниц можно готовить на любом этапе и во время строительства дома и в готовой коробке;
• Цена профиля не является неподъемной и вполне по карману обычной семье;
• Лестница из профильной трубы спокойно собирается своими руками, сильно облегчит работу сварочный бытовой аппарат.

Особенности работы с материалом при изготовлении лестниц

Можно соорудить скелет и таким образом.

Лестница из профиля прочна и долговечна, однако и у металла существует свой предел, соблюдение же нижеприведенных правил поможет вам избежать неприятностей при работе с профилем. Итак:

К подготовительным работам приступили

Ступеньки для лестницы – форма, материал, особенности конструкции

Любая работа начинается с проведения расчетов и изображения на бумаге. Расчет лестницы из профильной трубы позволит вам подсчитать количество материала, который пойдет на производство несущих элементов, оснований для ступенек, а также количества других материалов.

Схема разложит все по своим полочкам и позволит вам осуществить свой проект «зряче». На этом этапе вам понадобится собрать инструмент, которого будет не так много.

Но тем не менее:

• Сварочный аппарат и пачку электродов к нему;
• Болгарка и круги по металлу;
• Перфоратор и набор сверл (соответствующего характера) для возможности установки крепежных костылей;
• Молоток и маркеры с измерителями.

Также на этом этапе вы проводите разметку и резку металла под планируемые размеры.

А для наглядности лучше иметь чертеж под рукой.

Если для изготовления ступенек вы используете дерево или фанеру, то необходимо подготовить материал и для ступенек.

К сборке

Лестница на косоуре: особенности конструкции и изготовление своими силами

На этапе непосредственной сборки очень важно правильно собрать несущие балки, так как именно на них ляжет вся нагрузка и от конструкции и от проходящих по ней людей, переносимых грузов. Самая простая конструкция металлической лестницы собирается следующим образом:

Самая простая конструкция металлической лестницы собирается следующим образом:

Мы рекомендуем вам, даже если вы все же решите сделать эти щели, произвести дополнительное укрепление конструкции, а именно забив в стену три костыля (для этого можно использовать отрезки арматуры) под основной несущей внутренней трубой и подварить эту конструкцию.

Для наружной стойки можно использовать металлическую трубу, на низ которой наварить такую же площадку как на оконечности швеллеров, а верх срезать под уклон несущей балки и подварить. В этом случае вы вообще забудете про вибрацию, а трубу, которая будет видна, можно использовать как опору для цветочных горшков и прочих элементов декора.

Советы по экономии

Изготавливать лестницы из металла своими руками достаточно легко. Но стоит сразу уточнить, что такие конструкции могут обойтись дорого. А есть ли способы немного сэкономить? Для этого можно воспользоваться советами от специалистов:

Лестница должна учитываться еще в проекте строительства дома. Если конструкция создается в уже построенном здании, то перед началом монтажных работ необходимо создавать чертеж. Этот «документ» поможет произвести монтаж межэтажной лестницы правильно и заранее рассчитать, сколько и каких деталей понадобится.

Лучше всего устанавливать лестницу вдоль одной из стен. Так можно сэкономить свободное пространство. Можно обойтись одним косоуром или тетивой, тогда вторую сторону ступеней крепят непосредственно к стене при помощи больц.

Чертеж лестницы позволит правильно рассчитать ширину. Минимальное значение параметра — 90 см. Этого достаточно для прохода одного человека. Именно такая ширина маршевой лестницы позволит использовать минимальное количество материала.

Еще один способ экономии – изготовить все своими руками. Работы, если нанимать стороннего сварщика, обойдутся дорого.

Есть вещи, на которых экономить нельзя — это относится к выбору материала. Для изготовления косоуров, тетивы и другого каркаса желательно использовать новые швеллера или металлические изделия. Для других элементов применяют и бывшие в использовании изделия. В этом случае необходимо все внимательно проверить. Металл не должен быть сильно испорчен ржавчиной.

Есть еще один способ немного сэкономить – купить модульную лестницу из железа на второй этаж. У такого варианта есть очевидные преимущества. Во-первых, модульную железную лестницу легко собрать своими руками, следуя прилагаемой пошаговой инструкции. Во-вторых, в комплект входят все необходимые крепежные приспособления.

Но и в случае с модульными лестницами есть свой «подвох». Самый дешевый вариант – конструкции первого поколения. Их легко собрать своими руками, и стоят они недорого. Но такие лестницы быстро выходят из строя. Каркас не выдерживает длительной эксплуатации.

Модульные межэтажные лестницы из железа второго поколения обойдутся дороже, да и для монтажа понадобится привлечь специалистов. Каркас, площадки и другие элементы делают из композитных материалов. Но такие конструкции служат дольше и выглядят более привлекательно.

Поэтапное изготовление лестницы на металлическом каркасе (3 видео)

Как сделать металлическую лестницу по чертежам своими руками

Как сделать металлическую лестницу своими руками? Вот вопрос, которым задаются многие люди, решившие не отдавать строительство своего гнёздышка на откуп работникам-профессионалам, а все сделать самостоятельно. Во-первых, дворцом, построенным своими руками, можно хвастаться до старости. Во-вторых, легенда о предке, который построил дом, наверняка будет передаваться из поколения в поколение!

Единственное, чтобы можно было спокойно спать и не бояться, что лестница не выдержит все возложенные на неё надежды и обязанности, можно только в том случае, если все работы проведены качественно, в частности, большое внимание придётся уделить расчётам, чертежам и подготовке к строительству. Возможно, стиль дома уже выбран, и под него отлично подходит металлическая лестница