Конструктивные особенности лестниц и их изготовления

Железобетонные изделия (ЖБИ) широко используются во всех сферах строительства, от жилищного до инженерного. Для возведения сборных железобетонных конструкций применяются предварительно изготовленные ЖБИ, производство которых ведется литьевым способом в заводских условиях.

Характеристики железобетонных конструкций

Основные характеристики:

  • Повышенная прочность и долговечность.
  • Способность стойко переносить перепады температуры, в том числе сильные морозы.
  • Устойчивость к воздействию влаги и огня.

Прочностные качества бетона напрямую зависят от качества цемента и от свойств, которыми обладают применяемый песок и гравий. Конечное качество бетона также зависит от пористости (отношения количества пор к общему объему) и плотности (отношения массы к объему).

Пористость бетона зависит от количества цемента в смеси и возникает из-за испарения излишков воды при его недостаточности. Плотность бетона напрямую влияет на прочность изделия и его способность противоборствовать сжиманию.

Устойчивость железобетонных конструкций к огню, объясняется невысокой теплопроводностью. Они могут переносить, без видимых разрушений, до одной тысячи градусов тепла без последствий очень долгое время. Именно поэтому бетонная продукция используется при строительстве промышленных предприятий, работающих при повышенных температурах.

Несомненно, важная особенность железобетонных конструкций – морозоустойчивость. Если материал насыщен достаточным количеством воды, то он сможет выдержать многочисленные изменения температуры без ощутимых потерь для качества. Согласно исследованиям, снижение прочности будет минимальным.

Однако, при всех плюсах бетон характеризуется очень маленьким сопротивлением растяжению. Чтобы избежать связанных с этим проблем, проводится укрепление элементами из армированной стали (например, проволокой или прутьями), или других материалов. Подобное изделие является высокопрочным и к тому же практически не поддается растяжению.

Описание и виды конструкций

Железобетонная ферма представляет собой каркасную конструкцию, которая состоит из верхнего и нижнего пояса, соединяемых вертикальными стойками и наклонными раскосами, образующими решетку. Места соединений элементов называют узлами. Все элементы имеют прямоугольное сечение и изготавливаются из железобетона.

Фермы могут поставляться цельными или составными, из нескольких сегментов, которые впоследствии соединяются. В строительстве используется два основных вида ферм – стропильные и подстропильные.

Описание и виды конструкций

Стропильные применяются на пролетах до 24 м. Они имеют несколько основных разновидностей по форме поясов:

  • Сегментные (арочные);
  • Полигональные (ломаный верхний пояс);
  • С параллельными поясами;
  • Треугольные.

Также фермы имеют несколько типов решетки:

  • Безраскосная;
  • Раскосная;
  • Треугольная.
Описание и виды конструкций

Подстропильные фермы – вспомогательный элемент, применяемый в качестве основы под стропильные конструкции, если их длина меньше, чем расстояние между опорами. Они устанавливаются продольно и крепятся к специальным закладным деталям. Эти конструкции имеют тавровое сечение, с полкой, усиленной в местах упора на колонны. Этот тип ферм тоже делится на подвиды:

  • Под скатную кровлю (ФПС).
  • Для малоуклонной кровли (ФПМ).
  • Со стойками с предварительно напряженной арматурой для малоуклонной кровли (ФПН).
  • Для возведения плитных перекрытий на весь пролет (ФП).
Читайте также:  Дизайн прихожей в частном доме — фото и примеры оформления

Отличия стропильной фермы от подстропильной

Главная функция железобетонных стропильных ферм – перекрытие пролетов зданий и сооружений. Они являются основанием непосредственно для кровли как стандартные кровельные стропила. Пояса стропильной фермы имеют различную конфигурацию – параллельные линии, трапеция, сегментную или криволинейную. Это позволяет оптимально распределить нагрузку на кровлю, добиться максимальной прочности и устойчивости. Максимальная длина этого элемента достигает 24 м.

Описание и виды конструкций

Подстропильные фермы используются как основание для стропильных конструкций, когда расстояние между несущими стенами или колоннами слишком велико. Они укладываются продольно, если все несущие стены здания поперечные, обеспечивая устойчивость и прочность кровли. Для облегчения и повышения надежности в подстропильных конструкциях применяется пучковая форма арматуры.

Армирование и изготовление

По нормативам ГОСТ 20213-2015 железобетонные фермы изготавливаются из бетонов марок М400-М700. Для создания армирующего каркаса применяется сталь А400, А600, А800 или А1000, армирующие канаты К1400 или К1500, скрепляемые прочной проволокой Вр1200, Вр1600. Если длина конструкции превышает 9 м, в ней используется предварительно напряженная арматура. В некоторых случаях используются дополнительные каркасы из легкой проволоки для предотвращения появление трещин.

Арматурный каркас верхнего пояса делается из сварных элементов из стального прута, которые устанавливаются парами на опорных точках. Это обеспечивает повышенную прочность конструкции в наклонных сечениях. Для этого используются наборы арматуры диаметром от 6 до 10 мм с шагом 100 мм. Узлы арматурного каркаса дополнительно укрепляются при помощи сварки.

Описание и виды конструкций

Фермы ЖБИ изготавливаются на бетонных заводах, арматурный каркас устраивается в опалубке, которая заливается бетонным раствором, уплотняемым при помощи вибраторов. Изделие нельзя использовать до того момента, пока раствор не наберет прочность, для чего требуются 21 сутки. В бетон могут добавляться пластифицирующие и морозостойкие присадки.

Транспортировка

Готовые изделия транспортируются на прицепах-фермовозах, наиболее популярный вариант платформа ФKП-16.

Перевозить ж/б фермы нужно обязательно в рабочем положении с опиранием по краям. Иначе конструкция может треснуть под своей тяжестью.

Описание и виды конструкций

Железобетонные элементы устанавливаются на нижнюю часть пояса и тщательно укрепляются на фермовозе, чтобы не сдвинулись или не опрокинулись при перевозке.

Ступени

Важнейший элемент любой лестницы — это ступени. Различаются формой. Бывают ступени забежного типа и скошенного типа, а также дугообразные и прямые. Как правило, в одном лестничном марше содержится от 3 до 18 ступеней. Почему именно такое количество? Специалисты подсчитали, что именно столько ступеней соответствует биомеханическим и энергетическим параметрам человека. Ступень состоит из двух частей – проступи и подступенка.

Проступь

Представляет собой горизонтальную поверхность, на которую встаёт человек во время перемещения по лестнице. Может быть самой разной формы, что обусловлено архитектурным замыслом и дизайнерской концепцией. Ступень, лишённая подступенка, называется открытой, а с подступенком – закрытой. Имеется ряд формул, позволяющих определить точную пропорцию проступей и подступенков. Расчёт ведётся с учётом таких параметров как длина шага, комфорт, безопасность.

Подступенок

Вертикальный элемент, который перекрывает зазор между двумя проступями в лестничной конструкции. Кроме того, он выполняет функцию опоры.

Унификация, типизация, стандартизация и нормирование в строительстве.

Важнейшим условием индустриализации в строительстве является унификация — повторяемость основных элементов зданий в целом, геометрических параметров их отдельных частей и элементов, повтряемость конструкций, а также единообразие качества материалов.

Читайте также:  Лестница на мансарду своими руками — инструкция!

Основой унификации геометрических параметров в строительстве является единая модульная система, регламентирующая систему размеров штучных материалов, конструкций и элемента зданий.

За основной модуль в строительстве принят размер в 100 мм. Производные модули подразделяются на укрупненные и дробные укрупненные — 6000, 3000, 1500, 1200, 600, 300 и 200 мм; дробные — 50, 20, 10, 5, 2 и 1 мм.

Отступления от модульных размеров допускаются лишь при появлении серьезных оснований. Например, наличие широкой сети кирпичных заводов с оборудованием, рассчитанным на выпуск кирпича немодульных размеров, заставляет допускать немодульную толщину кирпичных стен (380, 510 мм и др.), в то время как стены из других материалов (например, крупных бетонных блоков) имеют модульную толщину 300, 400 и 500 мм.

Конкретным выражением унификации конструктивных форм и качества материалов в строительстве являются типизация и стандартизация.

Типовыми называются конструкции или здания в целом, запроектированные с учетом последних достижений технологии и строительной техники, для многократного применения.

Конструкции (а чаще материалы) со строго определенными геометрическими и качественными характеристиками, разработанные для массового повсеместного применения, утверждаются в общегосударственном порядке как стандартные.

Все основные виды и качества строительных материалов, принципы строительного проектирования и производства работ регламентированы Строительными нормами и правилами (сокращенно СНиП), которые делятся на четыре части:

Унификация, типизация, стандартизация и нормирование в строительстве.
  1. часть I — Строительные материалы, изделия, конструкции и оборудование;
  2. часть II — Нормы строительного проектирования;
  3. часть III — Организация и технология строительного производства;
  4. часть IV—-Сметные нормы (нормы определения стоимости зданий и сооружений.

Каждая часть СНиПа в свою очередь делится на самостоятельные главы, которые издаются отдельными выпусками. Всего СНиП содержит более 300 глав.

Кроме того, в строительстве широко распространены различные инструкции и указания, регулирующие менее принципиальные или еще недостаточно проверенные вопросы проектирования и строительства, не включенные в состав СНиПа.

Такая система строительных норм также способствует унификации принимаемых решений в строительстве всех отраслей промышленности независимо от назначения объектов строительства, их ведомственной принадлежности и географического района.

Необходимо особо подчеркнуть, что многие из нормативных документов в равной степени обязательны как для строительного, так и для технологического проектирования во всех ведомствах.

Сюда в первую очередь следует отнести

  • санитарные нормы,
  • противопожарные требования,
  • нормы проектирования генеральных планов,
  • производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий и др.

Особенности каркасов для лестниц из металла

Варианты привариваемых к несущей балке приспособлений для установки ступеней: слева — сваренные из швеллера, справа из углового проката.

Самыми недорогими считаются закрытые каркасы. Изначально подобный каркас предполагает то, что все его элементы окажутся скрыты под панелями и ступенями, поэтому к его виду не предъявляется каких-либо требований. Чаще его изготовление производится с применением недорогих швеллеров с уголками. В качестве единственного, к чему необходимо отнестись серьезно – расчет прочности.

Как правило, закрытый каркас таких лестниц – несущая основа, состоящая из швеллеров, соединенных попарно в нескольких местах. На них следует укреплять уголки, т. н. «косынки», выступающие в качестве опоры для подступенков и ступеней. Уголки допускается заменить листовым металлом, однако при монтаже усложнится процесс изготовления каркаса. После боковая часть конструкции на металлическом каркасе закрывается панелью, в качестве материала для которой может выступить дерево или гипсокартон.

Открытые каркасы с парой косоуров изготавливаются с применением металлического профиля, имеющего прямоугольное сечение. Косоуры следует выполнять в форме «лесенки», покрывая эмалью. На них достаточно установить ступени и ограждение, после чего конструкция примет законченный вид.

Такие конструкции обладают небольшим минусом – цена металлического каркаса окажется несколько выше по сравнению с закрытым. Ко всему прочему, при его изготовлении сварные швы нужно будет выполнить максимально аккуратно, что поможет их скрыть после окрашивания.

Открытый каркас с одним косоуром – несущая балка, на которую должны быть укреплены косынки либо площадки под ступеньки. Подступенки в этом случае устанавливать не нужно. Такие конструкции имеют прозрачный и воздушный вид, но если марши предполагается делать широкими, рекомендуется сбоку произвести крепление консолей, что позволит устранить прогиб ступеней при значительных нагрузках.

Конфигурация марша

Основными критериями разделения подобных конструкций на отдельные виды является их строение, внешний вид и принцип соединения элементов. Марш лестницы может быть выполнен в одном из следующих вариантов:

  • Одинарный . Базовая конструкция, которая состоит из последовательного набора ступеней. Опорными точками являются площадка первого этажа и пол на втором этаже.
  • Сложный . Такая лестница по сути состоит из двух и более одинарных маршей. Начало и конец конструкции определяются площадками первого и второго этажа. В промежутках устанавливаются дополнительные площадки. Они позволяют выполнить поворот, берут часть нагрузки на себя и облегчают подъем по длинной лестнице.

Отдельно от маршевых лестниц выделяют винтовую. В этом случае ступени крепятся по спирали и фиксируются на осевой опоре или гнутых косоурах.

Также различают следующие виды лестничных маршей:

  • Прямой . Самый простой вариант, но и наиболее габаритный, что для большинства частных домов является не очень удобным. Состоит из набора одинаковых рядовых ступеней. Чем больше угол наклона, тем меньшая площадь потребуется для его сооружения.
  • Забежный поворотный . В пределах одного марша может быть выполнен плавный поворот движения. Таким образом удается сэкономить пространство под постройку лестницы. К рядовым ступеням на отдельных участках добавляются забежные элементы. Так можно развернуть направление движения на 45, 90 и даже 180 градусов.
  • Поворотный с площадкой . Это вариант сложного марша. В этом случае можно выполнить поворот на отдельном участке подъема. Чаще всего градус смены направления движения составляет 90 или 180, то есть это угловые и параллельные лестницы. В некоторых случаях выполняются произвольные конструкции, например, с поворотом на 45 градусов. В парадных холлах больших зданий можно использовать марши с ответвлениями, то есть лестница начинается с одного широкого марша и в дальнейшем расходится на два отдельных направления от промежуточной площадки. Также можно обустроить противоположный вариант, когда две лестницы соединяются в одну.

Разновидности лестничного марша в зависимости от типа конструкции