Что такое коэффициент вариации бетона?

Испытание бетона и бетонных смесей

1. Как испытывают бетон и бетонные смеси
2. Что влияет на класс, присваиваемый бетону
3. Особенности классификации методов испытания бетона
4. Разрушающие методы
5. Неразрушающие методы
6. Прочие разновидности испытаний
7. Испытание на водонепроницаемость
8. Определение параметров морозостойкости
9. Особенности маркировки

Как испытывают бетон и бетонные смеси

Проверки начинают проводить еще до начала формирования бетонной смеси. Чтобы получить качественное изделие или конструктивный элемент (применительно к монолитным железобетонным плитам), необходимо обеспечить соблюдение следующих условий технологии укладки бетонной смеси:

• средней плотности состава;
• температурных режимов;
• исключения расслаиваемости и пористости;
• доступа кислорода и пр.

Заданная техническими условиями прочность бетона формируется под влиянием факторов физического и химического свойства на каждом из этапов изготовления и использования здания или сооружения:

• подготовке отдельных компонентов для заливки;
• смешивании бетонной смеси на специализированном комплексе;
• заливке приготовленной бетонной смеси под опалубку или в форму (для стандартных изделий);
• наборе прочности в течение установленного времени;
• в процессе эксплуатации сооруженного объекта.

Срок промежуточной проверки прочности бетона спустя 7 суток после заливки бетонной смеси. За этот срок прочность достигает около 70% от предусмотренной для соответствующего класса (марки) бетона в проектном возрасте. Через 28 суток от даты изготовления бетона достигается 100% прочности. Но фактически набор прочности продолжается несколько десятков лет, с последующим стремительным разрушением после истечения нормативного срока службы.

Что влияет на класс, присваиваемый бетону

На начальном этапе производства, перед запуском процесса заливки, специалист-технолог делает подбор состава бетона, определяет соотношение компонентов смеси, что формирует параметры готового изделия или конструкции. Возможности современного бетоносмесительного оборудования позволяют формировать состав бетонной смеси, задавая на компьютерном узле исходные характеристики. После этого система подбирает необходимое содержание компонентов, в зависимости от указанных оператором условий.

В соответствии с требованиями ГОСТ 10180-2010, изготовитель обязан обеспечить проведение испытания бетона. Продукцию сопровождают документом, подтверждающим качество с указанием следующих сведений:

• наименования и реквизитов компании, изготовившей и поставившей бетон;
• даты и времени отгрузки;
• вида материала, условного обозначения класса;
• проектного класса по прочностным характеристикам или требуемой прочности;
• коэффициент вариации прочности бетона;
• удобоукладываемость (подвижность) бетонной смеси;
• класс по морозостойкости;
• класс по водонепроницаемости;
• внесенных добавок (пластификаторов, ускорителей, гидрофобизаторов, антифризов);
• номер бетонной смеси;
• показателей жизнеспособности;
• состава фракций заполнителя.

Испытывают пробные образцы, отобранные из отливаемого бетона. При исследовании проб, фиксируют различия с готовой продукцией, обусловленные влиянием следующих факторов:

• временного промежутка от замешивания раствора до заливки в форму;
• вибрационного воздействия на заливаемый материал;
• равномерности заполнения объема;
• температуры воздуха;
• возможных отклонений в пропорциях воды и цемента (водоцементного отношения) при выполнении работ на производстве.

Для получения точных результатов может потребоваться отбор проб непосредственно на строительной площадке. Образцы маркируют и доставляют в лабораторию. Также испытания проводят прямо на объекте строительства.

Особенности классификации методов испытания бетона на прочность

Современные стандарты предусматривают проведение проверки прочностных характеристик бетона разрушающими и неразрушающими методами. Полученные значения, зафиксированные приборами по итогам испытательных процедур, сравнивают с величинами, установленными действующими нормативами.

Разрушающие методы

Испытания бетона на прочность разрушающими методами предполагает определение усилия, при котором произойдет разрушение. При этом предусмотрена подача на образец следующих видов нагрузок:

• сжатия;
• растяжения, до раскалывания, изгиба или при осевом приложении нагрузки.

Пробы отбирают из отлитых изделий и из смеси, используемой при заливке элементов. Для подачи нагрузки применяют специальные гидравлические прессы, фиксирующие приборами приложенное усилие, до разрушения испытываемой пробы.

Чтобы исключить влияние случайных факторов и возможных погрешностей, испытывают контрольную партию образцов, после чего выводят усредненное значение показателя.

Неразрушающие методы

Состав неразрушающих методов контроля бетона предполагает использование прямых и косвенных методов, позволяющих определить свойства продукции без полного разрушения изделий или конструкций.

Прямые

Прямые методики включают проведение испытаний по следующим технологиям:

• по образцам-кернам, отобранным из бетонных конструкций или кубикам, изготовленным при укладке бетонной смеси- подготовленный образец размещают в гидравлическом прессе, нагружают до полного разрушения и фиксируют на манометре максимальную нагрузку. Этот способ является трудоемким.
• вырыванием анкерного крепежа, при скалывании бетона анкер, погруженный в строительную конструкцию, извлекают, замеряя силу при разрушении материала, необходимого для выдергивания; трудоемкость методики объясняется необходимостью бурения отверстия, затяжки анкера. Этот способ невозможно применить для элементов незначительной толщины;
• отрывом металлического диска пластину из металла, выполненную круглой формы, приклеивают к поверхности исследуемого образца; после того, как диск оторван, величину предельного усилия, зафиксированного при разрушении бетона, удерживающего металл, делят на площадь пластины и соотносят со справочным значением; способ применяют для железобетонных изделий, предполагающих армирования. В России используют относительно редко, ввиду проблемы фиксации металлических дисков эпоксидными клеевыми составами при отрицательной температуре воздуха;
• скалыванием ребра детали используют для проверки характеристик изделий линейной конфигурации (ригельных блоков, балок, соединительных элементов и пр.).

Перечисленные методики основаны на механическом приложении нагрузки с замером усилия по преодолению сопротивления материала.

Косвенные

Косвенные методы проверки прочности бетона предусматривают проведение следующих контрольных мероприятий:

• ультразвукового контроля на скорость прохождения сигнала ультразвука через бетон влияет плотность, соответственно прочностная характеристика материала, что учитывают, проводя сквозное или поверхностное прозвучивание. Результаты оформляют протоколом, форма которого определена действующими нормативами; требуется выполнение дополнительных вычислений и построение градуированной зависимости;
• ударно-импульсного по бетонной поверхности делают удар бойком, измеряя энергию воздействия и ее изменение в момент соприкосновения с материалом; процесс достаточно прост, но не обеспечивает высокую точность;
• способом упругого отскока проводят с использованием склерометра (молотка) Шмидта, определяющего прочность по ее зависимости от характеристик отскока бойка при ударе по бетону;
• пластической деформацией еще один способ, предполагающий приложение ударной нагрузки; используемый инструмент молоток Кашкарова; в месте удара, раскладывают листы бумаги с проложенной копиркой; характеристику прочности определяют по площади полученного оттиска, сравниваемого с эталонными значениями; применяют редко, по причине недостаточной объективности.

Перечисленные косвенные методики предполагают использование специализированных измерительных инструментов, поверенных в установленном порядке.

Прочие разновидности испытаний

Кроме прочности, действующие нормы в строительстве предусматривают необходимость проведения некоторых дополнительных испытаний, с оценкой следующих показателей бетонных материалов:

• степени карбонизации;
• диаметра и размещения армирующих элементов в железобетонном элементе;
• измерения параметров защитного слоя;
• влажности поверхности;
• плотности состава.

К выполнению подобных работ привлекают испытательные лаборатории, прошедшие соответствующую аккредитацию. Также предусмотрено определение характеристик водонепроницаемости и влагостойкости, указывающих на эксплуатационные качества бетонных конструкций.

Испытание бетона на водонепроницаемость

Под водонепроницаемостью понимают способность бетона впитывать влагу, при нагнетании жидкости в процессе испытания в материал под давлением. На пробу берут заготовки в виде цилиндров диаметром 15 см или кубические образцы с такой же высотой грани.

Предусмотрено проведение следующих мероприятий:

• использования методики «мокрого пятна»;
• определения коэффициента фильтрации и глубины проникновения влаги в заготовку, при нагнетании давлением;
• экспресс-теста на воздухонепроницаемость.

Возможности проведения проверок зависят от технической оснащенности лаборатории.

Определение параметров морозостойкости

Необходимость соответствия бетона по показателям морозостойкости объясняется климатическими условиями большинства российских регионов. На значение этой характеристики влияет плотность состава бетонной смеси и отсутствие пор, допускающих проникновение влаги.

Проверка предполагает измерение прочности бетона до и после замораживания и последующего размораживания образцов в лабораторных условиях, со сравниванием полученных результатов.

Особенности маркировки смесей и готовых бетонных изделий

Марку бетона можно понять по маркировке, указанной в сопроводительной документации на продукцию. Порядок расшифровки проще изучить на конкретном примере. В составе «БСТ В15 П4 F150 W6» представленные символы указывают на следующие параметры:

• БСТ указывает на тип раствора (тяжелый); аббревиатуры БСМ и БСЛ соответственно означают мелкозернистую и легкую бетонную смесь;
• В соответствует классу прочности МПа;
• П означает степень удобоукладываемости (подвижная); присутствие букв Ж и Р указывает на жесткую или растекающуюся смесь;
• F морозостойкость; замороженный и насыщенный влагой материал не потеряет в прочности после заданных цикличных смен температурных режимов от отрицательного к положительному;
• W величина водонепроницаемости; предусмотрены значения в диапазоне от 2 до 20, что соответствует предельному напору воды в МПа?10 -1 , при котором материал не поглощает влагу.

За достоверность характеристик, которым соответствует класс (марка) бетона согласно представленной маркировке, отвечает изготовитель и аккредитованная лаборатория, проводившая испытания.

Предусмотренные методы контроля прочности бетона позволяют проверить качество полученного материала, чтобы обеспечить достижение необходимых эксплуатационных характеристик. Ведь от целостности бетонных сооружений зависят жизни людей.

Основные методы определения прочности тяжелого бетона на сжатие в сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкциях и изделиях

Рассмотрим некоторые основные методы и приборы определения прочности бетона в конструкциях, которыми пользуются на практике. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля осуществляется согласно ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля», определения прочности ультразвуковым методом неразрушающего контроля осуществляется по ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности», определение прочности по бетонным образцам, выбуренным или выпиленным из конструкций, осуществляется по ГОСТ 28570-90 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций».

Неразрушающие методы определения прочности на сжатие бетонных конструкций основаны на косвенных характеристиках показаний приборов, основанных на методах упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации,отрыва, скалывания ребра и отрыва со скалыванием, скорости прохождения ультразвука. Определение прочности на сжатия по образцам, отобранным из конструкций, подразумевает испытание их на прессе.

Для определения класса и марки бетона в зависимости от прочности сжатия или растяжения, можно использовать табл.6, приложения 1, ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые»

СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ КЛАССАМИ БЕТОНА ПО ПРОЧНОСТИ НА СЖАТИЕ И РАСТЯЖЕНИЕ И МАРКАМИ

Класс бетона по прочности

Средняя прочность бетона ( )*, кгс/см2

Ближайшая марка бетона по прочности М

Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса, %,

• Средняя прочность бетона R рассчитана при коэффициенте вариации V, равном 13,5 %, и обеспеченности- 95 % для всех видов бетона, а для массивных гидротехнических конструкций- при коэффициенте вариации V, равном 17 %, и обеспеченности- 90%.

Методы и приборы неразрушающего контроля

Для определения прочности бетона на сжатие данные показаний необходимо преобразовывать с помощью предварительно установленных градуировочных зависимостей между прочностью бетона и косвенной характеристикой прочности (в виде графика, таблицы или формулы), по методикам, указанным в ГОСТ 22690-88 и по прилагаемым графикам градуировочных зависимостей к приборам, установленным на заводе-изготовителей прибора.

Испытание прочности приборами неразрушающего контроля выполняют, непосредственно, в местах расположения конструкций, однако, также можно выполнять испытание бетона проб из конструкций. Испытание бетона в пробах рекомендуется для определения его прочности в труднодоступных зонах конструкций и в конструкциях, находящихся при отрицательной температуре. Пробу вмоноличивают в раствор, прочность которого на день испытания должна быть не менее половины прочности бетона пробы (для предотвращения разрушения пробы при испытании). Вмоноличивание проб в раствор удобно производить с использованием стандартных форм, для изготовления бетонных контрольных образцов по ГОСТ 10180-90. Расположение проб после распалубки представлено на рис.1.

Рис.1. 1 – проба бетона; 2 – наиболее удобная для испытания сторона пробы 3 – раствор, в котором закреплена проба

Обычно приборы поставляются с графиками градуировочной зависимости или с базовыми настройками для тяжелого бетона средних марок. Для обследования конструкций допускается применять методы упругого отскока, ударного импульса или пластической деформации, используя градуировочную зависимость, установленную для бетона, отличающегося от испытываемого (по составу, возрасту, условиям твердения, влажности), с уточнением ее в соответствии с методикой, приведенной в приложении 9 (ГОСТ 22690-88). Для ультразвуковых приборов требуется градуировка и корректировка согласно ГОСТ 17624, ГОСТ 24332 и методических рекомендаций МДС 62-2.01 ГУП «НИИЖБ» по контролю прочности бетона монолитных конструкций ультразвуковым методом поверхностного прозвучивания.

Согласно ГОСТ 22690-88 п. 4.4. для методов неразрушающего контроля число испытаний на одном участке, расстояние между местами испытаний на участке и от края конструкции, толщина конструкции на участке испытания должны быть не меньше значений, приведенных в табл. 3.

Наименование метода

Число испытаний на участке

Расстояние между местами испытаний, мм

Расстояние от края конструкции до места испытаний, мм

Толщина конструкции

2 диаметра диска

Отрыв со скалыванием

5 глубин вырыва

Удвоенная глубина установки анкера

Метод упругого отскока

При испытании методом упругого отскока, расстояние, от мест проведения испытания до арматуры, должно быть, не менее 50 мм.
Испытание проводят в следующей последовательности:

• прибор располагают так, чтобы усилие прикладывалось, перпендикулярно к испытываемой поверхности, в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
• положение прибора, при испытании конструкции относительно горизонтали, рекомендуется принимать таким же, как при испытании образцов для установления градуировочной зависимости; при другом положении, необходимо вносить поправку на показания в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
• фиксируют значение косвенной характеристики, в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
• вычисляют среднее значение косвенной характеристики на участке конструкции.

Определение прочности бетона прибором “Склерометр – ОМШ1”

Склерометр предназначен для определения прочности бетона и раствора методом упругого отскока по ГОСТ 22690-88. Пределы измерений для данного метода- от 5, до 50 МПа (для марок бетона от М50 до М500)

Прибор представляет собой цилиндрический корпус со шкалой, в котором размещены ударный механизм с пружинами и стрелка – индикатор. Испытания проводят путем нажатия приставленного к бетону склерометра и после удара бойка и величине его отскока, зафиксированного стрелкой-индикатором по графику, определяют прочность бетона(раствора). Продолжительность одного испытания- 20 сек.

К склерометру прилагается график, определяющий зависимость между твердостью при ударе и прочностью бетона. График, построен путем выполнения большой серии испытаний на кубиках, причем каждый кубик раздавливался в прессе непосредственно, после испытания склерометром (до ± 32%).

Отрыв со скалыванием

При испытании, методом отрыва, участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия, предварительно напряженной арматуры.

Испытания проводят в следующей последовательности:

• если анкерное устройство не было установлено до бетонирования, то в бетоне сверлят или пробивают шпур, размер которого выбирают в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора в зависимости от типа анкерного устройства;
• в шпуре закрепляют анкерное устройство на глубину, предусмотренную инструкцией по эксплуатации прибора, в зависимости от типа анкерного устройства;
• прибор соединяют с анкерным устройством;
• нагрузку увеличивают, со скоростью 1,5 – 3,0 кН/с;
• фиксируют показание силоизмерителя прибора и глубину вырыва с точностью не менее 1 мм.

Если наибольший и наименьший размеры вырванной части бетона от анкерного устройства до границ разрушения по поверхности конструкции отличаются более чем в два раза, а также если глубина вырыва отличается от глубины заделки анкерных устройств более чем на 5 %, то результаты испытаний допускается учитывать только для ориентировочной оценки прочности бетона.

Еслис прибором применяются анкерные устройства в соответствии с приложением 2 ГОСТ 22690-88, то допускается использовать следующую градуировочную зависимость:

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

ГРАДУИРОВОЧНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ДЛЯ МЕТОДА ОТРЫВА СО СКАЛЫВАНИЕМ

При использовании анкерных устройств, приведенных в приложении 2, прочность бетона R, МПа можно вычислять по градуировочной зависимости по формуле

где m1 – коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя в зоне вырыва и принимаемый равным 1 при крупности менее 50 мм и 1,1 при крупности 50 мм и более;

m2 – коэффициент пропорциональности для перехода от усилия вырыва, кН, к прочности бетона, МПа;

Р – усилие вырыва анкерного устройства, кН.

При испытании тяжелого бетона прочностью 10 МПа и более и керамзитобетона прочностью от 5 до 40 МПа значения коэффициента пропорциональности m2 принимают по табл. 9.

Условие твердения бетона

Тип анкерного устройства

Предполагаемая прочность бетона, МПа

Глубина заделки анкерного устройства, мм

Значение коэффициента m2 для бетона

тяжелого

легкого

Прибор для определения прочности бетона «ПИБ»

На испытываемой конструкции выбирают ровный участок размером 0,2×0,2 м и выполняют пробивку отверстия, глубиной 55×10-3 м перпендикулярно испытываемой поверхности. Допускается отклонение оси отверстия от нормали испытываемой поверхности до 1 градуса. Пробивку отверстия выполняют шлямбуром с оправкой или механизированным (электромеханическим) инструментом, обеспечивающим выполнение заданных требований.

В подготовленное отверстие устанавливается анкерное устройство, состоящее из конуса и 3-х сегментов, и накручивают гайку-тягу с усилием, предотвращающим проскальзывание анкерного устройства при испытании.

Опору прибора закручивают до упора в рабочий цилиндр. Винт поршневого насоса выкручивают в крайнее верхнее положение. Присоединяют прибор к гайке-тяге и выкручивают опору 4 до упора в поверхность испытываемого материала.

После проведения подготовительных операций производят вырыв анкерного устройства (тип 1 или 2). Вращают ручку поршневого насоса со скоростью, обеспечивающей приложение нагрузки равной 1,5 . ЗкН/с.

В момент разрушения испытываемого материала визуально устанавливают максимальное давление по манометру. Снятие показаний по манометру следует выполнять с точностью до 2,5 кгс/см2.

При проведении испытаний необходимо следить за тем, чтобы не происходило проскальзывания анкерного устройства. Результаты испытаний не учитываются, если произошло проскальзывание анкерного устройства более 5×10-3 м. Повторное испытание данного отверстия не допускается из-за возможности получения заниженных результатов. После вырыва анкерного устройства необходимо уточнить глубину разрушения бетона, используя для ее определения две линейки, одну из которых устанавливают ребром на поверхность бетона в зоне испытаний, другой – замеряют глубину.

Ультразвуковой метод

Ультразвуковой метод основан на связи между скоростью распространения ультразвуковых колебаний в бетоне и его прочностью. Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям “скорость распространения ультразвука – прочность бетона” или “время распространения ультразвука – прочность бетона” в зависимости от способа прозвучивания.

Ультразвуковые измерения в бетоне проводят способами сквозного или поверхностного прозвучивания. Сборные линейные конструкции (балки, ригели, колонны и др.) испытывают, как правило, способом сквозного прозвучивания в поперечном направлении. Изделия, конструктивные особенности которых затрудняют осуществление сквозного прозвучивания, а также плоские конструкции (плоские, ребристые и многопустотные панели перекрытия, стеновые панели и т. д.) испытывают способом поверхностного прозвучивания. При этом база прозвучивания при измерениях на конструкциях должна быть такой же, как на образцах при установлении градуировочной зависимости.

Между бетоном и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт, для чего применяют вязкие контактные материалы (солидол по ГОСТ 4366, технический вазелин по ГОСТ 5774 и др.).

Градуировочную зависимость “скорость – прочность” устанавливают при испытании конструкций способом сквозного прозвучивания. Градуировочную зависимость “время – прочность” устанавливают при испытании конструкций способом поверхностного прозвучивания.

Допускается при испытании конструкций способом поверхностного прозвучивания использовать градуировочную зависимость “скорость – прочность” с учетом коэффициента перехода, определяемого в соответствии с приложением 3.

Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном уплотнению бетона. Расстояние от края конструкции до места установки ультразвуковых преобразователей должно быть не менее 30 мм. Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном направлению рабочей арматуры. Концентрация арматуры вдоль выбранной линии прозвучивания не должна превышать 5 %. Допускается прозвучивание вдоль линии, расположенной параллельно рабочей арматуре, если расстояние от этой линии до арматуры составляет не менее 0,6 длины базы.

Пульсар 1.2.

Рис. 2. Внешний вид прибора
Пульсар-1.2: 1 – вход приемника;
2 – выход излучателя

Прибор состоит из электронного блока (см. рис. 3.2) и ультразвуковых преобразователей – раздельных или объединенных в датчик поверхностного прозвучивания. На лицевой панели электронного блока расположены: 12-ти клавишная клавиатура и графический дисплей. В верхней торцевой части корпуса установлены разъёмы для подключения датчика поверхностного прозвучивания или отдельных УЗ преобразователей для сквозного прозвучивания. На правой торцевой части прибора расположен разъем USB интерфейса. Доступ к аккумуляторам осуществляется через крышку батарейного отсека на нижней стенке корпуса.

Работа прибора основана на измерении времени прохождения ультразвукового импульса в материале изделия от излучателя к приемнику. Скорость ультразвука вычисляется делением расстояния между излучателем и приемником на измеренное время. Для повышения достоверности в каждом измерительном цикле автоматически выполняется 6 измерений и результат формируется путем их статистической обработки с отбраковкой выбросов. Оператор выполняет серию измерений (от 1 до 10 измерений по его выбору), которая также подвергается математической обработке с определением среднего значения, коэффициента вариации, коэффициента неоднородности и с отбраковкой выбросов.

Скорость распространения ультразвуковой волны в материале зависит от его плотности и упругости, от наличия дефектов (трещин и пустот), определяющих прочность и качество. Следовательно, прозвучивая элементы изделий, конструкций и сооружений можно получать информацию о:

• прочности и однородности;
• модуле упругости и плотности;
• наличии дефектов и их локализации.
• форме А-сигнала

Возможны варианты прозвучивания со смазкой и сухим контактом (протекторы, конусные насадки), см. рис. 3.1.

Рис. 3. Варианты прозвучивания

Прибор осуществляет запись и визуализацию принимаемых УЗК, имеет встроенные цифровые и аналоговые фильтры, улучшающие соотношение «сигнал-помеха». Режим осциллографа позволяет просматривать сигналы на дисплее (в задаваемом масштабах времени и усиления), вручную устанавливать курсор в положение контрольной метки первого вступления. Пользователь имеет возможность вручную изменять усиление измерительного тракта и смещать ось времени для просмотра и анализа сигналов первого вступления и огибающей.

Оформление результатов для методов определения прочности неразрушающего контроля

Результаты испытаний прочности бетона заносят в журнал, в котором должно быть указано:

• наименование конструкции, номер партии;
• вид контролируемой прочности и ее требуемое значение;
• вид бетона;
• наименование неразрушающего метода, тип прибора и его заводской номер;
• среднее значение косвенной характеристики прочности и соответствующее значение прочности бетона;
• сведения об использовании поправочных коэффициентов;
• результаты оценки прочности бетона;
• фамилия и подпись лица, проводившего испытание, дата испытания.

Для ультразвукового метода определения прочности нужно воспользоваться формой журнала, установленной в приложениях №8-9, ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности»

Косоуры для лестниц из дерева и металла — что это такое?

При строительстве собственного дома во всем хочется создать уют, комфорт и надежность. Поэтому к созданию интерьера необходимо подойти со всей основательностью. Если дом в несколько этажей, то при входе должна стоять красивая лестница. Чтобы она была надежной, лестничный пролет должен быть хорошо прикреплен к несущим балкам. Наиболее распространены виды лестниц, ступени которых расположены поверх опорных конструкций, называемых косоурами. Чтобы понять, как строятся такие лестницы, следует разобраться, что такое косоуры.

• Виды деревянных косоуров
  • Ступенчатые косоуры из дерева
  • Косоуры с кобылками
  • Прочные и легкие косоуры из металла
• Лестницы на косоурах
• Изготовление лестницы на косоурах

Косоуры – это один из самых популярных видов опор, использующихся в конструкциях лестниц. Несущая балка должна обладать достаточной мощностью.

Так как лестницы бывают различных видов, то и их основу может составлять одна балка или несколько опор:

• одна опора применяется для легких и небольших лестниц;
• чаще всего для лестничной основы используются две боковые опорные балки;
• для широких лестниц с большими нагрузками применяются три косоура – два по бокам и один посередине. Средняя опора выступает в качестве страховочного средства.

Для изготовления косоуров используются только долговечные и надежные материалы. Чаще всего изготавливаются они из дерева или металла.

Виды деревянных косоуров

Изготавливаются деревянные балки из клена, бука или дуба. Для этого берутся доски шириной от двадцати до тридцати сантиметров и толщиной не менее шести-восьми сантиметров. Доски не должны иметь дырок, трещин и сучков, а также не должны гнуться. Так как идеально ровный и гладкий массив найти достаточно трудно, то можно применять клееные доски.

Если ширина и толщина досок меньше оптимальной, то для надежности лестничной конструкции рекомендуется изготовить центральную опору.

Ступенчатые косоуры из дерева

Ступенчатые опоры – это монолитные фигуры, которые повторяют форму лестничного пролета. Для изготовления такой конструкции с помощью трафаретов в подготовленных досках на одинаковом расстоянии выпиливаются треугольники, на которые в последующем будут укладываться ступени.

Недостаток этого метода в том, что распиленные доски становятся тоньше, а значит, и менее надежными.

Косоуры с кобылками

Для изготовления такой более сложной конструкции выпиливаются несколько элементов:

• косоур;
• кобылки – элементы, на которых будут держаться ступени;
• шканты, с помощью которых кобылки крепятся к балкам.

После того как все элементы будут подготовлены, их следует сложить вместе по типу «Лего». Преимущество такой конструкции в том, что доски для косоуров не пилятся, а, значит, сохраняют свою надежность.

Прочные и легкие косоуры из металла

Если планируется в основе лестничной конструкции поместить только одну балку, то лучше всего сделать ее из металла. Крепится один косоур посередине лестничного пролета, поэтому металлическую основу приделать будет легче.

Лестничный марш с одним косоуром будет прогибаться на концах, поэтому к металлическим основам нужно будет прикрепить дополнительные элементы крепления. К дереву такие элементы приделать затруднительно.

Косоур из стали будет нести всю нагрузку, поэтому ступени дополнительно укрепляются пластинами. Для этого к кобылкам привариваются широкие уголки или пластины, на которые будут укладываться проступи.

Для изготовления металлических косоуров можно применять прямоугольные трубы, швеллеры или двутавр. Марш необязательно должен быть прямым, поэтому металлическим заготовкам можно придавать различную форму.

Чаще всего для поддержания лестницы используются две металлические балки. За счет фактуры металла, его цвета и сечения, металлические косоуры визуально облегчают лестничную конструкцию, которая делается буквально воздушной.

Лестницы на косоурах

Лестничная конструкция на косоурах, кроме своей основной функции, послужит еще и прекрасным украшением дома. Тем более построить ее достаточно просто.

Преимущества изготовления лестницы на косоурах:

• не нужно врезать ступеньки. Они просто кладутся на балку, а их крепления закрываются с помощью заглушек;
• изготовить ступени можно самостоятельно из подручного материала;
• есть возможность сделать лестницу как в каталоге, заказав для этого сосновые косоуры, дубовые ступени и покрасив все в белый или темный цвет;
• при необходимости ступени можно легко заменить;
• устанавливаются ступени и ограждения достаточно легко;
• ширину и высоту лестничной конструкции легко можно подогнать под нужные размеры;
• установив косоуры ближе к центру ступеней, можно обойти подоконник или батарею;
• существует возможность создать индивидуальный стиль лестничной конструкции.

При изготовлении деревянной лестницы важно помнить, что все элементы конструкции должны быть выполнены из одной породы дерева.

Изготовление лестницы на косоурах

В первую очередь следует подготовить материалы и инструменты, которые понадобятся во время работ:

• доски шириной в тридцать сантиметров и толщиной в четыре сантиметра;
• шканты;
• кобылки;
• трафарет из реек и фанеры;
• пилы по дереву;
• молоток;
• дрель;
• шлифовачную машинку;
• дюбеля, шайбы, болты, шурупы.

Этапы работ по изготовлению лестницы с забежными ступенями.

1. В первую очередь следует каждую ступень разметить в отдельности. Для этого измеряется угол наклона и ширина проступи. Размеры подступенка не изменяются.
2. После установки разметок к внутренней стороне конструкции крепятся ступени с зауженной поступью.
3. С внешней стороны лестницы устанавливаются поступи с широкой частью.
4. Должна получиться лестничная конструкция с крутым подъемом, который находится с ее внутренней стороны.
5. Визуально косоуры относительно друг друга будут находиться в параллельном положении.
6. Если для изготовления косоуров будут применяться кобылки, то их следует вытачивать по форме треугольника и устанавливать поверх продольной кромки балки.
7. К опоре кобылки крепятся шкантами, которые устанавливаются в пазы прилегающих элементов конструкции и закрепляются с помощью клея.
8. Проступи и подступеньки необходимо скреплять шурупами и клеем. Соединять их нужно в паз, использовав для этого треугольную рейку.

Если будет выбрана конструкция лестницы, где опора будет располагаться по центру, то для изготовления косоура нужно будет взять брус размером 34х20 сантиметров.

Если лестничная конструкция будет вспомогательной, то балки следует расположить очень круто. В этом случае верхняя часть косоура крепится к поддерживающей конструкцию балке, а нижняя – к полу. Все монтируется при помощи болтов и дюбелей-гвоздей.

Треугольные элементы косоура изготавливаются при помощи трафарета. После этого все края и срезы изделий обрабатываются шлифовальной машинкой. Готовые косоуры с помощью шайб с болтами или саморасклинивающихся дюбелей крепятся к площадочной балке и полу.

Под лестницей на косоурах между маршами и полом остается свободное пространство, которое можно использовать для устройства различных подсобных помещений – антресолей, кладовок, стенных шкафов.

Что такое косоуры и как они устроены?

Наравне со ступенями, поручнями и прочими элементами, из которых состоит лестница, косоур занимает одну из основных позиций, с помощью которой обеспечивается прочность всей лестничной конструкции, а потому расчет металлической лестницы или деревянного подъема должен быть выполнен строго по правилам. Это связано с тем, что именно к нему крепятся все основные части лестничного марша. Поэтому, прежде чем самостоятельно приниматься за изготовление лестницы, необходимо полностью разобраться в видах опор, в материалах, которые применяются для их изготовления, способах самостоятельного расчета этой детали.

1. Что такое косоур?
2. Чем отличается косоур от тетивы?
3. Виды конструкций
4. Из чего можно изготовить косоур?
5. Расчет металлической лестницы
6. Самостоятельное изготовление

Что такое косоур?

Согласно общепринятому определению, косоур — это главный несущий конструктивный элемент лестницы, на который крепятся все составляющие части подъема. Именно поэтому от его формы и способности выдерживать расчетную нагрузку зависит внешний вид, устойчивость и надежность всей лестницы.

Чем отличается косоур от тетивы?

Несмотря на то, что и косоур и тетива выполняют одну и ту же роль, они во многом отличаются друг от друга.

Во-первых, как крепление ступеней к тетиве осуществляется в специально выполненные пазы либо на закрепленные внутри конструкции бруски, при использовании косоура монтаж ступеней выполняется на его горизонтальные зубцы с небольшим выходом за пределы конструкции, с торцом, который остается открытым. Высоту ступеней и ширину проступи можно рассчитать самостоятельно.

Во-вторых, количество косоуров может варьироваться в зависимости от типа и размера лестницы. Классический вариант — 2 косоура по бокам. Если лестница широкая — два по бокам и один центральный, а в случае лестницы малой длины и ширины — только один центральный. Тетива устанавливается строго с 2 сторон от ступеней и никак иначе.

В-третьих, что касается установки перил, то конструктивно их можно делать вместе с тетивой, предварительно рассчитав ее размеры согласно проектируемой нагрузке, но нельзя осуществлять монтаж на косоур, так как он накрывается сверху проступями, что создает на них дополнительную нагрузку.

В-четвертых, косоур по сравнению с тетивой занимает меньше пространства, что делает его предпочтительнее для установки в небольших домах, где важнее практичность. Он подходит для монтажа компактных и функциональных лестниц в стесненных пространствах.

Виды конструкций

Существует несколько видов косоуров, которые разделяются по количеству используемых элементов и по способу крепления.

По количеству используемых опор:

• Одинарные. Один косоур располагается по центру ступеней марша и несет всю основную нагрузку;
• Двойные, располагаются по бокам на равном расстоянии от центра и принимают одинаковую нагрузку;
• Тройные. Такой вариант подразумевает установку одного центрального и двух боковых элементов, что, благодаря дополнительной опоре в месте наибольшего прогиба проступей, делает прочной и устойчивой даже широкую лестницу.

В зависимости от способа крепления элементов подъема, системы разделяются на гребенки и кобылки. Гребенка имеет ступенчатый вид, на ее горизонтальные плоскости крепятся проступи – горизонтальные части ступеней. Как правило, этот способ наиболее популярен в случае изготовления деревянных лестниц. При применении кобылки конструкция представляет собой балку, которая с помощью специальных надстроек позволяет крепить ступени на разных уровнях.

Из чего можно изготовить косоур?

Большое влияние на тип конструкции оказывает материал, который используется для изготовления опорной балки и лестницы в целом. Это может быть металл, дерево, или бетонные, а также железобетонные материалы. В случае монтажа лестницы небольшой высоты своими руками целесообразно использовать дерево, а для маршей с высокой нагрузкой — металл и бетон.

Дерево легко обрабатывается, позволяет изменять контуры балки в соответствии с возникшими требованиями, а также к нему гораздо легче перекрепить кобылки при использовании центрального косоура.

Если в качестве материала используется металл, то лучше всего выполнять гребенковые косоуры методом сварки отдельных частей швеллеров или мощных труб, а при косоуре с кобылками — приваривать металлические пластины нужной высоты, на которые затем производить монтаж деревянных ступеней.

Железобетон рекомендуется применять в лестницах, испытывающих большую нагрузку. Это самый тяжелый и дорогостоящий вариант, который не рекомендуется для установки своими руками.

Расчет металлической лестницы

Для грамотного расчета металлического косоура для прочной лестницы необходимо четко придерживаться следующей последовательности действий:

Определите исходные параметры:

• Ширина и высота лестницы (м);
• Сумма масс 1 ступени и мгновенной нагрузки на нее (кг);
• Количество (шт) косоуров и их длина (L),
• Угол наклона относительно поверхности (альфа).

Соберите все действующие на лестницу нагрузки:

• Расчетная, которая определяется с помощью умножения нормативной (кг/м2) на коэффициент запаса (1,1);
• Временная, которая состоит из веса людей и перемещаемых грузов (кг/м2).

Рассчитайте необходимое сечение балки, для чего следует спроецировать действующие нагрузки на горизонтальную плоскость через косинус угла, а затем определить моменты сопротивления и инерции. После этого, на основании полученных значений, выберите подходящий материал и его размеры.

В качестве литературы, объясняющей, как сделать косоур по заданным параметрам, рекомендуется использовать строительные нормы и правила (III-18-75) государственные строительные нормы (ДБН В.2.6-163:2010) и книгу Линовича Л.Е. о расчете металлических конструкций гражданских зданий.

Самостоятельное изготовление

Для изготовления косоура своими руками в зависимости от выбранного материала — дерева или металла (бетон не рекомендуется использовать из-за сложности в изготовлении бетонных конструкций и их сборки), следует придерживаться следующего порядка действий. Как сделать косоур для деревянных маршей:

• Подберите деревянный профиль соответствующего сечения и длины, после чего нанесите на него разметку по которой будет совершаться его обработка;
• С помощью пилы или электролобзика произведите выпиливание порогов под ступени соответствующих габаритов. При этом косоуры должны опираться на опорные конструкции в районе пятой и девятой ступеней, а если один из них примыкает к стене, то для дополнительной прочности конструкции его рекомендуется прикрутить к ней с помощью болтов.

Как сделать косоур из металлических профилей:

• Если косоур один, подберите металлический профиль, швеллер или толстую трубу, удовлетворяющую запасу прочности и длине лестницы, после чего приварите кобылки в предварительно намеченных местах;
• При более сложной гребенчатой конструкции сварку необходимо осуществлять из заранее подготовленных фрагментов с соблюдением размеров, которые были получены при расчете металлической лестницы.

Какой бы вы ни выбрали вариант лестницы, всегда старайтесь максимально точно соблюдать правила и ГОСТы, которые регламентируют параметры прочности данной постройки.

Для чего нужны косоуры для лестниц

Строитель 5 категории

В настоящее время при строительстве используются различные конструктивные элементы. Ранее подъемы между этажами исполнялись в виде традиционных сооружений, однако постепенно отдается предпочтение новым сооружениям. Отдельного внимания в данном случае заслуживает лестница на монокосоуре. Следует подробно разобраться, что представляет собой данное сооружение, а также как изготавливаются подобные межэтажные подъемы и впоследствии монтируются в частных домах.

Косоуры для межэтажных лестниц: что это такое

В данном случае косоуры для лестниц – это основа, на которую впоследствии крепятся иные вспомогательные приспособления, обеспечивающие перемещение между этажами в здании. Рассмотрим основные составляющие, которые включает в себя лестница на одном центральном косоуре:

1. Основание – выполняется в качестве цельной балки или нескольких параллельных элементов конструкции.
2. Также в состав данного приспособления входят специальные угловые изгибы, куда впоследствии крепятся ступени.
3. Дополнительно лестничный центральный косоур включает в себя металлические контуры, куда впоследствии устанавливаются ступени.

Нередко в качестве декоративного элемента используется ломаный косоур, выполненный из прочного металла, способный выдерживать высокие механические нагрузки.

Важно. Любой строительный элемент в обязательном порядке требует предварительного расчета перед созданием. Также дело обстоит и с лестничной площадкой, от прочности которой зависит последующий срок эксплуатации сооружения.

В данном видео вы подробнее узнаете о косоурах:

Отличие цельной поддержки от тетивы

Лестницы на косоурах существенно отличаются от конструктивных элементов, возводимых на тетиве. Рассмотрим основные отличия двух сооружений:

• в первом случае для сооружения требуется меньшее пространство;
• нет необходимости соединять ступени параллельно;
• конструкция крепится непосредственно на основу;
• тетива может использоваться как вспомогательный дизайнерский элемент;
• лестничный расчет косоура выполнить значительно проще;
• возводится первый вариант сооружения быстрее;
• при тетиве присутствует лучшая устойчивость конструкции;
• для лестницы на косоурах требуется использовать дополнительные элементы.

На практике при монтировании различия будут ощутимы, однако в процессе эксплуатации существенные отличия выявить не удастся.

Стоит отметить, что изготовить винтовые лестничные марши можно только с применением цельной поддержки, так как подобное устройство с тетивой займет внушительное пространство, поэтому ее на практике практически не применяют.

Материалы исполнения поддержки

В настоящее время для изготовления оснований могут использоваться различные материалы. Рассмотрим основные элементы, из которых чаще всего выполняется основа для лестницы:

• прочные металлы (чаще всего изделия выполняются именно из этих компонентов);
• полимеры (не так давно начали использоваться монолитные лестницы по косоурам из полимеров);
• высокопрочные строительные элементы из композитных материалов (здесь применяются пластичные основы и армированные наполнители);
• косоуры железобетонные для подъемов (используется армированный бетон, залитый в специальной форме).

Также на практике могут изготавливаться изделия из древесины, однако из-за недостатка прочности их применяют крайне редко.

Стоит отметить, что среди всех разновидностей материалов, лестница на косоурах в доме чаще всего изготавливается из металла, так как подобную поддержку несложно собрать самостоятельно.

Металлическая поддержка

Лестница на единичном центральном косоуре, изготовленная из металла, обладает следующими преимуществами:

• сравнительно невысокая стоимость изготовления;
• имеется возможность заказать точный расчет лестницы на центральных косоурах;
• данная площадка легко монтируется;
• при необходимости все вычисления можно выполнить самостоятельно;
• не требуется создавать фундамент монтируемых косоуров;
• можно изготовить из любого прочного металла;
• можно применить любое дизайнерское покрытие;
• при необходимости может быть изготовлена лестница на изогнутом или ломаном косоуре (выполненным из двух или нескольких составляющих).

Данные изделия пользуются наибольшей популярностью при строительстве или ремонте частных домов. Как показывает практика, прочность металла позволяет использовать изделия, где ширина основания косоура имеет минимальные значения.

Стоит отметить, что в качестве основания здесь требуется использовать швеллер или балку, которая впоследствии будет покрыта антикоррозийным веществом.

Полимеры

Данные вещества в качестве основы для лестничных маршей применяются не столь продолжительное время, однако уже успели найти массу приверженцев. Основные преимущества подобных сооружений следующие:

• лестничная площадка получается монолитной;
• сооружение обладает небольшим весом;
• сравнительно невысокая стоимость подъема;
• простая схема монтажа конструкции.

Несмотря на большое количество плюсов полимерных сооружений, на практике они распространены не так сильно, как металлические варианты.

Композитный материал

Лестница, возводимая на второй этаж на косоурах из композитного материала, также изготавливается непосредственно на производстве. Обычно данные элементы состоят сразу из нескольких сборных компонентов, что упрощает процедуру транспортировки и монтажа. При производстве применяются прочные материалы, а также армированные составляющие. Все это позволяет придать жесткость и прочность конструкции. В сравнении с иными изделиями, обладает высокой стоимостью и продолжительным сроком службы.

Железобетон

Бетонная лестница с металлической арматурой на косоуре – это монолитное изделие, которое заливается по определенной форме. Специально для этого применяется специальная форма, куда помещается металлический каркас и заливается бетон. Впоследствии состав густеет и затвердевает. После этого конструкция может быть монтирована на определенное место. Недостатком данного сооружения является необходимость укрепления фундамента под лестничный марш, а также массивность и сложная технология производства. Однако данные сооружения служат продолжительный срок, при этом не отличаются высокой стоимостью.

Разновидность и классификация

В данном случае сооружения принято разделять на отдельные разновидности. Рассмотрим основные вариации конструкций:

• винтовые элементы;
• прямые сооружения;
• ломаные или угловые конструкции.

Существует несколько видов лестниц

Также разделение происходит по классу, где присутствует отличие в установке поддержки, а именно:

• центральный элемент (применяется единственная поддержка);
• боковые поддерживающие устройства (используется две конструкции по бокам);
• совмещенный класс (при ширине ступеней свыше полутора метров совмещаются два класса поддержки).

Изготовление широкой лестницы на косоурах – это сложная процедура, именно поэтому для устойчивости конструкции совмещают боковую и центральную основу.

Важно. Металлический косоур из цельной профильной трубы выполняет надежную основу, для этого применяется балка или швеллер с толщиной металла около одного сантиметра.

Как правильно рассчитать косоур

Чтобы вычислить размер поддержки, следует учитывать ряд факторов, а именно:

• высота перекрытий между этажами;
• какой вид основы будет использоваться;
• какой класс устройств применяется;
• цельная или сборная конструкция монтируется.

Обычно для вычисления данного значения достаточно высчитать расстояние между этажами по теореме Пифагора.

Изготовление сооружения

Ранее мы рассмотрели, что такое косоуры лестничных маршей, дополнительно требуется уточнить, как они изготавливаются:

• высчитывается размер поддержки;
• далее необходимо определиться с размером сооружения;
• выбрать подходящий материал;
• приобрести заготовки;
• впоследствии, в зависимости от метода изготовления, собрать каркас.

Если используются цельные конструкции из бетона, то они заливаются по специальной форме, а после монтируются.

Стоит отметить, что большинство сооружений выполняется в цельном виде на производствах по предоставленным ранее расчетам (также на производстве делается крепление ступеней и косоуров).

На металлических балках

Здесь для поддержки приобретается швеллер или балка. Она отрезается при помощи обычной болгарки или пилы для металла. Впоследствии основа монтируется на перекрытия при помощи специальных фиксаторов. После этого к надежно закрепленной основе крепятся с помощью сварки дополнительные элементы. На завершающем этапе привариваются контуры для ступеней.

Из дерева

Наиболее часто из дерева выполняется боковая основа. При этом подготавливаются толстые бруски и доски, которые соединяют перекрытия этажей. Впоследствии на них фиксируются контуры, и укладываются ступени. Чтобы конструкция была надежной, в боковых основах делаются специальные пазы, куда впоследствии монтируются контуры.

На бетоне

Здесь на производстве создается специальная форма, куда впоследствии устанавливается металлический каркас, а после заливается бетон. После этого массивная конструкция монтируется на заранее подготовленное место. В полу, куда устанавливается основа, делается специальное углубление и укрепление, которое позволит выдержать большую нагрузку, создаваемую лестницей.

Лестницу можно сделать на различных материалах

Важно. Независимо от того, из какого материала изготавливается поддержка для подъема, требуется предварительно рассчитать нагрузку, которую сможет выдержать строительный элемент, чтобы впоследствии при эксплуатации не возникали трудности и неприятные моменты.

В настоящее время при строительстве используются различные конструктивные элементы. Одно из таких сооружений – это косоур, который используется в качестве основы для лестничного марша. Данная конструкция должна выполняться с учетом последующей нагрузки на устройство, в противном случае срок службы лестницы может быть непродолжительным. Также для увеличения срока эксплуатации требуется ответственно подойти к выбору материала, из которого будет выполняться основа. Дополнительно следует учитывать стоимость, так как подобные конструктивные элементы не отличаются дешевизной.

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

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

    Отдельно стоит выделить косоуры с приварными площадками и кобылками (которые устанавливаться прямо на верхнюю продольную кромку косоура).

    

    

    

    

    

    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.

    При выборе материала для косоура необходимо оценивать уровень предполагаемой нагрузки, эксплуатационные и эстетические качества материала. Нет однозначно верного ответа, что лучше дерево или металл, в большей степени, это выбор на основе личных предпочтений.

    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:

    2 × h + s = 60/65 см

    • 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:

    (Длина косоура) 2 = (длина марша) 2 + (высота марша) 2

    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).

    

    Обратите внимание, максимальная длина косоура/марша не должна превышать 5400 мм (из расчета 18 ступеней по 300 мм), для бетонных лестниц допустимы косоуры по 6960 мм.

    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

    Условное обозначение	Условия эксплуатации (учитывается относительная влажность помещения в %)	Максимальная влажность древесины в %
    внутри отапливаемых помещений	из клееной древесины	из цельного дерева
    А1	до 60%	9	20
    А2	от 60% до 75%	12	20
    А3	свыше 75% до 90%	15	20
    внутри неотапливаемых помещений
    Б1	в сухой зоне	9	20
    Б2	в нормальной зоне	12	20
    Б3	в помещении с влажностью воздуха более 75%	15	25

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

    Оптимальным вариантом для деревянного косоура является клееные балки/доски. У них отсутствуют сучки и прочие неоднородности, а также минимизирован процесс растрескивания и скручивания.

    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).

    При неверном креплении косоуров может наблюдаться как общая деформация конструкции, так и смещение отдельных элементов лестницы.

    Косоуры – назначение, виды, изготовление

    Косоур – что это такое? Это опорная балка, смонтированная под наклоном к прилегающему основанию, на которую монтируются ступени лестницы. На отдельном лестничном марше может располагаться параллельно от 1 до 3 единиц (рис.1).

    Этот элемент часто используется вместо тетивы, которая несет на себе ту же функцию, но отличается способом крепления монтажа ступеней. Их дополнительное преимущество над техническими аналогами – возможность использования одной единицы на конструкцию. Так же они делают лестницу более просматриваемой и уменьшают ее в визуальных объемах.

    

    Виды косоуров, классификация

    Косоуры являются опорой будущих ступеней лестницы, при этом дублируют их шаг и промежутки. Дублирование позиций заключается в параллельном расположении опорных элементов или в расположении соответствующих точек (гнезд). Конструктивно балки опоры подразделяются на:

    1. Прямые – односоставные ровные с накладками (вырезами) для ступеней.
    2. Ломаные – состоят из элементов, подобных прямым, но имеют повороты, как правило под 90 градусов, с выведением площадок и без.
    3. Винтовые — выполняются в спиралеобразной форме. Физическая привязка идет к единой оси, которой может являться центральный опорный столб. В отдельных конструкциях при должном усилении эта ось условная.

    Под площадками понимается широкая горизонтальная поверхность, позволяющая обыграть лестничный поворот так, чтобы следующий лестничный марш смог выйти на заданную точку сверху (пол второго этажа, новая площадка), сохранив пропорции и параметры вертикального угла наклона. Их основу также поддерживают балки, нередко усиленные стенными упорами, подвешивающими элементами или привязкой к жесткой вертикали (рис.2).

    

    Материалы, используемые для создания косоура, подбираются исходя из предполагаемой нагрузки лестницы и стилистических предпочтений. Варианты:

    • цельное дерево (бревно, доска, брус);
    • металл (двутавр, металлопрофиль, профилированная прямоугольная труба);
    • плотные полимерные материалы (металлопластик, композитные пластики с содержанием древесного волокна);
    • железобетон (фабричные и самодельные элементы);
    • композитные материалы (полимер/металл, дерево/металл, др.).

    Чаще используются элементы из дерева или металла ввиду соотношения дешевизны и надежности. Комбинирование материалов применяется в сложных сборках, оно необходимо для решения визуализации нестандартного проекта лестницы.

    Железобетонные массивные конструкции закладываются, в основном, на этапе отделочных работ. Основание под них, из-за большого веса, рассчитывается при проектировании дома и устанавливается параллельно закладки фундамента.

    

    Параметрические расчеты

    Расчет и параметры определяются, исходя из типа балки и согласно выбранному дизайн-варианту. Для прямого / ломаного косоура закладываются значения:

    • наклон – 30 0 -45 0 ;
    • отступы опорных ячеек по основанию (проступи) – 250-320мм;
    • подъем ступени по высоте – 150-240мм.

    Наиболее применяемые параметры для удобства шага – проступи 300-320мм, высота подъема – 160-190мм. Эти размеры используются во многих местах общественного пользования (лестничные переходы, эскалаторы метро / магазинов, др.), а ступени, выставленные по ним, наиболее удобны для разных категорий пешеходов.

    При парной или тройной опоре торцы несущего лестничного основания помимо мест конечной фиксации на стыках с другими плоскостями лучше скреплять еще и между собой. Перевязка дает дополнительное усилие, не позволяющее разбалтываться отдельным частям в ходе долгой эксплуатации.

    Количество балок опоры определяется рядом критерий. Первое, что на него влияет – ширина ступеней. Если ее размеры небольшие (0,4м, 1,2м), то достаточно одного усиления. При ступенях в 1,2-1,5м лестничную конструкцию лучше выбирать на двойном основании. При ширине 1,5м – используется трехопорная система.

    Примечание: при громоздкости предполагаемой лестницы даже с неширокими ступенями зачастую необходимы дополнительные усиления в виде второго (третьего) косоура, опорных столбов в местах переломов лестничной композиции, учета дополнительной фиксации к стене или потолку.

    Замеры косоуров винтового типа определяются, исходя из их количества в сборке. Подъем и площадь соприкосновения боковых элементов со ступенями привязывается к углу раскрытия ступени, а опорная длина – к диаметру вращения. Разметка производится по средней линии и строго в горизонтали от центральных точек.

    Крепление проступей

    После выбора вида лестницы не менее важно определиться с вариантом крепления ступеней. При рассмотрении деревянной лестницы в боковой проекции можно выделить два типа:

    • ступенчатые;
    • с кобылками.

    Ступенчатое основание подготавливается относительно быстро: после разметки цельного материала в нем вырезаются пазы. При выборе второго варианта «кобылки» и балка подготавливаются отдельно, после чего осуществляется их скрепление болтами, дюбелями или при помощи брусков «шкантов». Вместо кобылок также возможно использование изогнутых стальных опор, опорных ножек и иных вариантов, как указанно на рисунке ниже:

    

    В большинстве случаев, к конструкциям из металла прибегают из-за их облегченности и большей компактности в сравнении с деревянными аналогами. Причем даже при достаточной высоте подъема для поддержания веса хватает одного косоура.

    При любом выбранном материале возможны 2 варианта подготовки мест крепления со ступенями. В первом случае, «подошва» (опора) неподвижно прикрепляется к несущей части болтовым, анкерным креплением или сваркой, во втором – прорезаются пазы или набирается композитная сборка с пазами.

    Как сделать косоур

    При создании простого лестничного марша из дерева лучше использовать 2-х или 3-х опорную конструкцию. На брусе (доске) расставляется разметка, после чего производится обрезка по ней. Далее делается второй (и третий) косоур. Для точности пазовой подгонки заготовки можно сложить вместе и доработать расхождения до единых плоскостей по всей длине. Если за основу брать другой вариант – будущие опоры выравниваются в торцах, отдельно готовятся накладные (встраиваемые элементы), и после разметки делается сборка, согласно выбранному типу крепления.

    Металлические варианты того же типа набираются из отдельных элементов. Для разборных конструкций распространенный тип крепления – «стакан», где на косоуре вертикально наварены трубы-стаканы, а опорная «лапа» с осью, эквивалентной диаметру внутренней части «стакана», скреплена со ступенью. Фиксация при сборке обеспечивается болтовым обжатием на двух и более отверстиях. Последнее дает возможность самостоятельно выставлять поворот и высоту ступеней, но уступает по долговечности жесткой фиксации из-за постепенного износа.

    

    Второй вариант разборных косоуров – крепление в паз. Пример (рисунок №8):

    

    В неразборных металлических конструкциях стыки для большей устойчивости подгоняются строго под 45 0 , позже все элементы скрепляются между собой сваркой. Более подробно принцип сборки представлен в видео:

    Винтовое исполнение во многом определяется количеством косоуров. В парном или тройном варианте оси проступей, выступы и изгиб вычисляются по заданным центральным меткам в горизонтальной проекции. То есть создание опорных элементов идет строго по принципу «разбивка по оси лестницы относительно ее ширины». Пример самодельного винтового косоура:

    Конструктивное разнообразие лестничных опорных балок существует в большом количестве. Решения можно найти в интернете, простые — создать самостоятельно, для реализации сложных вариантов лучше обратиться к специалистам. Какую конструкцию лестницы выбрать решает, конечно, сам потребитель, с учетом своих возможностей и желаний.

    Похожие записи:

    1. Электронные крышки биде: лучшие производители + советы по выбору
    2. Технология ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом
    3. Что такое обрезная доска
    4. Центробежный насос или вихревой: какой лучше. Подробный разбор