Изготовление лестницы из профильной трубы своими руками


Лестница со стальным каркасом и деревянными проступями подшита гипсокартоном

Достоинства применения труб в производстве лестниц

При производстве лестничных конструкций чаще всего применяется трубный прокат из нелегированных стальных сплавов, которые нуждаются в дополнительной обработке коррозионностойкими веществами. Трубы из стали пользуются востребованностью среди потребителей вследствие таких характеристик:

  • оптимального соотношения небольшого веса и высокого уровня прочности трубы, который обеспечивается 4 ребрами жесткости;
  • возможности дополнения каркаса из металла декоративными элементами из дерева, пластика, стекла, камня или керамогранита;
  • доступности разных методик обработки металлической поверхности (оцинковка, хромирование, полимеризация, окрашивание и т д.);
  • высоких показателей прочности и долговечности, достигаемых точностью расчета нагрузок и предварительной антикоррозийной обработкой;
  • разнообразия соединения элементов (свариванием встык или с накладкой, клепанием, болтами и т. д.).

Общие положения

Стальные трубы с прямоугольным сечением

Основной отличительной чертой металлической профильной трубы является наличие рёбер жёсткости, делающих её очень стойкой к любым механическим деформациям. Также важную роль играет удобная форма и непосредственно сам материал, в результате чего мы получаем лестницу с множеством сильных сторон.

Общие положения

Достоинства

  1. Очень высокие прочностные качества. Это, наверное, самое важное качество для лестничного пролёта, ведь каждый человек желает испытывать полную уверенность в своей опоре в процессе подъёма на верхний этаж.

Надёжность конструкции снижает к минимуму её травмоопасность

Общие положения
  1. Длительный эксплуатационный срок. Высокая износостойкость позволит вам осуществлять спуски и подъёмы в течение долгих лет.
  2. Доступная инструкция монтажа. Плоские грани легко складываются и фиксируются при помощи сварки или болтов.

Каркас лестницы из профильной трубы в процессе сварки

  1. Возможность создания формы, соответствующей любому дизайну. Из металлических труб с прямоугольным сечением несложно будет создать лестницу в стиле хай-тек, модерн, кантри, минимализм или любого другого направления. (См. также статью Виды труб: особенности.)
Общие положения

Лестничный пролёт из профильной трубы в стиле хай-тек

    1. Приемлемая цена реализации. Здесь можно выделить три составляющие:
Причина Пояснение
Сравнительно недорогие комплектующие Стальные трубы с прямоугольным сечением дешевле своих цилиндрических аналогов благодаря более простому производственному процессу и меньшему расходу сырьевого материала, а также они дешевле натуральных древесных материалов, которых для достижения соответствующей прочности понадобится большие объёмы
Простота сборки Вы сможете обойтись собственными силами без привлечения дорогостоящих специалистов
Дешёвое техническое обслуживание Ваша экономия не закончится с установкой последнего элемента лестницы, а будет сопровождать в течение всего эксплуатационного срока благодаря отсутствию необходимости в частых ремонтах
Общие положения

Недостаток

Единственный существенный недостаток – это склонность к коррозии. Но, во-первых, это относится только к тем случаям, когда конструкция располагается снаружи , та же древесина также является гидрофобной и начинает гнить в условиях чрезмерной влажности.

Совет: если вы всё-таки планируете установить лестницу из профильных труб на улице, то используйте оцинкованные изделия. Проект хоть и выйдет дороже, зато будет защищён от пагубного воздействия атмосферных осадков.

Общие положения

Оцинкованные трубы с квадратным сечением

Материалы и инструменты

Для изготовления металлической лестницы из профильной трубы самым используемым ее размером является прямоугольное сечение 60×80 мм. Кроме нее, потребуется труба размером в 25×25 или 30×30 мм для перемычек поверхности ступеней, на которые будут монтироваться доски проступей.

Для скрытого закрепления деревянных проступей на каркасе рекомендуется использовать специальные анкеры с саморезами, например «Fisher TB». Их размер будет зависеть от толщины доски ступени, так как они должны будут не только закрепляться в трубе каркаса, но и на ⅔ входить в толщину доски.

Для ступеней берется качественная, хорошо обработанная доска толщиной в 30÷40 мм. Предпочтение стоит отдавать древесине лиственных пород – дуб, ясень, бук, клен. Но можно использовать и «эконом-вариант» — сосну, но только высокого качества и хорошо просушенную.

Из инструментов для работы над конструкцией необходимо подготовить: сварочный аппарат, «болгарку» (угло-шлифовальную машинку) и круги для резки металла и обработки сварных швов, шуруповерт, электрическую дрель и сверла по металлу и дереву, электрический лобзик или ручную циркулярку. Хорошо, если есть просторный рабочий стол или площадка с идеально ровной поверхностью, позволяющей выполнять сварочные работы. Для фиксации деталей перед сваркой потребуются струбцины.

Изготовление маршевой лестницы

Ещё раз стоит напомнить о нагрузках, приходящихся на лестничную конструкцию. Они обязывают проводить все работы правильно и качественно, чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию.

Лестница, выполненная из профилированной трубы, может иметь один или два косоура. Это будет зависеть от того, какой ширины вы хотите видеть будущее изделие. Безусловно, большее количество косоуров повлияет на прочность лестницы, что приведёт к дополнительным расходам на материал и трудозатратам. Если вы всё же планируете одну несущую опору, то можно приварить сбоку дополнительные консоли. Такое мероприятие позволит избежать прогиба проступей при воздействии больших нагрузок.

Читайте также:  Винтовая лестница в частном доме: ее виды, преимущества и недостатки

Рассмотрим наиболее простую конструкцию лестницы из профилированной трубы.

Маршевая лестница из профильной трубы

Этапы работ

Изготовление маршевой лестницы
  • Начинают процесс с обваривания контура, результатом которого должен стать получившийся прямоугольник. На него позже будем устанавливать ступень.

Ступени для наружных лестниц можно выполнять из прутьев арматуры. Это обойдётся дешевле дерева и прослужит дольше.

  • В качестве основы будем использовать профилированную трубу сечением 10х10 сантиметров. Преимущество по сравнению со швеллером заключается в том, что её применение позволит уменьшить возможную вибрацию без дополнительных мероприятий по укреплению.
  • Направляющие делают, подрезая профильную трубу так, чтобы деталь в месте среза одним концом плотно вставала на опору. Противоположный конец должен примыкать к верхней опоре. Это можно сделать, приварив к обоим краям платформы. Они будут помогать фиксации. Если речь идёт о простой маршевой лестнице, то такими опорами станут пол и перекрытие.
  • Для того, чтобы была возможность установить ступени, необходимо наварить опорную рамку. Делают это между двумя опорами.
  • Для крепления будущих ступеней необходимо предусмотреть отверстия на опорной раме. Проступи крепят на анкерные болты.
  • Установку перил и прочих атрибутов производят на завершающем этапе, но подготовить места их креплений нужно заранее.
  • Окраска изделия производится на том этапе, когда собрана вся конструкция из профилированной трубы.
  • Если вы хотите оставить щель между стеной и лестничной конструкцией (обычно это делают для более комфортного приклеивания обоев или использования других материалов для оформления стены), то необходимо предусмотреть дополнительное укрепление конструкции. Для этого в стену забивают три костыля. В качестве этих элементов можно применить оставшиеся отрезки арматуры. Эти костыли необходимо забить под основную несущую внутреннюю трубу и подварить.
  • При изготовлении наружной стойки часто применяют металлические трубы. На её низ наваривается площадка, а верхняя часть срезается в соответствии с уклоном несущей балки, затем всё это подваривается.

Применение опорной трубы поможет снизить возможную вибрацию. А её саму можно использовать в интерьере в качестве опоры для декоративных элементов. например, для цветочных горшков.

  • Ограждения можно монтировать с боковой стороны каркаса. Материал зависит лишь от вашего вкуса. Такое устройство ограждений приведёт к увеличению рабочей ширины пролёта лестницы.

Подготовка материала и инструмента

Для обустройства понадобятся:

  • профильная труба в необходимом количестве;
  • сварочный аппарат и электроды;
  • болгарка и специальные круги;
  • уголок металлический;
  • основа для ступеней (проступь), она делается из камня, дерева, пластика;
  • молоток;
  • перфоратор и сверла.

Не следует забывать о технике безопасности: сварочные очки и защитный костюм – обязательные элементы сварочных работ.

Не забываем подготовить инструмент

Сборка системы

Подготовка материала и инструмента

Разбираясь, как сварить и собрать лестницу из металлического профиля, следует учитывать разные конструктивные решения.

Конструкция из металлического профиля может состоять из тетивы (двух несущих балок с закрепленными между ними ступенями, она может сооружаться с применением одного или двух косоуров). Это зависит от предпочтений хозяев дома. Центральный ломанный косоур изготавливается из отдельных деталей методом сварки. Два отрезка металлического профиля свариваются под прямым углом.

Часто используют центральную балку из стальной профильной трубы, к ней сверху привариваются специальные подставки, на которые устанавливаются проступи. Следует учитывать, что конструкция с центральным косоуром должна выдерживать большие нагрузки, соответственно, необходимо использовать трубу с толщиной стенок не менее 6 мм.

Лестница из металлического профиля на двух косоурах, расположенных по краям, более прочна и надежна. При изготовлении необходимо следить, чтобы два косоура для лестничного марша полностью совпадали между собой. Поэтому детали для сварки должны располагаться на идеально ровной поверхности. Лучше всего использовать стол. Расположенные под прямым углом элементы косоура прихватываются сваркой, сначала с одной, потом с другой стороны, а после – качественно проваривается. Правильное изготовление косоура – залог безопасности и красоты всей конструкции.

Обычно используют металлический профиль 40×60 см, он обеспечивает оптимальное соотношение легкости и надежности конструкции. Если планируется тяжелый материал для проступей, к косоурам приваривается металлический уголок, образующий рамку.

Нижний край лестницы приваривается к платформе или площадке в полу, верхний – к платформе 2 этажа. Часто производят дополнительное ее крепление анкерами к несущей стене дома.

Установка ступеней

Для установки ступеней в косоурах предварительно просверливаются сквозные отверстия. Проступи можно крепить с обратной стороны при помощи саморезов. Между косоуром и проступью необходимо установить небольшую подложку из фанеры, кусочка линолеума или нанести полоску силиконового герметика, это избавит ступени от скрипа. Часто они крепятся с внешней стороны с помощью болтов с декоративными головками. Через некоторое время после начала эксплуатации следует дополнительно подтянуть крепежные элементы.

Читайте также:  Кованое крыльцо: характерные особенности и виды

В качестве элемента крепления ступеней лестницы можно использовать металлическую футорку, дополнительно закрепленную в деревянной проступи при помощи клея. Такое крепление позволяет несколько раз перемонтировать ступени при необходимости.

Покраска конструкции

Подготовка материала и инструмента

Аккуратно изготовленные и отшлифованные элементы лестницы из металлического профиля легко покрываются антикоррозийным составом, грунтовкой и окрашиваются. Для окраски часто используют молотковые краски или автомобильные эмали. Чтобы окраска была качественной, пользуются краскопультом. Именно поэтому она выполняется до установки проступи и подступенков. Можно использовать для окраски маленький валик.

Монтирование ограждений

Ограждение лестницы может быть различным: кованые элементы, металлические или деревянные балясины, прозрачные или цветные пластины из стекла или пластика – фантазии есть, где разгуляться. Следует помнить, что если в доме есть маленькие дети, ограждение лестницы должно быть особенно продуманным – малыш не должен пролезть между элементами ограждения или застрять между балясинами. Высота перил должна быть не менее 90 см, в доме с детьми, престарелыми людьми и инвалидами — 120 см.

Не забываем про ограждения

Ограждения могут крепиться к ступеням или привариваться к тетивам лестницы. Часто дополнительно монтируются опорные столбики по краям маршевого пролета. Это делается для повышения безопасности. Для крепления деревянных деталей к ступеням используют специальные шпильки. Балясины закрепляются на подперильник шурупами, а сверху монтируются перила. Их чаще всего делают деревянными или пластиковыми. Дерево хорошо обрабатывают и покрывают несколькими слоями лака.

Виды лестниц

Существует достаточно большое разнообразие лестниц из профильной трубы, которые отличаются подходом к чисто конструктивным формам и элементам сборки. Вот несколько разновидностей.

Лестница с двумя ломанными косоурами

Виды лестниц

Один из часто используемых вариантов, который доказал свою высокую несущую способность.

Лестница на прямых косоурах

Модель состоит из двух прямых косоуров, изготовленных из профильной трубы. На них устанавливаются и крепятся ступенчатые элементы для проступи, изготовленные из того же материала.

Виды лестниц

Маршевая модель с одним центральным косоуром

Данная модель – одна из непростых в плане подгонки элементов друг к другу. Здесь требуется опыт проведения данного вида работ. Часто лестницы из металла с одним центральным косоуром из профильной трубы используют в небольших по размерам помещениях. Где требуется сохранить больше свободного пространства.

С центральным ломаным косоуром

Виды лестниц

Подвид предыдущей модели, только в ней используется не прямой, а ломаный косоур. Интересный вариант в плане необычности конструкции и возможности сыграть на размерах комнаты.

Добавим, что из профильной трубы собирают поворотные лестницы на 90° или 180° (с забежными ступенями, промежуточными площадками), винтовые модели.

Виды лестниц

Описание технологического процесса

Проектирование технологического процесса сварки представляет собой сложную оптимизационную задачу, основанную на использовании расчетных аналитических методов проектирования. Оптимальный вариант технологического процесса изготовления сложной сварной конструкции выбирается из нескольких расчетных вариантов технологии. В зависимости от основного назначения различают перспективные и рабочие технологические процессы. Перспективный технологический процесс сварки включает в себя :

  • последовательность технологических операций;

  • разбивку конструкции на отдельные технологические узлы или элементы;

  • эскизную проработку специальных приспособлений и оснастки;

  • расчеты режимов основных сварочных процессов, расчеты ожидаемых сварочных напряжений и деформаций;

  • сравнительную оценку разработанных вариантов технологии.

После окончательного утверждения технического проекта и принятого варианта технологии выполняют рабочее проектирование конструкции (составление конструкторской документации) и разработку рабочей технологии (составление технологической документации). Рабочий технологический процесс сварки включает в себя:

  • уточнения и изменения принципиального технологического процесса, связанные с изменением конструкции на этапе рабочего проектирования;

  • разработку технологических карт, в которых указывают все параметры режима сварки, применяемые сварочные материалы и оборудование;

  • краткие описания технологических приемов выполнения отдельных сварочных операций;

  • требования к прочности и качеству сварных конструкций на отдельных этапах их изготовления;

  • указания методов проверки точности и контроля качества соединений, узлов и готовой конструкции.

В зависимости от количества изделий, охватываемых процессом, установлено два вида технологического процесса : типовой и единичный. Правила разработки рабочих технологических процессов предусматривают обязательное использование типовых технологических процессов и стандартов на технологические операции.

В зависимости от степени детализации каждый технологический процесс сварки может быть маршрутным, операционным или операционно-маршрутным. Типовые технологические процессы разрабатывают на основе анализа многих действующих и возможных технологических процессов для типовых представителей групп изделий. Технологическая операция является частью технологического процесса, выполняемой на одном рабочем месте.

Технологический процесс изготовления лестницы будет состоять из следующих операций: заготовительные, сборочные, сварочные, контрольные.

Изготовление винтовой лестницы

Винтовая лестница из профильной трубы

Изготовление винтовой лестницы

Её изготовление несколько отличается от маршевой.

Этапы работ

  • В качества опоры будем использовать профильную трубы круглого сечения. Длина её выбирается в соответствии с высотой помещений, в котором устанавливается лестница.
  • Для крепления проступей используют профильную трубу большего сечения, нарезая её по 23-26 сантиметров.
Читайте также:  Лестничные марши: этот правильный выбор, описание и их характеристика

Для правильного монтажа ступеней необходимо соблюдать перпендикулярность нарезки.

Изготовление винтовой лестницы
  • Для крепления можно воспользоваться специальными кольцами-уплотнителями, которые вваривают в гильзы и отшлифовывают.
  • В качестве шаблона (чтобы ступени получились одинаковыми) можно изготовить кондуктор. Для этого используют оправку для трубы и деревянные рейки (можно заменить на куски ДСП). Склеивать их необходимо таким образом, чтобы придать элементу форму ступени.

Кондуктор для изготовления ступеней

  • Сборку каркаса осуществляют, надевая гильзы на центральную стойку. Получившаяся конструкция устанавливается на подготовленное место, а нижняя часть стойки бетонируется, чтобы обеспечить большую прочность и надёжность.
Изготовление винтовой лестницы

Собранный каркас лестницы из профильной трубы

  • Далее ступени выставляются под требуемым углом и свариваются между собой с помощью небольших стоек.
  • Укладка ступеней производится после того, как завершена грунтовка и окрашенная поверхность высохла.

Расчеты основных параметров лестницы

Нормативные параметры лестницы: ширина ступени 30 см, высота 15 см. Лестницы именно с такими параметрами устанавливают в многоэтажках. Но для дома такая лестница будет слишком громоздка. Чтобы сделать лестницу более компактной, увеличивают угол ее крутизны. Нежелательно увеличивать угол крутизны более 45°.

Калькулятор зависимости длины горизонтальной проекции лестницы от угла ее крутизны

Длина горизонтальной проекции зависит от высоты этажа следующим образом:

Длина проекции = ctg α х высоту пролета, где α – угол крутизны.

Высота этажа обязательно включает в себя толщину перекрытия с толщиной покрытия пола.

Калькулятор расчета длины лестничного марша

Длина лестничного марша рассчитывается двумя способами:

  • Если есть угол крутизны, то длина равна высоте этажа, деленной на sin α; или длине проекции на горизонталь, деленной на cos α.
  • По теореме Пифагора: корень квадратный из суммы квадратов длины проекции и высоты этажа.

Калькулятор расчета размера ступеней маршевой лестницы

Оптимальная высота ступеней — 15 см, допускаются от 12 до 20 см. Высоту этажа делят на 0,15 м, получают дробное число, выбирают ближайшее целое число (большее или меньшее) – это и есть число ступеней. Высоту этажа делят на точное число ступеней и получают точную высоту ступеньки (с точностью до мм).

Глубина проступи должна составлять не менее 30 см. Эта величина позволяет удобно пользоваться ступеньками даже мужчинам с большим размером ноги. При необходимости можно уменьшить глубину проступи на 3 см, но не больше. Если горизонтальная проекция марша слишком мала для размещения нужного количества ступеней, то ступени делают забежными – верхняя ступенька нависает над нижней. Пользоваться такой лестницей следует с осторожностью при спуске.

Ширина проступи обычно находится в диапазоне от 80 до 120 см, в самом крайнем случае ее можно уменьшить до 70 см.

Монтаж

После установки опорных балок выполняется монтаж гребнеобразного каркаса

Последовательность устройства одномаршевой лестницы на металлическом каркасе следующая:

  1. В соответствии с расчётными данными нарезаем трубы для опорных балок.
  2. Устанавливаем опорные балки в заранее выбранном месте. Внизу и вверху крепим их анкерными болтами. У подножия желательно забетонировать несущую конструкцию. Балки должны быть расположены строго параллельно друг к другу.
  3. Берём профили для каркаса под ступеньки и раскраиваем их на отрезки для создания гребня.
  4. Привариваем отрезки труб к опорным балкам, образуя гребнеобразный каркас для ступенек. При установке каждой составляющей необходимо контролировать угол наклона с помощью строительного уровня. Соблюдайте параллельность элементов конструкции.
  5. После выполнения сварочных работ зачищаем все швы и острые углы наждачной бумагой.
  6. Покрываем лестничный каркас грунтовкой и краской.
  7. После полного высыхания краски крепим заготовки для ступеней к косоурам. Для этого используем саморезы по металлу и шуруповёрт.

На последнем этапе работ к косоурам крепятся деревянные или пластиковые ступени

На этом процесс установки одномаршевой лестницы на каркасе из профильной трубы подходит к концу.

Если вы обладаете базовыми строительными навыками, то сборка и установка качественной лестницы из профильной трубы не станет для вас нерешаемой задачей. А придерживаясь вышеуказанных правил и рекомендаций, вы сможете соорудить прочную и долговечную конструкцию.

Когда необходимо сделать надежное и долговечное изделие всегда идёт речь о металле. Несмотря на то, что прочность металла зависит от его толщины, создавая и собирая лестницу, стоит знать, что чересчур большие размеры могут навредить конструкции.

При использовании очень толстого металла лестница получится громоздкой и не подъёмной с большими углами. Тогда придётся потратить немалую сумму дополнительных средств, на приведение лестницы в изящную и прочную конструкцию. Чтобы конструкция получилась красивой, и не пришлось тратить лишние деньги и силы, нужно знать какой профиль лучше всего подходит для лестницы и как произвести монтаж.