Текст книги "Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка"

Простая приставная лестница

Простейшей конструкцией будет, пожалуй, переносная приставная лестница из труб. Ее можно использовать для того, чтобы взобраться на крышу, чердак или дерево, спуститься в погреб или колодец. Такие лестницы устанавливают с уклоном 65–80° и более. Согласно правилам техники безопасности, тетивы приставных лестниц и стремянок для обеспечения устойчивости должны расходиться книзу. Ширина вверху должна быть не менее 300 мм, внизу – не менее 400 мм. Расстояние между ступеньками лестниц и стремянок должно быть от 250 до 350 мм, а расстояние от первой ступеньки до уровня поверхности установки (пола, земли и т. п.) – не более 400 мм.

Общая длина одноколенной приставной лестницы не должна превышать 5 м. Однако сразу оговорим, что делать лестницы такой длины из черного металла не стоит. Изготовленные из обычных водопроводных труб, они будут прогибаться (особенно если ваш вес выше среднего). В противном случае вес длинной железной лестницы вряд ли позволит с легкостью перемещать ее по участку. Зато небольшая лестница (не длиннее 3 м) хорошо послужит при работах на подворье, а ее создание станет неплохой практикой сварочных работ.

Чтобы сварить приставную лестницу, понадобится стальная газоводопроводная труба диаметром не менее 3/4˝ или стальная квадратная труба сечением не менее 20 × 20 мм. Из инструментов нужны рулетка, карандаш, угольник, болгарка и, конечно, сварочный аппарат. Не помешают также струбцины или тиски.

Определить погонаж трубы вам придется самостоятельно. Для лестницы нужно две тетивы, длина которых определяет не только высоту лестницы, но и количество ступенек, а следовательно, и общую длину трубы, из которой предстоит эти ступеньки нарезать. Не забудьте, что для узкой лестницы ширина ступеней будет уменьшаться с высотой. Впрочем, при небольшой длине иногда можно обойтись и без сужения кверху.

В качестве примера рассмотрим приставную лестницу длиной 2 м из стальной квадратной трубы 20 × 20 × 1,2 мм (рис. 99). Для снижения массы шаг ступеней выбран с небольшим превышением максимально допустимых параметров. Общая длина материала составит 6 м, при этом вес всей лестницы будет равен 4,5 кг. Для устойчивости лестницу можно снабдить опорной площадкой из доски, обработанной составом против гниения. В этом случае к нижним концам тетив следует приварить пятаки с отверстиями под саморезы, которыми будет прикручена опора. Верхними трубами-крючками лестницу можно подвесить на стену или забор высотой до 1,5 м, чтобы опора не соскользнула под весом человека. Следует отметить, что даже при такой небольшой длине лестница под весом человека среднего роста будет чуть прогибаться, но вместе с тем она достаточно надежна. Если же понадобится лестница длиной до 3 м, вертикальные стойки нужно делать из трубы сечением минимум 30 × 30 × 1,5, а расстояние между ступенями уменьшить до рекомендованных выше (для ступеней можно использовать трубу меньшего сечения – 30 × 20 мм). Разумеется, вес лестницы при этом возрастет. И даже при высоте 2 м, если вас не обеспокоят лишние пара килограммов, стоит сделать не 4, а 6 ступеней, расположив нижнюю на расстоянии 400 мм от земли, а для остальных сделав интервал 300 мм.

Рис. 99. Простая приставная лестница из металла

Марш цельнометаллической лестницы

Для изготовления одного марша входной или междуэтажной лестницы можно воспользоваться простой цельнометаллической конструкцией. Ее тетивы выполнены из швеллера № 8—14, установленного на ребро. Выбор швеллера зависит от длины марша, материала, из которого будут изготовлены ступени, предполагаемых нагрузок на лестницу. Вместо швеллера можно использовать и другой профиль черного металла, лучше всего – трубу прямоугольного сечения. Нижние концы тетив приваривают к анкерам, зацементированным в фундамент лестницы (в случае, если конструкция устанавливается на улице или в подвале), к силовому каркасу лестничной площадки (для второго марша Г– или П-образной лестницы) или к опоре из стального уголка, которая будет прикреплена к балкам перекрытия (для первого марша междуэтажной лестницы). Верхние концы тетив могут быть приварены к силовому каркасу лестничной площадки (рис. 100, а). Для верхнего марша лестницы к верхним концам тетив приваривают опору в виде швеллера, уголка или другого профиля, которая будет крепиться в проем перекрытия (рис. 100, б).

Рис. 100. Марш цельнометаллической лестницы:

а – общий вид с креплением к лестничной площадке; б – крепление к перекрытию; в – варианты крепления ступеней; 1 – лестничная площадка; 2 – металлические ступени; 3 – тетива; 4 – стойка ограждения; 5 – нижняя опора; 6 – анкерные крепления; 7 – верхняя опора; 8 – косынки; 9 – гнутая опора из полосы; 10 – деревянная проступь; 11 – болты или шпильки крепления проступи

Ступени лестницы могут быть изготовлены любым вышеприведенным способом. Приваривать их к швеллерам-тетивам следует после установки и фиксации последних в рабочем положении, контролируя горизонтальность ступеней с помощью уровня. Однако чтобы варить с нижним положением сварного шва, последний придется вести снаружи, на лицевой поверхности лестницы (поз. 2 на рис. 100, а). Для спуска в погреб это, может быть, и не критично, но вид лестницы, установленной в помещении, все-таки портит. В случае же установки декоративных накладок или деревянных проступей такой шов будет выступать над плоскостью металлической ступени и не даст ровно установить накладку. Если же делать шов, невидимый снаружи, он получится потолочным (поз. 2*), что весьма неудобно для малоопытного сварщика. В таком случае имеет смысл развернуть тетивы так, чтобы и угол наклона лестницы сохранился, и «изнанка» оказалась сверху. Тогда шов в нижнем положении как раз и окажется под ступенью, что даст возможность обеспечить надежное и не бросающееся в глаза соединение.

Эту же лестницу можно выполнить и по другой схеме – не с тетивами, а с косоурами, в качестве которых будут использованы те же швеллеры. В этом случае к ним необходимо приварить косынки из листовой стали толщиной 4–5 мм с кронштейнами для крепления ступеней, которые могут быть как стальными (в этом случае кронштейны не нужны, и ступени крепятся к косынкам сваркой), так и деревянными (в этом случае они крепятся к кронштейнам болтами). Варианты такого крепления представлены на рис. 100, в. Вместо сплошных косынок можно выгнуть опоры для ступеней из полосовой стали 25 × 5 мм (рис. 100, в, поз. 9).

Перильное ограждение проще всего сделать из уголка с шириной полки 45 мм, а стойки для него выполнить из арматурного прута ∅16 мм или квадрата 20 × 20.

Комбинированная лестница на одном косоуре

Из предыдущего примера понятно, что, кроме цельнометаллических, могут быть и комбинированные лестницы: их каркас сварен из металла, а сверху обшит деревом – полностью или частично. Такая конструкция достаточно легкая и прочная. Под нее не нужно специальное основание, но она способна выдерживать большие нагрузки. Единственное слабое место – деревянная обшивка, зато при необходимости ее можно легко заменить новой.

Вот один из простейших вариантов такой конструкции. Особенность данной лестницы в том, что деревянные проступи укреплены на одном косоуре (рис. 101, а – г). Для изготовления такой лестницы понадобятся следующие заготовки:

– прямоугольная труба 70 × 50 × 5 длиной 1600 мм – 1 шт.;

– прямоугольная труба 70 × 50 × 5 длиной 570 мм – 2 шт.;

– прямоугольная труба 40 × 25 × 3 длиной 570 мм – 14 шт.;

– косынки из листового металла толщиной 4—5мм – 14 шт.;

– деревянные ступени 50 × 250 × 890;

– крепеж ступеней (саморезы по металлу).

При наличии перечисленного материала, болгарки и сварочного аппарата сварить такой каркас не сложно. После подготовки и разметки всех деталей к косоуру с обеих сторон приваривают подкосы для основы ступеней, выполненные в виде косынок. Затем к горизонтальным ребрам косынок приваривают короткие трубы, к которым будут крепиться деревянные ступени.

Верхний и нижний упоры приваривают к косоуру в зависимости от условий монтажа лестницы – либо до приваривания косынок, либо в конце сварочных работ. Швы после сварки обработайте абразивным кругом. Постарайтесь максимально сгладить все неровности. Затем каркас нужно загрунтовать и вскрыть лаком или краской, чтобы избежать коррозии металла.

Деревянные ступени крепят саморезами по металлу. Отверстия в дереве под крепеж можно закрыть цилиндрическими деревянными пробками. В завершение работ поверхность ступеней шлифуют и покрывают лаком.

Эту же конструкцию можно слегка модернизировать и выполнить с двумя косоурами. Такая лестница получится более надежной, а добавить понадобится только еще одну трубу 70 × 50 × 5 длиной 1600 мм (рис. 101, д).

Рис. 101. Простая металлическая лестница на косоуре:

а – вид спереди; б – вид сбоку; в – каркас; г – общий вид; д – каркас с двумя косоурами; 1 – нижняя опора; 2 – косоур; 3 – основа для деревянных ступеней; 4 – косынки-подкосы; 5 – верхняя опора; 6 – деревянная проступь

Комбинированная междуэтажная лестница

Выгодным решением для благоустройства загородных апартаментов является каркас междуэтажной лестницы из прямоугольных металлических труб с наварными косоурами. При правильном подборе материалов конструкция будет нести значительные нагрузки без дополнительного крепления.

Поскольку междуэтажной лестницей пользуются постоянно и часто, игнорировать формулы удобства и безопасности особого смысла нет. С учетом того, что для постройки понадобится большое количество однотипных заготовок, за ширину ступени имеет смысл принять 300 мм, а за высоту подступенка – 150 мм. В случае крайней необходимости можно слегка изменить эти параметры: ширина ступени 280–300 мм, высота 140–160 мм.

Самая простая и в то же время наиболее распространенная и компактная форма лестницы – прямая двумаршевая с одной переходной площадкой (рис. 102). При расположении в углу она создает прекрасный «второй свет», благодаря чему комната на первом этаже получается очень светлой.

Прежде всего нужно выкопать котлован в том месте, куда будет опираться первый лестничный марш. Его глубина около 800 мм, длина – 400 мм, а ширина – немного больше ширины самого лестничного марша. Заливаем бетон, не доходя до верха котлована 150 мм. Сверху укладываем заранее сваренную сетку из арматуры с двумя торчащими из нее анкерами ∅12–14 мм длиной 250 мм. Затем полностью заливаем котлован бетоном. Таким образом, получился пеньковый фундамент с двумя анкерами, к которым и будем приваривать лестничный марш.

Следующим этапом станет сооружение переходной лестничной площадки. Она делается из швеллера № 14 (шириной 140 мм) и по форме напоминает букву П с удлиненной с одного конца верхней перекладиной. Выступающие концы площадки необходимо завести в стену, для чего в последней выбирают соответствующие гнезда. Если внутренние стены сделаны из мягких материалов (ракушечник, газобетон, пенобетон, арболит и т. п.), желательно в процессе их возведения в тех местах, куда будет заводиться швеллер, заранее оставить отверстия, а под ними выложить прочные опоры из кирпича.

Поскольку площадка соприкасается с двумя стенами дома, в них необходимо сделать три гнезда. В результате получаются три консоли, закрепленные в смежных стенах и соединенные вместе. Такая конструкция переходной площадки не требует установки дополнительной опорной колонны на свободно висящем краю (впрочем, если на то есть желание, никто не мешает ее поставить). Залить бетоном швеллер в стене можно и в конце работ, после того как лестница будет полностью сварена.

Лестничный марш не обязательно монтировать вплотную к стене. Лестницу строят до этапа финишной отделки, и так как стены в дальнейшем будут штукатуриться или обшиваться гипсокартонном, между стеной и ближним к ней швеллером следует оставить соответствующий зазор. Когда строительство будет завершено, щель между отделанной стеной и лестницей легко закрыть декоративной накладкой.

Теперь можно приступать к постройке лестничных маршей. Два швеллера № 14 верхними концами приваривают к переходной площадке, а нижние их концы опираются на пеньковый фундамент и привариваются к анкерам. Ступенчатый каркас формируют из уголка с шириной полки 50 мм. Здесь важно выдержать одинаковые размеры всех заготовок, а в процессе сварки обеспечить одинаковую высоту всех ступеней. Допустима только (хотя и не рекомендуется) небольшая неравномерность крепления горизонтальных полок, поскольку деревянные проступи полностью их закрывают и на соотношение параметров ступени она не влияет.

Таким же образом делают и второй марш, но нижние концы швеллеров приваривают к переходной площадке, а к верхним в зависимости от фактуры перекрытия приваривают либо крепежную площадку, которая будет крепиться анкерами к бетону, либо опорные крючья из швеллера или прямоугольной трубы.

Все работы выполняют электросваркой. В тех местах, где дерево обшивки будет касаться металла, лучше всего проварить шов изнутри, чтобы не было выступов.

После того как каркас лестницы полностью готов, его можно обшить деревом. Если из дерева сделать только проступи, получится открытая «воздушная» конструкция. Такой каркас стоит покрасить под цвет дерева. Если же заменить черный прокат аналогичным из нержавеющей стали, необходимость в антикоррозийной обработке отпадет, а лестница будет выглядеть очень красиво и стильно. Правда, стоить такая конструкция будет значительно дороже.

Рис. 102. Двумаршевая прямая лестница:

а – вид сверху; б – вид спереди; в – изготовление каркаса ступеней; 1 – фундамент; 2 – анкеры крепления конструкции; 3 – косоур; 4 – каркас ступени; 5 – промежуточная лестничная площадка; 6 – верхняя опора; 7 – перекрытие второго этажа; 8 – уровень чистого пола; 9 – проступь; 10 – горизонтальное ребро ступени; 11 – вертикальное ребро ступени; 12 – образующая подступенка; 13 – переднее ребро ступени

Помимо уголка и швеллера для формирования каркаса можно воспользоваться профильными трубами соответствующего сечения. Квадратная или прямоугольная форма труб позволяет получить более эффективные узлы конструкций, чем при использовании другой профильной арматуры, а замкнутость поперечного сечения повышает их стойкость к серьезным статическим нагрузкам, кручению и изгибу. С помощью таких труб можно изготовить лестничные марши даже без отдельных косоуров или тетив (рис. 103). Решетчатая конструкция из профильной трубы вполне справится с нагрузкой. Конечно, к качеству сварки здесь предъявляются высокие требования, а все соединения деталей должны быть обварены по контуру.

Рис. 103. Конструкция каркаса лестничного марша из профилированной трубы

Винтовая лестница

Теперь рассмотрим, как создать винтовую лестницу. При ее использовании в качестве основной проступь выполняется длиной не менее 900 мм, а проем в перекрытии должен иметь диаметр от 2000 мм. Увеличенная ширина проема относительно диаметра лестницы обусловлена тем, что в этот проем должна поместиться не только сама винтовая лестница, но и ограждение с поручнем. Если же лестница необходима для доступа в чердачное помещение, то диаметра проема 1400 мм и длины проступи 550–600 мм будет вполне достаточно. Форма проема может быть квадратной или круглой. Главное условие – размер «в свету» оставляемого или выпиливаемого проема должен быть больше диаметра лестницы минимум на 20 см, т. е. по 10 см с каждой стороны.

Поскольку расчет винтовых лестниц довольно объемен, желающим спроектировать такую лестницу можно посоветовать обратиться к специальной литературе. Здесь же мы рассмотрим (без расчета) процесс изготовления металлической винтовой лестницы ∅2 м, высотой 3 м (от пола 1-го этажа до пола 2-го этажа) и углом поворота 360° (т. е. вы закончите движение по ней в той же точке по горизонтали, откуда его и начали).

Для удобного и безопасного передвижения по такой лестнице потребуется 16 ступенек плюс площадка. Ширина проступи составит 262 мм, а высота подъемов – по 177 мм, причем самый первый подъем будет на 9 мм ниже – 168 мм (168 + 16 × 177 = 3000 мм).

Все ступеньки здесь забежные и делаются открытыми (без подступенков), т. е. ступеньки «забегают» друг под друга.

Ширина ступени в узкой части (в месте крепления к обсадной трубе) обычно не превышает диаметр гильзы, к которой, собственно, и приварена ступень. В данном случае расчетные размеры проступи составляют в узкой части 150 мм, в широкой части – 393 мм. Конструкция ступеней может быть разной, в зависимости от условий эксплуатации и места расположения лестницы (рис. 104), в том числе и с установкой на металлический каркас деревянной проступи.

Центральную стойку лестницы делают из стальной толстостенной трубы диаметром не менее 50 мм. Ее устанавливают строго вертикально, контролируя по отвесу. Особое внимание необходимо уделить креплению центральной стойки к полу, поскольку место крепления воспринимает сжимающие и изгибающие нагрузки от веса лестницы и перемещающихся по ней людей. Возможны два способа крепления: непосредственно к конструкции перекрытия и к поверхности пола. Второй вариант применяют тогда, когда разборка пола нежелательна. В этом случае пяту центральной опорной стойки крепят к перекрытию через пол, предотвращая горизонтальное смещение лестницы, а второй узел, принимающий на себя изгибающие моменты, размещают в верхней части лестницы, прикрепляя ее к перекрытию.

Рис. 104. Устройство стальных ступеней винтовой лестницы и их вид в разрезе:

а – консольная U-образная ступень; б – ступень с опорной консолью; в – ступени, соединенные с внешней стороны; г – ступень в форме «перевернутой коробки»; д – ступень в форме «открытой коробки» для внутреннего бетонирования; е – ступени Z-образного профиля; ж – литые ступени с решетчатой поверхностью

Крепление к конструкции перекрытия более надежно: такой узел, спрятанный в пол, почти не нуждается в креплении лестницы в верхней точке. Пята, сделанная в виде крестовины и спрятанная в пол, примет на себя изгибающие моменты, возникающие в лестнице, и за счет длинных опор будет хорошо гасить выдергивающие силы, стремящиеся опрокинуть конструкцию. На железобетонных плитах перекрытия ее можно пристрелять строительными дюбелями или присверлить; в монолитных перекрытиях – утопить в бетон в период изготовления конструкции. На деревянных перекрытиях большие консоли узла позволят перенести вес лестницы на 2–3 балки.

Крестовину сваривают из стальных профилей – швеллеров или уголков. Можно этот узел сделать и из стального листа круглого или прямоугольного очертания. Длина консолей крестовины зависит от надежности крепления всего узла к перекрытию, но в любом случае она должна быть не менее половины радиуса лестницы.

Обсадную трубу к пяте можно крепить тоже двумя способами – непосредственно сваркой или вставляя ее в опорную трубу, которая, в свою очередь, приварена к пяте. Внутренний диаметр опорной трубы должен соответствовать наружному диаметру обсадной (этот вариант и показан на рис. 105, узел Г). Весь опорный узел устанавливают строго вертикально и с максимально возможной точностью в центр подготовленного под лестницу проема.

Верхняя часть обсадной трубы должна заканчиваться резьбой. После сборки лестницы нужно навернуть муфту на эту резьбу и обжать ступени для придания им статической устойчивости. Однако обжимную муфту зачастую не ставят, заменяя ее еще одной трубой, наворачиваемой на резьбу. Такая труба служит и обжимной муфтой, и стойкой ограждения, а при слабом нижнем опорном узле еще и деталью верхнего узла крепления лестницы. К ней крепят пластину, соединяющую верхнюю часть лестницы и верхнее ограждение проема. Эта пластина также выполняет двойную функцию: служит поручнем ограждения и силовым элементом (связью) верхнего узла.

Резьба в верхней части трубы должна начаться под нижней плоскостью лестничной площадки или в ее теле и закончиться на 10–15 витков выше верхней пластины. Резьбу нарезают клуппом или приваривают к концу трубы готовый сгон. При этом виде работ нужно обязательно снимать фаску с обеих стыкующихся поверхностей. Если фаска была не снята, сварной шов нельзя будет обработать (снять наплывы напильником или наждаком), следовательно, с установкой ступеней возникнут проблемы: их можно будет надеть на трубу только снизу, а это не всегда удобно. Чтобы при сварке деталей опорной стойки соблюсти их соосность, обе детали насаживают на деревянный кол и прихватывают сваркой. Потом кол вынимают и проваривают весь шов.

Высоту опорных гильз нужно скорректировать в зависимости от того, утоплен узел в конструкцию пола или установлен на его поверхности. Лучше гильзы сделать чуть ниже чем нужно, тогда высоту, равную подъемам ступеней, можно добрать шайбами. Диаметр гильз подбирают таким, чтобы центральная опорная стойка (обсадная труба) входила в них без видимого зазора, а лучше – внатяг. Например, на бесшовную толстостенную трубу с внешним диаметром 50 мм можно надеть трубу диаметром 57 мм с толщиной стенок 3 или 3,5 мм (ГОСТ 8732-78). Это относится к любой винтовой конструкции лестницы: как с металлическими, так и с деревянными ступенями (на рис. 105 для примера показаны оба варианта). Если ступени сделаны из древесины, общая высота гильзы и регулировочных шайб должна быть чуть выше высоты вертикального шага ступенек примерно на 1–2 мм. Тогда при обжиме лестницы шайбы слегка сомнут древесину ступеней и обеспечат плотное соединение, способствующее прочности ступенек и всей лестницы.

Все гильзы изготавливают одинакового размера, за исключением нижней, при изготовлении которой следует учитывать особенности места крепления опорной стойки к полу и высоту установки первой ступеньки. Перед установкой гильзы окрашивают, хромируют, никелируют или оклеивают самоклеящимися обоями под дерево. Регулировочные шайбы вытачивают на токарном станке.

Вместо точеных регулировочных шайб можно применить стандартные сантехнические фланцы. Практически все стальные трубы можно состыковать на фланцевых соединениях, и эти стандартные фланцы могут быть использованы не по прямому назначению, а в качестве шайб.

Обжимная труба (стойка перил) делается из той же трубы, что и гильзы, с внутренней резьбой на нижнем конце. Резьба может быть и внешней, тогда соединение производится через сантехническую муфту.

Рис. 105. Винтовая лестница:

а – общий вид; б – ступень; в – план лестницы (вид сверху); 1 – фланец; 2 – крестовина; 3 – опорная труба; 4 – обсадная труба (центральная стойка); 5 – регулировочная шайба; 6 – металлическая ступень с втулкой; 7 – гильза; 8 – деревянная ступень; 9 – сгон со снятой фаской; 10 – верхняя площадка; 11 – обжимная труба (стойка ограждения); 12 – крепление поручня (площадка с приваренным болтом); 13 – декоративное навершие; 14 – поручень

Вверху лестницу можно прикрепить двумя способами: напуском площадки на перекрытие и жестким ее закреплением либо жестким прикреплением к обжимной трубе поручня ограждения лестничного проема. Если крепление лестницы будет осуществляться через площадку (верхнюю ступеньку), то поручень ограждения можно прикрепить к обжимной трубе через саморез, накрывая узел декоративной деревянной крышкой. Если же лестницу нужно крепить к ограждению проема, то к обжимной трубе изнутри привариваем стальную перекладину с приваренным болтом М6—М8 и крепим поручень красивым навершием с гайкой (рис. 105, узел А).