Монолитные лестницы из бетона: виды, особенности и технология устройства

Лестницы, располагаемые внутри зданий и строений, нужны для быстрого перемещения между этажами, чердаками, подвалами, пристройками, полы которых находятся на разных уровнях. Монолитная лестница из бетона, является одним из распространенных видов, помимо других — деревянных, стальных, чугунных, пластиковых.

Правильно выполненная монолитная железобетонная лестница в многоэтажных строениях может выполнять функцию пространственной жесткой мембраны, повышающей устойчивость здания при внешних динамических воздействиях — землетрясениях, взрывах, подвижках грунта при размывании, образовании подземных полостей — последствий горизонтальных земляных разработках — шахт, тоннелей.

Выбор вида монолитной железобетонной лестницы

В большинстве случаев, лестницы устраиваются прямыми, или как их еще называют — маршевыми:

  • одномаршевыми — сплошными или с промежуточной площадкой;
  • двухмаршевыми — встречными, с разворотом через промежуточную площадку на 180°, «Г» и «П»-образной формы;
  • трехмаршевыми;
типы бетонных лестниц
Типы монолитных лестниц по конфигурации: 1 – прямая одномаршевая; 2 – прямая 2-х маршевая Г-ой формы с промежуточной площадкой; 3 – 2-х маршевая П-ой формы.

Иногда, в целях особенных изысков проектировщиков, архитекторов дизайнеров, а также вкусовых пристрастий владельца, монолитные лестницы устраиваются криволинейными:

  • винтовыми — с центральной стойкой,
  • в виде спиральных или циркульных кривых;
  • комбинированными — непрерывными с конфигурацией в виде букв «П», «Г», «С».
монолитных лестниц необычной конфигурации
1 – винтовая бетонная лестница; 2 – забежная; 3 – парадная (крыльцо).

Железобетонные лестницы лишены многих недостатков, свойственных другим аналогичным конструкциям из дерева, металла, пластика. Они широко используются в зданиях:

  • жилого;
  • промышленного;
  • культурно-бытового;
  • торгово-развлекательного назначения.

Для нового строительства по проектам различных серий обычно готовят сборные железобетонные лестницы, состоящие из наклонных встречных лестничных маршей и горизонтальных лестничных площадок, собираемых в единое целое при помощи грузоподъемной техники, по мере строительства. Основной их недостаток — то, что они имеют фиксированные размеры и под их установку должно быть выделено специальное помещение, называемое лестничной клеткой.

Другое дело — лестницы из монолитного железобетонного литья. Они наиболее подходят для установки в помещениях нестандартных размеров, свойственных частному домостроению, а также воплощению замысловатых задумок дизайнеров и архитекторов в монолитных домах, например, как на фото ниже.

монолитная винтовая лестница
Винтовая монолитная лестница из бетона на второй этаж.

Тем более, что монолитные бетонные лестницы отличаются высокой прочностью на сжатие и изгиб, долговечностью, стойкостью к неблагоприятным воздействиям, в том числе аварийного характера, таким, например, как:

  • замачивание (не только обычной водой, но и жидкостями, содержащими жир, растворители, кислоты, щелочи, соли);
  • влиянию отрицательных температур и их резким перепадам — от отрицательных к положительным;
  • не говоря уже о пожарах; да, при длительном, в течение нескольких часов нагревании, в них тоже может «потечь» арматура, но это намного превысит нормативное время эвакуации людей из здания при возникновении такой необходимости.

Строго говоря, лестница из железобетона представляет собой особым образом армированную плиту, гладкую снизу (или имеющую выступающие ребра жесткости, маскирующиеся под косоуры), а с другой верхней стороны обладающую выступами и впадинами глубокого рельефа, сформированными в виде горизонтальных проступей и вертикальных подступенков.

Монолитные марши возводятся наклонно и опираются на горизонтальные лестничные площадки — этажные и промежуточные, которые могут заливаться при устройстве монолитной плиты перекрытия, в процессе, производиться анкеровка арматуры в плите, которая связывает лестницу с площадкой в единую конструкцию.

анкеровка плиты перекрытия с лестницой
Пример выполнения анкеровки арматуры диаметром 14 мм, с шагом 150 мм, в плите перекрытия под монолитную лестницу.

Проектные работы

Устройство лестницы обязательно должно начинаться с проекта, выполненного специалистами. Прежде всего, в него должна входить архитектурная часть, где задаются эскизы выбранного типа лестницы, геометрические построения, ширина и высота ступени, габариты места размещения (изолированного, в виде лестничной клетки, или открытого), геометрические размеры, тип.

чертеж армирования лестничных ступенек
Чертеж монолитной лестницы, с размерами ступеней и схемой армирования.

Далее выполняется технический расчет, в котором определяются необходимые сечения по прочности и по прогибам, процент армирования, класс арматуры и бетона (марка), чертежи арматурных каркасов, чертежи индивидуальной опалубки.

Конструктивный расчет монолитной железобетонной лестницы

Расчет одной или нескольких лестниц, которые должны быть расположены в доме, обычно выполняется в составе конструктивной части строительного проекта. Для его грамотного исполнения нужно выполнить на бумаге соответствующее геометрическое построение, а также нужный расчет.

На первом этапе принимают значения угла наклона, а также высоту и ширину ступеней монолитной лестницы. Подъем или угол наклона лестничного марша нужно располагать в пределах от 30° до 45°, для удобного хождения. С точки зрения эргономики, чем более пологой является лестница, тем удобнее и комфортнее представляется ее использование. Ширину ступеней (горизонталей) располагают в диапазоне 20-40 сантиметров, а высоту подступенков (вертикалей) 10-20 сантиметров. Ширина марша для удобства использования должна превышать 90 сантиметров, оптимально 120 см. Количество ступеней в одном марше может варьироваться от 3-х до 18 штук.

размер бетонной лестницы
Размеры ступеней и угла наклона для возведения бетонной лестницы.

Не рекомендуется связывать два этажа высотой более 2.5 метров одним маршевым пролетом без промежуточной лестничной площадки, скорее всего такая лестница по количеству ступеней превысит рекомендуемое значение.

При устройстве монолитных железобетонных лестниц их арматура надежно заанкеривается и связывается с окружающими стенами. В некоторых случаях используют поддерживающие марши косоуры — наклонные балки, с сечениями прокатных уголков, швеллеров или двутавров. В железобетонном варианте они могут быть выполнены в виде монолитных ребер жесткости, выступающих за пределы нижней плоскости лестничного марша.

В составе лестницы, соединяющей этажи, с высотой от 2.5 метров и более, для того, чтобы не нарушать нормативы, устраивается межэтажная промежуточная горизонтальная площадка. Отметка пола ее верхней плоскости должна быть на такой высоте, чтобы количество ступеней в нисходящем и исходящем лестничных маршах было одинаковым или различие между ними было в несколько ступеней. При этом размеры подступенков и проступей должны оставаться неизменными. если лестница имеет «встречные П-образные» марши их располагают под углом 180°. Если она имеет «Г»-образную конфигурацию, то под углом 90°.

Пример расчета размеров лестницы

Рассмотрим пример того, как рассчитать размеры лестницы между двумя этажами при высоте этажа, имеющей значение 2.8 метра:

  • проводим прямую горизонтальную линию, соответствующую полу нижнего этажа отметке (0.00) и начинаем вычерчивать вертикальный разрез лестницы;
  • на отметке 1.40 (2.8/2 метра) чертим промежуточную площадку;
  • принимаем, представляющимся оптимальным и удобным для всех членов семьи, угол наклона маршей лестницы — 30°.

Для дальнейших вычислений понадобится теорема тангенсов. Она утверждает, что в прямоугольном треугольнике тангенс угла равен, отношению противоположной стороны к прилежащей.

теорема тангенсов

По теореме тангенса рассчитываем какое расстояние необходимо для лестницы угол наклона которой 30 градусов, а высота 1400 мм.

  1. Подставляем наши данные в формулу: Tg 30°=1400/х. х – это длина лестницы по горизонтали, она будет равна сумме всех ступеней.
  2. Tg 30°=0.577, выражаем х=1400/0.577=2426.34 мм.
  3. Для удобства расчета количества ступеней в марше принимаем высоту ступеньки — 14 сантиметров и делим на это значение размер вертикали, получим: 1.4/0.14 =10 (ступенек).
  4. Находим ширину ступени: 2426/10=242.6 мм. Округлим результат, получаем ширину ступени 250 мм, а высоту 140.
  5. На заключительном этапе вычислим площадь места установки лестницы, соответствующую лестничной клетке. Конструктивная схема нашей лестницы — это два встречных марша под углом 180°. Ширину каждого из маршей  принимаем 1.2 метра, устанавливаемых на расстоянии 10 сантиметров друг от друга, а ширину промежуточной площадки – 1 метр. Таким образом, ширина помещения должна быть: 1.2+1.2+0.1=2.5 м, а длина: 2.5+1=3.5 м.
  6. Общие габариты лестничной клетки соответственно — 2.5х3.5 метра.
размеры монолитной лестницы
Размеры монолитной лестницы: марша, ступеней и лестничной клетки.

Выбранные для расчета размеры лестницы, находятся в пределах значений, рекомендуемых действующими нормами, поэтому ей будет удобно пользоваться всем членам семьи вне зависимости от возраста.

Поэтапное изготовление железобетонной лестницы

Для того чтобы бетонная лестница была безопасной и надежной, при ее возведении следует соблюдать технологии и последовательности проведения строительных работ. Ниже представлена пошаговая инструкция, придерживаясь которой, можно своими руками построить монолитную лестницу.

Установка опалубки

Устройство монолитных лестниц начинают с изготовления и установки опалубки. Стандартное (инвентарное) изделие, которое можно купить или взять в аренду, скорее всего, не подойдёт для поставленной задачи (если только у вас не стандартный размер). Поэтому ее придется изготавливать из подручных средств.

Наименее подходящей будет опалубка, сколоченная из необрезной доски или горбыля. В то же время лучшим материалом может оказаться специально предназначенная для изготовления опалубок водостойкая фанера с ламинированной поверхностью или с пропиткой верхних слоев полимерными смолами, например, бакелитовая.

выравнивание ригелей
Процесс установки и выравнивания ригелей под лестничный марш.

Для того чтобы внешние поверхности лестницы выглядели впоследствии эстетически привлекательными и не требовали трудоемкой шлифовки, для герметизации опалубочных швов используют силиконовые герметики или монтажную пену.

правильное размещение и крепление корон стоек под ригелями
Под наклонные ригеля устанавливаются деревянные клинья, для увеличения площади опоры на “корону”.

Для опорных (поддерживающих) стоек подходят:

  • деревянные брусья или бревна, для точной подгонки по высоте которых используют деревянные или металлические подкладки и клинья;
  • стальные трубы, диаметром от 10 сантиметров, с встроенным муфтовым устройством домкратного типа для регулировки и выверки опалубки по горизонтали.
установка опалубки под лестничную площадку
Установка телескопических стоек на треногах.

Для правильности установки и выверки опалубки могут потребоваться:

  • строительные отвесы;
  • пузырьковый и водяной уровни;
  • геодезические инструменты в оптическом или лазерном исполнении:
    • теодолит (прибор для измерения вертикальных и горизонтальных углов);
    • нивелир — для определения горизонталей;
    • рулетка, мерная лента или лазерный дальномер.
готовая опалубка для бетонной лестницы
Пример собранной опалубки для лестницы из бетона.

Опалубку для бетонных ступеней лестницы, устанавливают после того как будет выполнено основное армирование. Для армирования ступеней подойдет сетка из арматуры В500С, диаметром 6 мм.

установка и армирование ступеней лестницы
Пример опалубки и армирования под ступень.

Армирование

После монтажа опалубки переходят к сборке армирующего каркаса. Для лестниц, это обычно стержни рабочей арматуры, диаметром от 10 до 16 миллиметров, все зависит от конфигурации лестницы. Для армирования могут использовать классы арматуры:  А3 (А400) или А500С – в качестве рабочей (основной) арматуры, и А1 (А240) для изготовления конструктивных элементов, таких как “лягушки” и арматурные хомуты.

армирование лестницы
Пример устройства армирования железобетонной лестницы.

Сперва укладываются рабочие пруты в продольном направлении, чаще всего с шагом 150 мм, а после поперек с шагом 200 мм. Для  того чтобы соединить стержни в единый каркас, применяют способ вязки арматуры крючком, при помощи мягкой стальной вязальной проволоки, диаметром 1.0-1.2 миллиметра. Сварка арматуры нежелательна, она требует специальных знаний, материалов и профессиональных навыков, для того чтобы выполнить её по СНиП.

Защитный слой бетона — расстояние от арматуры до внешних границ изделия должен быть не менее 2 сантиметров. Это обеспечивается при помощи пластиковых фиксаторов для арматуры, ограничивающих соприкосновение стальных стержней с опалубкой.

установка фиксаторов защитного слоя под арматуру лестницы

После выполнения армирования лестницы, следует установить металлические закладные, как на фото ниже, которые затем послужат для приваривания к ним стоек металлических ограждений (перил).

схема установки закладных для лестничных ограждений

закладные детали ограждения в бетоне

Заливка лестницы

Для бетонирования используют бетон класса С25/30 (М400), который можно получить двумя основными способами, это:

  • покупной, доставляемый к месту использования в автомобиле-миксере, содержащий добавки, улучшающие процесс укладки, водонепроницаемость и другие важные характеристики;
  • изготовленный самостоятельно в электрической бетономешалке барабанного или шнекового типа.
доставка готового бетона для лестницы
Доставка бетонной смеси автобетоносмесителем.

Преимущества покупного (товарного) бетона — это:

  • его бесперебойная доставка на объект;
  • неизменность его прочностных и других характеристик — класса (марки), водонепроницаемости, водостойкости;
  • содержание улучшающих добавок;
  • гарантийные обязательства поставщика (продавца).
выравнивание бетона монолитной лестницы
Заливка монолитной лестницы.

К преимуществам относится также и то, что качество товарного бетона постоянно контролируют специально обученные сотрудники изготовителя. Так, например, определяемые лабораторным путем влажность используемого песка, марки цемента, позволяют не ошибиться с присваиваемыми бетону выходными характеристиками. Для заливки бетона в опалубку доставленного автомобилем-миксером лучше использовать бетононасос.

Для самостоятельного приготовления бетонной смеси необходимо 4 основных компонента, а именно:

  • портландцемент, желательно М500 Д0;
  • мелкий заполнитель — кварцевый, каменный, крупнозернистый и мелкий песок;
  • крупный заполнитель — известняковый, песчаниковый, гранитный, доломитовый щебень или гравий;
  • пресная вода, взятая из водопровода или близрасположенного водоема;
  • минеральные или органические добавки, улучшающие использование бетона как при заливке, таким при последующей эксплуатации.

Изменяя пропорциональный состав компонентов, бетона можно получить несколько десятков его видов с заданными свойствами для различного применения, отличающиеся прочностью, стоимостью, областью использования.

При непосредственном бетонировании (заполнении бетоном опалубки) для уплотнения необходимо использовать глубинные виброуплотнители с гибким валом.

глубинный виброуплотнитель бетона

Уход за бетоном

После бетонирования в течение не менее 10 дней бетон требует ухода, то есть укрывания его старым тряпьем, ветошью, опилками, а также регулярного безнапорного полива водой и оборачивания полиэтиленовой пленкой.

Демонтаж опалубки

К разборке опалубки приступают, когда бетон при схватывании наберет не менее 50% прочности, то есть через 10-20 дней, в зависимости от окружающей температуры. Инструментальную отделку — шлифовку, облицовку можно будет начать на 28 день после бетонирования, то есть когда бетонная конструкция будет вполне готова к эксплуатации.

Окончательная отделка

Раньше часто теперь уже реже внешние поверхности монолитных железобетонных маршей и площадок поверх обычного бетона отделывают декоративным, так называемым, окаточным слоем, состоящим из песка, белого цемента, сухого цветного пигмента и мраморной крошки, диаметром до 10-15 мм. Несмотря на то, что после бетонирования такие ступени требуют дополнительной шлифовки, результат оказывается вполне приемлемым.

Также окончательная отделка ступеней и площадок может быть выполнена путем облицовки монолитной лестницы натуральной, искусственной, каменной плиткой, с использованием кафеля и керамогранита.

лестница облицованная тротуарной плиткой
Бетонная лестница облицованная тротуарной плиткой 300 на 300 мм, толщиной 30 мм, узор “сетка”.

В связи с тем, что бетонирование монолитной железобетонной лестницы — это трудоемкий и ответственный процесс, для выполнения его собственными силами следует подробно изучить технологию выполнения работ, а лучше поручить его опытным исполнителям, имеющим нужные инструменты, приспособления, инвентарь, защитную одежду и снаряжение.

Ссылка на основную публикацию