Бетонная лестница своими руками:?расчет и этапы изготовления?

Бетонные лестницы в частных домах: изготовление и монтаж своими руками

Самостоятельное изготовление лестниц возможно, если вы имеете представление, как происходит такой процесс. Бетонная лестница изготавливается непосредственно на строящемся объекте, в самом начале стройки. Это обеспечит легкий подъем на 2 этаж, ведь при строительстве придется носить тяжелый мешки, стройматериалы, а затем мебель. Бетонная лестница без проблем выдержит любую нагрузку.

Проект строительства бетонной лестницы включает:

Расчет высоты и ширины ступеней. В среднем специалисты делают лестницы шириной 85 см, высота ступеней не более 17 см.
Угол подъема лестницы должен быть в пределах от 25 до 45 градусов.
Определиться с видом лестницы – винтовая или маршевая.
При изготовлении не забывайте о перилах. Их установку можно произвести и после того, как строительство будет завершено, но в плане стоит учесть их наличие.

После всех чертежей и предварительных расчетов, можно приступать непосредственно к изготовлению лестницы на 2 этаж.

Этапы изготовления бетонной лестницы:

Сооружаем прочную опалубку при помощи влагостойкой фанеры и прочных ровных досок

Данная опалубка станет основой для бетонных ступеней.
По всей опалубке желательно установить арматурный каркас, который станет дополнительно защитой при заливке бетона на ступени.
Укрепив саму конструкцию, нужно подготовить деревянные балки или металлические пруты, на которые будет опираться данная лестница.
После того, как основание будущей лестницы готово, можно залить ступени бетоном.
Заливать нужно осторожно, ровняя каждую ступень.
После того, как раствор высох, можно снимать опалубку. Часть опалубки – бортовые и ступенчатые перекладины снимают через неделю, опорные доски можно снимать недели через 3, когда конструкция окончательно высохнет.

Работа с бетонными конструкциями

Подготовка ступеней к работе

В домах, возводимых по типовому проекту, чаще всего используются железобетонные лестничные модули. Среди их преимуществ — высокая технологичность и солидный запас прочности, но вот презентабельным внешним видом такие ступени похвастаться не могут.

Фото бетонной конструкции

Выбирая, чем отделать лестницу в доме, мы можем остановиться либо на деревянных панелях, либо на керамической плитке.

Но в любом случае сначала нам нужно будет подготовить основание:

Монтаж основания

Отделка монолитных лестниц с помощью деревянных панелей или керамической плитки может проводиться и непосредственно по бетону. Но для повышения качества соединения и соблюдения идеально ровных плоскостей специалисты рекомендуют установить на ступени фанерное основание.

Фанерные прокладки обеспечивают ровное основание

Кроме собственно выравнивания, подложка из клееного деревянного шпона является своеобразной гидроизоляцией, которая не даст деревянной обшивке ступеней разбухать вследствие набора влаги из бетона.

Монтаж подложки своими руками производится так:

Для крепления на проступях используется качественная фанера толщиной от 10 мм. Листы нарезаются точно в размер ступени.
На поверхность проступи наносим грунтовку. После высыхания на грунт укладываем слой клеящей мастики.
Приклеиваем фанерную подложку на мастику и выдерживаем около часа.
Используя перфоратор с буром, проделываем в фанере и ступени отверстия, в которые вставляем пластиковые анкеры. Фиксируем анкеры стопорными шурупами.

Уложенную фанеру позиционируем по вертикали, горизонтали и плоскости с помощью водяного уровня. При необходимости дополнительно затягиваем или отпускаем стопорные шурупы.

Облицовка деревом

Как же осуществляется отделка монолитной лестницы деревянными панелями?

Вначале из обрезной доски вырезаем заготовки:

Для облегчения работы и уменьшения количества брака делаем шаблоны для проступей и подступенков.
По шаблону вырезаем панели, после чего тщательно обрабатываем их шлифовальной машиной.
Ребра проступи со стороны свеса ступени скругляем, чтобы острый край не впивался в подошву при ходьбе.

Далее приступаем собственно к монтажу.

Схема крепления досок такова:

По этой схеме отделываем все ступеньки.

Вместо дерева можно использовать панели ламината. Главным отличием технологии здесь является практически полное отсутствие металлического крепежа: все детали фиксируются исключительно на клей. (см. также статью Ступени для лестниц из ламината – преимущества материала и способы отделки)

Результат работы

Монтаж керамической плитки

В качестве альтернативы деревянным панелям используют керамическую плитку. Причем отделка лестниц может производиться как обычным кафелем, предназначенным для облицовки полов, так и специализированным клинкером. (см. также статью Плитка для лестничных ступеней: выбор, нюансы и рекомендации)

Схема укладки клинкера разной конфигурации

Экструзионная клинкерная плитка, которая в последнее время широко применяется в отделочных работах, имеет ряд преимуществ перед керамикой

Она обладает большей прочностью и не скользит даже во влажном состоянии, что очень важно именно при отделке лестниц. Существенным минусом клинкера является относительно высокая цена, но долгий срок службы частично компенсирует этот недостаток

И керамика, и клинкерная плитка монтируются на предварительно выровненные ступени.

Отделка лестницы своими руками в данном случае проводится по такому алгоритму:

Отделка лестницы на второй этаж завершается затиркой швов между плитками, и тщательной мойкой облицованной поверхности.

Расчет сборного железобетонного марша

Железобетонный марш шириной 1,1 м для лестницы жилого здания.

Высота этажа 3.0м.

Угол наклона марша , ступени размером .

Бетон класса В25 с расчетными характеристиками:

R_b= 1,45кН/см2; R_bt= 0,105кН/см2; R_b.ser= 1,85кН/см2; R_bt.ser=0,16 кН/см; _b2=0,9.

При изготовлении конструкции примем естественное твердение бетона E_b=3,0´103 кН/см2.

Арматура каркасов класса А300: R_s=28 кН/см2; E_s=20´103кН/см2; для сеток арматура класса В500: R_s=37,5 кН/см2; E_s=17´103 кН/см2.

Нормативное значение временной нагрузки 3 кН/м2.

Коэффициент надежности по назначению здания _n=0,95.

Сбор нагрузок на лестничный марш и определение внутренних усилий в сечениях элемента от внешней нагрузки

Расчетная схема

Собственный вес лестничного марша по каталогу сборных железобетонных конструкций для жилищного строительства: .

Временная нормативная нагрузка для лестниц жилого дома: .

Коэффициент надежности по нагрузке: .

Расчетная нагрузка на 1 м марша:

Расчетный изгибающий момент в середине пролета марша:

Поперечная сила на опоре:

Расчет прочности по нормальным сечениям

Применительно к типовым заводским формам назначим толщину плиты , ширину .

Расчетный участок плиты

Толщина защитного слоя бетона: .

Расчетная высота сечения: .

Коэффициент:

Относительная высота сжатой зоны:

Площадь сечения арматуры:

Примем 4Æ12 А300 с A_s= 4,52 см2.

Расчет прочности по наклонным сечениям

Проверим выполнение условий:

— коэффициент, учитывающий влияние вида бетона, принимаемый: для тяжелого бетона — ;

— коэффициент, учитывающий влияния продольной силы, т.к. лестничный марш проектируется без предварительного обжатия, то .

— коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона

Условия выполняется, прочность наклонных сечений обеспечена.

Поперечные стержни каркаса устанавливаем из конструктивных соображений с шагом .

Примем шаг стержней . В середине пролета шаг поперечных стержней .

Фактическая длина марша

Определение геометрических характеристик сечения

Коэффициент, равный отношению модулей упругости двух материалов:

Площадь приведенного сечения составит:

— площадь сечения бетона:

Статический момент приведенного сечения относительно оси I-I, проходящей по нижней грани сечения:

Расстояние от центра тяжести сечения до наиболее растянутой грани (до оси I-I):

Расстояние от центра тяжести сечения до наиболее сжатой грани (до оси II-II):

Момент инерции сечения относительно оси, проходящей через центр тяжести данного сечения:

Момент сопротивления относительно оси I-I:

Момент сопротивления приведенного сечения относительно оси II-II:

Расчет по трещиностойкости

Проверим выполнение условия

— момент внутренних усилий, воспринимаемый сечением, перед образованием трещин:

Пластический момент сопротивления сечения:

— безразмерный коэффициент.

Условие не выполняется, необходим расчет по раскрытию трещин.

Расчет на раскрытие трещин

Расчет сводится к проверке условия:

— предельно допустимая ширина раскрытия трещин, обеспечивающая сохранность арматуры;

— ширина раскрытия трещин:

— коэффициент, принимаемый для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов ;

— коэффициент, принимаемый при стержневой арматуре периодического профиля

— коэффициент армирования сечения:

— приращение напряжений от действия внешней нагрузки:

Момент от постоянных нагрузок:

Момент от полной нормативной нагрузки:

— расстояние от центра тяжести площади сечения растянутой арматуры до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне сечения над трещиной:

— относительная высота сжатой зоны бетона:

— коэффициент, принимаемый для тяжелого и легкого бетона ;

— коэффициент, принимаемый по формуле:

при постоянных нагрузках:

при полных нагрузках:

Тогда при постоянных нагрузках:

при полных нагрузках:

Приращение напряжений:

Тогда

Условия выполняются, ширина раскрытия трещин не превышает предельно допустимой величины.

Расчет по деформациям

Расчет сводится к проверке условия:

— предельно допустимый прогиб элемента; — прогиб элемента:

— коэффициент, зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки: при равномерно распределенной нагрузке —

— полная кривизна изгибаемого элемента;

— кривизна от действия временной расчетной нагрузки:

— коэффициент, учитывающий влияние кратковременной ползучести бетона, принимаемый для тяжелого бетона .

— кривизна от действия постоянной нагрузки:

— коэффициент, учитывающий длительности ползучести бетона, принимаемый для тяжелого бетона .

Общая кривизна:

Прогиб марша:

Условие выполняется, жесткость элемента

обеспечена.

Опалубка для лестницы из бетона

Сборка и установка опалубки, является очень важным этапом строительства, от которого зависит долговечность лестницы. Даже небольшая оплошность и надежда на русское «авось» может привести к разрушению опалубки во время заливки или твердения бетона со всеми вытекающими последствиями. В общем случае, для сборки опалубки потребуются следующие материалы:

Водостойкая фанера толщиной 12-18 миллиметров, либо обрезная строганая доска толщиной 25-30 миллиметров на щиты для формирования подступеней, боковой и нижней части конструкции.
Брус 100х100 миллиметров для подпирания нижних щитов (дна) опалубки и соединения листов фанеры или досок.
Стальной уголок и саморезы по дереву диаметром 3,5-4,5 мм для сборки щитов.

Поверхности опалубки, обращенные к бетону должны быть идеально гладкими. Получить желаемый результат можно несколькими способами: шлифовкой, обивкой полиэтиленовой пленкой или использованием ламинированной фанеры.

В общем случае, технология сборки опалубки состоит из следующих этапов:

Установка нижней части, изготовленной из щитов собранных из листов фанеры или досок. Возможен комбинированный вариант: фанера+ доски. Нижняя часть укладывается под расчетным углом наклона на подпорные бруски. Шаг и количество брусков совпадает с шагом и количеством ступеней. Крепление элементов опалубки выполняют с помощью саморезов, а не традиционными гвоздями. После застывания бетона, разобрать опалубку, собранную на саморезах будет намного проще, чем конструкцию, собранную на гвоздях.
Следующим этапом идет монтаж боковой части (в случае если одна сторона лестницы примыкает к стене) или двумя частями, если одна сторона лестницы «висит в воздухе». Боковые части собирают из фанеры или досок, а с внешней стороны усиливают поясом из бруса.
Формирование подступенков. В соответствии с расчетным количеством и габаритами подступенков их формируют досками или фанерой закрепляемой к боковым частям или стене при помощи стальных уголков.
Завещающий этап монтажа. Чтобы лестницу заливную из бетона было проще отделать тем или иным материалом, все стыки, обращенные к бетону, следует тщательно зачистить и сгладить с помощью углошлифовальной машинки и замазки цементно-песчаным раствором. Опалубка готова к установке армирующего пояса.

Виды бетонных лестниц

Как вы уже заметили, их можно разделить на два типа: сборные и монолитные. Конструктивно бетонные лестницы могут быть маршевые или винтовые.

Монолитные бетонные лестницы ведущие на второй этаж, на мансарду или подвал, возводят вместе со строительством всего дома. В противном случае придется строить лестницу из дерева или металла. Маршевая лестница проще в изготовлении, безопасна для пожилых людей и детей, однако в отличие от винтовой занимает больше пространства. Винтовая лестница интересна своим дизайном, она более компактна, под ее постройку не требуются центровые колонны.

Если лестница необходима снаружи дома, то к стене монтируют готовый железобетонный марш. Убедитесь в прямой поверхности грунта и его устойчивости, чтобы в случае чрезмерной нагрузки лестница не просела и вся работа не ушла на смарку. Обычно, в таких случаях место установки лестницы укрепляют щебнем и песком – 5 см песка и 5 см щебня, сверху залить цементным раствором на 2-3 см., в толщину. При выборе материала учитывайте, что в течении эксплуатации наружная лестница будет
подвергаться природному воздействию.

Перила для лестниц могут быть самыми разнообразными из материалов на любой вкус: бетонные, металлические, деревянные, пластиковые, стальные.

Расчет бетонной лестницы ведется в зависимости от ее геометрических параметров, веса и прочности. Ширина обычно составляет 0,8-0,9 м, угол наклона ступеней 30-45 градусов, удобная глубина ступеней 30 см Если вы решили строить винтовую лестницу, то в таком случае лучше довериться специалисту, чтобы для вас провели расчет опалубки, учли размеры ступеней и высоту напольных покрытий.

Монтаж бетонной лестницы

Когда вы решили как будет выглядеть ваша бетонная лестница, из каких материалов она будет изготавливаться можно приступать к монтажу, технология которого одинакова для обоих типов лестниц.

Первым этапом является возведение опалубки. Опалубка – это конструкция, которая определяет форму будущей лестницы, чаще всего изготавливается из водостойкой фанеры или реже металла. Подпорки также изготавливаются из дерева. Не допускайте появлению скосов панелей или появлению между ними щелей, скрепляйте доски между собой с помощью саморезов.

Второй этап включает в себя армирование. Металлические прутья – основа любой железобетонной конструкции призванной выдерживать большие нагрузки. Арматура 10-12 мм в диаметре скрепляется сваркой или вяжется вручную в виде сетки в один-два слоя и размещается вдоль боковых щитов опалубки на расстоянии 10-12 см. Вместо металлической арматуры можно использовать композитные пруты.

После армирования следует установить доски для будущих бетонных ступеней лестницы, высота их обычно 17-20 см, но может варьироваться в зависимости от наклона лестницы. Бетонная лестница на второй этаж в частном доме может иметь различные размеры ступеней по желанию хозяина, главное, чтобы они были безопасными и удобными при эксплуатации. Перед бетонированием пластины из металла, в те места, где запланирована установка перил.

Третий этап непосредственно бетонирование. Заливка бетоном всей лестницы должна проводится за один раз. Начинают с нижний ступеней и постепенно заполняют бетоном всю лестницу до второго этажа. Бетон обязательно уплотняется с помощью вибратора.

Следует отметить, что марка бетона рекомендуется не ниже В15, а смешивать цемент лучше в бетономешалке.

После полного высыхания, спустя 7-14 дней можно снимать опалубку, нижние опоры убираются спустя 28 дней после бетонирования.

Облицовка бетонных лестниц делается по завершению всех строительных работ в доме. Чтобы не нагружать конструкцию рекомендуется проводить отделку бетонной лестницы с помощью дерева. К тому же дерево имеет отличный эстетический вид и хорошо подходит для любого интерьера. Но при желании можно использовать плитку, камень, ламинат, ковролин.

Плитка или камень довольно холодные, по таким ступеням неуютно ходить босиком, а при падении (к примеру, если в доме есть ребенок), такие материалы могут доставить нежелательные травмы. Плиткой укладывают маршевые бетонные лестницы, когда хотят добиться классического, строго вида интерьера, а обшивка бетонных лестниц ковровыми покрытиями придадут ступеням мягкость, к тому же они имеют хорошие звукоизоляционные свойства.

Самым дешевым, но недолговечным вариантом считается покраска ступеней. Предварительно их следует хорошенько зачистить, отшлифовать от неровностей.

Преимущества лестницы из бетона

Бетонные лестницы имеют следующие преимущества:

устойчивость к воздействию влаги, пламени и других внешних факторов;
прочность, повысить которую можно за счет использования стальной арматуры;
есть несколько вариантов декоративной отделки.

Если построить черновую лестницу, по ней можно переносить стройматериал или использовать ее для передвижений.

Бетон не гниет, его не подточат жуки или другие насекомые, он не боится перепадов температуры. Готовая лестница не скрипит, не рассыхается со временем, уход за ней минимальный. Конструкция из железобетона может быть любой формы.

Сборка опалубки

Перед бетонированием лестницы необходимо смастерить опалубку. Для монтажа требуется водостойкая фанера (1,2-1,8 см) или обрезная доска (до 3 см толщиной). В качестве подпорок для конструкции применяются бруски сечением 10*10 см. Если некоторые участки бетонной лестницы будут полукруглыми, то для их формирования требуются листы металла или тонкая влагостойкая фанера.

Внутренние поверхности опалубки нужно предварительно отшлифовать, чтобы раствор после засыхания не имел дефектов. Собрать опалубку для лестницы из бетона можно своими руками. Работа предусматривает такие этапы:

Монтаж основания опалубки. Тут же устанавливаются подпорки, шаг между которыми должен равняться шагу ступеней.
Установка боковых ограждений. С внешней стороны их лучше усилить досками.
Армирование конструкции.
Монтаж подступенков. Фиксировать их нужно на боковых стенках опалубки или стене.

Для обустройства опалубки можно также применять специальные щиты. В комплекте с ними поставляются подпорки. Для прочного соединения между собой на щитах имеются замки.

Укладка каркаса

Диаметр прутьев не должен быть меньше 1,2 см. Лучше использовать рифленую арматуру. Располагать металл нужно правильно. Прутья укладываются на расстоянии 2-5 см от края конструкции. Шаг между стержнями составляет 20-30 см. При связке арматуры в таком случае получатся ячейки размером 20*30 см. Слишком близко укладывать арматуру не стоит, так как такое расположение будет препятствовать прохождению раствора, образованию пустот.

В местах соединения лестницы из бетона со стенами или перекрытием прутья углубляются в основную конструкцию. Отверстия можно просверлить или вбить стержни молотом. В зависимости от толщины лестничного пролета используется несколько слоев армирующей сетки. Поперечные прутья должны иметь толщину не менее 0,6 см. Не следует использовать слишком большое количество арматуры. Причины этому такие:

препятствие прохождению раствора;
увеличение общего веса конструкции;
повышение стоимости строительства.

Заливка бетонного раствора осуществляется после этапа армирования.

Заливка бетонного раствора

Перед тем как начинать заливку бетона, необходимо учесть некоторые нюансы. Прежде всего, следует подумать об отделке лестницы. Если для обшивки будет использоваться дерево, то во время укладки раствора в нем нужно расположить бруски, к которым будут крепиться доски. На этом же этапе предусматриваются закладные элементы для стоек, на которых будут размещены перила.

Для работы применяется раствор бетона марки М200. Сделать его можно своими руками. Заливка осуществляется в определенной очередности:

Начинать укладку бетона нужно с нижних ступеней. После того как первые 3 пролета будут залиты, раствор уплотняется. Для этого используется погружной виброинструмент или лопата. Если смесь после выхода воздуха просядет, то ее нужно добавить.
Заливка остальных ступеней.

Всю лестницу лучше залить за один раз. Если же конструкция большая, то за раз требуется сделать целый марш. Опалубка снимается через 10-14 суток после укладки бетона.

Уход за конструкцией после монтажа

В таком состоянии полуготовая лестница должна простоять семь дней. После чего можно снимать опалубку.

Увлажнение

Если температура воздуха в помещении достаточно высокая (к примеру, заливка производится летом), тогда рекомендуется бетонную конструкцию поливать периодически водой. В некоторых случаях ее даже покрывают мешковиной или полиэтиленовой пленкой.

Все дело в том, что влага внутри бетонного раствора играет очень важную роль. Именно она создает в процессе испарения необходимую прочность самого бетона. Но испаряться она должна медленно.

Шлифовка

После снятия опалубки надо провести шлифовку поверхностей, используя шлифмашинку. Но с этой операцией спешить не стоит. Для тестирования попробуйте прошлифовать небольшой участок, скрытый от глаз. Если щебень в процессе шлифования вывернется, то это говорит о том, что бетон еще хорошо не просох. То есть не набрал необходимую твердость и прочность.

А вот нагружать лестничный марш можно только через 28 дней. Именно после этого срока бетонная смесь наберет свою марочную прочность.

Упрощённые варианты монтажа деревянной облицовки

Фанеровка бетонной лестницы перед отделкой натуральной древесиной – лучший вариант, но есть более простые, дешёвые и менее трудоёмкие способы. Они уступают классической технологии, но иногда приходится к ним прибегать.

ФОТО: www.americantrustflooring.comЕсть более простые способы облицовки, например на монтажный клей или пену

Установка на металлический крепёж и клей

Облицовка лестницы деревом данным способом выполняется по следующему алгоритму:

Бетонная поверхность ступеней выравнивается по уровню.
Устанавливается и фиксируется верхняя проступь.
Устанавливается и расклинивается подступёнок до упора по линии соприкосновения. Проверяются горизонтальность и перпендикулярность деталей.
Так же укладываются остальные ступени с тщательной разметкой всех элементов и точек крепежа. Часто для фиксации используются металлические уголки, которые впоследствии закрываются подступёнком и проступью.
Подступёнки и проступи собираются в единую конструкцию при помощи саморезов.
Клеевой состав или монтажная пена наносится на бетонную поверхность лестницы и устанавливается деревянная конструкция с проверкой горизонтальных и вертикальных поверхностей при помощи строительного уровня.
Деревянная конструкция фиксируется уголками и фиксация подступёнка посредством пластиковых дюбелей с саморезами.
Таким же образом облицовываются все ступени.

ФОТО: olestnicah.ruФиксация обшивки на клей и металлический крепёж

Монтаж с применением химических анкеров

Для фиксации деревянной обшивки на бетонной лестнице могут использоваться и химические анкера, которые представляют собой двухкомпонентные клеящие составы, заполняющие отверстия, высверленные в основании конструкции. В канал, высверленный в бетоне, устанавливаются элементы крепежа, клеевой раствор заполняет все пустоты и затвердевает, обеспечивая надёжную фиксацию.

Этот вариант применяется там, где не используются ступени из фанеры и не предусмотрена установка подступёнков. Весь монтаж сводится к тщательной разметке, сверлению отверстий и фиксации ступеней.

ФОТО: mirbetona.infoХимические анкера обеспечивают надёжную фиксацию крепежа