СБОРНАЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ЛЕСТНИЦА (ВАРИАНТЫ)
PREFABRICATED REINFORCED CONCRETE STAIRCASE (VERSIONS)

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области наземного строительства, а именно к лестничным конструкциям, собираемым из отдельных железобетонных элементов.
Уровень техники
Наиболее широко распространены в массовом строительстве лестничные конструкции, собираемые из готовых блоков: лестничных маршей и переходных площадок (см. патент RU 124283 U1, МПК: E04F 11/00, опубл. 20.01.2013; патент US 8910434, МПК: E04F 11/02, опубл. 16.12.2014). Однако подобные конструктивные элементы громоздки и имеют большой вес, что ведет к необходимости использования для их доставки и монтажа специального транспорта и грузоподъемной техники.
Использование отдельных ступеней для формирования железобетонных лестниц позволяет существенно упростить процессы транспортировки и монтажа.
Известна лестница, содержащая ступени из армированного бетона, выполненные с боковыми стенками, выступающими кверху и книзу от поверхности проступи (см. патент RU 23311 U1, МПК: E06C 1/00, опубл. 10.06.2002). Ступени последовательно установлены одна на другую с опорой нижней части боковых стенок верхней ступени на верхнюю часть боковых стенок нижней ступени и соединены между собой скобами, болтами, сваркой или другим известным способом. К недостаткам упомянутой конструкции можно отнести сложную форму ступеней, требующую использования специальной оснастки при изготовлении, высокие требования к точности формы.
Известна лестница, содержащая каменные (бетонные) ступени в форме прямоугольных параллелепипедов, последовательно установленных с опорой одна на другую (см. патент DE 20016658 U1, МПК: E04C 1/00, опубл. 14.02.2002). Упомянутые ступени достаточно массивны и при этом никак не соединены между собой, они просто уложены на подготовленную грунтовую поверхность. Подобная конструкция может быть использована только в ландшафтном строительстве.
Известна лестница, состоящая из отдельных каменных ступеней, защемленных в стене здания одним концом и соединенных другим концом с соседними ступенями посредством стержней, каждый из которых пропущен последовательно: через отверстие нижерасположенной ступени, распорную втулку и отверстие вышерасположенной ступени (см. патент FR 2317442, МПК: E04F 11/022, опубл. 04.02.1977).
Подобные больцевые соединения предъявляют высокие требования к точности и плотности разъемных соединений, что достаточно сложно выполнить в бетонных ступенях в отличие от камня или дерева. Кроме того, краевое (концевое) опирание способствует тому, что ступени прогибаются в средней части и немного «пружинят», что зачастую не нравится потребителю.
В качестве наиболее близкого по наличию сходных существенных признаков аналога для обоих вариантов заявляемой лестницы выбрана конструкция, раскрытая в патенте США US 4995205, МПК: E04F 19/10, опубл. 26.02.91 г.
Согласно упомянутому патенту лестничная конструкция содержит множество Г-образных бетонных ступеней, в которых горизонтальная полка которых образует проступь, а вертикальная полка - подступенок. Ступени последовательно установлены с опорой подступенка вышерасположенной ступени на проступь нижерасположенной ступени и соединены между собой, согласно одному из вариантов, посредством сварки закладных деталей.
Надежность и высокая жесткость лестничной конструкции в упомянутом патенте US 4995205 обеспечивается за счет того, что все ступени уложены на наклонные балки - косоуры, поддерживающие ступени снизу, и соединены с ними посредством закладных деталей. Однако наличие таких несущих балок существенно утяжеляет конструкцию лестницы, обусловливает ее материалоемкость, ведет к необходимости применения грузоподъемной техники для перевозки и монтажа.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание простой и легкой лестничной конструкции при сохранении ее высокой несущей способности и надежности.
Раскрытие изобретения
Согласно первому варианту предлагаемого технического решения упомянутая задача решена, благодаря тому что в сборной железобетонной лестнице, содержащей ступени Г-образной формы, последовательно установленные с опорой подступенка вышерасположенной ступени на проступь нижерасположенной ступени и соединенные между собой посредством сварки закладных деталей, согласно заявляемому изобретению закладные детали каждой ступени включают размещенные на торцах ступени пластины, каждая из которых выполнена с возможностью соединения своей верхней гранью с нижней гранью пластины вышерасположенной ступени и нижней гранью - с верхней гранью пластины нижерасположенной ступени.
Согласно второму варианту предлагаемого технического решения упомянутая задача решена, благодаря тому что в сборной железобетонной лестнице, содержащей ступени Г-образной формы, последовательно установленные с опорой подступенка вышерасположенной ступени на проступь нижерасположенной ступени и соединенные между собой посредством сварки закладных деталей, согласно заявляемому изобретению закладные детали каждой ступени включают размещенную на одном торце ступени пластину, выполненную с возможностью соединения своей верхней гранью с нижней гранью пластины вышерасположенной ступени и нижней гранью - с верхней гранью пластины нижерасположенной ступени, и выступающие из второго торца анкерные стержни, предназначенные для соединения со стеной.
Размещенные на торцах ступеней пластины заанкерены в бетонном теле ступени посредством приваренных к ним анкеров - стержней из арматурной стали, которые при необходимости для большей надежности закрепления могут быть соединены с внутренней арматурой ступени или дополнены поперечными стержневыми элементами.
Размещенные по торцам (торцевые) закладные пластины преимущественно имеют форму, повторяющую Г-образную форму поперечного сечения ступени, и установлены с размещением верхней грани на одном уровне с поверхностью проступи и нижней - на уровне нижнего края подступенка. По сути, они закрывают снаружи торцевые поверхности ступеней.
Оригинальное конструктивное исполнение закладных деталей ступеней и их соединение между собой, существенно отличающееся от ближайшего аналога, позволяет закладным деталям совмещать функции соединительных элементов и несущих балок.
Достигаемый технический результат заключается в том, что после соединения закладных пластин ступеней вдоль боковой стороны лестницы (одной - для второго варианта или обеих - для первого варианта) образуется цельносварной металлический косоур, жестко зафиксированный в бетонных телах ступеней, который обеспечивает требуемую жесткость и надежность лестничной конструкции без применения отдельных поддерживающих балок. При этом исключение отдельных поддерживающих балок позволяет существенно облегчить конструкцию лестницы, упростить монтажные работы, исключить потребность в грузоподъемной технике.
Наличие металлических косоуров по торцам лестницы обеспечивает возможность простого и жесткого закрепления ограждающих конструкций.
Краткое описание чертежей
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - предлагаемая лестница, общий вид, изометрия;
на фиг. 2 - ступень лестницы, выполненная согласно первому варианту, изометрия;
на фиг. 3 - вид A с фиг. 2; на фиг. 4 - вид B с фиг. 2;
на фиг. 5 - закладная пластина, общий вид, изометрия;
на фиг. 6 - ступень лестницы, выполненная согласно второму варианту, изометрия;
на фиг. 7 - вид C с фиг. 6;
на фиг. 8 - вид D с фиг. 6;
на фиг. 9-12 - примеры разных типов лестниц, на основе предлагаемой конструкции.
Осуществление изобретения
Сборная железобетонная лестница (см. фиг. 1) содержит Г-образной формы ступени 1 из армированного бетона, последовательно установленные одна на другую с опорой подступенка 2 вышерасположенной ступени на проступь 3 нижерасположенной ступени и соединены между собой посредством сварки закладных деталей - пластин 4 (далее закладных пластин), размещенных на торцах ступеней 1.
Предлагаемая лестничная конструкция предполагает использование ступеней двух видов. Ступени первого вида (см. фиг. 2-4) характеризуются размещением закладных пластин 4 на обоих торцах. Такие ступени применяют для создания лестницы в условиях отсутствия несущих стен.
Ступени второго вида (см. фиг. 6-8) характеризуются наличием закладной пластины 4 только на одном торце и наличием на другом торце выступающих анкерных стержней 5, предназначенных для соединения со стеной здания.
Закладные пластины 4 (см. фиг. 5) состоят из плоского элемента 6, выполненного из листовой или полосовой стали, и анкерных стержней 7, расположенных преимущественно перпендикулярно элементу 7 и служащих для его надежной фиксации в бетонном теле ступени. Для большей надежности фиксации на концах стержней 7 могут быть закреплены поперечные элементы 8.
В приведенных примерах форма закладной пластины 4 (точнее ее плоского элемента 6) соответствует форме поперечного сечения ступени 1, ее верхняя грань размещается на одном уровне с поверхностью проступи 3, а нижняя - на уровне нижнего края подступенка 2. Упомянутая форма является предпочтительной, однако это не ограничивает возможности иного исполнения закладных пластин. Важно, чтобы обеспечивалась возможность контакта между пластинами смежных ступеней после их установки.
Закладные пластины 4 могут быть дополнительно снабжены ребрами жесткости, например, выполненными в виде краевых отгибов, направленных внутрь тела ступени.
Формирование ступеней 1 включает установку закладных деталей в опалубке (форме) и последующую заливку бетонной смеси, что выполняют известными методами.
Закладные детали 4 и 5 могут быть дополнительно соединены с внутренней арматурой ступени.
В качестве анкерных стержней 5 могут быть использованы выпуски внутренней арматуры ступени.
Готовые ступени 1 доставляются к месту монтажа обычным транспортом. Монтаж ступеней может быть осуществлен двумя специалистами без использования грузоподъемной техники.
Предлагаемое техническое решение позволяет создавать лестницы, опирающиеся на стены лестничного проема, например маршевые П-образные (см. фиг. 9) и Г-образные (см. фиг. 10) лестницы с забежным участком, правозаходные и левозаходные.
В таких конструкциях используют рядовые 9 и забежные 10 ступени, выполненные согласно второму варианту, имеющие закладную пластину 4 на одном торце и анкерные стержни 5 - на втором.
Рядовыми называются ступени, расположенные на прямолинейных участках лестницы. Забежные ступени 10 образуют криволинейные участки лестниц за счет того, что их внутренний торец уже наружного.
Монтаж таких лестницы начинают с разметки и формирования отверстий в стенах в соответствии со схемой, разметку выполняют с применением шаблонов. Первую ступень устанавливают на пол нижнего перекрытия, размещая концы стержней 5 в отверстиях стены, частично заполненных клеевым составом. Проверяют по уровню горизонтальное положение проступи и вертикальное положение подступенка. Устанавливают следующую ступень с опорой ее подступенка 2 на проступь 3 первой ступени. Для поддержки ступеней используют временные подпорки. Проверяют положение ступеней, после чего выполняют сварку закладных пластин 4. Аналогичным образом производят установку всех ступеней, проверяют их положение и тщательно обваривают закладные пластины 4 всех ступеней. После сварки выполняют чистовую отделку.
После соединения закладных пластин 4 вдоль одной боковой стороны лестницы образуется цельносварной металлический косоур, зафиксированный в бетоне ступеней. С другой стороны ступени зафиксированы относительно стены за счет замоноличенных в отверстиях стены анкерных стержней 5.
Ступени, выполненные согласно первому варианту, позволяют изготавливать полностью самонесущие конструкции (см. фиг. 11), в которых закрепление лестниц осуществляется только за площадки 11 и 12 верхнего и нижнего этажей соответственно.
Монтаж ступеней в этом случае осуществляют аналогично вышеприведенному примеру, последовательно снизу вверх, используя временные подпорки. После проверки положения горизонтали и вертикали каждой ступени выполняют сварку закладных пластин 4. После сборки лестницы и проверки расположения ступеней осуществляют повторное тщательное обваривание швов и чистовую отделку, после чего удаляют временные подпорки.
В этом случае после соединения закладных пластин 4 по обеим сторонам лестницы образуются цельносварные металлические косоуры, зафиксированные в бетонных телах ступеней (см. фиг. 1).
Во всех примерах металлические цельносварные косоуры жестко соединяют между собой все ступени лестницы и обеспечивают достаточно высокую надежность конструкции. При этом в конструкции отсутствуют отдельные поддерживающие балки, что существенно облегчает ее, упрощает монтажные работы, исключает необходимость использования сложной грузоподъемной техники.
Г-образная форма поперечного сечения ступеней также способствует низкой материалоемкости и легкости лестничной конструкции.
Металлические косоуры могут быть использованы для закрепления металлических элементов ограждения.
На фиг. 12 показана конструкция лестницы, состоящая из двух частей, выполненных в соответствии с первым и вторым предлагаемыми вариантами, в которой использованы ступени обоих типов: с односторонним и двусторонним размещением закладных пластин 4.
Предлагаемые лестницы могут быть установлены как внутри здания, так и снаружи.
Благодаря использованию бетонных ступеней предлагаемая лестница обладает повышенной износостойкостью при повседневном использовании.
Возможно использование предлагаемого технического решения и для создания винтовых лестниц (на чертежах не показано).
В случаях формирования П-образных и Г-образных лестничных конструкций в условиях полного отсутствия опорных стен по углам конструкции дополнительно устанавливают опорные колонны.
В процессе формирования лестницы высота подъема ступени может быть легко уменьшена путем подрезки подступенка либо увеличена путем увеличения зазора между ступенями при монтаже, что позволяет «подогнать» размеры лестницы под размеры проема.
Приведенные примеры являются иллюстративными и предназначены для лучшего понимания сути предлагаемого технического решения, при этом практикующим в данной области специалистам могут быть очевидны и другие примеры его использования.
Достоинства предлагаемого технического решения:
- простота конструкции и малый вес по сравнению с традиционно используемыми маршевыми лестницами и лестницами на бетонных косоурах,
- высокая жесткость конструкции,
- простота монтажа, осуществляемого двумя специалистами, и отсутствие потребности в грузоподъемных механизмах,
- возможность применения под большинство лестничных проемов, проектируемых современными проектными организациями,
- возможность «подгонки» отдельных ступеней по высоте подъема и ширине марша,
- возможность использования сразу после монтажа,
- низкая стоимость.