Изготовление деревянных лестниц

Деревянные лестницы устраивают  домах до двух этажей. При площади застройки дома более 500 кв.метров несущие элементы лестниц должны быть огнестойкими. Лестницы с прямыми маршами выполняют плотники, с поворотами, закруглениями, винтовые - столяры. Лестницы имеют 1-3 марша (рис. 1). Их ширина определяется назначением здания. В квартирных домах ширина лестничных маршей 0,9...1,2 м, учитывающих размеры мебели. Лестницы, ведущие на чердак, в погреб, имеют ширину 0,8...0,9 м.

 

 

Схемы лестниц

рис. 1. а - одномаршевая; б - двух маршевая; в - трехмарше-вая; I - ширина марша; с - ширина лестничной площадки; А - ширина лестничной клетки; L - длина лестничной клетки: Н - высота этажа; d - длина марша (в горизонтальной проекции)

Для удобства подъема по лестнице соблюдают соотношение между шириной и высотой ступени. Оптимальной высотой ступени в жилых домах считается 15...18 см, шириной - 27...32 см (рис. 2). Число ступеней лестничного марша определяют делением высоты этажа (расстояние от пола до пола) на высоту ступени. В марше предельное число ступеней - 10. Уклон междуэтажных лестниц - 30...36° (рис. 2, г). Во внутриквартирных лестницах уклоны до 50°.

Фрагменты ступеней

рис. 2. а - высота и ширина нормальной ступени; б - ширина узкого конца ступени винтовой лестницы; в - фрагмент винтовой лестницы; г - разрез лестницы

Рекомендуемые размеры ступеней и уклоны лестничных маршей даны в табл. 1.

Таблица 1. Рекомендуемые размеры ступеней и наклонов лестничных маршей

Размер ступени, см		Уклон лестничного марша
высота	ширина	пропорция	градусы
15	29 ... 32	1:(1,95 ... 2,07)	30 ... 32
16	28 ... 30	1:(1,75 ... 1,87)	33 ... 35
17	27 ... 29	1:(1,59 ... 1,70)	36 ... 37
18	25 ... 27	1:(1,39 ... 1,50)	38 ... 41
19	24 ... 26	1:(1,26 ... 1,37)	40 ... 42
20	23 ... 25	1:(1,15 ... 1,25)	43 ... 44
21	22 ... 24	1:(1,05 ... 1,14)	45 ... 47

Лестничные площадки (между маршами) имеют ширину, равную ширине марша и ширине ступени. При лестничном марше шириной 1,20 м, ступени 30 см, ширина лестничной площадки 1,20+0,3=1,5 м. В винтовых лестницах минимальная ширина ступеней в узкой части 10, в середине - 15 см. Ступеньки деревянных лестниц изготовляют из сосновых досок (рис. 3) влажностью 8±2 % и толщиной для проступи 4...5 см, для подступенька 1,8...2,5 см.

Способы соединения ступени (проступи) с подступенькой

рис. 3. 1 - проступь; 2 - нащельная рейка; 3 - подступенька

Тетивы - главный наклонный несущий элемент лестницы. По способу крепления ступеней к тетивам различают лестницы: со ступенями, вставленными в вырезы тетив; с вдолбленными в тетивы ступенями; со ступенями, установленными в накладку в вырезы тетив; со ступенями, закрепленными на брусках, прибитых к тетивам; обыкновенные лестницы.

Лестницы со ступенями в вырезах тетив имеют простую конструкцию (рис. 4). Тетивы таких лестниц изготовляют из досок толщиной 5...6, шириной 25... 28 см. Глубина пазов в тетивах для установки ступенек 2...2,5 см. Отдельные ступеньки в марше имеют вырезы в тетивах для сквозных шипов, закрепленных клиньями с наружной стороны. Лестничные марши (вверху и внизу) закрепляют к балке перекрытия, лестничной площадке шиповым соединением, усиленным дополнительно стальным уголком. В таких лестницах отсутствует подступенек и обшивка снизу. Лестницы такой конструкции устраивают для подъема на чердак, спуска в погреб и в других хозяйственных постройках.

Дощатая лестница

рис. 4. а, б - соединение наклонных досок (тетив) лестницы с балкой; в - сопряжение проступи с тетивой; 1 - лестничные тетивы; 2 - проступи; 3 - балка; 4 - поперечная балка; 5 - стальной угольник; 6 - рейка; 7 - клин; 8 - стойка; 9 - опорная рейка; 10 - доски; 11 - щит наката; 11 - слой глины; 13 - звукоизоляция; 14 - дощатый пол; 15 - потолок; 16 - рейка; 17 - штукатурка по дранке; 18 - нащельник

Лестницы со ступенями, вдолбленными в тетиву, выполняют из досок (для тетивы) толщиной 5...8 см и шириной 22...30 см, а ступеней - толщиной 3,8... 6,3 см. Пазы, выдолбленные для ступеней в тетиве на 3 см, не доходят до их заднего края.

Лестницы со ступенями, установленными в накладку в вырезы тетив, изготовляют из досок для тетивы толщиной 6,3...8, шириной 29...31 см, ступени - из досок толщиной с 5 см и шириной 25...32 см. Прямоугольные вырезы у верха тетив устраивают такой глубины, чтобы остальная часть тетивы имела 13... 15 см непропиленной древесины (рис. 5).

Лестницы для индивидуальных домов

рис. 5а - со ступенями, заведенными в вырезы тетив; б - со ступенями, устанавливаемыми в вырезы тетив в накладку

Лестницы со ступенями, установленными на бруски, прибитые к тетивам. Бруски сечением примерно 5x6 см и длиной до 50 см прибивают к внутренней стороне тетив, а на них укладывают дощатые ступени (рис. 6). К наружной стороне тетив привинчивают шурупами стойки перил.

Лестница со ступенями, прибитыми к брускам

рис. 6. 1 - брусок; 2 - тетива; 3 - проступь; 4- стальной угольник; 5 - стойки ограждения! 6 - поручни ограждения

Несущий элемент лестницы имеет боковые тетивы с прямоугольным пазом или прибитыми к ним с установленными ступенями-накладками (рис. 7). Лестница с одной стороны имеет ограждение. Высота ограждений 85...90 см, их выполняют в виде металлической решетки или изготовляют из древесины, а поручни из пластмассы. Деревянные поручни устанавливают на стойки, пластмассовые - на металлическое основание. Низ стоек ограждения закрепляют на тетиве поручнем. Деревянные лестницы изготавливают из сухих пиломатериалов: это исключает скрип. Соединения элементов не должны иметь клиньев, подступеньки должны быть надежно прикреплены к проступи.

Тетивы обыкновенной лестницы

рис. 7. а - с вырезами в тетивах; б - с прибитыми к тетивам накладками

Карта технологического процесса изготовления оконных и дверных блоков. Требуемое количество пиломатериалов для изготовления оконного блока зависит от количества заготовок, получаемых из различных сортов пиломатериала.

Из досок после их обработки выход заготовок (табл. 2) зависит от их сорта.

Таблица 2. Выход заготовок при обработке пиломатериалов

Ассортимент пиломатериалов	Выход заготовок из досок и клееной фанеры, %, по сортам
	I	II	III
Необрезные доски хвойных пород	75	50 ... 60	35
Необрезные березовые доски	70	60	30 ... 35
Необрезные дубовые доски	60	50	30 ... 35
Строганная дубовая клееная фанера	70	50	-

При массовом производстве расход материала несколько увеличивается из-за использования части заготовок в качестве образцов, для настройки станков и, частично из-за дефектов древесины.

Увеличение количества заготовок называют припуском на брак, он допускается до 5-10 %. Это условные величины, так как, усовершенствуя технологический процесс изготовления любого изделия, процент брака удается значительно сократить.

Несущие деревянные конструкции

Для перекрытия пролетов производственных зданий используют балки и фермы. Пролеты таких конструкций и размеры элементов и количество гвоздей и болтов в стыках определяют расчетом.

Составные гвоздевые балки изготовляют из досок и брусьев I и II сорта. Наиболее распространенная толщина пиломатериалов - 2...10 см. Допускаются сросшиеся с древесиной сучки диаметром до 15 см, не снижающие ее прочности. Наиболее распространены двутавровые деревянные балки (рис. 8).

Сечения несущих деревянных балок

рис. 8. а...е - двутавровые балки; ж...к - пустотелые балки

В процессе эксплуатации в стенках деревянных балок появляются трещины, из-за усушки снижающие ее прочность на 40...60 %. Двутавровые балки снижают прочность при использовании низкосортных досок ниже I и II сорта.

Стенка гвоздевой балки состоит из двух рядов досок толщиной 4...6, шириной 15-22 см, уложенных под углом 30...45° друг к другу. Жесткость стенки усиливают ребра из досок и брусья, стянутые болтами в ее верхней и нижней части (рис. 9). Высота такой балки в пределах 1/6 ...1/2 пролета.

Фрагменты гвоздевых балок из брусков и досок

рис. 9. а - поперечный разрез; б - вид спереди; 1 - брусок; 2 - ребро; 3 - болты с гайками и шайбами; 4 - дощатая стенка

Недостатком деревянных гвоздевых балок являются остаточная деформация под нагрузкой, трудоемкость изготовления, коррозия гвоздей и болтов под влиянием атмосферных условий.

Клееные конструкции главным образом изготовляют на деревообрабатывающих предприятиях, используя сосновые доски I и II сорта толщиной 30...50 мм. Доски строгают на рейсмусовых станках с четырех сторон. Прочность клееных балок зависит от влажности и точности обработки материала.

Для клееных балок используют доски небольшой длины III сорта. Такие балки изготовляют в мастерских, имеющих оборудование для обработки и склеивания. Клееные конструкции при высыхании древесины подвержены усушке в различных направлениях волокон древесины. Доски в клееных конструкциях укладывают с противоположным рас положением годовых слоев (рис. 10).

Послойная укладка пиломатериалов в клееных конструкциях и их категории

рис. 10. а, б - сечение прямоугольных балок; в - сечение квадратной колонны; г - двутавровая балка, усиленная гвоздями

Клееные балки имеют прямоугольное, квадратное или двутавровое сечение. Клееные несущие деревянные конструкции имеют различные модификации (рис. 11). Высота клееных балок в пределах 1/8 ... 1/12 пролета. Деревянные двутавровые клееные балки перекрывают пролеты до 12 м.

Схемы деревянных клеевых несущих конструкций (вид спереди)

рис. 11. а - прямоугольная балка; б - двускатная балка; в - гнутая балка; г - треугольная ферма со стальной затяжкой; д - деревянная шарнирная арка; е - гнутая рама; ж - деревянная параболическая арка

Клееные балки, усиленные гвоздями, применяют при устройстве совмещенных (бесчердачных) крыш. При этом несущие конструкции крыши объединены в общую панель с теплоизоляцией.

Армированные клееные балки изготовляют прямоугольного или швеллерного сечения. Балки прямоугольного сечения имеют постоянную ширину 7 см при высоте 14...50,4 см с градацией 2,8 см (рис. 12). Балки усилены четырьмя арматурными стержнями диаметром 14 мм. Швеллерные балки изготовляют с толщиной стенок 7 и 10 см, у первых арматура из восьми стержней, у вторых - из двенадцати стержней диаметром 14 мм. Арматурные стержни укладывают в выбранные и смазанные клеем пазы между досками. Вместо досок используют также водостойкую и огнестойкую клееную фанеру.

Сечение армированных клееных деревянных балок

рис. 12. а - прямоугольной; б в - двутавровой; г - треугольная рама; д - прямоугольная рама

Для клееных балок с предварительно напряженной арматурой стальные стержни нагревают до 8О...9О°С. Удлинившиеся стержни закрепляют анкерными упорами в концах балки. Стержни при остывании балки укорачиваются, создавая напряжение в балке.

Двутавровые деревянные балки изготовляют с решетчатой стенкой. Усиленные арматурой, они перекрывают пролеты до 9 м.

Деревянные фермы (рис. 13) бывают треугольные, прямоугольные, трапециевидные, сегментные и многоугольные. В фермах различают верхний и нижний пояса, раскосы и стойки. Деревянными фермами перекрывают пролеты до 24 м. Металлодеревянными фермами перекрывают пролеты большей величины. Узлы деревянных ферм крепятся гвоздями и болтами. В металлодеревянных фермах элементы, работающие на сжатие, изготовляют из древесины, работающие на растяжение - из стали.

Схемы фермы (вид спереди)

рис. 13. а - деревянной; б - металлодеревянной

Сегментные фермы. Их верхний пояс изготовляют из нескольких изогнутых слоев досок, сшитых гвоздями. Нижний пояс - затяжка из круглой стали. Затяжка, охватывая основание верхнего пояса (сегмента), поддерживает его с двух сторон.

Сегментные клееные фермы изготовляют из качественных досок, в том числе и нижний пояс (затяжку) (рис. 14). Узлы ферм усиливают пластинками из клееной фанеры толщиной 12,6 мм и накладками из полосовой стали. Стальной башмак соединяет верхний и нижний пояса фермы. Пролет такой фермы до 18 м.

Гнуто-клееные из досок дугообразные (сегментные) фермы со стальными пластинками для скрепления узлов

рис. 14. 1 - гнуто-клееный верхний пояс фермы из пяти слоев досок (22X83 мм); 2 - нижняя затяжка из четырех слоев досок (22X83 мм); 3 - фанерные пластинки толщиной 12,7 мм с двух сторон узлов фермы; .4 - накладки из листовой стали; 5 - элементы решетки - стойки и раскосы сечением 51Х89 мм; б - опора фермы поперечным сечением 254X254 мм; 7 - стальные накладки

Качество клееной древесины. В массовом производстве покрытие деталей клеевым слоем механизировано с помощью вальцов. Клеи карбамидных искусственных смол, нанесенные тонким слом на ровно-строганую поверхность, обеспечивают прочное склеивание элементов. Клей наносят на одну поверхность детали, прочность соединения от этого не уменьшается.

Для прочности склеивания после нанесения клея детали плотно прижимают, используя клеильные прессы. Склеивание обеспечивается давлением, МПа (кгс/см?).

Для запрессовки склеиваемых поверхностей используют ручные прессы, рамы с клиньями, эксцентриковые прессы, сжимающие склеиваемые детали под небольшим давлением струбцины (рис. 15). Механические устройства применяют для склеивания деталей небольшого объема, прессы - для сплачивания щитов, а также фанерования поверхностей декоративной фанерой или пластиком (например, дверных полотен).

Водостойкий клей из синтетических смол обеспечивает высокое качество склеиваемой конструкции. Клееные деревянные конструкции более огнестойки и менее подвержены гниению, чем природная древесина. Клееные конструкции позволяют экономично использовать короткие обрезки досок и брусьев.

Струбцины

рис. 15 а - обыкновенная; б - двойная для сжатия параллельных поверхностей; в - с подвижным шарниром для сжатия косых деталей; г - обыкновенная с тремя болтами: д - для сжатия фасонных деталей

Автор: Х.А. Штерн "Столярно-плотничные работы" (перевод: Б.П. Деменьтьева)