Teräsprofiilin mitoitus portaisiin

[epkjoja]

Olen ajatellut rakentaa portaat mökille suorakulmaisella teräsprofiililla perustana ja sitten käyttää askelmia puusta. Mietin, kuinka matala teräsprofiili voi olla ilman, että portaat alkavat huojua?

Haluan niin paljon vapaata korkeutta portaiden alla kuin mahdollista, muuten pää saattaa kolahtaa teräsprofiiliin, kun kulkee sen alitse. Olen siksi katsonut profiileja kooltaan 150x100x5mm (joka näyttää olevan karkeinta, mitä voi helposti löytää) ja asentaa sen makaamaan. Voisiko toimia myös esim. 120x80x5mm tai 120x60x6mm, luuletteko? Mikä on kohtuullista?

Portaat ovat melko jyrkät, noin 45 asteen kallistus, 85 cm leveillä askelmilla. Portaikon pituus on noin 270 cm ja teräsprofiilin pituus yhteensä noin 360 cm.

 

[epkjoja]

Minun tunteeni on, että se, mikä saattaa tuntua epävakaimmalta, on, jos seisoo kauimpana reunalla yhdellä keskimmäisistä portaista ja keinuu. Kysymys on vain, kuinka tällaisia asioita lasketaan?

Minulla on vanha "Tabeller i teknologi" erilaisilla taulukoilla ja kaavoilla eri palkkeihin ja kuormitustapauksiin, mutta en oikein osaa selvittää, miten tätä skenaariota laskettaisiin. Siitä on aivan liian monta vuotta, kun on viimeksi käsitellyt tällaisia.

Onko jollakulla mitään vinkkiä, miten voisi tehdä jonkin karkean arvioinnin selvittääkseen järkevän palkkidimension, olisin siitä erittäin kiitollinen!

 

[Rabbithole]

Aiotko käyttää palkkia ja sahata uria tai hitsata uria askelmille?

Ensimmäinen palkki on tietysti paras, mutta luulen, että tärkeintä on saada aikaan todella hyvä kiinnitys palkkiin sekä vakaat askelmat.

 

[justusandersson]

Kysymys sisältää monia mielenkiintoisia suunnittelu- ja valmistusongelmia. Suurin ongelma mielestäni on, miten aiot tehdä teräsprofiilin kaarevan osan. Pitäisikö sinun hitsata yhteen saman profiilin osia? Itse olisin varmaankin tehnyt palkin puusta omatekoisella liimapuukonstruktiolla, jossa taivutan eri elementit ennen liimaamista. Vaihtoehtona on antaa palkkiosan koostua kahdesta suorakulmaisesta osiosta, jotka lepäävät pilarilla kaarteessa. Askelmat voivat ottaa kaarteen sillä tavalla, kuin olet piirtänyt.

Lujuuslaskennan kannalta on kaksi erillistä kysymystä, palkin mitoitus sekä askelmien kiinnitys ja mitoitus. Askelmia ei todennäköisesti tarvitse laskea. Puulajista riippumatta uskon, että kyseessä on noin 45 mm paksut askelmat. Pääkuormitus tulee todennäköisesti keskelle. Mitä tulee keskipalkkiin, mitoittavana kuormitustapauksena tulisi olla, että täysikasvuinen henkilö seisoo keskellä portaita ja oletetaan, että taipuma ei saa olla enempää kuin 1/300 porrasjuoksun pituudesta. Yksinkertaisuuden vuoksi mielestäni voidaan laskea suoralla porrasjuoksulla. Maksimitaipuma olisi silloin 1,2 cm. Koska portailla tulisi olla 45° kallistus, jaetaan kaikki kuormat neliöjuurella kaksi, jotta saadaan kuorma, joka vaikuttaa kohtisuoraan palkkia vasten. Omamassa on korkeintaan 50 kg/m. Nopean laskelmani mukaan voisit selvitä 70x70 koolla ja 5 mm materiaalipaksuudella. Toisin sanoen, tämä on enemmän suunnittelukysymys kuin lujuuskysymys.

 

[tobbbias]

Kuten muut ovat kirjoittaneet, on paljon kysymys suunnittelusta ja myös siitä, että sen pitäisi näyttää esteettisesti vakaalta. En koskaan tekisi sitä vkr 70x70:ssä, vaikka se saattaisi toimia. Mitä luulet, mitä potentiaalinen ostaja tulevaisuudessa ajattelisi, kun hän näkee sen..?
Ja edelleen ongelmasi suhteen, se ei luultavasti ole niin kiertojäykkä kuin sanot. On vaarana, että hitsit saattavat vetää ikävästi riippuen siitä, miten olet suunnitellut valmistavasi sen.
Mutta sijoita pylväs alas maahan kohdassa 5, esimerkiksi, niin saat heti paljon vahvemmat portaat.

 

[epkjoja]

En ole ajatellut tehdä mitään lovia palkkiin askelmia varten, vaan se tulee olemaan hitsattuja tai mahdollisesti ruuvattuja konsolia, jotka toimivat askelmien kiinnityspisteinä. Näistä voisi tehdä melko leveitä, ehkä 50 cm, jotta askelmat saavat leveän ja hyvän kiinnityksen.

Juuri kuten sanotte, olen myös ajatellut laittaa tuen suoran palkin alimpaan päähän. Luultavasti lähes koko kuorma siirtyy siitä lattiaan. Miten tarkalleen teen kaarevan osan, en ole vielä päättänyt, mutta luultavasti se tulee koostumaan 1-3 yhdistetystä suorasta osasta sen sijaan, että se olisi täysin pyöristetty.

Jos uskot, että 70x70x5mm riittää, valitsisin kuitenkin 120x80x5mm joka tapauksessa. Minulla ei ole ongelmaa sen kanssa, että se on leveämpi. Ehkä se vain saa sen näyttämään tukevammalta. Jos voisi tietää vähän varmemmin, että esimerkiksi 120x60x5 riittäisi, se olisi hyvä, mutta mieluummin liian massiivinen kuin että se riskeeraisi tulla heiveröiseksi.

Miten on kiertovoiman kanssa, jos kuormittaa askelta mahdollisimman vinosti? Onko mitään tapaa arvioida, kuinka paljon esimerkiksi 70x70x5 kiertyy pahimmillaan? Vai onko se jotain, josta ei tarvitse huolehtia?

Suuri kiitos avusta tähän asti. Nyt voin jatkaa miettimällä, miten ratkaisen alimman osan.

 

[bossespecial]

Älä kitsastele palkin jäykkyydessä. Portaat ovat varmasti huojuvat 70x70 palkilla.. Suljetut profiilit ovat kiertojäykkiä, joten ne ovat edullisia, mutta tärkeää on kuitenkin ylä- ja alapalojen kiinnitys kiertymisen suhteen. EKS 10:ssä mainitaan, millaisille kuormille portaat tulee mitoittaa, 200kg/m2 tai punktikuorma 2kN, nämä kuormat ovat portaiden omapainon lisäksi. Paras ja tyylikkäin ratkaisu on hitsata oma pieni laatikkopalkki neljästä levystä, levyt ovat helppoja taivuttaa. Tekisin luultavasti myös askelmat levystä ja sitten päällystäisin askelmat aiotulla pintamateriaalilla, sillä tavalla saat ohuet ja hienot askelmat

 

[justusandersson]

Silloin täytyy olla todella taitava hitsaaja. Jos olemme samaa mieltä siitä, että esteettisyys on tärkeintä, minun on vaikea nähdä, kuinka kotihitsaamalla tehty laatikkopalkki voisi täyttää edes matalasti asetetut vaatimukset tältä osin. On useita syitä välttää terästä, ennen kaikkea rakenteen paino. Vahva teräspalkki, johon on hitsattu askeltuet ja tasoaskelmat, painaa useita satoja kiloja, mikä voi olla melko hankalaa tunkea ahtaaseen tilaan. Sen sijaan olen samaa mieltä siitä, että palkki on ylimitoitettava materiaalista riippumatta. Se näyttää aina siistimmältä. Mutta on hyvä tietää, missä minimiraja menee.

 

[bossespecial]

Olen suunnitellut useita edistyneitä teräsportaita joillekin Ruotsin johtaville arkkitehdeille, valitettavasti en voi sanoa, että heillä olisi matalat vaatimukset estetiikan suhteen Mitä raskaammat portaat, sitä parempi, jos on huolissaan huojumisesta. Peukku ylös tyylikkäälle portaalle muuten

 

[justusandersson]

Se ei ollut koskaan aikomukseni vähätellä bossespecialin tietämystä porrasrakenteista. Ajatus tehdä laatikkopalkki yhteenhitsatusta pellistä on erittäin luova, jos haluaa tehdä kaksoiskaarevan rakenteen. Tämä edellyttää kuitenkin, että voidaan käyttää hitsausyritystä, jolla on osaamista ja oikea varustus. Ja että voidaan toimittaa hyödyllinen piirustus, mikä vaatii tiettyjä geometriaosaamista. Jos on käytettävissä hyvä 3-D ohjelma, se helpottaa merkittävästi.

Olen itse suunnitellut melko monta porrasta, painottaen muotoilua ja toimivuutta. epkjojan portaat näyttävät tyylikkäiltä, mutta niissä on tiettyjä toiminnallisia puutteita, joita mielestäni hänen tulisi harkita. 1) Erittäin nuoret ja erittäin vanhat henkilöt eivät pidä portaista ilman nousuria. Kiinnittämällä ja liimaamalla nousurit askelmiin, rakenne jäykistyy ja askelmat voivat olla pienempiä mitoiltaan. 2) Jotta portaat koettaisiin miellyttäviksi kävellä, tulisi noudattaa ns. porraskaavaa. Se sanoo, että 2 x askelkorkeus + askelsyvyys on oltava 60 - 63 cm mitattuna kulkureitillä. Ei ole tietoa kyseisestä kerroskorkeudesta, mutta loma-asunnossa se on yleensä 250 cm. 14 nousurilla askelkorkeudeksi tulisi 17,9 cm. 13 askelmaa 270 cm kohdalla on 20,8 cm per askelma. 2x17,9 + 20,8 on 56,6. Tällaiset portaat eivät ole miellyttävät kulkea. On kokeiltava askelmien määrän kanssa löytääkseen parhaan ratkaisun. 3) Kaide on tärkeä monille, sekä nuorille että vanhoille.

 

[epkjoja]

Lattia-etäisyys on 264 cm, joten olen tullut siihen tulokseen, että 13 askelta olisi paras ratkaisu. Tällöin askelkorkeus olisi 203 mm, askelsyvyys 218 mm ja porraskaava 624 mm. Tämä on ainoa tapa täyttää porraskaava annetuilla mitoilla.

Käsijohde on pakollinen, ainakin toiselle puolelle. Askelmat haluaisin välttää, vaikka ymmärrän niiden edun jäykkyyden kannalta. Porras tulee talon keskelle, ja yritän saada sen mahdollisimman "läpinäkyväksi".

Erittäin hyviä näkemyksiä! Otan ne huomioon.

 

[Thomas_Blekinge]

Kantavuuden suhteen selviät helposti 120 mm korkeudella. Vaikeampaa on, että tikkaat eivät keikkaa sivusuunnassa eli kun joku seisoo ulkoreunalla. Yksi mahdollisuus on, että on vastaava tuki sisäseinällä tai sisäseinässä ja vahva lankku, joka kestää jonkin verran ulkonemaa.
Tai sitten sinun täytyy rakentaa jokaisen askelman alle trapetsi, joka tukee keskipalkkia vasten.