Элементы стропильных ферм не работают

Стропильные системы для каркасных домов

Стропильная система – это основа и «скелет» крыши, который не только задает ей конфигурацию, но и принимает на себя все атмосферные нагрузки, распределяет вес кровли, компенсирует деформации и формирует пространство под укладку кровельного пирога и утепление. Конфигурация кровельной системы во многом зависит от типа постройки и будущего назначения чердака или мансарды.

Какие требования предъявляются к стропильным системам

• Конструкция должна быть жесткой и устойчивой к вертикальным и боковым нагрузкам;
• Конструктивные элементы и соединения должны одинаково хорошо противостоять к нагрузкам и на сдвиг, и на распор;
• Все соединения должны быть прочно зафиксированы и равномерно распределять нагрузки с каждого элемента между максимальным количеством соседних;
• Минимальный вес при высоких показателях прочности;
• Минимальная и равномерная нагрузка на несущие конструкции постройки;
• Древесина для стропил должна иметь влажность не более 18% и быть обработанной антисептическими средствами и антипиренами.

Какие виды крыш используются в каркасном домостроении

• Односкатные. Такие крыши имеют один скат под углом от 14 до 26 градусов, при этом возможна установка кровельной системы без стропильных ферм вообще, если пролет крыши составляет менее пяти метров.

• Двускатные. Угол, под которым скаты крыши располагаются друг к другу, может составлять 14-60 градусов. Двускатная крыша часто устанавливается на висячие стропила, однако при слишком большом расстоянии между точками опоры предпочтение отдается наслонной стропильной системе.

• Четырехскатные (вальмовые). Вальмовая крыша может иметь уклон ската от 20 до 60 градусов, а пролет крыши может достигать 12 метров с использованием стропильной системы наслонного типа.

• Ломаные. Верхние скаты имеют обычно пологий уклон, нижние – крутой скат. Преимущественно ломанные крыши устанавливаются для обустройства мансарды, чтобы иметь максимум полезного пространства под крышей. В основном для установки такой крыши используются фермы или наслонные стропила.

Какие элементы стандартно входят в стропильную систему

• Мауэрлат. Брус, проходящий по периметру внешних стен дома – именно он дает основу для монтажа будущей системы стропил.
• Нога. Это несущий элемент. Две ноги, расположенные друг напротив друга, создают ферму и соединяют мауэрлат и конек. Именно угол уклона ноги задает общий уклон скатов, и ее высота определяет протяженность ската и свеса.
• Прогон. Он бывает коньковым или боковым – это брус, соединяющий стропильные ноги и придающий им жесткость.
• Затяжка. Это деревянный брус, который скрепляет стропила в нижней части и не дает им сдвигаться под вертикальной нагрузкой.
• Подкосы и стойки. Они отвечают за общую жесткость и устойчивость стропильной конструкции.
• Лежень. Это брус, расположенный параллельно коньку в нижней плоскости системы – в него упираются подкосы и стойки.
• Обрешетка. Она устанавливается поперек стропильных ног и производится из обрезной доски. Обрешетка монтируется с шагом, обусловленным типом кровельного материала, и отвечает за распределение нагрузки по стропилам.
• Конек. Это горизонтальный брус, который крепится в верхней части кровельной системы и соединяет между собой скаты.
• Кобылки. Они используются для организации свесов крыши при недостаточной длине стропильных ног.
• Свес. Конструкционный элемент, который защищает стены и фасадную отделку от осадков.

Стропильные конструкции: виды и особенности ферм

• Система для односкатной крыши

В основном такая кровельная система используется в хозяйственных и нежилых постройках, так как она имеет максимально простое устройство, но слишком небольшой уровень наклона, из-за чего на крыше могут скапливаться осадки – уклона до 26 градусов достаточно для стока воды, но недостаточно для схода снега, поэтому его придется счищать вручную.

Сторона уклона крыши обычно выбирается по направлению ветра – установка кровли с подветренной стороны позволяет снизить нагрузку на систему и сделать ее устойчивой к сильным порывам и ураганным ветрам.

Односкатные кровельные системы можно разделить на вентилируемые и невентилируемые. Вентилируемые устанавливаются на бани, временные жилые постройки, сараи для скота, чтобы создать в помещении оптимальный микроклимат за счет промежутков между слоями кровельного пирога, в которых воздух может свободно двигаться. Невентилируемые системы строят над террасами, сараями для инвентаря и гаражами – угол наклона таких крыш не превышает 6 градусов.

Такая система используется в основном для двускатных крыш и отличается более простой конструкцией, чем у висячих стропил. Большим плюсом наслонной системы является естественная вентиляция, которая положительно влияет на продолжительность службы стропил и утеплителя.

Среди конструктивных особенностей такой системы можно отметить обязательную установку опоры под коньковой пяткой стропильной ноги – для этого используется прогон или верхний торец смежной стропилины. Также обязательно использование мауэрлата и дополнительных прогонов при большой длине пролета. К недостаткам наслонной кровли можно отнести то, что некоторые ее элементы напрямую влияют на будущую планировку чердака и его эксплуатацию.

Эти стропила в процессе монтажа образуют треугольник за счет двух верхних уклонных стропилин, основания и затяжки, которой скрепляются «ноги». Именно благодаря затяжке удается нейтрализовать распирающую нагрузку и компенсировать давление, которое создают кровля, обрешетка и осадки. Среди особенностей такой системы можно выделить наличие металлической или деревянной затяжки, возможность монтажа без мауэрлата (его можно заменить доской), и монтаж уже готовой системы замкнутых «треугольников» на основание из наружных стен дома.

Отдельно стоит сказать о затяжке, так как среди всех элементов конструкции висячей кровельной системы она имеет самую большую длину. Как и многие пиломатериалы, с годами она может провисать под собственным весом – это не грозит пролетам до 5 метров, но при длине затяжки более 6 метров возможна деформация, поэтому для больших домов потребуются дополнительные элементы – бабки. Это деревянные подвески, закрепленные прибоинами к вершине стропильной фермы. Не стоит путать бабки со стойками, так как они не доходят до затяжки, а висят на коньковом узле, и затяжка фиксируется к бабке за счет хомутов, которые позволяют регулировать горизонталь бруса.

Среди преимуществ висячей стропильной системы можно выделить отсутствие стоек и других элементов, разделяющих подкровельное пространство – под такой крышей можно обустроить мансарду без перегородок и помех для свободного передвижения и установки мебели.

Вальмовая система применяется для четырехскатных крыш и дает надежную защиту от дождя, снега и ветра, и равномерный прогрев подкровельного пространства. В отличие от двускатной крыши, у вальмовой нет фронтальных стен, что позволяет увеличить полезную площадь чердака, сохранив при этом оптимальный уклон кровли. Также очень удобно использовать штучные материалы, чтобы после монтажа осталось минимум обрезков.

Вальмовая кровля состоит из двух пар трапециевидных и треугольных скатов, при этом фронтоны выставляются под углом к коньковой балке. Также для такой кровли необходимы дополнительные элементы – стропилины и нарожники. Основными же элементами являются центральные и диагональные стропильные ноги.

Диагональные стропильные ноки короче накосов и служат опорой для нарожников, что позволяет не использовать вспомогательный брус, повысить несущую способность системы и создать диагональные элементы любой необходимой длины. Центральные опоры размещаются из расчета нагрузки на длину стропильной системы, их основная задача – поддержка стропил в особо нагруженных точках.

Накосные стропилины могут облокачиваться на консоли в однопрогонных строениях или на стержневой шпренгель в двухпрогонных крышах. Располагаются накосины (ендовы) в местах соединения трапециевидного и треугольного ската по углам кровельной системы.

Нарожники (наклонные балки ската) врубаются в основной каркас ли крепятся на черепные бруски, а затем соединяются с мауэрлатом. Основная задача нарожников – равномерное распределение нагрузки и поддержание жесткости конструкции кровли.

Для обустройства мансарды применяются различные системы – вальмовые и полувальмовые, а также ломаные четырехскатные. В большинстве случаев при создании мансарды для небольшого дома удается обойтись без промежуточных опор и стоек, однако для больших пролетов они необходимы, чтобы компенсировать нагрузку на ноги и соединения между стропилами верхнего и нижнего скатов. Также при сооружении мансарды с шатровой крышей конек заменяют на центральную опору, которая выполняет роль замкового контура. Балки перекрытия для мансардной крыши должны быть мощными, чтобы выдержать внушительный вес крыши и равномерно перераспределить нагрузку.

Как правильно сделать стропила для крыши

Необходимо учитывать специфику кровельного материала при определении крутизны будущей крыши и расчете угла наклона скатов. В таблице приведены усредненные значения веса покрытия. Уклон крыши представлен в виде выражения, где первая часть — высота конька, а вторая часть — величина половины пролета.

Материал скатной кровли	Уклон крыши	Масса 1м 2
Волнистые а/ц листы среднего профиля	от 1 : 10 до 1 : 2	11
Волнистые а/ц листы усиленного профиля	от 1 : 5 до 1 : 1	13
Волнистые целлюлозно-битумные листы	от 1 : 10 и более	6
Мягкая (гибкая черепица)	от 1 : 10 и более	9 — 15
Оцинкованая жесть с одинарными фальцами	от 1 : 4 и более	3 — 6,5
Оцинкованая жесть с двойными фальцами	от 1 : 5 и более	3 — 6,5
Керамическая черепица	от 1 : 5 до 1 : 0,5	50 — 60
Цементная черепица	от 1 : 5 до 1 : 0,5	45 — 70
Металлочерепица	от 1 : 5 и более	5

Также немаловажно расчитать расстояние между стропильными ногами, а также размер сечения стропил. Так как нагрузка на стропила зависит от расстояния между ними, перед приобретением досок следует учитывать решить: будет ли выгоднее установить стропильные ноги меньшего сечения, но часто, или же использовать стропила толстого сечения, но устанавливать их реже друг от друга.

Шаг установки стропил	Длина стропильного элемента, м
0,6	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0
0,9	40х50	40х175	50х105	50х150	50х175	50х200	50х20
1,1	50х150	50х175	50х200	75х175	75х175	75х200	75х200
1,4	75х150	75х175	75х200	75х200	75х200	100х200	100х200
1,75	75х150	75х200	75х200	100х200	100х200	100х250	100х250
2,15	100х150	100х175	100х200	100х200	100х250	100х250	—

Для двухскатной стропильной системы используются пиломатериалы следующих размеров:

Элемент стропильной системы	Сечение, см
Стропильная нога, затяжка	10х15 — 10х20 или 5х15 — 5х20
Мауэрлат	10х10 — 15х15
Прогон и подкос	5х15 — 5х20
Стойка	10х10 — 10х15
Лежень	5х10 — 10х15
Обрешетка крыши	2х10 — 2,5х15

Подробнее узнать о стропильных системах можно из этого видео:

Стропильные системы по технологии MiTek от компании «Белхаус»

Наша компания более 15 лет производит и устанавливает стропильные конструкции для каркасных домов, выполняет надстройку мансард и реконструкцию крыш. В основе наших стропильных систем лежат деревянные фермы из бруса, соединенные с помощью металлозубчатых пластин в узловых точках – такой метод позволяет повысить несущую способность ферм, создавать стропильные системы любой конфигурации и любого размера. Наши деревянные фермы используются при строительстве частных домов, промышленных и с/х зданий, портальных ферм и ферм перекрытий.

Подготовка стропильных ферм для каждого проекта каркасного дома включает в себя три основных этапа:

1. С помощью специализированной лицензионной программы создается проект, проводится автоматизированный расчет несущей способности каждого узла с учетом ветровых и снеговых нагрузок, веса кровли, сейсмический нагрузок и других факторов;
2. Выполняется точная резка деталей в заводских условиях;
3. Осуществляется сборка ферм под прессом, благодаря чему удается добиться максимально плотного прилегания всех частей узла, что доказано многочисленными испытаниями на разрыв, имитирующими природные катаклизмы – по результатам тестов не происходит ни смещений, ни деформаций элементов фермы.

Среди преимуществ стропильных систем по технологии MiTek можно выделить:

• Существенная экономия времени за счет продуманной единой системы разработки, производства и монтажа;
• Экономия материалов – после производства остается минимум обрезков за счет точного расчета всех величин;
• Возможность изготовления стропильных ферм любой формы;
• Максимальная длина пролета без промежуточных опор – до 30 метров;
• Прочное соединение ферм на пластины из оцинкованной стали с штампованными зубьями (запатентованная разработка MiTek);
• Для производства стропил используются качественные материалы технической сушки с огнебиозащитной обработкой;
• Фермы поставляются на объект готовыми к установке и монтаж кровельной системы осуществляется быстро и просто, как сборка конструктора!

Нашим клиентам мы предлагаем:

• Изготовление простых и сложных портальных ферм;
• Производство большепролетных ферм для зданий промышленного и гражданского назначения (магазины, стадионы, театры, ангары и т.д.);
• Поставку готовых мансардных ферм;
• Установку стропильных систем под ключ;
• Монтаж кровли под ключ от разработки и изготовления ферм до их установки, ветроизоляции и полного спектра кровельных работ.

Изготовление и установка стропильных систем в Минске

Наша компания осуществляет монтаж конструкций под различные типы кровли:

Мы производим стропильные системы в заводских условиях и осуществляем установку на объекте. Монтажные узлы для систем с большими пролетами изготавливаются в цеху, перевозятся раздельно и собираются на строительной площадке.

Заказ стропильной системы у нас даст вам следующие преимущества:

• Быстрый и бесплатный расчет сметы;
• Бесплатный расчет конструкции;
• Все документы предоставляются в удобном для вас виде – бумажном или электронном;
• На все конструкции мы даем гарантию 5 лет;
• Вы можете приобрести стропильную конструкцию в кредит!

У вас остались какие-либо вопросы? Просто свяжитесь с нашим менеджером по телефонам, указанным на сайте!

В каких случаях используют стропильные фермы?

При значительной ширине пролета — например, более 16 м. Ферма — конструкция, состоящая из стропильных ног, опор, раскосов, ригелей и прочих элементов. Важно грамотно рассчитать ее нагрузочную способность. Каждая из частей располагается в границах поясов — верхнего и нижнего. Особенность ферм в том, что они воздействуют на внешние стены только в вертикальном направлении, поэтому им не нужны дополнительные опоры, и можно обойтись без несущих внутренних стен.

Конструктивно ферма представляет собой решетку, размер основы которой многократно превышает ее высоту. Выполняется в двух вариантах: в виде сферы или треугольника (многоугольника). С целью повышения жесткости помимо деревянных элементов используют металлозубчатые пластины — это позволяет уменьшить толщину деревянных деталей и снизить расход материала.

Преимущества ферм

Почему в некоторых случаях фермы предпочтительнее стандартных конструкций? Первый плюс — облегчается установка стропильной конструкции, так как ее можно поднять вверх уже в собранном виде (непосредственно на стройке или на заводе). Другие плюсы:

• универсальность — нет ограничений по форме крыши и углу наклона (в пределах допустимого);
• применение стропильных ферм позволяет сократить сроки строительства кровли;
• выше качество монтажа;
• меньше расход древесины — разумеется, при точном расчете системы;
• облегчается планирование объектов большой площади.

При возведении мансардной крыши конструкция будет состоять из нескольких частей, что может привести к увеличению расходов, в том числе на разработку и расчеты. Главный плюс стропильных ферм — выполнение основной части работы внизу, а это дает сразу три выгоды: снижение трудоемкости, повышение качества сборки, сокращение сроков. Еще одно преимущество — можно выполнять работы при ухудшенных погодных условиях: во время небольшого дождя, ветра или на морозе.

В этом вопросе мы поможем вам!
Позвольте нам заняться Вашей кровлей профессионально!

Профессиональный монтаж и ремонт кровли — залог вашего уюта и тепла.

Оставьте свой номер телефона и мы обязательно свяжемся с Вами в самое ближайшее время.

Стропильные фермы: что необходимо знать для правильного монтажа кровли

Прочность кровли крайне важна для дома: это азбучная истина. В основе кровли лежат конструкции несущего типа – стропильные фермы. Их монтаж – работа трудная и сознательная, требующая конкретного расчета. Нужно знать, что система стропил обязана держать вес не только материалов для кровли, но еще утеплителя, обрешетки и осадков атмосферы в виде снега и льда. Если учитывать это, в систему стропилин закладывается максимальная крепость.

Видео: стадии монтажа древесных стропильных ферм

Детали конструкции стропил

Стропильная система собирается из таких элементов: висячих стропилин и наслонных, мауэрлата (продольного бруска), коньковых прогонов, боковых, подкосов, раскосов, диагональных связей. Совмещённые между собой детали создают стропильную ферму, собой представляет треугольник, часто собранный из нескольких треугольников.

Стропильная ферма является треугольником : это самая твёрдая фигура

Несущую часть кровли образовывает конструкция стропилин (говоря иначе стропильные ноги). Угол, под каким они ставятся, подходит углу уклона крыши. Стропильные ноги опираются на мауэрлат, который положен на стену: это нужно для одинакового распределения нагрузки. В вершине соединяют другие кончики стропилин и подконьковый брусок (прогон). Конкретно тут будет располагаться конек крыши. Промежуток между стропилинами подбирается в зависимости от кровельного материала, от сечения стропилин и другого, в большинстве случаев это расстояние – от 0,8 до двух метров.

Стропилины висячие или наслонные: какие лучше

Висячие опираются только на стены с наружной стороны строения и лишены переходных опор. Стропильные ноги такой конструкции испытуют нагрузку на изгиб и сжатие. Стенам подается распирающее усилие, а чтоб его сделать меньше, стропильные ноги объединяют древесной или железной затяжкой. Находится затяжка может у основания стропилин и на определенном от него расстоянии. В первом варианте она является балкой перекрытия, что часто используется для строения мансардных кровель. Повышение высоты установки затяжки просит использования более крепкого и толстого материала, а еще усиления его крепежа к стропилинам.

Система стропил имеет несколько деталей, прочно совмещённых совместно

Наслонные стропилины используются редко: они применяются для домов, имеющих в собственной конструкции среднюю несущую стенку или переходные опоры в виде колонн. Крайние их кончики опираются на мауэрлат, прикреплённый на внешних стенах, а средние – на в середине расположеную опору. Такие стропилины испытуют нагрузки только на изгиб. Есть еще одно превосходство данной конструкции: она выходит более лёгкой и дешевой, потому что для ее строения требуется поменьше материалов.

Архитектура дома часто позволяет комбинирование различных стропильных ферм: в части строения с переходными опорами используются наслонные, а там, где таких опор нет – висячие стропилины.

Материалы для того чтобы

Стропильные фермы по материалу, задействованному для их производства, разделяют на:

• древесные;
• сварные металлические или собранные при помощи болтовых соединений;
• монолитные железобетонные.

При подборе материала для того чтобы учитывают и назначение постройки, и нагрузки, какие будет обязана держать крыша. Помимо указанных выше нагрузок, это тоже может быть следующее оборудование: батареи которые работают от солнца, водяные баки, вентиляционные камеры.

Древесная ферма для кровли – самый популярный вариант. В зданиях, выстроенных из брусков или бревен, мауэрлатом является верхний венец. Если стенки дома построены из кирпича, блоков из пенобетона – древесные стропильные фермы опирают на брусок, установленый с внутренней поверхностью стены заподлицо. с наружной стороны его отгораживают добавочными рядами кладки из кирпича. Под брусок кладут материал для гидроизоляции, каким послужит в два раза сложенный рубероид.

Древесные стропильные фермы делаются из кругляка, брусков или дощечек

Стропильные конструкции из древесины обычны в производстве и монтаже, они очень легко поддаются подгонке на точке установки: если необходимо их очень легко уменьшить, нарастить или подтесать. Сделать можно их на площадке где проходит строительство или на деревообрабатывающем предприятии. В последнем варианте для изготовления применяют МЗП – металлические зубчатые пластины. Для защиты древесины стропилины обрабатывают дезинфицирующими продуктами и антипиренами, что существенно увеличивает рабочий срок всей кровельной конструкции.

Иной вариант производства подразумевает соединение деталей способом «шип-паз», а еще при помощи скобок, гвоздей, хомутов и болтов. По мере засыхания древесины такие крепежи становятся слабее, и поэтому нужно иногда выполнять проверку состояния системы стропил и ее укрепление.

3-ий вариант – соединение элементов из дерева при помощи шурупов и стальных фасонных деталей. При помощи угловых элементов для профилей можно в сжатые сроки и без больших усилий сделать любую систему.

Монолитные стропильные конструкции из бетона и железа применяются при сооружении больших объектов

Железобетонные стропильные балки совсем не подлежат отделке. Также, монтаж крыши на подобных материалах сделать намного тяжелее, чем на древесных стропилинах. Вследствие этого, железобетонные стропильные фермы и стальные стропильные фермы применяют при сооружении больших ремонтных построек: больших кирпичных или монолитных железобетонных домов. Хорошим свойством такой крыши считается ее долговечность и высокая прочность.

Железные стропильные фермы, в отличии от сделанных из дерева, очень тяжело «приладить» прямо на месте: нужно использование инструмента для резки металла, сварки.

Стропильные конструкции из профиля из цинка собираются в условиях завода

Для производства конструкций из стали есть два варианта. Первый – заводской: профильные компании делают их из оцинкованного тонкостенного проката, имеющего С и Z-образное сечение. Если сравнивать с чёрным прокатом подобные профили намного более лёгкие, что предоставляет возможность сделать монтаж при помощи маломощной техники для подъема грузов, а иногда даже ручным вариантом. Детали таких стропильных ферм соединяют с помощью шурупов, потому что сварка приводит к порче слоя для защиты из цинка. Сборку можно выполнять в условиях завода, после этого нужно доставить систему на участок и установить при помощи техники для подъема грузов или специализированных механизмов.

С помощью сварки можно делать конструкции из простого чёрного проката. Для защиты от ржавчины его нужно отделать ортофосфорной кислотой и покрывать атмосферостойкой эмалью. Для производства железных стропильных конструкций используются балки двутавровые, уголки и швеллеры.

Комбинированные конструкции

В большинстве случаев для увеличения жесткости и стабилизации параметров геометрии стропильных систем из древесины на конкретных участках применяют детали из металла. Это важно, к примеру, для производства опор под коньковые прогоны, испытывающие наибольшие нагрузки. Пролеты между деталями из металла также часто подменяют на древесные детали. Такие конфигурации дают возможность получить систему, крепость какой намного выше древесной, плюс ко всему, это предоставляет возможность применять древесные стропилины для изготовления безраспорно-наслонной конструкции.

Но, в этом случае нужно или прекрасно изолировать металл от дерева, или иногда отделывать древесные детали противогнилостными средствами. На плоскости деталей из металла при негативной температуре воздуха появляется конденсат, который считается основой порчи древесины.

При эксплуатации комбинированных конструкций нужно изолировать древесину от металла с помощью рубероида

Хорошее производство стропилин имеет очень огромное значение для безопасности дома и его надежной защиты от плохой погоды. Работа эта просит теоретической подготовки и значительных практичных навыков. Также, это тяжёлая, ответственная и небезопасная работа, которая связана с подъемом и монтажом тяжёлых грузов на высоте. Прекрасным выходом из ситуации будет привлечение для установки стропильных ферм профессионалов, владеющих достаточным навыком.

Монтаж стальных ферм (конструкций) и покрытий

Типовая технологическая карта разработана на монтаж стальных ферм и покрытий.

Общие сведения

На монтажную площадку конструкции стальных ферм поступают в виде элементов длиной 12 м и до подъема должны быть укрупнены в монтажные элементы на складе или у места подъема. Укрупняют фермы в вертикальном положении в кассетах, иногда в горизонтальном положении, что требует дополнительной площади и необходимости поворота фермы вокруг нижнего пояса (кантовки). При кантовке элементы фермы работают в условиях, сильно отличающихся от проектных: элементы фермы, кроме осевых усилий других знаков (вместо сжатия, растяжения), испытывают изгибающие усилия от влияния собственной массы из плоскости фермы.

Стропильные фермы являются несущими элементами конструкций покрытия. Монтируют фермы отдельными элементами или укрупненными блоками (фермы со связями и прогонами).

Для подъема подстропильных и стропильных ферм, обычно применяют стреловые краны. Одиночные стропильные фермы пролетом 24, 30 и 36 м перед подъемом укрупняют. Стропуют фермы, как правило, в узлах верхнего пояса, с помощью полуавтоматических или универсальных стропов с применением наклонных стропов (рис.1, а) или траверсы (рис.1, б).

При необходимости фермы до их подъема усиливают (рис.2). Способ усиления указывается в проекте производства работ.

При подъеме ферм пространственными укрупненными блоками (рис.3) заранее устанавливают все предусмотренные проектом связи по нижним поясам, а также распорки и стойки.

Перед подъемом фермы очищают от ржавчины и грязи отверстия опорных площадок и прикрепляют планки для опирания плит покрытия. На верхнем поясе фермы монтажники устанавливают временную распорку и навесные люльки. По концам фермы прикрепляют две оттяжки из пенькового каната, чтобы удерживать ферму от раскачивания при подъеме. Между боковыми стойками фермы натягивают стальной страховочный канат, к которому монтажники крепят карабины предохранительных поясов. Такая страховка позволяет монтажнику безопасно перемещаться по нижнему поясу фермы.

Фермы допускается строповать в двух или четырех узлах верхнего пояса. До подъема фермы монтажники проверяют надежность грузозахватных приспособлений, правильность строповки и равномерность натяжения стропов. При подъеме и установке фермы участвует звено из пяти человек. Два монтажника с помощью пеньковых оттяжек удерживают ферму от раскачивания.

На место установки ферму направляют монтажники, находящиеся в люльках у ее опорных узлов. Два монтажника в это время, поднявшись на ранее установленную ферму, с помощью каната поднимают распорку и закрепляют ее. Работу на высоте монтажники выполняют, прикрепившись карабином монтажного пояса к страховочному канату.

Для временного крепления фермы устанавливают парные расчалки с углами наклона к горизонту и к плоскости расчаливания не более 45°. Расчалки прикрепляют к якорям или ранее смонтированным конструкциям. В том случае, когда раскрепление фермы с помощью расчалок оказывается недостаточным, устойчивость ее обеспечивается усилением верхнего пояса либо другим способом. Окончательно приваривают фермы к колоннам и проверяют ее вертикальность монтажники, находясь в монтажных люльках.

Нахлесточные соединения, особенно швы на подкладном кольце, сваривают не менее чем в два слоя, что обеспечивает необходимое расплавление кромок свариваемых элементов. Сборку и сварку обеих половин стропильной фермы можно вести как при вертикальном, так и при горизонтальном положении фермы. Последовательность операций при сварке характерного стыка стропильной фермы (рис.4, 5) должна соблюдаться такая. Сварку начинают со швов, соединяющих пояса фермы с горизонтальными накладками (швы 1 и 2). Затем сваривают горизонтальные накладки с фасонками фермы (шов 3).

После этого сваривают вертикальные накладки с фасонками фермы и горизонтальными накладками (швы 4). В случае сварки ферм в горизонтальном положении ферму после наложения швов с одной стороны следует перекантовать на 180° и продолжить сварку с другой стороны в указанном порядке.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

При монтаже ферм отдельными элементами условия их работы сильно отличаются от проектных из-за отсутствия раскреплений и смещения опор. В связи с этим необходимо рассчитывать устойчивость монтируемых ферм, как во время подъема, так и после установки на опоры до монтажа связей. Строповку стропильной фермы в вертикальном положении производят за два узла верхнего пояса. Симметричные фермы пролетом 24 м можно стропить за центральный узел, но при этом из-за раскачивания затрудняется их установка. Опорами фермы при подъеме являются места строповки. После установки фермы и закрепления опорной стойки к оголовку колонны болтами устойчивость фермы недостаточна из-за отсутствия связей. Для обеспечения устойчивости фермы до ее расстроповки верхний пояс фермы закрепляют расчалками или распорками к ранее смонтированным конструкциям. Подъем и установку ферм производят с закрепленными расчалками и оттяжками.

При установке ферм на колонны жесткими блоками устойчивость их обеспечивается наличием связей (прогонов).

Проверку устойчивости стропильных ферм с опиранием нижним поясом при их подъеме и установке производят в соответствии с «Руководством по обеспечению устойчивости стальных ферм» или «Справочником монтажника стальных конструкций».

Расчет устойчивости фермы при расстоянии между узлами строповки более половины длины пролета, а также фермы с непараллельным очертанием верхнего пояса (треугольным, полигональным) производят сравнением усилия сжатого пояса с критическим для этого пояса усилием, при котором он теряет устойчивость. Данные для типовых ферм см. в табл.2.1.

Таблица 2.1
Места строповки строительных ферм серии 1.460.2 и 1.460.4

при сечении уголков поясов не менее, мм

места строповки

при сечении уголков поясов не менее, мм

места строповки

верхнего

нижнего

верхнего

нижнего

Расчетом же определяют необходимость установки расчалок, места их расположения, диаметр и усилие натяжения. Расчалки изготовляют из стального каната и ставят симметрично с обеих сторон фермы, располагая их под одним углом наклона в плане и к горизонтальной плоскости, чтобы не вызывать изгибающих усилий в элементах фермы. Угол наклона расчалок к горизонту принимают не более 45° (рис.6).

Расчалки натягивают равномерно на одинаковое усилие различными лебедками или винтовыми стяжками, включенным в расчалки, и закрепляют к якорям, фундаментам соседних колонн или установленным конструкциям, прочность которых должна быть проверена расчетом. Усилие в расчалке принимается по расчету, но не более 3 т. При натяжении расчалок нужно следить за прямолинейностью верхнего пояса и вертикальностью ферм, производя пооперационный контроль. Для крепления расчалок применяют инвентарные переносные якоря. Расчетное усилие в якорях и винтовых стяжках принимают равным 1/3 разрывного усилия в канате расчалки в целом.

Центр тяжести установленной на колонны фермы, опертой нижним поясом, находится выше опорной поверхности, поэтому ферму проверяют на устойчивость против опрокидывания от ветровой нагрузки. Нагрузку принимают равной 120 Н/м. В зависимости от высоты установки фермы нагрузку умножают на коэффициент возрастания скоростного напора и на аэродинамический коэффициент по нормам проектирования. При недостаточной устойчивости в середине пролета ставят пару расчалок или распорку к верхнему поясу.

Если одной пары расчалок по расчету недостаточно, ставят симметрично две пары. Ставить более трех пар расчалок не допускается. В этом случае должно быть разработано индивидуальное раскрепление верхнего пояса.

Оставлять фермы, закрепленные проектными болтами к опорам и расчалками (без связей), более 8 ч (одной смены) не допускается. В таком случае необходимо закрепить верхний пояс жесткими связями.

Данные по сечению расчалок, их натяжению, а также площадь распорок приведены в руководстве по устойчивости. На рис.7 показаны места крепления расчалок для типовых ферм серии 1.460.2 и 1.460.4, в табл.2.2 указаны места увязки расчалок.

Таблица 2.2
Места временного раскрепления стропильных ферм типовых серий 1.460.2 и 1.460-4 и параметры расчалок

верхнего

нижнего

в менее напряженной* расчалке

в более напряженной расчалке

Не требуется
Не требуется

* Менее напряженная расчалка при угле ее наклона к вертикали 30°. Более напряженная расчалка при угле 45°.

Устойчивость ферм, опирающихся на колонны верхним поясом (фермы типа Молодечно серии 1.460-3-14), значительно выше, поэтому фермы не требуют временного раскрепления. Стропят их в двух узлах на расстоянии 6 м.

Подстропильные фермы пролетом 18, 24 м, монтируемые с опорными стойками, после установки закрепляют проектными болтами без применения расчалок. Устойчивость подстропильных ферм с большим пролетом следует проверять расчетом.

Строповку стропильных ферм, монтируемых отдельными элементами, собранных с опорными стойками или без них, производят двухветвевым стропом за узлы верхнего пояса в соответствии с табл.2.2. При больших пролетах фермы и расстоянии между узлами строповки 12 м и более применяют инвентарные траверсы. При подъеме к ферме должен быть закреплен строповочный канат для прохода по нижнему поясу и при необходимости подвешены инвентарные площадки (рис.8). Строповку подстропильных ферм также производят за два узла верхнего пояса двухветвевым стропом с полуавтоматическими захватами, позволяющими выполнять дистанционную расстроповку фермы.

Укрупненные блоки покрытия стропят за четыре узла с применением траверсы, что позволяет уменьшить высоту подвески, снизить сжимающие усилия на блок и исключить деформацию блока. Длина стропов должна обеспечить проектное положение блока при его установке на опоры независимо от положения центра тяжести блока. Пример строповки блока показан на рис.9. Стропильные фермы перед монтажем располагают в пролете в вертикальном положении вдоль ряда колонн, чтобы не мешать проходу монтажного крана.

Монтаж ферм начинают со связевой панели (при поэлементном монтаже). Поднятую несколько выше опорной поверхности ферму наводят оттяжками на опоры, после чего монтажники коликами совмещают отверстия в ферме с отверстиями для крепления на колонне и ферму медленно опускают на опоры. При опускании следят за совмещением рисок на ферме и колонне. Положение фермы в плане выправляют за счет разницы диаметров отверстий и диаметров болтов.

Первые две фермы ставят и закрепляют расчалками. Последующие фермы после установки до расстрапливания закрепляют распорками к ранее смонтированным фермам.

При монтаже ферм блоками расстроповку следует выполнять после прочного закрепления блока в соответствии с проектным положением. Наиболее рационален монтаж конструкция покрытия крупными блоками.

При сборке блоков на передвижном стенде в пролете в проектное положение их поднимают краном в башенно-стреловом исполнении соответствующей грузоподъемности, расположенным в этом же или соседнем пролете.

При сборке блоков на конвейерной линии или на стендах в торце цеха готовые блоки подают к месту установки (при их наличии) по подкрановым путям. Точная установка блока на колонны осуществляется подвижными домкратами, на которые опирается блок на установщике. При отсутствии подкрановых путей может быть применен наземный установщик, но это требует устройства в пролете железнодорожных путей.

Возможна также подача блоков под кран на тележках на железнодорожном или пневмоколесном ходу.

3. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

Все монтажные процессы следует осуществлять, производя пооперационный контроль и соблюдая нормативные правила.

Отклонения от проектного положения установленных стальных ферм не должны превышать величин, приведенных в табл.3.1.

Таблица 3.1
Предельные отклонения установленных конструкций от проектных

Отметки опорных узлов

Каждый узел
Смещение осей на оголовках колонн из плоскостей рам
Каждый узел, геодезическая исполнительная схема
Кривизна сжатых участков
0,0013 длины закрепленного участка, но не более 15 мм
Измерительный, каждый элемент, журнал работ
Расстояние между осями ферм, балок, ригелей по верху
Смещение осей нижнего и верхнего поясов ферм относительно друг друга в плане
0,004 высоты фермы
Отклонение стоек фонаря от фонарных панелей от вертикали
Расстояние между прогонами

Отклонение от вертикали установленного элемента железобетонного элемента (ригель, прогон, балка, ферма) при высоте на опоре, м:

Измерительный, каждый элемент, журнал работ

Смещение с опоры железобетонных элементов в направлении перекрытия (ригелей, плит, балок, ферм) при длине элемента, м:

Расстояние между осями верхних поясов железобетонных ферм и балок в середине пролета

4. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МОНТАЖНЫХ РАБОТ

Строповку ферм производят универсальными стропами с такелажными скобами (рис.10, а) или полуавтоматическими замками (рис.10, б), либо траверсами, оснащенными двумя полуавтоматическими захватами и универсальными стропами, или универсальными стропами с полуавтоматическими замками.

Разработаны универсальные траверсы (рис.11) для монтажа стропильных ферм, подкрановых балок, элементов связей, фонарей, прогонов, а также панелей покрытий. Траверса оснащена двумя автоматическими захватами со сменными рабочими органами для монтажа различных видов длинномерных балочных конструкций, стропами с крюками для монтажа панелей покрытий и ручную лебедку для приведения захватов в транспортное положение.

При подъеме стальных ферм пролетом 12…21 м стропы крепят к двум узлам верхнего пояса, смежным с коньковым; при подъеме ферм пролетом 24 м и более — к двум симметричным узлам, расположенным ближе к опорам. Для определения этих узлов проверяют монтажные напряжения в тех элементах ферм, в которых при подъеме вместо растягивающих усилий от эксплуатационной нагрузки возникают сжимающие усилия. В целях обеспечения устойчивости элементов ферм большого пролета (21…24 м и более) их усиливают: перед кантовкой — стойки, перед подъемом — нижние и верхние пояса.

Для усиления применяют пластины или бревна, прикрепляемые к элементам фермы скрутками из отожженной проволоки, болтами или скобами. Детали усиления снимают после закрепления фермы прогонами и связями.

Для подъема ферм, крупных стальных конструкций большой длины, а также царг цилиндрических сооружений применяют траверсы, представляющие собой горизонтальные балки или треугольные фермы с подвешенными стропами. Балочные траверсы могут быть сплошные или решетчатые. Универсальная решетчатая траверса трубчатой конструкции состоит из траверсной балки, подвесного блока, траверсных канатов. Траверсная балка выполнена из двух конечных звеньев и различного числа средних, соединяемых между собой болтами. Траверсы позволяют: произвести подвеску поднимаемого элемента в нескольких точках, обеспечивая равномерное распределение нагрузки на стропы; отказаться от наклонных стропов, благодаря чему можно укоротить стропы и уменьшить их диаметр; ускорить строповку конструкций. При подъеме траверсами уменьшаются усилия в элементах конструкций, возникающие от их собственной массы, что позволяет отказаться от монтажных усилений или ограничить их.

При подъеме тяжелых элементов двумя кранами одинаковой грузоподъемности с целью выравнивания усилий, приходящихся на каждый из них, в особых случаях применяют специальные траверсы, называемые уравнительными приборами. Поднимаемый элемент крепят обычно посредством болтов, пропущенных в его монтажные отверстия. Блоки ферм поднимают четырьмя универсальными стропами за верхний пояс (рис.12) либо траверсами (рис.13).

Применение специальных траверс позволяет в отдельных случаях поднимать блоки ферм без установки временных связей.

Монтажные подмости, лестницы и ограждения

Применяемые для монтажа конструкций подмости разделяют на сборочные и монтажные. Сборочные подмости служат временными поддерживающими опорами для конструкций во время монтажа, а монтажные являются рабочими. С них выполняют различные операции: наводку стыков, сварку монтажных соединений, замоноличивание и др. Для работы у высоко расположенных монтажных узлов в покрытиях большепролетных зданий применяют башни — выдвижные или постоянной высоты, передвигаемые по рельсовым путям. На башнях устраивают рабочие площадки для сборки конструкций. Такие башни являются и сборочными, и монтажными.

Монтажные подмости бывают двух видов: наземные, устанавливаемые непосредственно на земле или иной опоре, используемые при выполнении монтажных работ на сравнительно небольшой высоте; подвесные и навесные, которые крепятся к монтируемой конструкции до ее подъема и поднимаются вместе с ней, либо навешиваются на конструкцию после ее установки. Обычно такие подмости применяют при необходимости выполнения операций, связанных с монтажом на значительной высоте. В качестве наземных подмостей применяют переставные подмости и стремянки для работы на высоте до 3,2 м; приставные лестницы с площадками для работы на высоте до 14 м.

Подвесные подмости и лестницы, закрепляемые на колоннах с помощью хомутов и закладных деталей, располагают в местах примыкания подкрановых балок, стропильных и подстропильных ферм, прогонов и др. Навесные люльки с лестницами навешивают на балки и фермы.

Монтажные подмости, лестницы и другие приспособления для безопасной работы на высоте изготовляют из стали или алюминиевых сплавов. Они должны быть легкими, надежными, удобными для установки и снятия по окончании работ.

Приставные лестницы с площадкой являются основным элементом обстройки колонн для крепления ферм и подкрановых балок к колоннам при небольшой высоте здания. Разработаны монтажные лестницы с площадками двух типов: с несущей конструкцией в виде шпренгельной фермы или решетчатой (рис.14). Один тип лестниц предназначен для выполнения работ на высоте до 7,4 м, другой — до 14 м. Верхняя часть лестницы крепится к колонне прижимными болтами, нижняя упирается острыми упорами в землю или закрепляется тягами к колонне.

Навесные лестницы разработаны из стали (уголковые и трубчатые) и алюминиевого сплава. Верхнюю лестницу навешивают на хомуты или закладные детали, а следующую — на любую ступень верхней. Расстояния от верхнего крюка до нижней ступени приняты равными 3,7; 2,8 и 1,35 м, между ступенями — 340 мм, ширина ступени в свету — 400 мм. Навесные лестницы высотой 3,7 и 2,8 м выполняют в двух вариантах: с предохранительной корзиной и без нее.

Для навески площадок и лестниц применяют хомуты (рис.15) двух видов: нормальные — для крепления к колоннам у подкрановой консоли и облегченные — для навески на колонны у мест закрепления ферм или балок покрытия. Помимо основного способа навески лестниц — за верхние крючья, предусмотрен другой способ — за одну из верхних ступеней, для чего в элементах хомутов сделаны специальные крюки из листового металла. Хомуты можно навешивать на колонны различной ширины. Недостатком навески площадок и лестниц с помощью хомутов является сложность снятия хомутов после окончания монтажных работ. Для снятия хомутов с высоких колонн приходится использовать сложные дополнительные приспособления. Значительно удобнее осуществлять навеску подмостей и лестниц за закладные детали в железобетонных колоннах. Для стальных колонн применяют те же элементы навески, что и для железобетонных, но эти элементы приваривают не к закладным деталям, а непосредственно к колонне.

Монтажные люльки, навешиваемые на балки, предназначены для проектного закрепления балок после предварительной установки на монтажные болты. Конструкция люлек (угловой и обычной) выполнена из стали круглого профиля, настил — из листа толщиной 1,6 мм. Схема расположения подмостей и лестниц на конструкциях здания показана на рис.16.

Лестницы с люльками, навешиваемые на верхний пояс стропильной или подстропильной фермы (стальной или железобетонной), применяют для крепления связей, прогонов, распорок и монорельсов (рис.17).

Люльки навешивают на лестницы с помощью крючьев за ступени в любом месте по высоте. Лестницы с люльками выполняют стальные (уголковых сечений) и из алюминиевого сплава (трубчатых сечений). Крепят лестницы с люльками к фермам за горизонтальные или наклонные пояса. Несложное приспособление позволяет быстро установить крючья лестницы для крепления к поясу фермы при любом его наклоне (до 1:5).

Для безопасной работы на высоте кроме подмостей и лестниц применяют ограждения по плитам покрытия (рис.18). Перед подъемом их крепят к плитам за монтажные петли клиньями или с помощью специальных болтов. Для подъема рабочих на подкрановые балки и покрытия зданий применяют инвентарные маршевые лестницы высотой до 41,65 м.

Лестницы устанавливают в нескольких местах по внешнему контуру и внутри здания. Маршевая лестница состоит из секций длиной 6,9 м, сечением 1,7х3 м с фланцевыми болтовыми соединениями. В каждом отдельном случае может быть набрана необходимая длина лестницы. Нижняя секция имеет опорный башмак, позволяющий устанавливать ее на грунт, щебеночное основание или фундамент в зависимости от местных условий. Лестницу крепят к каркасу через промежутки не более 9,2 м.

Одним из резервов повышения производительности труда на монтаже зданий и сооружений значительной высоты является применение инвентарных грузопассажирских подъемников. Последние устанавливают в местах необходимого подъема рабочих и подачи мелких грузов. Использование таких подъемников обеспечивает: экономию времени (до 10% в смену), повышение производительности труда, уменьшение физических нагрузок рабочих, связанных с подъемом на высоту. Монтажные инвентарные лестницы, подвесные площадки, люльки рассчитаны на нагрузку от массы находящихся на них рабочих с инструментом. Принята следующая нормативная нагрузка для расчета: щитов — равномерно распределенная 2 кН/м, сосредоточенная 1,3 кН; лестниц, ступеней и тетив — сосредоточенная 1 кН; крючьев — 2 кН; площадок на двух рабочих — две сосредоточенных по 1 кН; люлек на одного рабочего и стремянок — сосредоточенная 1 кН; стоек перил — горизонтальная 0,25 кН.

Все конструкции необходимо испытывать в рабочем положении. Для испытания люлек, лестниц и площадок приняты нагрузки, превышающие расчетные временные в 1,25 раза, кроме элементов подвесных крючьев, которые должны испытываться на двойную расчетную временную нагрузку.

5. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

При производстве монтажных работ возникает необходимость в выполнении не только собственно монтажных, но и многих других процессов и операций: погрузочно-разгрузочных, электро- и газосварочных, противокоррозионных, бетонных, а также работ, связанных с устройством и эксплуатацией лесов, подмостей, лестниц и других приспособлений для выполнения работ на высоте, испытанием смонтированных конструкций и др. Для осуществления их применяют машины, оборудование, технологическую оснастку, различные приспособления и устройства. Поэтому в процессе производства монтажных работ необходимо соблюдать не только общие, но и специальные правила техники безопасности в зависимости от вида выполняемых процессов и операций и применяемых машин и оборудования.

К производству монтажных работ могут быть допущены рабочие, прошедшие специальный медицинский осмотр, обученные технологии монтажных работ и правилам техники безопасности при их выполнении, сдавшие экзамены и имеющие удостоверение на право производства работ. Монтажные работы в строительстве являются в основном верхолазными. К ним относятся все работы, которые выполняются на высоте более 5 м от поверхности грунта, перекрытия или рабочего настила. К самостоятельному выполнению верхолазных работ допускаются лица не моложе 18 и не старше 60 лет, прошедшие медицинский осмотр, имеющие стаж верхолазных работ не менее одного года и тарифный разряд не ниже третьего. Вновь поступающие рабочие могут быть допущены к работе только после прохождения ими вводного (общего) инструктажа по технике безопасности и производственной санитарии; инструктажа по технике безопасности непосредственно на рабочем месте, который следует проходить при каждом переходе на другую работу или при изменении условий работы; рабочие комплексных бригад должны быть проинструктированы и обучены безопасным приемам по всем видам работ, выполняемых ими. Повторный инструктаж следует производить для всех рабочих не реже одного раза в три месяца. Проведение инструктажа регистрируется в специальном журнале.

Для обеспечения безопасных условий труда при монтаже зданий до начала производства работ в монтажных организациях должны быть: назначены ответственные лица за организацию работ на монтажной площадке и за безопасную эксплуатацию грузоподъемных приспособлений в соответствии с требованиями Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов; выдано на руки такелажникам или вывешено в местах производства графическое изображение способов строповки монтируемых элементов; в кабине крановщика и на кране вывешен перечень перемещаемых элементов с указанием их массы; такелажники и крановщики монтажных кранов проинструктированы о последовательности подачи монтируемых элементов и порядке подачи сигналов между собой и монтажниками; установлен порядок профилактических осмотров и ремонта, обеспечивающий содержание грузозахватных приспособлений в исправном состоянии; установлен определенный порядок обучения и периодической проверки знаний рабочих-монтажников безопасным методам труда при монтаже зданий.

Территория строительно-монтажной площадки во избежание доступа посторонних лиц должна быть ограждена забором высотой не менее 2 м. Забор, расположенный на близком расстоянии (8…10 м) от возводимого здания, строят с защитным козырьком. К строительно-монтажной площадке обеспечивается свободный подъезд. По всей территории площадки вывешивают указатели проходов и проездов. На тупиковых временных дорогах устраивают петлевые объезды или площадки размером не менее 12х2 м для разворота транспортных и пожарных автомобилей. Все подъезды к площадке, дороги и территория площадки в ночное время должны быть освещены.

В зоне работ должны быть установлены предупредительные и запрещающие знаки. Опасные зоны ограждают или выставляют на их границах сигнальщиков. На границах опасных зон устанавливают знаки и надписи, хорошо видимые в дневное и ночное время, предупреждающие об опасности или запрещающие движение.

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Подраздел 3.2 КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПОКРЫТИЙ ЗДАНИЯ

Таблица ГЭСН 09-03-012 Монтаж стропильных и подстропильных ферм, опорных стоек

1. Установка и крепление стропильных и подстропильных стальных ферм. 02. Устройство подмостей. 03. Антикоррозийное покрытие сварных швов.