Материал для составления типовой технологической карты «Устройство стропильной системы крыши из деревянных элементов»

Общая характеристика

При строительстве дома конструкция крыши является одним из важнейших элементов. Ее устойчивость и прочность целиком зависят от несущей конструкции – стропильной системы. Стропила призваны выдерживать не только вес кровли, но и давление снега и ветра. Поэтому стропильную систему рассчитывают, исходя из типа кровельных материалов, а также обычных для данной местности силы ветра и толщины снежного покрова.

Для получения жесткого каркаса стропила скрепляют между собой, а чтобы крышу не сорвало ветром, каркас надежно связывают с коробкой дома.
Стропила состоят из наклонных стропильных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов.

Конструкция стропильной системы зависит от формы крыши, наличия и расположения внутренних опор, величин перекрываемых пролетов и действующих нагрузок.
Главная фигура в стропильной конструкции - треугольник. Основной элемент любой фермы - стропильные ноги, укладываемые вдоль ската и поддерживающие обрешетку.

По конструкции стропила могут быть наслонными и висячими (рис. 1, 2).

Висячие стропила опираются только на две крайние опоры, например, лишь на стены здания без промежуточных опор. Их стропильные ноги работают на сжатие и изгиб. Кроме того, такая конструкция создает значительное горизонтальное распирающее усилие, которое передается стенам. Уменьшить это усилие помогает затяжка, соединяющая стропильные ноги. Чаще всего она располагается у основания стропил и служит, как правило, балкой перекрытия. Такой вариант наиболее часто используется при строительстве мансард.

Висячие стропила опираются только на две крайние опоры без промежуточных опор, например только на стены здания.

Наслонные стропила устанавливают в зданиях со средней несущей стеной или столбчатыми промежуточными опорами. Их концы опираются на наружные стены дома, а средняя часть - на внутреннюю стену или опоры. В результате их элементы работают как балки - только на изгиб. При одной и той же ширине дома крыша с наслонными стропилами получается более легкой, чем всякая другая. При установке над несколькими пролетами единой кровельной конструкции наслонные и висячие стропильные фермы могут чередоваться. Там, где нет промежуточных опор, применяются висячие стропила, там, где есть, - наслонные.
Наслонные стропила устанавливают в домах со средней несущей стеной или столбчатыми опорами, если расстояние между опорами не превышает 6,5 м. Наличие дополнительной опоры позволяет увеличить ширину, перекрываемую наслонными стропилами до 12 м, а двух опор — до 15 м. В деревянных брусчатых или же рубленых зданиях стропильные ноги опираются на верхние венцы, в каркасных — на верхнюю обвязку. В каменных домах в качестве опоры для стропильных ног используется мауэрлат — брусья толщиной 140—160 мм.

Чаще всего при строительстве загородных домов используют деревянные стропильные системы. Они просты в изготовлении, легко устанавливаются.
Деревянные стропила можно укоротить, подтесать, нарастить, что иногда приходится делать из-за ошибок при возведении стен. Проделать подобные действия с металлическими стропилами довольно трудно, а с железобетонными конструкциями и вовсе невозможно. Именно поэтому железобетон и металл, хотя они долговечнее и крепче дерева, используются только при строительстве больших каменных, кирпичных или железобетонных домов с тяжелыми кровлями сложных конструкций. К тому же настелить кровлю на железобетон или металл сложнее, чем на дерево.

Самый распространенный материал для устройства конструкций чердачных скатных крыш - древесина хвойных пород. Оптимальным сечением для стропил любой конструкции является сечение 50х150 мм или 50х200 мм. Для обрешетки большинства кровельных покрытий используются бруски и доски размером 50х50 мм (40х40 мм) и 25х150 (25х100). Среднее расстояние между стропильными ногами составляет около 0,9 м. На крышах с уклоном более 45% это расстояние увеличивается до 1,0-1,3 м, а на крышах домов, расположенных в снежных районах, уменьшается до 0,8-0,6 м из-за высокой снеговой нагрузки.

Для данной категории конструкций применяется древесина разных сортов и влажности, что, как правило, определяется проектной документацией.

Стропила воспринимают постоянные и временные нагрузки. К постоянным нагрузкам относятся собственный вес кровли, обрешетки, прогонов и стропил. К временным - снег, ветер, а также полезная нагрузка (если она есть). Расчетная величина снеговой нагрузки 180 кг/м2 в горизонтальной проекции крыши. Образовавшийся снеговой мешок может увеличить этот показатель до 400-500 кг/м2. При уклоне кровли свыше 60° снеговая нагрузка в расчет не принимается. Расчетная величина ветровой нагрузки 35 кг/м2. Поправку на ветер вносят в расчеты стропил только при уклоне кровли более 30°. Величины перечисленных нагрузок могут корректироваться путем введения поправочных коэффициентов, учитывающих местные климатические условия. Собственный вес кровли и подкровельной конструкции определяется в соответствии с используемым материалом и размерами всего сооружения. Полезная нагрузка на стропила учитывается в случае использования конструкции подвешенных (к стропильным фермам) потолков или установленных на них водяных баках, вентиляционных камерах и т. д.
Древесину для стропил берут только первого сорта, с наименьшим количеством сучков. Толщина бревна, бруска, толстой доски, пластины, используемых на стропила, зависит от длины стропильной ноги, расстояния между стропилами, веса кровли, ветровых нагрузок и т. д. При подборе стропил под наиболее тяжелые кровли (например, черепичные) можно пользоваться таблицей 1.

Для равномерной передачи нагрузки от стропил на наружные стены здания для мауэрлата отбирают бревна толщиной не менее 18 см.

Долговечность деревянных конструкций обеспечивается конструктивными мерами в соответствии с указаниями норм и правил, в необходимых случаях защитной обработкой, предусматривающей предохранение их от увлажнения, биоповреждения и возгорания.

Монтаж стропильной системы непосредственно на месте наиболее распространен в загородном домостроении. Однако в последнее время практикуют и монтаж в заводских условиях, еще до возведения стен. Поскольку сейчас на заводах производятся даже дома, точность геометрии постройки возросла. Главные преимущества стропильной системы, собранной в цеху, высокая точность и надежность. Заводское производство предполагает более надежное и прочное скрепление элементов стропильной системы между собой. Стропила соединяют в крупные конструктивные элементы - фермы - с помощью специальных стыковых планок. Эти планки вдавливаются мощным прессом в стропила, что впоследствии практически исключает смещение элементов стропильной системы относительно друг друга. Затем готовые фермы доставляются на стройплощадку, где их собирают в систему. Время на монтаж при этом минимизируется, сами работы упрощаются, экономится (до 25%) материал.

Технология выполнения работ

Монтаж стропильной системы выполняет бригада рабочих из 8 человек:
плотник 4-го разряда -1;
плотник 3-го разряда -1;
плотник 2-го разряда – 2;
подсобный рабочий 1-го разряда – 1;
машинист крана 5-го разряда -1;
такелажники 2-го разряда – 2.

Потребность в инструментах и приспособлениях для устройства стропильной системы приведена в таблице 2.

Для монтажа стропильных систем, используются также дополнительные элементы: гвозди, болты, шурупы, скобы, хомуты.

Последовательность операций

В состав работ по устройству стропильной системы крыши входит установка мауэрлатов и лежней, стоек и коньковых прогонов, стропильных ног и подкосов, а также обрешетки.

Подача материалов для устройства стропильной системы производится с помощью электролебедки или строительного подъемника. Монтаж укрупненных элементов стропильной системы выполняют грузоподъемным краном.

До начала монтажа стропильной системы следует выполнить следующие организационно-подготовительные мероприятия и работы:
- установить грузоподъемный кран или оборудование;
- подготовить инструмент, приспособления, инвентарь;
- доставить на рабочее место материалы и изделия;
- оформить наряд-допуск на работы повышенной опасности;
- ознакомить исполнителей с технологией и организацией работ;
- принять нижележащие конструкции, включая монтаж чердачного перекрытия, устройство карниза, монтаж вентиляционных стояков выше чердачного перекрытия и крыши.

Заготовленные заранее, обработанные защитными составами, замаркированные и спакетированные элементы стропильной системы подают на чердачное перекрытие. Одновременно подают инвентарные средства подмащивания для монтажа.

Установку мауэрлатов и лежней выполняют с предварительной прокладкой по верху стен 2 слоев рулонной гидроизоляции.

После укладки мауэрлатов и лежней в проектное положение на лежень устанавливают стойки, временно раскрепив их схватками и подкосами. Затем по стойкам укладывают коньковый прогон, выверяют его положение при помощи уровня и закрепляют элементы строительными скобами или болтами.

Соединения элементов стропильной системы из бревен и брусьев выполняют с помощью врубок. Для соединения стоек с прогонами используют врубки со сквозным и несквозным шипом (рис.3а,б). Крестообразное пересечение брусьев соединяют вполдерева (рис.3в).

Для сопряжения стропильных ног с горизонтальной затяжкой используют врубки: лобовую с одним зубом (рис.4,а), лобовую с двойным зубом (рис. 4,б).

Стропильные ноги и подкосы из брусьев и бревен устанавливают в следующем порядке:
- производят разбивку на мауэрлатах проектного положения стропильных ног;
- выбирают в мауэрлатах гнезда;
- устанавливают инвентарные подмости;
- устанавливают стропильные ноги с опорой на коньковый брус и мауэрлат;
- после проверки правильности проектного положения всех установленных элементов стропильную систему скрепляют скобами и болтами.
- места сопряжения стропильных ног дополнительно антисептируют.

После установки первых 4 стропильных ног начинают устройство обрешетки.

Бруски прибивают по шаблону от карниза к коньку с проектным шагом, который зависит от вида кровельного покрытия. По свесу кровли над карнизом, под стыками листов, а также в разжелобках и на коньке укладывают сплошной настил из обрезной доски.

Стропильные ноги и подкосы из досок устанавливают в следующем порядке:
- производят разбивку на мауэрлатах проектного положения стропильных ног;
- выбирают в мауэрлатах гнезда;
- устанавливают раздвижные инвентарные стойки и инвентарные подмости;
- укладывают элементы составных стропильных ног: нижний - на мауэрлат и в вилку раздвижной стойки, верхний - между верхними накладками и в вилку задвижной стойки;
- между ветвями первого составного элемента устанавливают болты, скрепляющие стропильную ногу с верхними накладками;
- заводят подкосы между нижними накладками и ветвями верхних элементов составных стропильных ног, устанавливают болты, скрепляющие подкосы с нижними накладками;
- совмещают верхние плоскости обоих элементов составных стропильных ног с помощью рейки и раздвижной стойки;
- просверливают отверстия в месте сопряжения элементов составной ноги и подкоса, устанавливают болты;
- места сопряжения стропильных ног с мауэрлатами и концы стропильных ног на опорах дополнительно антисептируют.

После установки первых 2 стропильных ферм начинают устройство обрешетки. Бруски прибивают по шаблону от карниза к коньку с проектным шагом, который зависит от вида кровельного покрытия. По свесу кровли над карнизом, под стыками листов, а также в разжелобках и на коньке укладывают сплошной настил из обрезной доски.

Сопряжения элементов дощатых стропил выполняют на гвоздях и скобах, усиленных накладками (рис. 5). Несущие элементы крыши изготавливают из досок сечением 50х150 мм. В местах стыков прибивают двойные накладки из досок толщиной 25-30 мм, длина гвоздей в 2,5-3,0 раза должна превышать толщину прибиваемых досок или брусков.

Гвозди размещают параллельно или косыми рядами под углом 45° к оси накладки (рис. 6). Расстояние от торца накладки до оси крайнего ряда должно быть не менее 15d (d - диаметр гвоздя), а от кромки накладки до оси продольного ряда не менее 4d. Концы гвоздей, прошедшие через пакет досок, следует загнуть поперек волокон.

Монтаж сборных стропильных ферм для двускатной крыши из висячих дощатых стропил выполняют с помощью самоходного стрелового крана с соответствующими грузовысотными рабочими характеристиками.

Для удобства перевозки стропила изготавливают в виде двух полуферм, из которых с помощью дощатых накладок на строительной площадке собирают целые треугольные фермы. Фермы собирают, укладывая сборочные элементы между планками фиксаторами. После проверки правильности монтажа полуфермы соединяют с помощью гвоздей накладками (рис. 7).

Правильность забивки гвоздей обеспечивают с помощью шаблона - листа фанеры, по размерам равного накладке, в который в соответствии с чертежом забиваются гвозди.

Наложив шаблон на накладку, острыми концами гвоздей делают наколки, по которым затем забивают гвозди (рис. 8). Длина гвоздей должна быть в 2,5 раза больше толщины накладок. Допускаемое отклонение между центрами гвоздей 2 мм.

Фермы устанавливают с помощью самоходного стрелового крана сначала в торцах здания (рис. 9), опирая их на верхнюю обвязку стен. Вертикальность ферм проверяют отвесом и закрепляют их временными расшивками из обрезков досок. Шнур, натянутый по коньку крайних ферм, служит маяком для установки промежуточных. Их устанавливают через 1200 мм, ориентируясь по рискам. И рихтуют так, чтобы конек устанавливаемой фермы находился под натянутым маячным шнуром (рис. 10).

Вертикальность промежуточных ферм контролируют рейкой-отвесом. Опорные узлы ферм к верхней обвязке прибивают наискось двумя гвоздями длиной 150 мм с каждой стороны. Распорки, прибитые между фермами, обеспечивают их неподвижность.

После установки первых 4-5 стропильных ног начинают устройство обрешетки.

Бруски прибивают по шаблону от карниза к коньку с проектным шагом, который зависит от вида кровельного покрытия. По свесу кровли над карнизом, под стыками листов, а также в разжелобках и на коньке укладывают сплошной настил из обрезной доски.

После пришивки обрешетки выполняют вырезы для слуховых окон и лазов, затем монтируют слуховые окна.

Требования к качеству работ

Контроль качества работ при устройстве стропильной системы из деревянных элементов включает:
- входной контроль конструкций, материалов и полуфабрикатов;
- операционный контроль выполнения строительно-монтажных работ;
- приемочный контроль выполненных работ.
На всех этапах работ производится инспекционный контроль представителями технического надзора заказчика.
Изготовитель должен сопровождать каждую партию пиломатериалов и элементов крепления документом о качестве, в котором должны быть указаны:
- наименование и адрес предприятия-изготовителя;
- номер и дата выдачи документа;
- номер партии;
- наименование и марки материалов и конструкций; количество; основные физико-механические показатели.

Документ о качестве изделий, поставляемых потребителю, должен быть подписан работником, ответственным за технический контроль предприятия-изготовителя.
Входной контроль качества материалов заключается в проверке внешним осмотром их соответствия ГОСТам, ТУ, требованиям проекта, паспортам, сертификатам, подтверждающим качество их изготовления, комплектности и соответствия их рабочим чертежам. Входной контроль выполняет линейный персонал при поступлении материалов изделий на строительную площадку. Форма и основные размеры изделий должны соответствовать проекту.

Внешнему осмотру подвергаются все партии материалов и изделия в целях обнаружения явных отклонений геометрических размеров от проекта.

Размеры и геометрическая форма проверяются выборочно одноступенчатым контролем.

Устройство стропильной системы разрешается производить только после приемки опорных конструкций. Схема операционного контроля качества приведена в таблице 3.

Технические требования при приемке стропильной системы см. в таблице 4.

Калькуляции трудовых затрат

Калькуляция трудовых затрат на устройство наслонной стропильной системы из брусьев и бревен приведена в таблице 5.
Калькуляция трудовых затрат на устройство висячей стропильной системы из сборных стропильных ферм и щитов приведена в таблице 6.

Материально-технические ресурсы

Потребность в конструктивных элементах для устройства стропильной системы из брусьев на 100 кв.
м приведена в таблице 7.

Требования безопасности труда

При устройстве стропильной системы следует строго соблюдать правила охраны труда в строительстве.

Основными опасными производственными факторами при выполнении работ являются:
- работа в зоне действия монтажного крана;
- работа на высоте;
- возможность падения монтируемых элементов;
- нарушение технологии выполнения рабочих операций, опасность возгорания пиломатериалов.

К самостоятельной работе допускаются лица:
- прошедшие медицинское освидетельствование и годные по состоянию здоровья к работе;
- усвоившие инструктаж по безопасности труда и противопожарный инструктаж;
- обученные безопасным методам и приемам работы и прошедшие стажировку на рабочем месте;
- прошедшие проверку знаний требований охраны труда.

До начала работы на высоте необходимо получить:
- наряд-допуск;
- предохранительные пояса.

До начала работы стропальщики должны:
- проверить исправность грузозахватных приспособлений и наличие на них клейм или бирок с обозначением номера, даты испытания грузоподъемности;
- проверить наличие и исправность вспомогательных инвентарных приспособлений;
- подобрать грузозахватные приспособления, соответствующие массе и характеру поднимаемого груза. Следует подбирать стропы (с учетом числа ветвей) такой длины, чтобы угол между ветвями не превышал 90°;
- проверить освещенность рабочего места люксметром.

На участке, где ведутся работы краном, не допускается выполнение других работ и нахождение посторонних лиц. Зоны, опасные для движения людей во время монтажа, должны быть ограждены и оборудованы хорошо видимыми предупредительными знаками.

До выполнения монтажных работ необходимо установить порядок обмена условными сигналами между бригадиром монтажной бригады и машинистом крана. Все сигналы подаются только одним лицом, кроме команды «Стоп», которую может подать любой работник, заметивший явную опасность.

Рабочие места на высоте более 1 м над землей или перекрытием должны быть надежно ограждены. В случае невозможности устройства ограждения монтажники, работающие на высоте, должны быть обеспечены предохранительными поясами. Места закрепления карабинов должны быть указаны мастером.

Расстроповку элементов, установленных в проектное положение, следует производить после их временного надежного закрепления. На смонтированных лестничных маршах следует незамедлительно устанавливать ограждения.

Не допускается выполнять монтажные работы на высоте в открытых местах при скорости ветра 15 м/с и более, при гололедице, грозе или тумане, исключающем видимость в пределах фронта работ.

Перед началом работы плотники обязаны:
- надеть каску, спецодежду, спецобувь установленного образца;
- получить задание на выполнение работы у бригадира или руководителя и пройти инструктаж на рабочем месте с учетом специфики выполняемых работ.
- проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям безопасности;
- подобрать оборудование, инструмент и технологическую оснастку, необходимые при выполнении работ, проверить их исправность и соответствие требованиям безопасности;
- проверить устойчивость ранее установленных конструкций.

Для подхода на рабочие места плотники должны использовать оборудованные системы доступа (маршевые лестницы, трапы, стремянки, переходные мостики).
Подмости, с которых производятся монтаж и установка деревянных конструкций, не допускается соединять или опирать на эти конструкции до их окончательного закрепления.

При выполнении работ не следует располагать инструмент и материалы вблизи границы перепада по высоте. В случае перерыва в работе плотники должны принять меры для предупреждения их падения. Работы по изготовлению недостающих деталей (рубка, распиливание, теска и т.п.) в указанных местах не допускаются.
При устройстве настилов, стремянок, ограждений с перилами нельзя оставлять сколы и торчащие гвозди. Шляпки гвоздей следует заглублять в древесину.
Разбирать штабель лесоматериалов нужно уступами, сверху вниз, обеспечивая устойчивость остающихся в штабеле материалов.

Переносить брусья плотники должны при помощи специальных клещей. Кантовать брусья и тяжелые детали следует при помощи специальных крючьев и ломов. Длинномерные пиломатериалы (брусья и т.п.) необходимо переносить вдвоем.

При установке стропил, стоек и других деревянных конструкций не следует прерывать работу до тех пор, пока собираемые и устанавливаемые конструкции не будут прочно закреплены.

Элементы и детали кровель следует подавать на крышу в заготовленном виде. Заготовку деталей в больших количествах следует производить в специально предназначенных для этого и соответственно оборудованных местах. Производить заготовку непосредственно на крыше не допускается.

Подавать материалы, элементы и детали кровель на крышу следует в контейнерах грузоподъемным краном. Прием указанных грузов должен производиться на специальные приемные площадки с ограждениями. Не допускается захватывать груз руками, перегибаясь через ограждение; направлять груз при опускании его на приемную площадку следует при помощи специальных крюков. Размещать материалы, элементы и детали кровель на крыше плотники обязаны в местах, указанных руководителем работ, с принятием мер против их падения, скатывания или воздействия порывов ветра.

Во время работы с применением машин с электрическим приводом плотникам запрещается:
- натягивать и перегибать шланги и кабели;
- допускать пересечение шлангов и кабелей электрических машин с электрокабелями и электросварочными проводами, находящимися под напряжением, а также со шлангами для подачи горючих газов;
- передавать электрическую машину другому лицу;
- производить работы с приставных лестниц;
- производить обработку электроинструментом обледеневших и мокрых деревянных изделий;
- оставлять без надзора работающий электроинструмент.

Плотникам, занятым на антисептировании материалов, следует использовать для защиты органов дыхания шланговый противогаз или респиратор, для защиты глаз - защитные очки, для защиты кожи рук и лица - защитные пасты.

В помещениях, где производится антисептирование, не допускается выполнение других работ, а также курение и прием пищи. При приготовлении и загрузке антисептических составов необходимо принимать меры против их распыления и разбрызгивания.

При обнаружении неисправности средств подмащивания, технологической оснастки, электроинструмента, а также возникновении на месте работ другой аварийной ситуации работу необходимо приостановить и принять меры к ее устранению. В случае невозможности устранить аварийную ситуацию собственными силами плотники обязаны сообщить об этом бригадиру или руководителю работ.

По окончании работ по пропитке древесины антисептическими и огнезащитными составами плотник обязан:
- очистить и обезвредить места хранения и приготовления составов;
- обмыть и сдать на склад съемное оборудование и инструмент, применявшийся для антисептических работ;
- обезжирить или сжечь (по указанию мастера) тару из-под химических продуктов для приготовления составов.

По окончании работ плотник обязан уложить инструмент в специально оборудованные сумки, ячейки, футляры и приступить к уборке рабочего места.

Полную статью ищите в соотвествующем номере печатной версии журнала Заказчики и Подрядчики.
Если Вы уже подписаны на журнал, Вам можно перейти в раздел версия в формате PDF и скачать необходимый номер журнала.