Конструирование деревянного каркаса

Каркасные стены просты в изготовлении и экономичны в эксплуатации. Каркас любого здания состоит из нижней обвязки, стен, верхней обвязки, подкосов жесткости и таких вспомогательных элементов как промежуточные стойки и ригели, между которыми располагают оконные и дверные проемы.

Вариант нижней обвязки Формирование усиленных гнезд в нижней обвязке
Рис. 1. Вариант нижней обвязки: 1 — гнездо для угловой стойки; 2 — гнезда для промежуточных стоек; 3 — усиливающие доски.
Фиксация врубок каркасной стены скобами
Рис. 3. Фиксация врубок каркасной стены скобами: 1 — скобы фиксации элементов каркаса; 2 — нижняя обвязка; 3 — стойка; 4 — подкос; 5 — верхняя обвязка; 6 — формирование оконного проема; 7 — пол. 

Рис. 2. Формирование усиленных гнезд в нижней обвязке: 1 — фиксация промежуточных стоек; 2 — сборка усиленного гнезда для угловой стойки; 3 — фиксация угловой стойки. 

Нижнюю обвязку, которая служит основанием каркаса, собирают из брусьев, брёвен или толстых досок (рис. 1). Между деревянными конструкциями нижней обвязки и фундаментами устанавливают гидроизоляцию из толя или рубероида в 2—3 слоя. Для защиты нижней обвязки под ее бруски желательно подложить просмоленные или обработанные антисептиком прокладки. При значительных нагрузках формируют усиленные гнёзда угловых стоек (рис. 2). Если балки пола врубают в обвязку, то последнюю составляют из двух венцов. Врубку балок пола обычно выполняют при помощи углового замка внакладку 1-го и 2-го рода или в простой сковородень с прирезкой. Эти балки входят в систему горизонтальных связей конструкции дома, придавая ей необходимую жесткость. Для снижения уровня звуковых колебаний, которые передаются стенам от перекрытия, балки целесообразно укладывать на звукоизолирующие прокладки, в качестве которых может служить пропитанный антисептиком войлок или резина. Все врубки желательно фиксировать металлическими скобами, которые придают местам соединения необходимую прочность и жесткость (рис. 3). Скобы необходимо забивать так, чтобы они впоследствии не мешали обшивке каркаса. Выбор балок является ответственным моментом, потому что просчеты при определении сечения несущих деревянных элементов приведут к нежелательным прогибам пола. При выборе сечения балок нужно учитывать, что высота балки должна быть не менее 1/16 ширины расчетного пролета, а ее ширина — 1/3—1/2 этой же величины. Для выбора балок можно воспользоваться таблицей, разработанной И.Стояновым.

Подбор деревянных балок

Нагрузки, кг/пог. м Сечение балок при длине пролета, м
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
150 5*14 5*16 6*18 8*18 8*20 10*20 10*22
200 5*16 5*18 7*18 7*20 10*20 12*22 14*22
250 6*16 6*18 7*20 10*20 12*20 14*22 16*22
350 7*16 7*18 8*20 10*22 12*22 16*22 20*22

В зависимости от несущей способности балок, длины их пролета и величины эксплуатационных нагрузок расстояние между балками выбирают в пределах 0,5—1 м. Нужно учитывать, что проемы между балками тоже подвергаются нагрузкам, поэтому в любом случае увеличивать их более, чем на 1 м не следует. При этом расстояние между балками цокольного и чердачного перекрытия должно соответствовать расстоянию между стойками каркаса, что позволяет получить конструктивную схему с чёткой передачей нагрузок по несущим элементам стен и перекрытий. Наиболее экономичными по расходу древесины считаются балки толщиной 5 и высотой 15—18 см при расстоянии между ними 40—60 см. Балки не должны иметь пороков, влияющих на их прочностные характеристики (большое число сучков, косослой, свилеватость и т.д.). Балки подвергают обязательному антисептированию и противопожарной пропитке.

Обеспечение вертикальности стоек каркаса при помощи металлических анкеров Нижняя обвязка в собранном виде
Рис. 4. Обеспечение вертикальности стоек каркаса при помощи металлических анкеров: 1 — стойка; 2 — анкер из полосовой стали; 3 — болт с гайкой; 4 — гидроизоляционный отступ; 5 — бетонная опора; 6 — фундаментная бутобетонная опора.  Рис. 5. Нижняя обвязка в собранном виде. 

Для предотвращения бокового сдвига каркаса бруски нижней обвязки крепят к фундаменту анкерами, металлическими хомутами или каким-либо другим доступным способом. Для этого при монтаже фундамента предусматривают специальные анкеры или металлические закладные (рис. 4). Углы должны быть прямыми. Их формируют при помощи строительного угольника или теодолита. Для проверки горизонтальности брусков обвяза пользуются нивелиром или строительным уровнем. В собранном виде нижняя обвязка будет выглядеть так, как показано на рис. 5.

Установка стоек каркаса Металлические соединители
Рис. 6. Установка стоек каркаса: 1 — стойки угловые; 2 — стойки промежуточные; 3 — стеновые панели; 4 — перекрытие; 5 — ригели.  Рис. 7. Металлические соединители: А — пластина; Б — угольник; В — соединитель сложной геометрии; Г — формирование просечной пластины: 1 — пластина; 2 — выштампованный шип; 3 — насечка шипа. 

Стойки каркаса устанавливают по углам здания, а промежуточные — на расстоянии одна от другой в соответствии с размерами заполнителя (рис. 6). Оптимальным расстоянием между стойками каркаса считается 50—70 см, но в любом случае оно не должно быть более 1 м. Эти размеры обеспечивают прочность и устойчивость каркаса и позволяют применять для внутренней и наружной обшивки любой погонажный или листовой материал. В местах установки дверных и оконных блоков расстояние между стойками каркаса должно соответствовать наружным размерам коробок. Если это условие не соблюдается, то возникает необходимость в установке дополнительных стоек, предназначенных для закрепления коробок. Для стоек используют древесину без дефектов и только 1-го сорта. Сечение стоек должно обеспечивать восприятие всех нагрузок от перекрытия и крыши здания. Толщина стен дома каркасной конструкции зависит от расчетной наружной температуры в холодное время года и от эффективности утеплителя. Но в любом случае она не должна быть меньше 100 мм. Это значит, что при толщине брусков 50 мм их минимальная ширина должна быть 100 мм. В I и II климатических зонах толщина стен обычно составляет не менее 150 мм.

В габаритных зданиях (12x8 м) для стоек каркаса нужно брать бруски сечением 150x150 мм, для более компактных домов можно использовать брусья 100x150 мм. В данном случае ширина брусков регламентируется не только прочностными параметрами древесины, но и толщиной слоя утеплителя, а также его теплоизоляционными свойствами. С верхней и нижней обвязкой стойки соединяют шипами 5x5x5 см и крепят с каждого конца скобами с противоположных сторон. При установке стоек необходимо располагать их боковые стороны в одной плоскости в пределах стены. Это в последующем облегчит задачу как внутренней, так и наружной обшивки.

После установки стоек проверяют их вертикальность строительным уровнем или отвесом, после чего каждую стойку закрепляют временными связями. Временные связи можно снимать только после того, как каркасу по мере установки постоянных подкосов будет придана необходимая жесткость. Стойки пристроенных элементов (веранды, тамбура, эркера и т.п.) следует связывать с основной силовой схемой дома, что придаст каркасу дополнительную жесткость.

Шиповое соединение стоек с брусками обвяза является далеко не единственным вариантом. Современные строительные технологии имеют на вооружении большую гамму металлических соединителей в виде пластин, угольников и т.п., применение которых намного упрощает строительство (рис. 7). Все дело в том, что от качества шиповых соединений зависит жесткость каркаса, а правильно их изготовить сможет далеко не каждый. Установка же металлических соединителей не требует высокого мастерства, а прочность соединений намного увеличивается, так как конструкция не ослабляется врубками. И в этом случае отпадает необходимость усиления соединения скобами, так как металлические соединители усиливают узлы каркаса.

Каркасные дома бывают не только в одноэтажном исполнении, но и двухэтажными. Двухэтажные дома строят по нескольким методикам. Первая из них заключается в том, что каркас второго этажа устанавливается непосредственно на каркасе первого этажа. Таким образом получают как бы два отдельных дома, один из которых установлен на другом. Во втором случае несущие вертикальные стойки каркаса делают по длине на два этажа, получая при этом единую каркасно-щитовую конструкцию. Пример деревянного каркаса двухэтажного дома (с применением металлических соединителей) приведен на рис. 8.

Типовая конструкция двухэтажного каркасного дома с использованием металлических соединителей Подкосы в силовой схеме каркаса
Рис. 8. Типовая конструкция двухэтажного каркасного дома с использованием металлических соединителей: 1 — металлические соединители; 2 — нижняя обвязка 1-го этажа; 3 — верхняя обвязка 1-го этажа; 4 — нижняя обвязка 2-го этажа; 5 — верхняя обвязка 2-го этажа; 6 — дверной проем; 7 — оконный проём.  Рис. 9. Подкосы в силовой схеме каркаса: 1 — подкосы

На стойки устанавливают бруски верхней обвязки и только после этого приступают к усилению каркаса подкосами и раскосами. Подкосы и раскосы придают каркасу необходимую пространственную жесткость (рис. 9). Подкосы врубают в стойки и бруски обвязки лобовой врубкой, а раскосы — врубкой полусковороднем или прикрепляют гвоздями и болтами. Количество подкосов и места их установки определяют из условий жесткости силовой схемы каркаса, но в любом случае подкосов должно быть не менее двух в пределах одной стены Окончательную жесткость каркасу придадут внутренние перегородки, перекрытие, внутренняя и наружная обшивка. Горизонтальные ригели устанавливают над дверными и оконными коробками, ограничивая в этом месте высоту каркаса. Помимо своей основной функции ригели являются дополнительными усилительными элементами в силовой схеме каркаса. Их устанавливают между промежуточными стойками каркаса по два ригеля для оконного проема (рис. 10) и по одному ригелю для дверного проема (рис. 11).

Оформление оконного проема Оформление дверного проема
Рис. 10. Оформление оконного проема: 1 — ригели оконного проема; 2 — оконный проем; 3 — нижняя обвязка; 4 — верхняя обвязка; 5 — стойки.  Рис. 11. Оформление дверного проема: 1 — ригель дверного проема; 2 — стойки; 3 — нижняя обвязка; 4 — верхняя обвязка; 5 — обшивка каркаса.  

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер