высота стен каркасного дома
Сборка каркаса: строим дом за 3 недели
Прежде чем приступать к работам по строительству каркасных стен необходимо выполнить утепление платформы и зашить ее листовым материалом.
Участвуйте в нашем конкурсе и выиграйте домокомплект! Принять участие в конкурсе.
Утепление платформы
Проектом предусмотрено расположение лаг пола внутри ростверка. Для лаг мы также используем доску 145*45 мм, напиленную в размер. К нижней части ростверка, а также к каждой лаге с двух сторон крепим бруски 45*45 мм по всей длине для поддержания пенополистирола, выполняющего функцию утеплителя в перекрытии. Упомянутый брусок отнимает от высоты доски 45 мм, таким образом эффективное утепление пола будет составлять 100 мм.
В случае необходимости увеличить толщину утепления в платформе пола, можно вместо ограничивающих брусков прибить вдоль нижнего ребра каждой лаги ограничивающую доску с сечением 20*100 мм. Таким образом платформа может быть утеплена на всю высоту лаг.
Далее выполняем разметку на ростверке с шагом 56 см по осям. Такой шаг продиктован стандартным размером листов пенополистирола – 100 см. Лист утеплителя распиливается пополам, получаем два куска шириной 50 см. Отпиленный кусок укладывается в перекрытие и опирается на набитые на лаги бруски. По одному сантиметру с каждой стороны остается на пенный шов. После тщательного запенивания такое перекрытие получается непродуваемым и в совокупности с настилаемыми сверху листами ОСП не нуждается в пароизоляции.
Заключительный этап монтажа платформы – обшивка ее листами ОСП. Для этих целей мы использовали ОСП толщиной 18 мм с кромкой шип-паз. Обшивка производится в разбежку листов, при этом стыки должны расходиться примерно на половину длины листа. Наличие кромки шип-паз позволяет стыковать листы в любом месте, не согласуясь с лагами.
При использовании обычной кромки, все стыки листов ОСП должны приходиться на деревянные несущие элементы. В продольном направлении – это лаги пола, в поперечном, перпендикулярно лагам, монтируются так называемые бриджинги.
Следует понимать, что после зашивки платформы листами ОСП необходимо обеспечить ее защиту от осадков и укрыть пленкой до момента устройства кровли.
Скромные размеры нашего домика позволяют сразу же перейти к следующему этапу – возведению каркасных стен.
Каркас
Конструкция нашего каркасного дома представляет собой гибрид скандинавской и североамериканской систем. Из американской технологии мы взяли вторую верхнюю обвязочную доску на стенах. Связано это с тем, что боковые стены у нас длиннее шести метров и собираются из более коротких отрезков. Кроме того, что верхняя обвязочная доска соединяет стены воедино, она позволяет распределять нагрузку от стропил на стены более равномерно.
По строительным нормам древесина для строительства каркасных домов должна быть сухая, влажностью не более 18 %. Поэтому мы используем сухие строганные доски, влажностью 10-12 %. Сечение досок для стоек каркаса 45*95 мм, стропила же выполняются из доски сечением 45*145 мм.
При наличии проекта целесообразно весь домокомплект напилить заранее в размер, что значительно сокращает общее время строительства. Строительство каркасных домов методом «платформа» предполагает горизонтальную сборку стен на уже собранном основании с последующим подъемом и фиксацией.
Монтаж происходит следующим образом: подготовленные верхняя и нижняя доска укладываются на платформу и разносятся на расстояние, соответствующее высоте стены. После этого на них делается разметка стоек. Высота стоек у нас 2500 мм, шаг по осям 625 мм. Такой шаг, во-первых, обеспечивает расстояние между стойками соответствующее ширине утеплителя, во-вторых, соответствует ширине листа ОСП– 250 мм (625*2), которым мы планируем обшивать каркас дома изнутри. Высота стоек у нас также неслучайна и соответствует высоте листа ОСП, таким образом вся обшивка нашего каркаса будет произведена листами ОСП практически без отходов, что полностью отвечает концепции нашего строительства.
Стены собираются на гвозди с кольцевой накаткой длиной 90 мм.
После того, как фрагмент стены собран на платформе необходимо максимально точно вымерить его диагонали с помощью рулетки и раскрепить временной укосиной.
Следующим этапом стены поднимаются и также фиксируются гвоздями к основанию и скрепляются между собой.
После этого снимаются укосины, а каркас для жесткости обшивается листами ОСП. Плиты ОСП монтируются с деформационным зазором 3-4 мм.
В месте примыкания внутренних перегородок к наружным стенам мы изначально на торец перегородки крепили полосу из пароизоляции для создания непрерывного герметичного контура. К основному полотну пароизоляции эти полосы впоследствии крепятся двусторонним скотчем.
По срокам вся работа по напиливанию стоек каркаса, сколачиванию, подъему и монтажу стен занимает всего 1-2 дня.
Стропильная система
После сборки каркаса сразу же приступаем к монтажу стропильной системы, чтобы максимально оперативно сделать кровлю. Кровля защитит платформу дома от осадков и позволит в более комфортных условиях осуществлять дальнейшие работы по постройке и отделке дома.
Как отмечалось ранее, крыша у нас обычная двускатная, это самый простой, надежный и недорогой вариант крыш идеально подходящий для дачного домика. Преимущество в простоте изготовления и монтажа, и минимизации риска допустить ошибку, что для самостройщика очень важно.
В этом доме мы применяем наслонную стропильную систему — это когда и верх и низ стропильной ноги имеет опору. То есть верх опирается на коньковый прогон, а низ на обвязочную доску.
Проектный угол ската кровли 21 градус, таким образом, принимая во внимание небольшие габариты дома, можно понять, что у нас не запланирован чердак, поскольку его высота была бы слишком малой для эффективного использования – это также упрощает и удешевляет конструкцию.
Работа по проекту, а не на коленке, позволяет все манипуляции по нарезке стропил в размер осуществлять внизу, строго по чертежам, а уже после нарезки подавать стропила наверх и крепить их по месту.
Стропила мы изготавливаем также из сухой строганной доски сечением 45*145 мм.
Шаг стропил у нас такой же как и у стоек каркаса – 625 мм. Между стропильных ног, по краю стены, монтируются распорки, которые служат для поддержания утеплителя и предотвращают кручение стропил.
Заключительный этап монтажа стропильной системы – устройство фронтонный выносов свесов кровли, которое мы делам на аутригерах или в просторечии на «кобылках». Кобылки крепятся к первой стропильной ноге, смонтированной на доме. Между ними вставляются распорки, ограничивающие утеплитель и придающие жесткость узлу.
В следующей статье расскажем вам об устройстве пароизоляции и утеплении.
Товары, необходимые для строительства дома, можно приобрести в магазинах Леруа Мерлен.
Выбор сечения пиломатериалов каркасной стены
Толщина каркасной стены выбирается исходя из двух условий:
Как правило, в Норвегии толщина каркасных стен для жилого дома установлена в 198 мм, с дополнительным утеплением по перекрёстной обрешётке — 50 мм. См. рис. 9.3. Таким образом суммарная толщина теплоизоляции стандартного скандинавского дома составляет примерно 250 мм. При этом возможны вариации, например, иногда каркас стен собирают из доски 36×148 мм с перекрёстной обрешёткой изнутри и снаружи.
Чтобы знать точно, какую толщину каркасных стен выбрать — согласно норвежским строительным правилам, нужно пользоваться специальными таблицами.
Таблица 9.1 показывает взаимосвязь между сечением стоек в наружных несущих стенах, нормативной снеговой нагрузкой и максимальной шириной двухэтажного дома.
| Сечение стоек каркаса, мм | Нормативная снеговая нагрузка, кН/м² | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3,5 | 4 | 4,5 | 5 | 6 | 7 | |
| 36×148 | 6,1 | 5,6 | 5,2 | 4,8 | 4,2 | 3,7 |
| 48×148 | 12 | 12 | 11,4 | 10.6 | 9,2 | 8,2 |
| 36×198 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
| 48×198 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
Данные, приведённые в таблице предусматривают. Шаг стоек — 0,6 м; класс качества древесины — C18 (3-й сорт); количество этажей — 2; высота каркасной стены — 2,4 м; конструкция кровли — свободно опертые фермы; тип кровельного покрытия — тяжёлое (керамическая черепица).
Если ширина дома превышает 12 м, необходимо заказать комплексный расчёт несущих конструкций у опытного конструктора, т.к. в этом случае нужно учесть природный ландшафт места строительства, форму здания и другие факторы, определяющие нагрузки на каркас строения.
Сечение стоек высоких каркасных стен также должны рассчитываться опытным инженером. Чем выше высота стоек, тем большее значение имеет нормативная ветровая нагрузка и тем больше фактический прогиб стоек. Толщина стоек в высоких каркасных стенах должна быть не меньше 48 мм.
В таблице 9.2 показана взаимосвязь между высотой несущих наружных стен, шириной дома, нормативной снеговой нагрузкой и сечением стоек каркаса для одноэтажного каркасного дома по норвежской технологии.
| Сечение стоек каркаса, мм | Ветровая нагрузка — 0,5 кН/м² | Ветровая нагрузка — 1 кН/м² | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Максимальная ширина дома, м | ||||||
| 5 | 10 | 15 | 5 | 10 | 15 | |
| 48×123 | 4,2 | 3,5 | 2,8 | 3,4 | 2,8 | 2,8 |
| 48×148 | 5,1 | 4,7 | 3,8 | 4,1 | 4,1 | 3,8 |
| 48×173 | 6 | 6 | 4,8 | 4,7 | 4,7 | 4,7 |
| 48×198 | 6 | 6 | 6 | 5,4 | 5,4 | 5,4 |
Данные, приведённые в таблице предусматривают. Шаг стоек — 0,6 м; класс качества древесины — C18 (3-й сорт); количество этажей — 1; конструкция кровли — свободно опертые фермы; нормативная снеговая нагрузка: ≤ 3,5 кН/м².
Подробности технологии расчёта и изготовления деревянных каркасных стен большой высоты можно посмотреть в оригинальном норвежском руководстве.
Сечения стоек каркаса внутренних несущих стен зависит от конструкции дома, от того как распределяются нормативные нагрузки (рис. 9.5).
Рис. 9.5 Нагрузка на внутренние несущие стены может значительно отличаться в зависимости от конструкции дома
На рисунке 9.5A видно, что внутренние стены первого этажа не являются несущими, так как конструкция кровли предусматривает свободно опёртые фермы. Тем не менее, внутренняя стена подполья в данном случае является несущей, так как на неё опирается перекрытие.
На рисунке 9.5B внутренние стены первого этажа являются несущими, так как конструкция дома предусматривает эксплуатируемый лофт, опирающийся на внутреннюю стену.
На рисунке 9.5C все внутренние стены являются несущими, так как они воспринимают нагрузки с кровли, перекрытия лофта и с цокольного перекрытия.
Внутренние ненесущие стены должны быть также рассчитаны на нагрузку от навесной мебели, полок и санитарного оборудования. Расчёта на прочность конструкции в данном случае недостаточно, для комфорта жильцов конструкции дома должны быть также рассчитаны и на зыбкость. Всё имеет значение, неприятные вибрации перегородок могут возникнуть даже от резкого закрытия двери или из-за перепада давления воздуха в помещениях.
Таблица 9.3 показывает рекомендованные сечения стоек для деревянных каркасных внутренних стен в малоэтажных деревянных каркасных домах, построенных по настоящей норвежской технологии.
| Сечение стоек каркаса, мм | Высота этажа, м | Тип стены |
|---|---|---|
| 36×73/68 | 2,4 | Внутренние ненесущие стены |
| 48×73 | 2,7 | |
| 48×98 | 3 | |
| 48×98 | 2,4 | Внутренние несущие стены, воспринимающие нагрузку от двух междуэтажных перекрытий |
| 48×148 | 2,4 | Внутренние несущие стены, воспринимающие нагрузку с кровли и от двух междуэтажных перекрытий |
Данные, приведённые в таблице предусматривают. Шаг стоек — 0,6 м; класс качества древесины — C18 (3-й сорт); максимальная ширина дома — 10 м (расстояние между несущими стенами).
Пример выбора сечения стоек для постройки каркасных стен по оригинальной норвежской технологии.
1. Значения, приведённые в таблице 9.1. предусматривают конструкцию кровли из свободно опертых ферм, т.е. нагрузки с кровли в этом случае передаются только на наружные несущие стены. В таблице 9.1 мы видим, что здание с такой конструкцией кровли и каркасом несущих стен из доски 36×148 мм может иметь максимальную ширину 5,2 м в регионах с нормативной снеговой нагрузкой 4,5 кН/м². Если же каркас стены собрать из доски 48×148 максимальная ширина дома в этом случае составит 11,4 м.
2. Если конструкция кровли предусматривает использование наслонных стропил, см. рис. 9.5C, то вертикальная нагрузка на наружные несущие стены уменьшиться в 2 раза по причине перераспределения нормативных нагрузок на внутреннюю стену. В таком случае, значения максимальной ширины дома, приведенные в таблице 9.1, будут указывать на расстояние между наружной и внутренней несущими стенами. В регионе с нормативной снеговой нагрузкой 4,5 кН/м² в таком случае можно строить двухэтажные каркасные дома с наружными несущими стенами из доски 36×148 мм и общей шириной дома до 10,4 м — с двумя пролётами по 5,2 м, (рис. 9.5C).
Материал подготовил конструктор Владислав Воротынцев на основе норвежской технологии каркасного домостроения, разработанной институтом СИНТЕФ
Рассчитываем конструкцию и пирог стен каркасного дома
Перед началом строительных работ обязательно составляется проект и строительная смета, основной частью которой является расчет стен каркасного дома. Конструкция каркаса и структура «пирога» стены – важнейшие составляющие. От того, насколько правильно они будут спроектированы и из каких стройматериалов собраны, зависит теплоэффективность и долговечность дома.
Порядок и правила расчета
На стоимость стен каркасного дома, а также на количество материалов, используемых при их возведении, влияет площадь, этажность строения, количество и планировка комнат. Многоэтажный дом тяжелее, поэтому для его строительства потребуются более прочные материалы в большем количестве.
Каркас дома состоит из следующих элементов:
Расчет стоек каркасного дома
Высота стоек зависит от количества этажей дома и высоты потолков, обычно она составляет не менее 2,5 м. В технических помещениях и санузлах можно использовать минимальные значения. Сечение стоек преимущественно – 150х150 мм.
Расстояние между стойками при сборке каркаса на стройплощадке определяется шириной утеплителя. Важно, чтобы он плотно размещался между брусьями и не спрессовывался. Производители готовых каркасов из ЛСТК часто устанавливают шаг стоек 3 м, поэтому при размещении утеплителя важно закрывать места стыков для герметичности всей конструкции.
При выборе деревянного каркаса важно, чтобы древесина была высушена, это исключит усадку конструкции. Кроме того, нужно правильно подобрать породу дерева и обратить внимание на наличие антисептической обработки, чтобы продлить срок службы.
Расчет стенового «пирога» каркасного дома
Каркас стен состоит из слоев:
Толщина утеплителя зависит от региона строительства дома и его назначения – для сезонного или круглогодичного проживания. Обычно теплоизоляционный слой равен толщине стоек – 150 мм, в районах с низкими температурами увеличивают толщину и усиливают каркас дополнительными стойками.
Популярный, долговечный и экономичный стройматериал, рекомендуемый специалистами – минеральная вата. С внутренней стороны дома на утеплитель обязательно крепятся пароизоляционные пленки.
Стойки также не должны оставаться без теплозащиты, поэтому снаружи места выхода стоек на улицу изолируют.
С внешней стороны поверх слоев утеплителя закрепляют плиты ОСП, на которые укрепляют пленки для ветровой и влагозащиты. ОСП усиливают жесткость конструкции. Между ветрозащитной пленкой и внешним отделочным материалом всегда оставляют вентиляционный зазор, в него выводят точку росы, регулируя слои утеплителя.
С внутренней стороны каркас также может быть обшит плитами ОСП меньшей ширины либо для этих целей выбирают листы гипсокартона. Для внешней отделки дома используют различные материалы: виниловый или металлический сайдинг, штукатурку, кирпич, камень, вагонку – это зависит от вкуса и финансовых возможностей владельца.
При расчете стен каркасного дома используют коэффициент «показатель сопротивления теплопередачи» – Rp. Принят СНиП, учитывающий данный показатель для каждого региона, исходя из средних температур в зимнее время года. Примеры показателей коэффициента Rp по городам, Вт/(м·°C):
Этот коэффициент определяется как деление толщины материала (м) на коэффициент теплопроводности материала (Вт/(м·°C)). В том случае, когда стена состоит из нескольких слоев, то значения всех составляющих стройматериалов нужно сложить, чтобы получить общую цифру. Теплопроводность материалов указана на упаковке, также ее можно найти у производителя.
Пример расчета
Как правило, размер стены каркасного дома задает утеплитель, остальные материалы принимаются как данные. Возьмем, к примеру, Санкт-Петербург:
Минвата обычно имеет толщину 50 мм, округляем до этого показателя и получаем толщину утеплителя в 150 мм. К этой цифре прибавляем размеры отделки, ограждающих конструкций, листов ОСП и гипсокартона.
Аналогично можно произвести расчет и по другим городам, а также для других вариантов утепления – пеноплекса, стекловаты и прочих материалов.
Стоимость материалов для возведения каркаса, ограждающих конструкций, внешней и внутренней отделки стен зависит от производителя стройматериалов. Кроме того, при самостоятельной сборке дома необходимо приобрести инструменты, а также крепеж, уголки и другой инвентарь.
Но при всем при этом, сборка быстровозводимого дома своими руками довольно проста, не требует особых навыков и помогает существенно снизить расчеты стоимости строительства.
Видео: расчет толщины утеплителя
Как строят каркасы стен каркасных домов
Наружные и внутренние стены разделяются на различные типы в зависимости от их конструкционных особенностей и задач.
Легкие стены выполняются из деревянного каркаса, деревянных двутавровых профилей или из тонких стальных профилей. Такие стены обшиваются плитными материалами или вагонкой. См. рис. 9.1.
В качестве несущей конструкции тяжёлых стены используется железобетон, пенобетон, кирпич. В странах Скандинавии, есть требование, чтобы такие стены были дополнительно утеплены. В таких случаях к тяжёлым стенам изнутри пристраивают изолированный утеплённый деревянный каркас.
Тяжёлые стены – могут быть выполнены на основе несущего деревянного каркаса с кирпичной облицовкой. См. рис. 9.2.
Несущие стены – это стены воспринимающие нагрузки от перекрытий и/ или кровли. В первую очередь каркас стен рассчитывается на способность воспринимать вертикальные нагрузки, но также он должен быть рассчитан на то, чтобы придать необходимую жесткость все конструкции здания.
Ненесущие стены – называются лёгкими. В более крупных строениях, несущие конструкции которых выполнены из стали или бетона ненесущие стены называются заполняющим каркасом.
Деревянный каркас стены состоит из стоек, вписанных в раму из досок верхней и нижней обвязки стены. Обычно шаг стоек принимают равным 600 мм. В несущих наружных стенах стойки располагают соосно балкам нижележащего перекрытия.
Проёмы обрамляются горизонтальными связями. В несущих стенах над проемами нужно монтировать перемычки — балки жёсткости, передающие нагрузку с верхней обвязки на стойки расположенные с обеих сторон проёма.
Существуют также конструкции с перекрёстным каркасом. В этом случае по несущему каркасу стены набивается обрешётка с шагом, адаптированным под ширину листов теплоизоляции или под выбранный тип обшивки. См. рис. 9.3.
Требование к качеству пиломатериалов для строительства деревянной каркасной стены.
Согласно требованиям норвежской нормативной документации деревянные каркасы стен нужно строить из доски, соответствующей классу качества не ниже C18, что в свою очередь соответствует третьему сорту по ГОСТ 8486-86Е.
Размеры пиломатериалов должны соответствовать номиналу.
Покоробленность пиломатериалов может значительно уменьшить несущую способность деталей каркаса. См. рис. 9.4.
Рис. 9.4 Продольная покоробленность по пласти и по кромке
Выбор сечения пиломатериалов каркасной стены
Толщина каркасной стены выбирается исходя из двух условий:
Как правило, в Норвегии толщина каркасных стен для жилого дома установлена в 198 мм, с дополнительным утеплением по перекрёстной обрешётке – 50 мм. См. рис. 9.3. Таким образом суммарная толщина теплоизоляции стандартного скандинавского дома составляет
250 мм. При этом вариации возможны, например, иногда каркас стен собирают из доски 36х148 с перекрёстной обрешёткой изнутри и снаружи.
Чтобы знать точно, какую толщину каркасных стен выбрать – согласно норвежским строительным правилам, нужно пользоваться специальными таблицами. Таблица 9.1 показывает взаимосвязь между сечением стоек в наружных несущих стенах, нормативной снеговой нагрузкой и максимальной шириной двухэтажного дома. Данные, приведённые в таблице 9.1, предусматривают шаг стоек 600 мм, конструкцию кровли из свободно опертых ферм с тяжёлым кровельным покрытием (керамическая черепица).
Таблица 9.1 Максимальная ширина дома (м) для деревянных каркасных несущих стен, выполненных из досок заданного сечения.
Шаг стоек: 0,6 м;
Класс качества древесины: C18 (3-й сорт);
Количество этажей: 2;
Высота каркасной стены: 2,4 м;
Конструкция кровли: свободно опертые фермы;
Тип кровельного покрытия: тяжёлое.
В таблице 9.2 показана взаимосвязь между высотой несущих наружных стен, шириной дома, нормативной снеговой нагрузкой и сечением стоек каркаса для одноэтажного каркасного дома по норвежской технологии. Данные, приведённые в таблице 9.2, предусматривают максимальную нормативную снеговую нагрузку 3,5 кН/м².
Узнать подробности технологии расчёта и изготовления деревянных каркасных стен большой высоты можно в оригинальном норвежском руководстве №523.252: https://yadi.sk/i/pHe82IkVgivY2
Таблица 9.2 Максимальная высота стоек несущей наружной каркасной стены (м)
Шаг стоек: 0,6 м;
Класс качества древесины: C18 (3-й сорт);
Количество этажей: 1;
Конструкция кровли: свободно опертые фермы;
Нормативная снеговая нагрузка: ≤ 3,5 кН/м².
Сечения стоек каркаса несущих внутренних стен зависит от конструкции дома, от того как распределяются нормативные нагрузки. См. рис. 9.5.
На рис. 9.5(A) видно, что внутренние стены первого этажа не являются несущими, так как конструкция кровли предусматривает свободно опёртые фермы. Тем не менее, внутренняя стена подполья в данном случае является несущей, так как на неё опирается перекрытие.
На рис. 9.5(B) внутренние стены первого этажа являются несущими, так как конструкция дома предусматривает эксплуатируемый лофт, опирающийся на внутреннюю стену.
На рис. 9.5(C) все внутренние стены являются несущими, так как они воспринимают нагрузки с кровли, перекрытия лофта и с цокольного перекрытия.
Внутренние ненесущие стены должны быть также рассчитаны на нагрузку от навесной мебели, полок и санитарного оборудования. Расчёта на прочность конструкции в данном случае недостаточно, для комфорта жильцов конструкции дома должны быть также рассчитаны и на зыбкость. Всё имеет значение, неприятные вибрации перегородок могут возникнуть даже от резкого закрытия двери или из-за перепада давления воздуха в помещениях.
Таблица 9.3 показывает рекомендованные сечения стоек для деревянных каркасных внутренних стен в малоэтажных деревянных каркасных домах, построенных по настоящей норвежской технологии. Шаг стоек принят равным 600 мм.
Таблица 9.3 Рекомендованные сечения стоек для деревянных каркасных внутренних стен
Шаг стоек: 0,6 м;
Класс качества древесины: C18 (3-й сорт);
Максимальная ширина дома: 10 м (расстояние между несущими стенами);
Пример выбора сечения стоек для постройки каркасных стен по оригинальной норвежской технологии.
Расчёт обвязки и стоек деревянной каркасной стены
состоит из двух основных этапов:
Стойки деревянной каркасной стены рассчитаны в основном на восприятие вертикальных нагрузок. В деревянной стойке силы сжатия направлены вдоль волокон, а в деревянной обвязке каркасной стены силы сжатия направлены поперёк волокон. В деревянной каркасной стене с каждой стойки на обвязку передаётся сумма нормативных нагрузок (снеговая, ветровая, собственный вес), доходящая до 25 кН (что соответствует
2,5 т).
Незакреплённая обшивкой стойка превышает допустимый продольный прогиб по оси Y даже при совсем малой нагрузке. Недопустимые напряжения в стойке 36х148 высотой 2,4 м в таком случае возникнут уже при нагрузке 4,1 кН (что соответствует
410 кг). См. рис. 9.6. и таблицу 9.4.
Таблица 9.4 Предельные значения суммы нормативных нагрузок (кН), приходящихся на деревянную стойку высотой … (м)
Класс качества древесины: C24 (2-й сорт);
Климатический класс: 1 и 2;
Таблица 9.4 Предельные значения суммы нормативных нагрузок (кН), приходящихся на деревянную стойку высотой … (м)
Обшитые стойки деревянной каркасной стены рассчитывают на продольный прогиб только по оси X. Если мы посмотрим в таблицу 9.4, то увидим, что если каркас обшит, то для этой же стойки сечением 36х148, высотой 2,4 м несущая способность составит 42,8 кН (что соответствует
4,28 т). В малоэтажном домостроении таких нагрузок на одну стойку практически не бывает, поэтому в данном случае необходимо сделать расчёт обвязки каркасной стены на смятие в месте опирания на неё стойки каркаса. В данном случае площадь поперечного сечения стойки 36х148 мм = 5328 мм². Зная, что для деревянной обвязки каркасной стены изготовленной из доски класса качества C24 (2-й сорт) предел прочности на смятие 3,6 Н/ мм², мы узнаем максимальную нагрузку на 1 стойку: 5328*3,6=19,2 кН (что соответствует
Каркасные стены из двутавровых профилей на древесной основе.
В место цельных деревянных досок можно использовать двутавровые профили, в которых в качестве полок используются деревянные бруски или LVL-брус, а в качестве стенок OSB или HDF.
Каркасы стен, выполненные из двутаврового профиля на древесной основе, собираются за небольшими исключениями по тому же принципу, что и каркасы из цельных деревянных деталей. См. рис. 9.7.
Чтобы рассчитать максимальную ширину дома, каркас которого состоит из двутавровых профилей на древесной основе, воспользуйтесь таблицей 9,5, при этом пролёты балок в перекрытиях такого дома не должны превышать 5,0 м.
Таблица 9.5 Максимальная ширина дома (м) для каркасных несущих стен, выполненных из деревянных двутавровых профилей (h=200 мм).
Шаг стоек: 0,6 м;
Высота этажа: 2,4 м;
Конструкция кровли: свободно опертые фермы;
Пролёт балок междуэтажного перекрытия ≤ 5,0 м.
Таблица 9.5 Максимальная ширина дома (м) для каркасных несущих стен, выполненных из деревянных двутавровых профилей (h=200 мм).
Узнать подробности технологии изготовления деревянных каркасных стен из двутавровых профилей можно в оригинальном норвежском руководстве №523.261.
Каркасные стены из тонких стальных профилей
Из стальных профилей выполняют в основном каркасы ненесущих стен, перегородок или изготавливают заполняющие каркасы для последующей установки в бетонные и стальные каркасы зданий. Также тонкие стальные профили используют для внутренних перегородок в помещениях с повышенными требованиями по пожаробезопасности. См. рис. 9.8.
Рис. 9.8 Заполняющий каркас из тонких стальных профилей
На строительном рынке представлено большое разнообразие стальных профилей различной формы, толщины, габаритных размеров, предназначенных для использования в различных областях строительной отрасли, в том числе рассчитанных на необходимую толщину утепления. Ширина стальных профилей для каркасных стен варьируется от 70 до 200 мм. Сборка каркасов стен из стальных профилей производится с помощью саморезов или заклёпок.
Узнать подробности технологии изготовления каркасных стен из тонких стальных профилей можно в оригинальном норвежском руководстве №524.233.
Нижняя обвязка деревянной каркасной стены
Нижнюю обвязку деревянной каркасной стены делают, как правило, двойной — т.е. перед установкой каркасов стен под них устанавливают деревянные лежни.
Для этого есть несколько причин:
Для надёжного соединения по углам дома, доски нижней обвязки должны монтироваться внахлёст, перекрывая друг друга. Стыки по длине также должны быть выполнены с нахлёстом в 600 мм. См. рис. 9.9 и 9.10.
Рис. 9.9 Устройство нижней обвязки деревянных каркасных стен.Конструкционные узлы скандинавского каркасного дома
Импрегнированные лежни, торцевые балки цокольного перекрытия, направляющие лежни, нижняя обвязка каркасов стен по углам должны монтироваться с перекрытием стыков.
Герметизация стыка между импрегнированным лежнем и фундаментом
Норвежские строительные правила позволяют использовать в этих целях специальные ленты из минеральной ваты, полиуретановые и резиновые ленты.
Верхняя обвязка каркасной стены
Согласно норвежским строительным правилам верхняя обвязка каркасной стены должна быть двойной, если проектом не предусмотрено иное решение. Двойная верхняя обвязка хорошо подходит для крепления внутренней обшивки в тех случаях, когда потолок уже смонтирован. Также двойная обвязка обеспечивает бо́льшую жесткость деревянных каркасных стен и помогает выровнять каркасные стены для того, чтобы смонтировать по ним стропильную систему. Поэтому важно выбирать наиболее прямые доски для изготовления верхней обвязки каркасных стен. Верхнюю обвязку крепят к стойкам на 3 гвоздя 3,1х90 горячей оцинковки. Доски верхней обвязки стен должны монтироваться с перекрытием стыков, как показано на рис. 9.11.
Выравнивание деревянных каркасных стен
При поднятии деревянных каркасных стен необходимо выровнять их по отвесу. Вначале по шнурку выравниваются нижние обвязки, затем проверяются отвесом угловые стыки. В окончание выравниваются по шнурку верхние обвязки стен и устанавливаются изнутри помещения упоры, подпирающие наружные каркасные стены, не давая им завалиться во внутрь. Чтобы облегчить работу по выравниванию деревянных каркасных стен, необходимо изначально монтировать стойки так чтобы прогиб образованный продольной покоробленностью по кромке смотрел вовнутрь помещения. Тогда будет легко монтировать внутреннюю отделку, применяя специальные подкладки для выравнивания внутренней поверхности деревянных каркасных стен. Согласно норвежским национальным стандартам NS 3420 отклонения по вертикали относятся к 3% классу точности RC. Это означает что при высоте потолка 2,4 м максимально допустимые отклонения стоек от вертикали должны быть ≤ 7 мм.
Расчёт длины стоек каркасной стены нужен для достижения желаемой высотой потолка. В Норвегии в малоэтажных деревянных домах стандартная высота потолка 2400 мм. См. рис. 9.12 и 9.13.
См. далее пример расчёта длины стойки для обеспечения заданной высоты потолка.
При расчёте длины стоек принимают во внимание:
Если высоту потолка обозначить буквой H, то формула расчёта длины стойки (L) деревянной каркасной стены примет вид: L= H + A + B — C Пример расчёта длины стойки для обеспечения высоты потолка 2400 мм для стен, изображённых на рис. 9.13:
Пример расчёта длины стойки для обеспечения высоты потолка 2400 мм
Проектирование каркасных домов по строительной сетке
Описанная норвежская технология сборки каркасов стен с двойной верхней обвязкой без дополнительных балок жёсткости подразумевает проектирование по сетке 600 мм чтобы таким образом на стройплощадке балки, распорки, стойки и стропила можно совпадали по осям. Угловой стык фронтонной и продольной стены показано на рис. 9.14, рекомендуется фронтонные стены делать по всей ширине дома, и стойки фронтонных стен располагать симметрично линии конька — чтобы по длине стойки получались одинаковыми.
Рис. 9.14 Угловой стык фронтонной и продольной стены
Угловые и Т-образные стыки каркасных стен должны быть выполнены таким образом, чтобы остался доступ для монтажа теплоизоляции и чтобы было к чему крепить внутреннюю обшивку или внутреннюю обрешётку стен при необходимости. Все угловые стойки должны быть надежно закреплены, гвозди бьют с шагом
300 мм. Чтобы уменьшить мостик холода в угловом соединении, конструкция углового стыка должна быть как можно проще – как на рис. 9.15. В таком случае снаружи и внутри помещения стойки каркасных стен дают возможность для крепления наружной и внутренней обшивки, а также обрешётки если понадобится.
На рис. 9.15 показаны угловые стыки каркасных стен по норвежской технологии. Оба из приведённых стыков, могут быть как внешними, так и внутренними – это зависит от того, с какой стороны проектом предусмотрена обрешётка по стеновому каркасу.
Рис. 9.15 угловые стыки типичных скандинавских каркасных стен
На рис. 9.16 показан Т-образный стык наружной и внутренней деревянной каркасной стены.
Очень важно чтобы на стыках стен не нарушалась целостность пароизоляции. Если монтаж внутренних стен производиться до утепления и герметизации наружных, то необходимо на стыке стен между каркасами оставить зазор 15-20 мм для того, чтобы впоследствии можно было провести сквозь него пароизоляцию и смонтировать внутреннюю обшивку, например гипсокартонную плиту. Понятно, что до проведения этих мероприятий – прибивать крайнюю стойку внутренней стены к каркасу наружной нельзя – лучше вообще временно её отодвинуть в сторону, как показано на рис. 9.16.
Когда будет смонтирована внутренняя отделка наружной деревянной каркасной стены – крайнюю стойку каркаса внутренней стены можно будет пододвинуть в плотную. Затем следует хорошо закрепить крайнюю стойку каркаса внутренней стены к верхней и нижней обвязке и к закладным доскам каркаса наружной стены. Перед этим на крайнюю стойку каркаса внутренней стены наносят две полоски эластичного герметика, монтажного клея или приклеивают на неё 2 уплотнительные ленты. Это нужно чтобы звукоизолировать место стыка внутренней и наружной деревянных каркасных стен.
Т-образный стык 1 на рис. 9.16 лучше всего подходит в тех случаях, где внутренняя стена разделяет 2 различных помещения с разными видами внутренней отделки.
Т-образный стык 2 на рис. 9.16 лучше всего подходит в тех случаях, когда оба помещения отделываются одним и тем же материалом. Если высота потолка равна 2400 мм — достаточно разместить всего 2 закладные доски с межосевым расстоянием 800 мм.
Обрешётка каркасов скандинавских деревянных стен
Чтобы обеспечить необходимую толщину утеплителя, на деревянные каркасы стен монтируют обрешетку. Обрешётка может располагаться как с внутренней, так и с наружной стороны деревянного каркаса. Обычно в в качестве обрешетки деревянных каркасных стен используют бруски 48х48 мм, между ними хорошо помещается теплоизоляция толщиной 50 мм. Направление брусков может быть как горизонтальным, так и вертикальным – всё зависит от того каким материалом будет производится внутренняя отделка. Горизонтальное расположение обрешётки выгодно тем, что в этом случае дополнительный слой теплоизоляции перекрывает мостики холода – сквозные деревянные детали стенового каркаса. По горизонтально расположенной обрешётке можно монтировать вертикальные плиты внутренней обшивки, главное чтобы межосевое расстояние между брусками составляло 600 мм, см. рис. 9.17.
Крепление обрешетки деревянных каркасных стен
Крепления наружной обрешетки деревянных каркасных стен должны выдерживать бо́льшие нагрузки по сравнению с креплениями внутренней обрешетки. Это объясняется тем, что наружная обрешётка подвергается бо́льшему воздействию ветровой нагрузки, что наружная отделка тяжелее внутренней и т.д. Также не раз автору доводилось видеть как плотники использовали наружную обрешётку в качестве импровизированной «лестницы».
Поэтому рекомендуется при строительстве малоэтажных деревянных каркасных домов руководствоваться следующими правилами:
Горизонтальную наружную обрешётку в каждом месте пересечения со стойками, нужно крепить на 2 гальванизированных гвоздя 3,4х95 или на 3 гвоздя 3,1х90 для барабанных гвоздезабивных пистолетов. Для горизонтальной внутренней обрешётки в данном случае нужно использовать на 1 гвоздь меньше.
Вертикальную наружную обрешётку прибивают гвоздями 3,4х95 с шагом 300–400 мм (для вертикальной внутренней обрешётки — шаг 600 мм) или же можно использовать гвозди 3,1х90 для барабанных гвоздезабивных пистолетов с шагом 200-300 мм (для вертикальной внутренней обрешётки — шаг остаётся равным 600 мм)
Усиление каркасов в местах сосредоточения нагрузок
В наружных и внутренних несущих стенах есть места сосредоточения нагрузок – это, например, места по обе стороны проёмов, место опирания коньковой балки и т.д. В таких местах каркасу стены требуется усиление. Обычно для этого несколько стоек сбивают вместе, чтобы таким образом получить составную опору, но в некоторых случаях согласно расчётам следует использовать стальные опоры. Сечение составных деревянных опор также должно выбираться согласно расчётам, также с помощью расчётов определяется минимально необходимая площадь опирания. Если точечная нагрузка на стену небольшая — то в этом месте может хватить двойной стойки, главное чтобы площадь опирания была достаточной, для этого толщина составной стойки должна равняться минимум 90 мм. Составные стойки должны основательно соединяться гвоздями – по 2 шт. каждые 400 мм, щели между досками желательно промазать монтажным клеем. Важно помнить, что в местах сосредоточения нагрузок – нагрузки должны передаваться дальше, по направлению к фундаменту. Для этого необходимо чтобы несущие деревянные конструкции не прерывались, а передавали нагрузку дальше всей площадью расчётного сечения. Т.е. опора не может просто так монтироваться на черновой пол перекрытия, нагрузка должна передаваться дальше – для этого в перекрытие встраиваются распорки под всю площадь основания опоры, под ними этажом ниже монтируется ещё одна опора. Если опора попадает на балку перекрытия и опирается на неё лишь частично — нужно увеличить площадь опирания с помощью накладок на балку. Накладки должны быть того же сечения, что и балка, под ними также в обязательном порядке этажом ниже должна монтироваться ещё одна опора. См. рис. 9.18.
Размеры дверных и оконных проёмов. Монтажные зазоры.
Размеры дверных и оконных проёмов должны быть такими, чтобы между рамой окна или коробкой двери и деталями деревянной каркасной стены оставался монтажный зазор 15 мм. Такой большой монтажный зазор нужен для того, чтобы была возможность отрегулировать положение окон и дверей с помощью клиньев. Технологические зазоры заполняются монтажной пеной или уплотняются предназначенной для этого специальной рулонной минеральной ватой. См. рис. 9.19.
Рис. 9.19 Толщина монтажных зазоров, стандартная высота дверной / оконной перемычки от уровня чистового пола
Обычно, оконные рамы и коробки дверей производятся стандартных размеров, при этом реальные размеры оконной рамы «8х13 М» по ширине и высоте будут 790х1290 мм, а реальные размеры дверной коробки «10х21 М» — 990х2090 мм. На всякий случай, можно уточнить размеры оконных рам у поставщика. Между оконными проёмами и элементами их заполнения должен оставаться зазор 15 мм, поэтому в данном случае размеры оконного проёма – 820х1320 мм, а размеры дверного – 1020х2120 мм. Монтажный зазор между дверных порогом и чистовым полом должен быть 5 мм. Принято монтировать оконные и дверные перемычки на одном уровне, если проектом не предусмотрено иное решение, это значит что нижний уровень всех дверных и оконных перемычек должен быть равным 2110 мм от чистового пола. Высота подоконника в этом случае будет определяться высотой окна.
Выбор конструкции оконных и дверных проёмов
Выбор конструкции оконных и дверных проёмов зависит от вертикальных нагрузок, приходящихся на стену. В малоэтажном деревянном каркасном доме, норвежская технология предусматривает три основных типа конструкции оконных и дверных проёмов – см. рис. 9.20:
A — Проём в ненесущей наружной стене
B — Проём в несущей стене с нагрузкой от кровли
C — Проём в несущей стене с нагрузкой только от междуэтажного перекрытия
Рис. 9.20 Основные виды проёмов в наружных стенах. Соответствующие им конструкции см. на рис. 9.21–9.24
Проёмы типа A
Оконные проёмы в фронтонных каркасных стенах обрамляются горизонтальными связями как показано на рис. 9.21. Требуемая ширина проёма достигается установкой дополнительной стойки или с помощью распорки между горизонтальными связями. По ширине проёмы типа A должны быть такими, чтобы не прерывать больше одной стойки в деревянной каркасной стене.
Проёмы типа B
В несущих деревянных каркасных стенах проёмы должны усиливаться перемычками – деревянными балками жёсткости. Задача перемычки — распределять вертикальную нагрузку на стойки-опоры, расположенные по обе стороны от проема. См. рис. 9.22.
Перемычки перераспределяют большие нагрузки, поэтому важно, чтобы проектом предусматривалось необходимое сечение перемычки и необходимая площадь опирания. В стандартных дверных и оконных проёмах в малоэтажном деревянном каркасном домостроении обычно используют составные перемычки из двух досок 48х148 или 48х198, т.к. ширина составной перемычки должна быть не меньше 90 мм для того чтобы обеспечить необходимую площадь опирания. Доски для перемычек нужно выбирать особенно тщательно, чтобы не было никаких дефектов и больших сучков, особенной вдоль нижней кромки, т.к. там будет возникать наибольшее напряжение. Если проём шире 2,0 м нужно перепроверить сечение перемычки по таблице или расчётом и выбрать перемычку подходящего сечения, в случае необходимости — из клееной древесины.
Перемычки всегда должны устанавливаться под верхней обвязкой и основательно прибиваться к ней для увеличения жесткости. Спаренные балки жесткости также основательно соединяются гвоздями, получившуюся перемычку устанавливают в уровень с наружной стороной деревянной каркасной стены. Нужно учитывать, что у перемычек есть допустимый расчётный прогиб, поэтому горизонтальные связи стандартных проёмов монтируют как минимум на 15 мм ниже перемычек.
Если проём шире 2,0 м, минимальная толщина зазора должна равняться l/200, где l ширина проёма. См. рис. 9.23.
Перемычки устанавливают в вырезы стоек. Минимальная толщина стоек-опор с обеих сторон проёма определяется согласно таблице 9.6. Это нужно чтобы обеспечить необходимую площадь опирания перемычки. Если нужно использовать с обеих сторон проёма спаренные стойки-опоры, то они должны основательно соединяться гвоздями по всей высоте – в этом их крепят на 2 гвоздя с шагом 200 мм.
Проёмы типа C
Проёмы этого типа несут нагрузку только с междуэтажного перекрытия, это происходит в тех случаях, когда над проёмом типа C находится ещё один проём типа B такой же ширины, перемычка которого перераспределяет нагрузку с кровли на опоры, находящиеся по обе стороны проёмов. См. рис. 9.20 и 9.24. В этом случае нагрузка с междуэтажного перекрытия также будет распределяться на опоры, т.к. торцевая балка междуэтажного перекрытия в этом случае выступит в качестве перемычки. При этом минимальное сечение торцевой балки междуэтажного перекрытия должно быть 36х198 мм, а сами рядовые балки междуэтажного перекрытия должны крепиться к торцевой балке не только в торец, но и изнутри контура перекрытия гвоздями под углом 30 градусов. Если проём типа C шире 1,4 м, то с каждой стороны нужно использовать двойные стойки-опоры.
Таблица 9.6 Выбор сечения перемычек над дверными и оконными проёмами в несущих наружных стенах
Сечение перемычек определяется исходя из расчётной снеговой нагрузки, максимальной ширины дома (м) приведённой в таблице, и ширины оконных / дверных проёмов.
Конструкция кровли: свободно опертые фермы с шагом 600 мм;
Класс качества древесины: C18 (3-й сорт) или CE 40Lc для клееной древесины.
Таблица 9.6 Выбор сечения перемычек над дверными и оконными проёмами в несущих наружных стенах
Выбор сечения перемычек в несущих деревянных каркасных стенах
1. Выбор сечения перемычек в несущих наружных стенах
Сечения перемычек в несущих наружных стенах выбираются по таблицам норвежского руководства №523.251. Таблица 9.6. составлена на его основе, сечения перемычек даны для проёмов шириной до 2,4 м. Пожалуйста, при выборе сечения перемычки обращайте внимание на требования по минимальной толщине стоек-опор. Таблица 9.6 рассчитана на то, что в проекте предусмотрен шаг балок, стоек и стропил в деревянном каркасном доме равным 600 мм.
Также таблица 9.6 предусматривает использование стропильной системы состоящей из свободно опёртых ферм, т.е. рассчитана на то, что вся нагрузка с кровли будет приходиться на наружные несущие стены. См. рис. 9.25. Если в вашем проекте предусмотрена внутренняя несущая стена, то в таком случае нагрузка на наружные несущие стены уменьшится примерно в 2 раза. В таком случае чтобы определить максимальную ширину дома берут значение максимальной ширины из таблицы 9.6 и умножают на 2, отнимая при этом 600 мм. См. далее пример выбора сечения перемычек.
2. Выбор сечения перемычек в несущих внутренних стенах
Как правило, выбор сечения перемычек в несущих внутренних стенах происходит таким образом:
Расстояние между несущими стенами: 5,0 м;
Собственный вес перекрытия: до 0,8 кН/м²;
Полезная нагрузка на перекрытие: 2,0 кН/м²;
Класс качества древесины: C18 (3-й сорт).
Примеры выбора сечения перемычек
Пример 1.
Исходные данные:
Ширина дома со стропильной системой из свободно опёртых ферм (W-образных ферм) равна 8,8 м. Расчётная снеговая нагрузка – 3,5 кН/м². Ширина оконного проёма – 1,1 м. Перемычка проёма будет нагружена нагрузкой с кровли (проём типа B по норвежской классификации). Проектом предусмотрен каркас стен из досок 36х148 мм.
Решение:
В таблице 9.6 выбираем колонку с максимальной шириной проёма 1,2 м и видим что для перемычки 2 шт. 48х148 максимальная ширина дома ≤ 9,5 м. Т.к. у нас ширина дома у нас меньше, то выбираем эту перемычку. Исходя из данных приведённых в таблице 9.6 минимальная ширина стоек-опор в данном случае 36 мм. Следовательно в проекте под этот проём предусматриваем конструкцию показанную на рис. 9.22.
Пример 2.
Исходные данные:
Ширина дома равна 7,5 м. Проектом предусмотрена внутренняя несущая стена. Расчётная снеговая нагрузка – 6,0 кН/м². Ширина проёма в этой внутренней несущей стене составляет 1,7 м. Перемычка проёма будет нагружена нагрузкой с кровли (проём типа B по норвежской классификации). Проектом предусмотрен каркас стен из досок 36х198 мм.
Решение:
В таблице 9.6 выбираем колонку с максимальной шириной проёма 1,8 м и видим что для перемычки 2 шт. 48х198 максимальная ширина дома ≤ 5,7 м. В данном случае максимальная ширина дома, указанная в таблице 9.6, будет соответствовать расстоянию между несущей наружной и несущей внутренней стеной, как показано на рис. 9.26. А значит, для перемычки 2 шт. 48х198 в несущей внутренней стене максимальная ширина дома = (5,7х2) — 0,6 = 10,8 м. В нашем случае ширина дома всего 7,5 м, а значит перемычки сечением 2 шт. 48х198 хватит с запасом.
Минимальная ширина стоек-опор в соответствии с таблицей 9.6 в данном случае будет 48 мм.
Следовательно, в проекте под этот проём предусматриваем конструкцию, показанную на рис. 9.23 и используем составные стойки опоры из доски 36х198 мм, соединяя их на 2 гвоздя с шагом 200 мм по всей высоте.