Типы каркасных домов: выбираем наиболее подходящий

Янв 22, 2020 Ремонт

Типы каркасных домов: выбираем наиболее подходящий

Быстровозводимые каркасные дома имеют разный вид и популярны во всем мире. Экономичные технологии строительства малоэтажных зданий пользуются спросом в Скандинавии, Германии, Швеции и многих других странах, в том числе, и в России. Процесс возведения здания любого вида не занимает много времени и является чрезвычайно выгодным с финансовой точки зрения.

Каркасный дом подойдет для сезонного и постоянного проживания

Основные преимущества каркасных домов

Основная причина востребованности — многочисленные плюсы, которые делают каркасные дома надежными, долговечными и доступными:

  • быстрые сроки возведения — нет необходимости в усадке здания, отсутствуют «мокрые» строительные процессы, поэтому построить каркасный дом для постоянного проживания можно за несколько месяцев;
  • высокая энергоэффективность — коэффициент теплопроводности древесины предельно низкий, каркасный дом с толщиной стен около 20 см имеет лучшую изоляцию, чем здание с 32-сантиметровыми кирпичными стенами;
  • эстетичный вид — все коммуникации можно убрать внутрь стен, при этом при необходимости проведения ремонта части системы не возникает затруднений;
  • долговечность — срок эксплуатации каркасного дома зависит от его вида, в среднем, это не менее 50 лет;
  • большой выбор — можно построить каркасный дом, который будет на 100% соответствовать архитектурным и другим требованиям, всего их существует несколько видов.

Какой каркасный дом “правильный”?

Начну с основного. Почему так сложно говорить про правильный каркасный дом? Потому что единственно верного правильного каркасного дома не существует. Какой сюрприз, не правда ли? 🙂

Вы спросите, почему? Да очень просто. Каркасный дом – это большой конструктор со множеством решений. И есть много решений, которые можно назвать правильными. Еще больше решений – “полуправильных”, ну а “неправильных” вообще легион.

Тем не менее среди многообразия решений можно выделить те, которые обычно и имеют в виду, говоря про “правильность”. Это каркас американского и, реже, скандинавского типа.

Почему именно они считаются образцами “правильности”? Все очень просто. Подавляющее большинство частных домов для постоянного проживания в Америке, и очень значимый процент в Скандинавии, построены именно по каркасной технологии. Эта технология там используется уже не один десяток и, возможно, даже сотню лет. За это время набиты все возможные шишки, перебраны все возможные варианты и найдена некая универсальная схема, которая говорит: делай так и с вероятностью 99,9% у тебя все будет хорошо. Причем эта схема является оптимальным решением сразу по нескольким характеристикам:

  1. Конструктивная надежность решений.
  2. Оптимальность по трудозатратам при возведении.
  3. Оптимальность по затратам материалов.
  4. Хорошие теплотехнические характеристики.

Зачем наступать на собственные грабли, если можно воспользоваться опытом людей, уже наступивших на эти грабли? Зачем изобретать велосипед, если он уже изобретен?

Запомните. Когда где-либо идет речь про “правильный” каркас или про “правильные” узлы каркасного дома, то, как правило, под этим подразумеваются стандартные решения и узлы, применяемые в Америке и Скандинавии. А сам каркас удовлетворяет всем вышеперечисленным критериям.

Какие каркасы можно назвать “полуправильными”? В основном это те, которые отличаются от типовых скандинавско-американских решений, но, тем не менее, также удовлетворяют по крайней мере двум критериям – надежность конструкции и хорошие решения по части теплотехники.

Ну а к “неправильным” я бы отнес все остальные. Причем их “неправильность” зачастую условная. Совсем не факт, что “неправильный” каркас обязательно развалится. Такой сценарий на самом деле вообще крайне редкий, хотя и встречается. В основном “неправильность” заключается в каких-то спорных и не самых лучших решениях. В результате делается сложно там, где можно сделать проще. Используется больше материала там, где можно меньше. Делается более холодная или неудобная для последующих работ конструкция, чем могла бы быть.

Основой недостаток “неправильных” каркасов в том, что они не дают совершенно никаких выигрышей по сравнению с “правильными” или “полуправильными” – ни в надежности, ни в стоимости, ни в трудозатратах… вообще ни в чем.

Или же эти преимущества притянуты за уши и вообще сомнительны. В крайних случаях (а такие есть), неправильные каркасы могут быть опасны и приведут к тому, что капитальный ремонт дома потребуется уже через несколько лет.

Теперь рассмотрим вопрос более детально.

Ключевые особенности американского каркаса

Американский каркас – это практически эталон. Он прост, крепок, функционален и надежен как железная пила. Его легко собирать, он имеет большой запас прочности.

Американцы – ребята прижимистые, и если им удастся сэкономить пару тысяч долларов на стройке, они это обязательно сделают. При этом они не смогут опустится до откровенной халтуры, так как в строительной области есть жесткий контроль, страховые компании в случае проблем откажут в выплатах, а заказчики горе-строителей быстренько подадут в суд и обдерут нерадивых подрядчиков как липку.

Поэтому американский каркас и можно назвать эталоном по соотношению: цена, надежность, результат.

Американский каркас прост и надежен

Рассмотрим чуть подробнее основные моменты, отличающие именно американскую каркасную схему:

Типовые узлы каркасного дома

Вначале стоит отметить, что “правильные” каркасные дома делаются без применения бруса и только из сухих пиломатериалов. То есть все стойки, обвязки и т.п. делаются только из сухой строганной доски. Почему? Читайте в статье про выбор пиломатериалов для каркасного дома.

Брус в стойках и обвязках не применяется практически никогда, если только это не обусловлено какими-то специфическими условиями. Поэтому первое, что отличает “правильный” каркасный дом – использование сухого пиломатериала и отсутствие бруса в стенах. Уже по одному этому критерию вы сможете отбросить 80% российских компаний и бригад, работающих на каркасном рынке.

Моменты, отличающие американский каркас:

  1. Углы – есть несколько разных схем реализации углов, но нигде вы не увидите бруса в качестве угловых стоек.
  2. Сдвоенные или строенные стойки в районе оконных и дверных проемов.
  3. Усилитель над проемами – доска, установленная на ребро. Так называемый “хэдер” (от английского header).
  4. Сдвоенная верхняя обвязка из доски, никакого бруса.
  5. Перехлест нижнего и верхнего ряда обвязки в ключевых точках – углы, разные фрагменты стен, места примыканий внутренних перегородок к наружным стенам.

Укосину я специально не отметил как отличительный момент. Так как в американском стиле, при наличии обшивки плитами OSB3 (ОСП) по каркасу, в укосинах нет необходимости. Плиту можно рассматривать как бесконечное множество укосин.

Поговорим более подробно про ключевые особенности правильного каркаса в американской версии.

Правильные углы каркасного дома

На самом деле в интернете, даже в американском сегменте, можно найти с десяток схем. Но большинство из них являются устаревшими и редко применяемыми, особенно в холодных регионах. Я выделю три основных схемы углов. Хотя реально, основными являются только первые две.

Узлы углов каркасного дома

  1. Вариант 1 – так называемый “калифорнийский” угол. Самый распространенный вариант. Почему именно “калифорнийский” – понятия не имею :). Изнутри к крайней стойке одной из стен прибивается еще одна доска или полоса OSB. В результате, на внутренней части угла образуется полочка, которая в дальнейшем служит опорой под внутреннюю отделку или какие-либо внутренние слои стены.
  2. Вариант 2 – закрытый угол. Также один из самых популярных. Суть – дополнительная стойка для того, чтобы сделать полку на внутреннем угле. Из достоинств: качество утепления угла лучше, чем в варианте 1. Из недостатков: такой угол утеплить можно только снаружи, то есть это надо сделать перед тем, как обшивать каркас чем-либо снаружи (плиты, мембрана и т.п.)
  3. Вариант 3 – “скандинавский” теплый угол. Очень редкий вариант, в Америке не используется. Видел в скандинавских каркасах, но не часто. Почему я его тогда привел? Потому что, на мой взгляд, это самый теплый вариант угла. И я подумываю над тем, чтобы начать применять его на наших объектах. Но перед его использованием нужно подумать, так как конструктивно он уступает первым двум и не везде подойдет.

В чем особенность всех этих трех вариантов и почему брус – плохой вариант для угла?

Угол из бруса, самый проигрышный вариант

Если вы заметили – во всех трех вариантах из досок угол можно утеплить. Где-то больше, где-то меньше. В случае бруса в углу имеем сразу 2 недостатка: во-первых, с точки зрения теплотехники такой угол будет самый холодный. Во-вторых – если в углу стоит брус, то изнутри нет “полочек”, чтобы прикрепить к нему внутреннюю отделку.

Разумеется, последний вопрос можно решить. Но помните, что я говорил про “неправильные” каркасы? Зачем делать сложно, если можно сделать проще? Зачем делать брус, создавая мостик холода и думая, как потом к нему прикрепить отделку, если можно сделать теплый угол из досок? При том, что ни на количестве материала, ни на сложности работ это никак не скажется.

Правильные проемы в каркасном доме

Проемы и верхняя обвязка – это наиболее значимое отличие американской схемы каркаса от скандинавской, но об этом позже. Так вот, когда говорят о правильных проемах в каркаснике, то обычно говорят о следующей схеме (оконные и дверные проемы выполняются по одному принципу).

Правильные проемы в каркасном доме

Первое (1), на что обычно обращают внимание, говоря про “неправильные” проемы, это сдвоенные и даже строенные стойки по бокам проема. Часто считают, что это нужно для некоего усиления проема для установки окна или двери. На самом деле это не совсем так. Окну или двери будет и на одинарных стойках хорошо. Зачем же тогда нужны сплоченные доски?

Все элементарно. Помните, я говорил, что американский каркас прост и надежен как железная пила? Обратите внимание на рисунок 2. И вы поймете, что сплоченные стойки нужны исключительно для опоры лежащих на них элементов. Чтобы края этих элементов не висели на гвоздях. Просто, надежно и универсально.

На рисунке 3 – одна из упрощенных разновидностей, когда нижняя обвязка окна врезается в разорванную стойку. Но при этом обе оконные обвязки по-прежнему имеют опоры по краям.

Поэтому нельзя говорить формально про то, что, если стойки не сдвоены, то это “неправильно”. Они могут быть и одинарные, как в скандинавском каркасе. Скорее ошибкой является то, когда стойки по краям проемов сплоченные, но не несут на себе нагрузки от опирающихся на них элементов. В данном случае они просто бессмысленны.

В данном случае горизонтальные элементы висят на крепеже, поэтому никакого смысла в удвоении или утроении стоек по бокам нет

Теперь поговорим об элементе, который уже является более критичным и отсутствие которого можно рассматривать как “неправильность” проема. Это “хэдер” над проемом (header).

Оконный “хэдер”

Вот это действительно важный элемент. Как правило, сверху на оконный или дверной проем будет приходить какая-то нагрузка – лаги перекрытия второго этажа, стропильная система. А сама стена ослаблена на прогиб в районе проема. Поэтому в проемах и делаются локальные усиления. По-американски это headers. Фактически это доска, установленная на ребро над проемом. Вот тут уже важно, чтобы края хэдера или опирались на стойки (если используется классическая американская схема со сплоченными стойками проемов), или были врезаны в крайние стойки, если они одинарные. Причем сечение хэдера напрямую зависит от нагрузок и размеров проема. Чем больше проем и чем сильнее нагрузка на него, тем мощнее хэдер. Он может быть также сдвоенным, строенным, наращенным в высоту и т.п. – повторюсь, зависит от нагрузки. Но, как правило, для проемов до 1.5 м по ширине хэдера из доски 45х195 вполне достаточно.

Является ли отсутствие хэдера признаком “неправильности” каркаса? И да, и нет. Если действовать по американскому принципу “просто и надежно”, то хэдер должен присутствовать на каждом проеме. Делай так – и будь уверен в результате.

Но на самом деле нужно плясать от нагрузки, приходящейся на проем сверху. Например, узкое окно в одноэтажном доме и стропила на этом участке стены расположены по краям проема – нагрузка сверху на проем минимальна и можно обойтись без хэдера.

Поэтому к вопросу хэдера стоит относиться следующим образом. Если он есть – отлично. Если его нет – то строители (подрядчик) должны внятно объяснить, почему, по их мнению, он тут не нужен, а зависеть это будет, в первую очередь, от нагрузки, приходящейся на зону проема сверху.

Двойная верхняя обвязка

Двойная верхняя обвязка из доски, также отличительная особенность американского каркаса

Двойная верхняя обвязка

Сдвоенная обвязка опять же дает усиление по верху стены на прогиб от нагрузки сверху – нагрузка от перекрытия, стропил и т. п. Кроме того, обратите внимание на перехлесты второго ряда обвязки.

  1. Перехлест в углу – связываем вместе две перпендикулярных стены.
  2. Перехлест по центру – связываем вместе 2 участка одной стены.
  3. Перехлест по перегородке – связываем вместе перегородку с наружной стеной.

Таким образом, сдвоенная обвязка выполняет и вторую задачу – обеспечение цельности всей конструкции стен.

В отечественном исполнении часто можно встретить верхнюю обвязку из бруса. И это, опять же, не самое лучшее решение. Во-первых, по толщине брус больше, чем сдвоенная обвязка. Да, на прогиб это может и лучше, но не факт, что это нужно, а вот мостик холода вверху стены будет значительнее. Ну и реализовать вот этот вот перехлест для обеспечения цельности всей конструкции – сложнее. Поэтому возвращаемся снова к тому, что зачем делать сложно, если можно сделать проще и надежнее?

Правильная укосина в каркасном доме

Еще один краеугольный камень. Наверняка вам встречались фразы “укосины сделаны неправильно”. Давайте поговорим об этом. Во-первых, что такое укосина? Это диагональный элемент в стене, благодаря которому обеспечивается пространственная жесткость на сдвиг в боковой плоскости. Потому что благодаря укосине появляется система треугольных конструкций, а треугольник – самая устойчивая геометрическая фигура.

Итак, когда говорят про правильную укосину, то обычно речь идет про такой вариант:

Правильная укосина

Почему именно такая укосина называется “правильной” и на что следует обратить внимание?

  1. Такая укосина устанавливается с углом от 45 до 60 гр – это самый устойчивый треугольник. Конечно, угол может быть и другим, но именно такой диапазон – лучше всего.
  2. Укосина врезается в верхнюю и нижнюю обвязку, а не просто упирается в стойку – это достаточно важный момент, таким образом мы связываем конструкцию воедино.
  3. Укосина врезается в каждую стойку на своем пути.
  4. На каждый узел – примыкание к обвязке или стойке, должно быть не менее двух точек крепежа. Так как одна точка даст “шарнир” с определенной степенью свободы.
  5. Укосина врезается на ребро – так она лучше работает в конструкции и меньше мешает утеплению.

А вот пример самой “неправильной” укосины. Но тем не менее, встречается сплошь и рядом.

Неправильная укосина

Это просто доска, воткнутая в первый проем каркаса. Что же в ней такого “неправильного”, ведь формально это тоже треугольник?

  1. Во-первых – очень маленький угол наклона.
  2. Во-вторых, в такой плоскости доска укосины работает хуже всего.
  3. В-третьих, зафиксировать к стене такую укосину сложно.
  4. В-четвертых, обратите внимание на то, что в местах примыкания к каркасу образуются крайне неудобные для утепления полости. Даже если аккуратно подрежут укосину и щели на торце не будет, от острого угла никуда не деться, а качественно утеплить такой угол – непростая задача, поэтому скорее всего это будет сделано кое-как.

Еще один пример, также распространенный. Это укосина, врезанная в стойки, но не врезанная в обвязки.

Укосина не врезана в обвязки

Такой вариант уже намного лучше, чем предыдущий, но, тем не менее, такая укосина будет работать хуже, чем врезанная в обвязки, а работы ведь – на 5 минут больше. А если к тому же она будет зафиксирована к каждой стойке всего по одному гвоздю, то эффект от нее тоже будет сведен к минимуму.

Варианты всяких маленьких неполноценных “укосиков и подкосиков”, которые не доходят от верхней обвязки до нижней, даже не будем рассматривать.

Формально, даже самая кривая укосина хоть какой-то вклад да вносит. Но еще раз: зачем делать по-своему, если хорошее решение уже есть?

На этом закончим с американским каркасом и перейдем к скандинавскому.

“Неправильные” каркасные дома

Теперь поговорим о “неправильных” каркасах. Самый типичный, я бы даже сказал, собирательный, случай, представлен на фото ниже.

Квинтэссенция “направильного” каркасного домостроения

Что сразу можно отметить на данном фото?

  1. Тотальное использование материала естественной влажности. Причем материала массивного, который сильнее всего усыхает и меняет свою геометрию в процессе усушки.
  2. Брус в углах и на обвязках и даже на стойках – это мостики холода и неудобство в дальнейшей работе.
  3. Отсутствие хэдеров и усилений проемов.
  4. Не пойми как сделанная укосина, плохо выполняющая свою роль и мешающая утеплению.
  5. Сборка на уголки с черными саморезами, назначение которых – крепление ГКЛ при отделке (а не использование в силовых конструкциях).

На фото выше представлена практически квинтэссенция того, что принято называть “неправильным” каркасом или “РСК”. Аббревиатура РСК появилась году в 2008 на ФХ, с подачи одного строителя, представившего схожее изделие миру, под названием Русский Силовой Каркас. Со временем, по мере того как люди начинали разбираться, что к чему, данную аббревиатуру стали расшифровывать как Рашен Страшен Каркашен. Как апофеоз бессмысленности с претензией на уникальное решение.

Что самое любопытное, при желании его можно отнести и к “полуправильным”: ведь если саморезы не сгниют (черные фосфатированные саморезы отнюдь не образец коррозийной устойчивости) и не полопаются при неизбежной усушке бруса, данный каркас вряд ли развалится. То есть право на жизнь такая конструкция имеет.

В чем основной недостаток “неправильных” каркасов? Если люди разбираются в том, что они делают, они довольно быстро приходят к канадско-скандинавской схеме. Благо, что информации сейчас навалом. А если не приходят, то это говорит об одном: им, по большому счету, наплевать на результат. Классический ответ при попытке задать им вопрос, почему именно так – “мы всегда так строили, никто не жаловался”. То есть вся стройка основывается исключительно на интуиции и смекалке. Без попыток поинтересоваться – а как же вообще это принято делать.

Что мешало сделать доску вместо бруса? Сделать усиления проемов? Сделать нормальные укосины? Собрать на гвозди? То есть сделать правильно? Ведь ровно никаких преимуществ такой каркас не дает! Один большой набор не самых лучших решений с претензией на супер прочность и т.п.. Причем трудозатратность такая же как у “правильного”, стоимость – тоже, а материалоемкость, возможно, даже больше.

Каркасно-щитовые (панельные) дома

Каркасный дом собирается на месте из готовых панелей. Основой здания является деревянная конструкция, которая устанавливается на фундамент. Затем монтируются оконные и дверные проемы, устраиваются межэтажные перекрытия. Далее каркасный дом обшивают панелями, заполняя пространство базальтовым или минеральным утеплителем. Для предотвращения появления влаги и конденсата внутри стен, используют пароизоляцию.

Строительство каркасно-щитового дома

Технология «Платформа»

Каркасный дом данного вида имеет «платформу» — на фундамент устанавливают поперечные связи каркаса. Обычно для этой цели используют доски толщиной не менее 50 мм. Ширина должна соответствовать параметрам стены — 100 мм, 150 мм или больше — зависит от назначения здания и особенностей проекта. Фундамент с каркасом связывают анкера. Они могут быть установлены непосредственно при монтаже фундамента или на следующем этапе — при устройстве поперечных связей каркаса. В этом случае отверстия для анкера бурят перфоратором. Далее проводят необходимые виды работ по монтажу пола, установке промежуточных опор и лаг, креплению опорных щитов. Затем каркасный дом строят по стандартной схеме.

Канадская технология SIP

Каркасный дом строят из деревянного бруса и двутавровых балок. Основной материал стен — SIP-панели. Это монолитная конструкция, которая состоит из нескольких слоев: 3 ориентированно-стружечные плиты (ОСП) и между ними плотный утеплитель, который представляет собой газонаполненный материал — пенополистирол. Данный вид каркасных домов пользуется большим спросом в сейсмически опасных регионах. Теплый, экономичный и долговечный каркасный дом из СИП-панелей выдерживает землетрясения и другие стихийные бедствия.

Канадский каркасный дом

Немецкие технологии

При создании каркасной конструкции используют сухой клееный деревянный брус. Это качественный пиломатериал, произведенный из хвойной древесины, предварительно высушенной и калиброванной. Высокое содержание смолы повышает качественные характеристики пиломатериала — брус устойчив к гниению и к другим биоповреждениям. Жесткость каркаса обеспечивают специальные стойки, балки, ригели. Деревянный каркас с внутренней и наружной стороны обшивают панелями, заполняя пространство пароизоляционной пленкой и негорючим утеплителем.

Каркасно-стоечный остов

Этот тип каркаса считается одним из сложно-монтируемых

Этот тип каркаса считается одним из сложно-монтируемых. Здесь роль стоек-опор играют продольные балки, которые упирают (углубляют) непосредственно в грунт или упирают в бетонные подушки. То есть опоры играют в этом случае и роль фундамента. Именно на таким образом установленные балки ложится нагрузка от всего готового коттеджа.

Такая конструкция имеет ряд преимуществ:

  • Дом можно возводить на болотистом грунте с высоким уровнем подземных вод;
  • При необходимости здание можно приподнять на нужный спроектированный уровень;
  • Кроме того, каркасно-стоечный остов позволяет обеспечить надежную вентиляцию подпола дома.

Чтобы каркас по такой технологии принял должную жёсткость, необходимо дополнительно усилить его поперечными балками. Потом между опорами монтируют рамы, в которые впоследствии уже вставляют панели, окна или двери.

Важно: панели такого дома можно дополнительно усиливать диагональными перемычками.

Особенности заказа модульного дома

При объёмно-модульной технологии основные строительные операции, включая отделку и монтаж инженерных сетей, осуществляются в крытом цехе. Готовые модули (обычно два, редко три или четыре) привозят на грузовых платформах и опускают краном на заранее возведённый фундамент. Затем их сплачивают, уплотняя стыки, и подключают дом к магистральным коммуникациям.

На нашем рынке модульные дома представляют компании «Дом-Ковчег», «ДубльДом», Опытно-конструкторский завод объёмных модулей № 1, WoodEL и др., срок изготовления обычно составляет от месяца до двух.

Заказывая модульное здание, вы экономите немало времени и избавляетесь от всех хлопот по покупке материалов, поиску рабочих и контролю качества строительства. Однако придётся смириться со скромным выбором проектных решений, небольшими габаритами помещений и специфической архитектурой модульников. Большинство домов — прямоугольные в плане, часто с односкатной крышей, крошечными карнизными свесами либо вовсе без них. Как правило, в доме один этаж (зато часто есть жилые антресоли), а его общая площадь почти никогда не превышает 100 м2. Стоимость полностью готового к проживанию модульного шале — 31–38 тыс. руб. за 1 м2.

Чтобы снизить риск образования мостиков холода, можно выполнить каркас с двумя рядами стоек и ригелей, смещёнными относительно друг друга, и двухслойным утеплением, но это увеличит стоимость строительства дома примерно на 20 %

Каркасно-рамочные дома

Стеновой каркас и перекрытия формируют из стоек и специальных крепких балок — укосин, которые «врезают» в обвязку. Межкаркасное пространство заполняют теплоизоляционным материалом. Далее с внешней стороны укладывают влаго- и ветрозащитную мембрану, слой пароизоляции. Утепленный каркас обшивают влагостойкими ОСП.

Каркасно-рамочная технология

Стоечно-балочный (фахверковый) каркас

Такие каркасные дома имеют довольно необычный внешний вид. Суть технологии заключается в том, что несущая основа конструкции остается снаружи здания и является своеобразным декоративным элементом фасада. Это называется «фахверком». Данный вид строительной конструкции был более популярен в 19 веке и в настоящее время в российских регионах встречается довольно редко.

Каркасно-стоечная конструкция

Вертикальные несущие стойки выполняют функциональную роль свай. Их устанавливают на бетонные опоры или забивают в грунт. Жесткость каркасной конструкции обеспечивают горизонтально расположенные балки.

Двойной каркас (технология ДОК)

Основой здания являются жестко связанные между собой деревянные утепленные каркасы — всего их 2. Каркасные стойки размещают в шахматном порядке на таком расстоянии, чтобы обеспечить получение зазора, в который укладывают утеплитель. Главное преимущество технологии — отсутствие мостиков холода, что способствует продлению срока службы несущей конструкции. Дополнительная обрешетка придает каркасу жесткость, способствует улучшению повышению энергоэффективности, повышению звукоизоляционных свойств.

Прочный двойной каркас

Каркасно-брусовые дома

Это объединение двух технологий возведения дома — брусовой и каркасной. Первый этаж здания строят из профилированного бруса, второй или мансардный — по стандартной каркасной технологии. Фасад верхних этажей может быть отделан брусом.

Конструкция каркаса с неразрезными стойками

Дом по такой технологии монтируют на вертикальных стойках, длина которых тянется на оба этажа здания

Подобные дома чаще всего известны как финские коттеджи. Здания такого типа встречаются в странах северной Европы.

Дом по такой технологии монтируют на вертикальных стойках, длина которых тянется на оба этажа здания. Каркас перекрытия второго этажа просто врезается в балки на заданном по проекту уровне. В результате лаги пола второго и первого уровней не просто являются опорами для пола, но и ужесточают саму каркасную конструкцию.

Важно: для такого типа каркаса важно соблюдение вертикали опорных балок. Даже малейшее отклонение опоры по вертикали внизу способно привести к сильному крену стойки в верхней её части. Стоит ли говорить, что линейные параметры дома в этом случае пострадают, как и само здание позднее.

Каркасный дом по этой технологии в России встречается редко.

Стоечно-балочный дом

Такой тип зданий известен в восточной и северной Европе и носит название фахверковый дом

Такой тип зданий известен в восточной и северной Европе и носит название фахверковый дом. Здания отличаются своей прочностью и долговечностью. В некоторых случаях фахверковые дома служат уже более 400 лет.

В качестве опорных стоек здесь используется брус большого сечения 150х150 мм или 200х200 мм. Причём брус используется не только для продольных стоек, но и для поперечных балок обвязки, горизонтальных ригелей и диагональных раскосов. В результате каркас получает высокий уровень жесткости.

Часто окна и двери в фахверковых домах устанавливают не в подготовленные рамы, а непосредственно в стену, избегая применения ригелей. Благодаря такой конструкции дом получает максимальную жёсткость и несущую способность.

Считается, что стоечно-балочный каркасный дом некоторым образом страдает от большого количества врезных стыкований. Однако иногда её заменяют стяжкой болтами. Это ускоряет и упрощает монтаж каркасного фахверкового дома.

Важно: строительство дома по фахверковой технологии является самым затратным, но при этом и самым мощным. Это значит, что фахверковая конструкция строится не на десятилетия, а даже на века.

Каркасно-бревенчатые дома

В условиях возведения используют бревна большого диаметра. Промежутки заполняют каменной кладкой или фасадным материалом другого вида. Эта технология предполагает большой выбор архитектурной формы и значительную экономию, если сравнивать со строительством обычных срубов из бревен.

Бревенчатый каркас

Каркасно-рубленные дома

Это относительно новая для России технология, которая предполагает использование полубревен ручной рубки. Нет необходимости в усадке здания, поэтому процесс возведения занимает около 3 месяцев.

Норвежский каркасный дом

Норвежские каркасные дома имеют выразительный вид, который обеспечивает технология ручной рубки. Основным строительным материалом является лафет. Это полуовальные бревна, обработанные с 2 сторон таким образом, чтобы получить закругленные плоскости, расположенные параллельно друг другу. Крепление бревен производится способом, который называется «норвежский замок», что и объясняет название технологии. В результате трудоемких работ удается получить долговечный каркасный дом, который имеет красивый вид без отделки.

Скандинавская технология

Технология предполагает использование обрезной строганой доски, которая является основой деревянного каркаса. Всего выделяют несколько основных типов каркасных домов скандинавского вида. Самые быстрые сроки строительства обеспечивает блочно-модульный: элементы домокомплекта поставляются на строительный участок в готовом виде. Также используют готовые наружные панели или предварительно подготовленные нарезанные заводские заготовки — конструктивные элементы.

Шведская технология

Основой несущей конструкции является специальный профиль, изготовленный из высококачественной оцинкованной стали. Это ключевая особенность, благодаря которой каркасный дом имеет высокие эксплуатационные свойства. Стальной профиль не подвержен деформации, влагоустойчив и не может быть поврежден воздействию грызунов, грибку и прочим внешним факторам.

Каркасный дом по американской технологии

Американский каркасный дом

Это жилье практичное, комфортное и недорогое. Строительство предполагает использование множества небольших и близко расположенных элементов в виде панелей. Детали каркаса подготавливают в заводских условиях. Здания собирают из щитов или строят по модульной системе. Американский каркасный дом — стандарт для загородного жилья США.

Основные конструктивные системы

Стоечно-балочные конструкции зародились в глубокой древности.

Стоечно-балочная конструкция состоит из вертикальных и горизонтальных стержневых несущих элементов. Вертикальный элемент – стойка (колонна, столб) – представляет собой прямолинейный стержень, который воспринимает все вертикальные нагрузки от горизонтального элемента (балки); горизонтальные нагрузки, приходящиеся на стойку, и передает усилия от этих воздействий на фундамент. При этом сама стойка работает на сжатие и изгиб. Горизонтальный элемент стоечно-балочной системы – балка (брус) – прямолинейный стержень, работающий на поперечный изгиб под действием вертикальных нагрузок.

Сопряжения вертикальных и горизонтальных элементов могут иметь различную жесткость, что отражается на характере их совместной работы.

— При шарнирном опирании балки обладают свободой горизонтальных перемещений и поворота на опоре, в связи с этим они передают на стойки только вертикальные усилия.

— При жестком сопряжении балки со стойкой обеспечивается совместность их деформаций и перемещений в узле сопряжения и возможность передачи изгибающего момента от балки на стойку. Такой вариант стоечно-балочной системы носит название рамы или рамной конструкции, а жесткий узел сопряжения балки со стойкой – рамного узла.

Стоечно-балочные конструкции выполняют с различным числом пролетов и ярусов (этажей). Система несущих конструкций здания в виде многопролетной и многоэтажной стоечно-балочной конструкции называется каркасной системой.

Каркас представляют собой систему, состоящую из стержневых несущих элементов – вертикальных (колонн) и горизонтальных балок (ригелей), объединенных жесткими горизонтальными дисками перекрытий и системой вертикальных связей.

Системе присуще четкое разделение на несущие и ограждающие конструкции. Несущий остов (колонны, ригели и диски перекрытий) воспринимает все нагрузки, а наружные стены выполняют роль ограждающих конструкций, иногда воспринимая собственный вес (самонесущие стены). Это дает возможность применять материалы прочные и жесткие – для несущих элементов каркаса, и тепло – звукоизоляционные материалы – для ограждающих. Использование высокоэффективных материалов позволяет добиться снижение веса здания, что положительно сказывается на статических свойствах здания.

Каркасная система с пространственным рамным каркасом применяется преимущественно в строительстве многоэтажных сейсмостойких зданий, высотой более девяти этажей, а также в обычных условиях строительства при наличии соответствующей производственной базы.

Каркасная система — основная в строительстве общественных и промышленных зданий. В жилищном строительстве объем ее применения ограничен не только по экономическим соображениям. Основа противопожарных требований при проектировании жилых зданий – последовательное создание вертикальных преград огню – брандмауэров. В сооружении каркасного типа создание брандмауэров велось по встраиванию между колоннами несгораемых вертикальных диафрагм жесткости. Таким образом, заранее ограничивались возможности пространственной планировки, основного преимущества каркасных систем.

Системы перекрытий с древности проектировались из стереотипного подхода к компоновке балочной клетки, т.е. состояли из балок (ригелей) и настила, так конструктивно решаются и деревянные перекрытия. Затем появляются железобетонные ребристые плиты перекрытия, в которых этот подход уже слит в один конструктивный элемент. Появившиеся позднее плоские пустотные плиты перекрытий – являются значительным шагом в проектировании систем зданий нового типа.

В индустриальных жилых зданиях, в сравнении с традиционными сооружениями, имевшими смешанные покрытия, включавшие фрагменты деревянных перекрытий, горизонтальные несущие конструкции впервые начинают выполнять роль «диафрагм жесткости», кроме того, перекрытия воспринимают горизонтальные нагрузки и воздействия (ветровые, сейсмические и др.) и передают усилия от этих воздействий на вертикальные конструкции.

Передача горизонтальных нагрузок и воздействий осуществляется двояко: либо с распределением их на все вертикальные конструкции здания, либо на отдельные специальные вертикальные элементы жесткости (стены, диафрагмы жесткости, решетчатые ветровые связи или стволы жесткости). Индустриальный тип зданий предоставляет и промежуточные решения – передача нагрузки возможна с распределением горизонтальных нагрузок в различных пропорциях между элементами жесткости и конструкциями, работающими на восприятие вертикальных нагрузок.

Каркасы, применяемые в гражданском строительстве, можно классифицировать по следующим признакам:

1. По характеру статической работы:

— рамные– с жестким соединением несущих элементов (колонны, ригели) в узлах в ортогональных направлениях плана здания. Каркас воспринимает все вертикальные и все горизонтальные нагрузки. Каркас, состоящий из поперечных и продольных рам (рамный каркас), обладает пространственной жесткостью: его деформации под влиянием силовых воздействий минимальны и не нарушают эксплуатационных качеств здания. Рамные каркасные системы рекомендуется применять для малоэтажных зданий.

Жесткое соединение – это….

— рамно-связевые – с жестким соединением в узлах колонн и ригелей в одном направлении плана здания (создание рамных конструкций) и вертикальными связями, расставленными в перпендикулярном направлении рамам каркаса. Связями служат стержневые элементы (крестовые, портальные) или стеновые диафрагмы, соединяющие соседние ряды колонн. Вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимаются рамами каркаса и вертикальными пилонами жестких связей. Рамно-связевые каркасные системы рекомендуется применять, если необходимо сократить количество диафрагм жесткости, требуемых для восприятия горизонтальных нагрузок.

— связевые– отличаются простотой конструктивного решения соединений колонн с ригелями, дающее подвижное (шарнирное) закрепление. Каркас (колонны, ригели) воспринимает только вертикальные нагрузки. Горизонтальные усилия передают на связи жесткости – ядра жесткости, вертикальные пилоны, стержневые элементы. Каркас с шарнирными сопряжениями пространственной жесткостью не обладает. Для ее обеспечения вводятся специальные конструкции вертикальных связей. В качестве связей могут быть использованы отдельные стены (диафрагмы жесткости), рамы, раскосы и др. В рамных и связевых каркасах горизонтальными диафрагмами жесткости служат конструкции перекрытий.

Шарнирное соединение – это…..

Рис. 23 Стоечно-балочная конструктивная система

а – стойка; б – балка; в – стоечно-балочная система с шарнирным сопряжением элементов; г – то же, с рамным; д – рамно-связевая схема каркаса с вариантами конструкций вертикальных связей жесткости в виде рам (1), стен (2), раскосов (3); е – рамная схема каркаса; ж – сборные железобетонные элементы стоечно-балочной системы; 4 – двухэтажная колонна; 5 – колонна безбалочного перекрытия; 6 и 7 V и Т – образные колонны; 8 – совмещенный стоечно-балочный элемент; 9 – совмещенная конструкция ригеля и стенки жесткости; 10 – ригель перекрытия; 11 – балка покрытия; 12 – ферма

Рис. …. Каркасные конструктивные системы

а, б — связевые с вертикальными диафрагмами жесткости; в — то же, с распределительным ростверком в плоскости вертикальной диафрагмы жесткости; г — рамная; д — рамно-связевая с вертикальными диафрагмами жесткости; е — то же, с жесткими вставками

1 — вертикальная диафрагма жесткости; 2 — каркас с шарнирными узлами; 3 — распределительный ростверк; 4 — рамный каркас; 5 — жесткие вставки

2. По материалам:

— железобетонный каркас, выполняемый в сборном, монолитном или сборно-монолитном вариантах. Шаг колонн, как правило принимают 6*6м.

— металлический каркас, часто применяемый при строительстве общественных и многоэтажных зданий, возводимых по индивидуальным проектам.

— деревянный каркас в зданиях не выше 2-х этажей.

Примеры устройства металлического каркаса:

рис…..

Соединение элементов рам между собой – фланцевое, на высокопрочных болтах с предварительной затяжкой

Жесткость каркаса здания в целом обеспечивается системой гибких вертикальных и горизонтальных связей, устанавливаемых с предварительным натяжением, и распорок

В жилищное и офисное строительство технологии строительства из металла массово вошли благодаря разработке металлокаркасных технологий и усилиям американских строителей. Первое здание с металлическим каркасом высотой всего 11 этажей появилось в самом начале ХХ века в Нью-Йорке. Настоящий расцвет строительства из них начался, когда в Америке взметнулись ввысь небоскребы. В России великолепным примером здания с металлическим каркасом является заложенный в 1949году 36-этажного здания МГУ на Воробьевых горах.

Следует отметить, что до ненавнего времени в России строительные металлоконструкции так и оставалась уделом уникальных сооружений. Лед тронулся после перестроечных 90гожов прошлого столетия, но востребованность таких зданий до недавнего времени была невысокой (для сравнения, доля домов из МК в странах Скандинавии достигает 80% — против 5% в России). Перелом наступил, когда на отечественном рынке появились недорогие и качественные коммерческие сооружения из металла для сельского хозяйства, логистики и спорта. Сегодня востребованность их растет с каждым годом, а появление подобных технологий в жилищном строительстве обещает настоящую революцию в ценах и качестве квартир.

Пример решения металлического каркаса для многоэтажного жилого здания.

admin

Поadmin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *