Укосины в каркасном доме

Май 2, 2020 Ремонт

Укосины в каркасном доме

Долговечность здания в первую очередь зависит от его устойчивости. Любая конструкция, а уже тем более такая сложная и объемная, как дом, подвержена целому ряду внешних воздействий и внутренних напряжениях. Сейсмические колебания, сдвиги почвы, ветер — все это стремится разрушить любой дом. Неравномерная усадка, очаги сырости, конструктивные нагрузки — это подтачивает здание изнутри. В каркасном доме элементами, обеспечивающими его максимальную устойчивость, являются укосины.

Конструкционные нагрузки на дом

В большинстве случаев любое здание имеет форму параллелепипеда. Любой четырехугольник — не самая прочная конструкция. Малейшее отклонение любой из его сторон вызывает отклонение других сторон, так как они связаны друг с другом.

Идеальным с этой точки зрения является треугольник, имеющий максимальную жесткость. Так, самыми прочными молекулами являются молекулы углерода, образующие пирамиду.

Именно добавление в конструкцию дополнительных элементов, вносящих в них «треугольность» и составляет основу всех жестких креплений четырехугольника.

Так, планшет с набитыми по углам рейками или фанерными треугольниками будет куда прочнее по сравнению с исходным.

Рама, укрепленная по углам

Именно это и используется зачастую в строительстве, особенно при возведении каркасных домов. Ведь каркасный дом — это идеальный параллелепипед, причем все блоки, из которых он составлен, имеют форму прямоугольника.

При этом любая боковая нагрузка, например, сильный ветер, стремится к нарушению прямых углов в основании этих четырехугольников. Результат может быть плачевный — дом может сильно покоситься или вообще упасть набок.

Дом, «скрепленный» вагонкой

Что такое укосины?

Каркас здания представляет собой набор стоек, укрепленных между нижней и верхней обвязкой с некоторым шагом между ними. Стойки выполняются из доски и ставятся перпендикулярно линии периметра

Такая конструкция обеспечивает стойкость только при вертикальных нагрузках. При горизонтальных нагрузках ряд стоек стремится к наклону. Если дополнительно не укрепить стойки, дом может разрушиться.

Именно доска, набитая поверх стоек под углом к ним, удерживает их строго в вертикальном положении. Она и называется укосиной.

Стена каркаса с укосиной

Можно ли обойтись без укосин?

Бытует мнение, что укосины для каркасного дома не так уж важны. Казалось бы — если обшить каркас листовым материалом (фанерой или ОСБ), стены приобретут дополнительное сопротивление боковым нагрузкам.

Мало того, нерадивые строители допускают внешнюю отделку каркаса прямо поверх стоек — в надежде, что она придаст дому достаточную жесткость.

Но это не совсем верно. Листы ДВП, фанеры или ОСБ, конечно сами дополнительно скрепляют здание, но их размер влияет только на соединение внутри каркасной ячейки, а не всего каркаса целиком. Ведь сама конструкция шарнирного соединения, какую представляет из себя каркасный дом, предполагает отсутствие необходимых ребер жесткости, препятствующих боковой нагрузке.

Что уж говорить о элементах внешней отделки, таких как сайдинг, облицовочная плита, вагонка, которые крепятся к стене не так жестко и сами могут быть непрочными.

Вывод: ставить укосины необходимо.

Иногда укосины путают с распорками. Они, действительно придают жесткости отдельным элементам, например четырехугольной ячейке блока, но не влияют на весь каркас в целом.

Распорки в ячейках каркаса

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.

“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.

К чему приводит отсутствие стабилизирующих элементов, неправильная их установка

Неграмотный подход к проектированию каркасных строений приводит к потере прочности, долговечности дома. При отсутствии укосин в несущих стенах и перегородках строение не выдерживает и одного года. Они противостоят смещению, боковым нагрузкам. Обязателен инженерный расчет с учетом максимальных снеговых, ветровых нагрузок.

Установка укосин

Расскажем, как правильно установить укосину.

Как мы говорили выше, укосина представляет собой доску, которая крепится поверх стоек под некоторым углом к полу. Как правило, достаточно использовать доски сечение 25х100 мм. Они устанавливаются в идеальном варианте под углом 45 градусов относительно плоскости пола. Установка их производится от центра стены к углам потолка. Длина досок-укосин, соответственно, может превышать длину стоек на 30%

Идеальное расположение укосин

Вследствие того, что не все стены остаются сплошными, иногда невозможно смонтировать длинные укосины под углом 45 градусов. На стенах, где имеются оконные и дверные проемы, приходится ставить укосины под другим углом, обычно не более 60 градусов.

Укосины в стенах с проемами

Отметим важный факт. Укосины нужно делать не только на наружных, но и на несущих внутренних стенах. Это придаст дому максимальную жесткость.

В общем случае нужно помнить главные правила монтажа укосин

  • Уклон укосин, стремящийся к 45 градусам.
  • Нижняя часть ставится ближе к центру стены, верхняя — к верхнему углу.
  • Укосина должны быть максимально связана с обвязкой и стойками каркаса.

Особенности монтажа укосин

Установку укосин производят заподлицо с плоскостью стоек. Для этого в стойках каркаса вырезают пазы, куда они вставляются. Соответствующие пазы прорезаются и в верхней и нижней обвязке. Только тогда укосины будут максимально эффективны. К обвязке потолка и пола укосины крепятся с помощью мощных болтов или мощных саморезов. К стойкам — прибиваются, не менее, чем двумя гвоздями, уменьшая шарнирность конструкции.

Врезка укосин в обвязку и стойки

Временные укосины

В процессе формирования стены, блоки поочередно поднимаются, и им нужно придать устойчивость — вплоть до полной сборки каркаса верхней обвязкой. Для этого используют временные укосины. Не имеет смысла жалеть на них материала, так впоследствии эти доски легко отрываются и используются.

Устанавливать временные укосины допустимо без врезки в стойки и обвязку.

Временные укосины

Временные элементы

Временные укосины поддерживают стены после их возведения до постоянного закрепления к лагам перекрытия, установки обшивки.

Временные укосны не устанавливают заподлицо, их крепят снаружи, чтобы было легко снять, не нарушая внешний вид, прочность конструкции.

Распространенное в народе мнение, что установка укосин – лишняя траты времени, средств — вредный миф. Их отсутствие сокращает срок эксплуатации дома, делает его уязвимым к воздействию климатических условий, ветровых нагрузок. Это необходимый элемент надежного каркаса строения, отвечающий за его жесткость, экономия неуместна. В большинстве случаев ее нельзя заменить обшивкой. Для того, чтобы укосины справлялись со своей задачей, необходимо строго соблюдать все правила при ее установке.

Ошибки при установке укосин

Отметим некоторые ошибки, которые допускают строители:

  1. Слишком большой угол установки относительно пола
  2. Отсутствие укосин вообще или на внутренних стенах
  3. Нежесткое крепление к обвязке и стойкам каркаса
  4. Некачественный материал, использование бракованных досок
  5. Недостаточная длина укосин, использование обрезков, набиваемых хаотично

Выводы

Таким образом, для максимальной устойчивости каркаса укосины считаются необходимым элементом всей конструкции. Их нужно ставить из качественных материалов и строго в соответствии с указанными выше рекомендациями.

admin

Поadmin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *