1. 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.
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
Утепление
Об утеплении необходимо подумать еще до того, как строить из досок собственный дом или дачу. Пошаговая схема следующая:
- Для защиты теплоизоляции от влаги и конденсата по внутренней поверхности стены прокладывают пароотводящей полиэтиленовой пленкой. Места примыкания проклеивают бутилкаучуковой лентой, фиксируют к каркасу степлером.
- Щелей быть не должно, и поэтому полосы между собой скрепляют двусторонним скотчем. Нахлест – 100 мм.
- Когда укладывают минвану, режут плиты так, чтобы размеры элементов превышали габариты ячейки на 1-2 см по длине и ширине. Для разрезания используют строительный нож или ножовку с полотном с мелкими зубьями.
- Утеплитель укладывают двумя слоями. Смещение по стыкам – 15 сантиметров. Суммарная толщина термоизоляционного слоя – 200 миллиметров.
- Мембранную гидроизоляцию настилают и по наружной стороне стены, чтобы максимально защитить утеплитель от влаги.
- Все стыки проклеивают скотчем, не допуская зазоров и щелей.
Наружная и внутренняя отделка усилит эффект теплосбережения, особенно если в качестве материалов используются вентфасады. Однако, нужно заблаговременно рассчитать несущую способность здания, так как это увеличит его массу.
Угол стены
Угол каркасного дома – место максимальных теплопотерь. Как правило, именно в углах скапливается конденсат и именно их необходимо утеплять в первую очередь. Поэтому ещё на этапе сборки каркаса необходимо позаботиться о том, чтобы углы будущего каркасного дома были тёплыми. Как это сделать?
Ровные фиксирующие пластины располагают с наружной стороны вертикальной балки. Они соединяют соседние одноуровневые поверхности вертикальной стойки и горизонтальных балок. Фиксирующие уголки располагают с боковой стороны. Они соединяют взаимно перпендикулярные поверхности
Что ещё важно знать об углах?
При строительстве в регионах с холодным климатом в качестве вертикальных стоек используют не цельный деревянный брус, а собирают угловую стойку из отдельных досок. Полученная конструкция напоминает колодец. В это внутреннее пространство монтируют утеплитель, который удерживает тепло, ограничивает возможные теплопотери.
Монтаж углов в каркасе дома.
Узел окна в каркасном доме также должен быть тёплым, для этого применяют одинарные стойки, но нагрузку с оконных и дверных проемов снимают с помощью ригеля. Ригель крепят во всю длину каркасной стены с помощью запила во все вертикальные стойки
При этом важно учесть, что под каждым оконным проёмом должно быть хотя бы 1-2 вертикальные опорные доски
Проведение расчетов параметров мансардного этажа
А теперь о том, как выполняется расчет мансардной крыши дома. Расчет стропильной системы также необходимо выполнять на этапе подготовки. Для того чтобы при изготовлении мансардного этажа не были допущены ошибки, необходимо осуществить предварительные расчеты. Они зависят от того, какой тип стропильной системы и кровли используется. При желании можно использовать специальные программы, но если таких нет, сделайте все расчеты самостоятельно.
Вам необходимо правильно определить площадь конечной конструкции кровли, ширину перекрытий, размеры мансардного этажа. Расчет необходимо осуществлять, основываясь на таких параметрах:
- Ширине и длине жилого дома.
- Количестве осадков, выпадающих в летний и зимний период. С помощью этих параметров вы сможете выявить необходимый угол наклона крыши.
- Ширине стыков между компонентами перекрытий.
Давайте рассмотрим пример, который показывает практический расчет элементов мансарды. Допустим, дом имеет ширину 3 м, а длину 12 м. Если в вашей местности довольно много выпадает осадков, то необходимо делать наклон кровли порядка 40 градусов. Расчет необходимо производить по формуле:
Нк = L x tgA.
Нк — это требуемая высота строения, L — это половина от ширины здания. А последний параметр — это тангенс угла наклона крыши. Проведя вычисление, мы получим высоту 1,26 м. Это означает, что крыша должна иметь максимальную высоту не более этого значения. Очень часто при строительстве мансардной крыши владельцы выбирают для изготовления ломаные стропильные системы. Мансардные крыши такой конструкции выглядят привлекательно и позволяют добиться меньших потерь полезной площади.
Какой каркасный дом «правильный»?
Начну с основного. Почему так сложно говорить про правильный каркасный дом? Потому что единственно верного правильного каркасного дома не существует.
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 ввиду, 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:
- Конструктивная надежность решений.
- Оптимальность по трудозатратам при возведении.
- Оптимальность по затратам материалов.
- 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 скандинаво-американских решений, но тем не менее, так же 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 или 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.
Правильный скандинавский каркас
В отличие от Америки, где каркасы практически стандартизированы и различий очень мало, в Скандинавии вариаций больше. Тут можно найти и классический американский каркас, и гибридные версии. Скандинавский каркас, по сути, есть развитие и модернизация американского. Тем не менее, в основном, когда говорят про скандинавский каркас, речь идет о такой конструкции.
Типичный скандинавский домокомплект
Скандинавский каркас
Углы, укосины – тут все как у американцев
На что же обратить внимание?
- Одинарная обвязка по верху стены.
- Силовой ригель, врезанный в стойки на протяжении всей стены.
- Одинарные стойки на оконных и дверных проемах.
На самом деле основным отличием является этот самый “скандинавский” ригель – он заменяет собой и американские хэдеры, и сдвоенную обвязку, являясь мощным силовым элементом.
В чем, на мой взгляд, преимущество скандинавского каркаса перед американским? В том, что в нем идет намного бОльший упор на минимизацию всевозможных мостиков холода, коими являются практически все сплоченные доски (сдвоенные обвязки, стойки проемов). Ведь между каждыми сплоченными досками потенциально может образоваться со временем щель, о которой вы возможно никогда и не узнаете. Ну и одно дело, когда мостик холода имеет ширину одной доски и другой вопрос – когда их уже две или три.
Конечно, зацикливаться на мостиках холода не стоит. От них все равно никуда не уйти и на самом деле часто их значимость преувеличивают. Но, тем не менее, они есть и, если возможно относительно безболезненно их минимизировать, почему бы это не сделать?
Скандинавы вообще, в отличие от американцев, очень сильно заморочены на энергосбережении. Сказывается и более холодный, северный климат, и дорогие энергоносители. А ведь по климату Скандинавия гораздо ближе к нам (говорю в первую очередь про Северо-Западный регион), чем большинство американских штатов.
Недостаток скандинавского каркаса в его чуть большей сложности, хотя бы в том, что во всех стойках нужно сделать пропилы под ригель. И в том, что, в отличие от американского, он таки требует каких-то мысленных усилий. Например: на больших проемах могут потребоваться и сдвоенные стойки для поддержки горизонтальных элементов, и дополнительные ригели и хэдеры. А где-то, например, на фронтонных стенах одноэтажек, где нет нагрузки от лаг или крыши – может и ригель даже не потребуется.
В общем, скандинавский каркас имеет определенные преимущества, но требует приложения чуть больших сил и ума, чем американский. Если американский каркас можно собрать с полностью отключенными мозгами, то в скандинавском лучше их включить, хотя бы на минимальном режиме.
Правильные укосины
- Угол установки укосин – 45° (идеальный угол, обеспечивающий максимальную жесткость конструкции). В местах наличии дверных и оконных проемов выдержать этот угол не всегда возможно. Поэтому допускается угол в 60°, а увеличение угла компенсируется увеличением количества укосин.
- Не использовать полые укосины. Исключением могут быть небольшие одноэтажные постройки с гибкими связями по диагонали.
- Правильно устанавливать укосины снизу из центра стены до перекрытия вертикальной стойки с верхней обвязкой. у укосины должны плотно (без зазоров) прилегать к граням стоек и верхнего перекрытия.
- При установке укосин под них в вертикальных стойках, в верхней и нижней обвязке необходимо выполнить, пазы под укосины. Глубина паза выполняется в зависимости от толщины укосин. В стальном каркасе укосины должны входить внутрь металлического профиля стоек.
- Размеры поперечного сечения укосин рассчитываются в зависимости от требований СНиП для каждого региона отдельно.
- Крепить угловые ребра жесткости к каждой вертикальной стойке двумя гвоздями.
- Использование леса с неестественной влажностью. При дальнейшем высыхании доски «усыхают» и в плотных соединениях образуются зазоры. Жесткость конструкции существенно снижается.
- Размеры поперечного сечения элементов каркаса меньше необходимых для противодействия нагрузкам.
- Применение некачественных пиломатериалов.
- Размещать укосин в углах. Приводит к снижению жесткости и устойчивости конструкции.
Как установить?
…постоянные укосины
Теперь давайте рассмотрим, как сделать укосины в каркасном доме, которые будут находиться там постоянно. Такие элементы устойчивости следует вставить не только во внешние стены, но даже в перегородки. В идеале, угол установки должен быть 45 градусов. Но из-за оконных и дверных проемов вы не всегда сможете соблюдать это требование, и тогда позволительно увеличить угол до 60 градусов. Установка должна быть произведена от нижнего бруса стены к верхним углам.
Как итог, элементы жесткости будут образовывать прямоугольный треугольник с угловой стойкой. В местах установки оконных и дверных коробов, укосину будет лучше сделать так, чтобы она была направлена от углов к проемам, и тогда вы сможете дополнительно закрепить элементы. Для плотного прилегания следует врезать в элементы каркаса укосины, предварительно выпилив пазы требуемой ширины и глубины. При правильно смонтированных элементах прочности все будет прилегать к каркасу плотно и не помешает выполнению обшивки.
На каждой стене следует делать как минимум две детали и расположить их по краям, на которых расположены наружные углы. Для стабилизации дома в обоих направлениях на наружной стене одну укосину следует сделать с наклоном влево, а на противолежащем конце этой же стены с наклоном вправо. Для удобства установки элементы жесткости должны быть расположены снаружи стен, но если вспомнить законы теплофизики, то эффективнее будет, если установить их изнутри, так как при таком расположении они будут уменьшать теплоотдачу утепленной стены.
Важно! Крепление делают гвоздями, и ни в коем случае нельзя использовать саморезы. Изредка строители делают укосины из остатков досок и крепят только там, где это удобно, но так делать нельзя. Следует использовать доски, которые по длине не менее трети общего расстояния от потолка до пола
Также элементы обязательно должны быть полнотелыми и не иметь пустот. Идеальный вариант – доски из дерева хвойных пород с толщиной в 2,5 см. Поверьте, нет необходимости в более дорогих и толстых досках. Во-первых, даже этот материал отлично выполнит свои функции, а во-вторых, укосина будет врезаться в каркас, и чем больше толщина, тем больше риск ослабления каркаса
Следует использовать доски, которые по длине не менее трети общего расстояния от потолка до пола. Также элементы обязательно должны быть полнотелыми и не иметь пустот. Идеальный вариант – доски из дерева хвойных пород с толщиной в 2,5 см. Поверьте, нет необходимости в более дорогих и толстых досках. Во-первых, даже этот материал отлично выполнит свои функции, а во-вторых, укосина будет врезаться в каркас, и чем больше толщина, тем больше риск ослабления каркаса
Изредка строители делают укосины из остатков досок и крепят только там, где это удобно, но так делать нельзя. Следует использовать доски, которые по длине не менее трети общего расстояния от потолка до пола. Также элементы обязательно должны быть полнотелыми и не иметь пустот. Идеальный вариант – доски из дерева хвойных пород с толщиной в 2,5 см. Поверьте, нет необходимости в более дорогих и толстых досках. Во-первых, даже этот материал отлично выполнит свои функции, а во-вторых, укосина будет врезаться в каркас, и чем больше толщина, тем больше риск ослабления каркаса.
Проверьте, чтобы используемые доски были хорошо просушены. Если они сильно влажные, то при высыхании в будущем между ними и элементами каркаса будет увеличиваться зазор и жесткость конструкции в целом будет нарушена. Обязательно должен быть подрезан утеплитель вдоль краев досок, иначе с краю будут образовываться воздушные мешки, а это тоже негативно воздействует на теплоизоляционные качества дома.
… временные укосины
Временная конструкция жесткости обычно устанавливается рабочими при третьей стадии строительства, если вы не планируете сделать аналогичную конструкция на постоянку. Они скрепляют промежуточные и угловые стойки, пока не будет скреплена верхняя обвязка. Помимо этого, временные конструкции часто используют для выравнивания каркасных стен, чтобы избежать перекосов, которые в дальнейшем могут затруднить внутреннюю отделку.
Как изготовить временные элементы жесткости? Для начала выровняйте углы при помощи уровня или отвеса. После можно устанавливать доски внакладку и соблюдать шаг в 120-150 см. Будет лучше, если вы е будете экономить. Доски крепим к нижней и верхней обвязке при помощи гвоздей, а перед началом обшивки временные элементы можно снимать.
Каркасный дом своими руками: пошаговая инструкция, достоинства и недостатки самостоятельного строительства
Что такое каркасный дом? Это действительно находка для домашнего мастера. Ведь даже без опыта строительных работ (при ответственном подходе) можно возвести такую постройку своими руками за 3-4 месяца. По ходу статьи мы подробно рассмотрим технологию работ, но для начала разберёмся, какими достоинствами и недостатками обладают такие строения. Для удобства нашего Уважаемого читателя изложим плюсы и минусы каркасного дома в табличной форме.
| Достоинства | Недостатки |
| Быстрое возведение. Если нанимать профессиональных строителей, то «подъём» от фундамента до конька крыши составит 2-3 месяца, что в 3-4 раза быстрее, чем при выполнении того же объёма работ с кирпичным домом. Самостоятельно поднять данный дом удастся за 3-4 месяца. | Главной проблемой таких домов является пожароопасность, однако эту проблему можно решить путём использования различных противопожарных пропиток, которых сегодня на прилавках достаточно много. |
| Экономия времени и средств на фундаменте. Для каркасного строения не требуется капитальной опоры за счёт малого веса. Вполне достаточно свайного-винтового фундамента. | Гниение древесины. Это происходит при неправильном хранении стройматериалов или их неправильной сушке. Хорошую древесину можно обработать спец. составом, которые также в наличии на прилавках магазинов. |
| Не требуется время на усадку. Кирпичный дом после возведения должен простоять около года, прежде чем можно будет приступать к отделке. Здесь же этого времени не требуется. | Слабая шумоизоляция. Эта проблема также решаема при помощи наружной отделки. Неплохо для этой цели подходит пеноплекс, который вдобавок обеспечит дополнительную теплоизоляцию. |
| Нет необходимости нанимать технику. Материалы, используемые при строительстве, достаточно легки, все работы выполняются вручную. | |
| Устойчивость – каркасным постройкам не страшны осадки грунта или даже подземные толчки. | Необходимость замены утеплителя хотя бы раз в 30 лет. Но это тоже нельзя назвать катастрофой. При должном подходе работа займёт не более недели. |
| Такой дом лучше, чем кирпичный, удерживает тепло, коммуникации легко прячутся под обшивкой, что делает их замену или ремонт довольно простым. | Грызуны. Это действительно проблема, с которой придётся побороться, особенно, если в качестве утеплителя выбран пенопласт, в котором они любят устраивать норы. Проблема решается применением такого утеплителя как эковата. Причём, если дом двухэтажный, достаточно утепления эковатой только первого этажа. |
| Простота перепланировки – внутренние стены можно свободно передвигать так, как требуется хозяину. Внешний вид, форма дома могут быть абсолютно любыми – всё зависит от фантазии будущего хозяина. | |
| Если материалы качественные и в течение срока эксплуатации за домом обеспечен надлежащий уход, он может простоять до 100 лет. | Плесень и грибок. Такая неприятность может возникнуть при неправильно смонтированной или недостаточной вентиляции. |
Глядя на плюсы и минусы, можно с уверенностью сказать, что все недостатки при правильном подходе легко устранимы, а значит, собрав каркасный дом и должным образом за ним ухаживая, можно быть уверенным в его надёжности.
Даже двухэтажный дом настолько лёгок, что его вполне выдерживает свайно-винтовой фундамент
Конструкция узлов каркасного дома
Вертикальные каркасные стойки устанавливают поверх нижней обвязки и крепят ней гвоздями. Крепление с помощью металлических уголков используют при Т-образном соединении балок без вырубки. Его выполнить проще. Фиксацию балок металлическими гвоздями используют при стыке с частичной вырубкой нижней балки. Это – более сложное к выполнению своими руками соединение.
Стык без вырубки используют для угловых каркасных опор. Соединением встык с фиксацией пластинами или уголками используют в основных узлах каркасного дома, если строительство ведётся своими руками, без привлечения профессионалов. Если же работают опытные строители, то они используют соединение с частичной врезкой. Оно предупреждает сильные подвижки бруса и досок каркаса при усыхании.
На заметку
Размер вырубки под вертикальную каркасную стойку составляет 30-50% от толщины бруса нижней обвязки.
Угловой стык без вырезки фиксируют металлическими пластинами с помощью саморезов по дереву. При этом используют усиленные стальные уголки с несколькими перфорационными отверстиями. А также прочные саморезы светлого золотистого и серебристого цвета.
Усиление уголков для крепления углов дома выполняют за счёт технологической обработки — металлических пластины в процессе изготовления закаливают. Либо за счёт использования металла с большой толщиной сечения, до 2-3 мм.
Способы крепления стоек.
Соединение с вырубкой часто используют для крепления стоек в середине стены. Опоры вставляют в подготовленные выемки и дополнительно фиксируют гвоздями. После чего дополняют их фиксацию в вертикальном положении укосинами – наклонёнными в диагональ планками, которые упираются с одной стороны в вертикальную стойку, с другой – в горизонтальную обвязку. Для удобства упора торцы укосин выполняют скошенными – спиливают часть торца.
Временные укосины
В процессе сборки каркаса устанавливают также временные укосины, которые фиксируют несколько вертикальных стоек. Временные укосины располагают между верхней и нижней обвязкой под наклоном. Они соединяют несколько вертикальный стоек и фиксируются гвоздями.
Временные укосины располагают с наружной стороны каркаса. Для их крепления не нужно делать вырубку, а фиксировать их нужно так, чтобы по окончании строительства временные вспомогательные балки можно было легко демонтировать. Поэтому для их фиксации используют гвозди.
Временные укосины для стоек.
Временные укосины удерживают стойки в вертикальном положении до тех пор, пока не будут установлены постоянные укосины в нижней и верней частях каждой стойки. Как только постоянные укосины займут своё место, временные фиксирующие балки можно будет снять.
На заметку
Проект строительства содержит описание узлов каркасного деревянного дома в чертежах. Он часто не описывают подробно способ крепления временных укосин, поскольку они не несут основной нагрузки и поддерживают каркас временно.
Каркасно-панельный дом
Основное отличие от каркасного классического дома – заготовку всех элементов осуществляют по типовым проектам. Каркас, щитовые панели, перекрытия и кровлю раскраивают с применением высокоточного технологичного оборудования в заводских условиях. Детали размечают, под крепление высверливают отверстия, вырезают пазы. Все деревянные конструкции обрабатывают антипиренами и антисептиками.
На строительной площадке жилой дом возводят за короткий срок – 2-3 недели. Высокие качество сборки обеспечивают квалифицированные специалисты, прошедшие обучение. Для монтажа панелей используют подъемное оборудование.
Монтаж временных укосин
Элемент для жёсткости может выполнять временные функции. Это допустимо, когда принимается решение не устанавливать постоянных деталей. Например, при возведении небольшого строения, которое потом будет обшиваться плитами OSB.
В этом случае угловые и промежуточные стойки скрепляют большим количеством досок. Это нужно, чтобы конструкция сохранила свою точную форму до установки верхней обвязки. И доску лучше не экономить, а монтировать её просто внакладку гвоздями, выдерживая шаг в 1,5 метра максимум.
Использование подобного элемента бывает необходимым при работе с оконными и дверными проёмами. А также при монтаже стропил. Временные укосины пригодятся и дальше. Они помогут при внутренней отделке, когда необходимо избежать перекосов, которые затрудняют работу. А перед обшивкой с внешней стороны вспомогательные детали снимаются.
Следующее видео покажет, как правильно ставить укосины в каркасном доме, даже если они нужны временно:
