Сечение бруса для каркасного дома: Выбор сечения пиломатериалов каркасной стены

14.10.2021

0 Comment

Содержание

Пиломатериалы для каркасного дома — виды и особенности

Каркасные дома относятся к деревянным постройкам, так как силовой каркас и вспомогательные элементы в них собираются из пиломатериалов. Предлагаем вкратце познакомиться с пиломатериалами, которые используются в тех или иных конструкциях каркасного дома. Какие они бывают, из чего делаются, какая у них может быть влажность. Также в статье представлена полезная информация о временном хранении пиломатериалов на строительной площадке.

Пиломатериалы для разных конструкций каркасного дома

Абсолютно все конструкции каркасного дома собираются с использованием пиломатериалов. В таком порядке, в каком это делается, мы и предлагаем с ними знакомиться:

Обвязка. Нужна для передачи нагрузки на фундамент. Выполняется из обрезного нестроганого бруса естественной влажности. В стандартной комплектации размер этого пиломатериала составляет 100×150 мм.
Половые лаги. Для их обустройства применяется нестроганая доска естественной влажности. Типовый размер 40×150 мм.
Силовой каркас стен. Состоит из стоек, перемычек, верхней обвязки и пояса, а также из усиливающих элементов. Делается все это из нестроганой доски естественной влажности. Размер по стандарту — 40×100 мм.
Черновой пол. Служит для укладки гидроизоляции, утеплителя и пароизоляции. В его изготовлении используется брусок 40×50 мм и обрезная 20-миллиметровая доска.
Потолочные балки. Обустраиваются из нестроганой обрезной доски естественной доски размером 40×150 мм.
Стропильная конструкция. Стропильные ноги и усиливающие элементы изготавливаются из все той же нестроганой доски естественной влажности. Сечение доски 40×150 мм.

Отделка. Стены, перегородки, фронтоны, поднебесники и карнизы — зашиваются вагонкой хвойных пород.

Хранение пиломатериалов на строительной площадке

Несмотря на то, что каркасные дома относятся к быстровозводимым проектам, строятся они далеко не в мгновенье ока. У бригады опытных мастеров на сборку силового каркаса и вспомогательных конструкций уходит в зависимости от размеров дома от нескольких дней до месяца. Если же строительством занимается самостоятельно будущий владелец, то весь процесс может растянуться на целый сезон.

Именно по этой причине нужно правильно организовать хранение закупленного пиломатериала непосредственно на строительной площадке. Если этого не сделать, просто свалив брус и доску в кучи, то до завершения сборки каркаса “доживет” далеко не весь пиломатериал. Небрежное хранение может безвозвратно испортить довольно недешевую древесину — под воздействием влаги и перепада температур ее крутит, коробит, портится структура, происходит поражение микроорганизмами и так далее.

Правильное хранение пиломатериалов подробно описано в соответствующем ГОСТе. Здесь же представлены элементарные рекомендации, соблюдение которых поможет сохранить брус и доски для строительства каркасного дома в изначальном состоянии. Даже если стройка затянется на месяцы.

Первым делом необходимо правильно выбрать место для складирования купленных пиломатериалов. Оно должно быть как можно ближе к месту строительства дома, чтобы в процессе не тратить много времени и сил на его перемещение. Место под пиломатериал необходимо освободить от растений — травы, сорняка, кустов и так далее.

Площадку для хранения очень желательно выровнять. В упомянутом выше ГОСТе приведено несколько способов, как это сделать. Самый затратный способ — это монолитная плита, которая для частного застройщика не очень выгодный вариант. Намного проще подготовить площадку при помощи шпал, бетонных столбов или, на худой конец, из деревянных поддонов. Задача заключается не только в том, чтобы выровнять площадку, но и в том, чтобы не допустить контакта хранимого пиломатериала с грунтом или растительностью.

На подготовленное основание брус и доски укладываются ряд за рядом через деревянные прокладки. Между соседними пиломатериалами в штабеле нужно оставлять зазоры, чтобы туда свободно проходил воздух.

Сформированные штабели нужно накрыть пленкой. Но ни в коем случае не наглухо. Торцы пиломатериалов должны оставаться открытыми. Если доски или брус укладываются на сравнительно длительный срок, их желательно обработать антисептиком.

верхняя и нижняя первого и второго этажа, монтаж своими руками

Обвязка каркасного дома является связующим элементом здания на столбчатом либо свайном фундаменте. Роль нижней обвязки заключается в обеспечении соединения частей конструкции фундамента между собой, а также крепления основания и стен. Верхняя обвязка объединяет в одно целое стены и перегородки здания, а также равномерно распределяет нагрузку от крыши.

Конструкция и назначение обвязки

Дома, возведенные по каркасной технологии, имеют меньший вес по сравнению с аналогами из древесины, бетонных блоков либо кирпича. Чаще всего для них не нужно возводить сложные монолитные фундаменты. Достаточно будет обустроить ленточное либо свайно-винтовое основание.

Столбы и сваи призваны удерживать здание, предохраняя его от контакта с грунтом, предотвращая попадание влаги извне и обеспечивая вентилирование древесных конструкций. Поскольку данные элементы расположены по отдельности, требуется их общее соединение. Для этого применяют ростверк, выполняющий роль обвязки фундамента. Для каркасных домов функцию обвязки самого строения и фундамента объединяет в себе лишь нижняя обвязка, а ростверк не используется.

При помощи бруса, бревна, досок либо швеллера из металла монтируется обвязка, гарантирующая прочность всей конструкции дома. Кроме того, она же выполняет роль основания для всех силовых элементов здания: стоек каркаса, укосин, панелей, стен.

Нижняя обвязка каркасного дома, построенного на винтовых сваях, призвана распределять нагрузку от общей массы здания, не давая ему перекосится или разрушиться. В случае, когда сваи находятся на расстоянии как минимум в полметра от уровня земли, требуется обязательное обустройство нижней обвязки.

Для некоторых типов строений обвязка не является обязательной. Например, если дом имеет небольшую площадь и высота свай от поверхности земли составляет менее полуметра. Кроме того, обвязку не обязательно делать если применяется монолитно-ленточный фундамент. Однако если здание имеет несколько уровней и сложную конструкцию, то обвязка второго этажа и последующих для каркасного дома – обязательна.

Перечень требований к обвязке

Материалы и конструкции для обвязки каркасного дома должны соответствовать всем требованиям технологии возведения данного типа строений.

Добиться наиболее прочной обвязки можно при использовании сдвоенных либо строенных досок, соединенных между собой. Доска должна иметь одинаковую геометрию и размеры и скрепляться между собой при помощи анкеров либо скоб.

Размеры деталей обвязки (толщина доски, сечение бруса либо диметр бревен) подбираются исходя из толщины стен здания.

Древесина хвойной породы является наиболее оптимальной для обвязки домов, построенных по каркасной технологии. Это обусловлено ее прочностными показателями, сроком службы, устойчивостью к перепадам температуры и воздействию неблагоприятных атмосферных явлений. Смола хвойной древесины предотвращает гнилостные процессы и повышает влагостойкость. Коме того, хвойные древесные материалы имеют привлекательную цену.

Древесный материал для обвязки требуется обработать антисептическими веществами чтобы защитить его от гниения, а также использовать антипирен для защиты от горения. Все это необходимо выполнить до начала работ по монтажу обвязки.

Используемый брус или доска должны быть изготовлены из дерева с наиболее прямолинейным стволом. Древесный материал не обязательно должен быть гладким, однако обязательно должен иметь ровную геометрию.

Нижняя обвязка

После возведения фундамента производится обустройство нижней обвязки каркасного дома.

Критерии выбора материалов

Если строительство ведется своими силами, то логично выбирать материалы, для работы с которыми не потребуется привлекать специальную технику.

На что следует обращать внимание при выборе:

Материал должен выдерживать предельную нагрузку на конструкцию здания;
Быть устойчивым к перепаду температуры, механическим воздействиям.

Брус

Надежным материалом для обвязки каркасного дома считается брус, имеющий сечение 15 на 15 см либо 20 на 20. Правильно подобранный размер сделает установку легкой, создаст прочное и ровное основание. Минусом можно назвать возможность появления трещин если нагрузка не древесину будет осуществляться неравномерно. Кроме того, если брус был недостаточно просушен, возможна деформация при его высыхании.

Доска

Обвязка при помощи досок считается достаточно прочной, ведь деформационные процессы минимальны, поскольку усушка равномерно делится на кол-во доски.

Бревно

Недорогой и надежный строительный материал для обвязки каркасного дома. Поскольку бревно не проходит специальной обработки, в ходе которого разрушаются волокна древесины и уменьшается ее прочность, оно может выдерживать большую нагрузку, негативное воздействие окружающей среды и перепадов температур. Недостатком можно назвать сложность монтажа, обусловленную сечением неправильной формы, требующего тщательного крепления на фундаменте.

Монтаж обвязки на фундамент

Исходя из типа фундамента изменяется метод крепления обвязки. Чаще всего для каркасных домов обустраивают ленточный, свайный либо столбчатый фундаменты.

Обвязка по свайному и столбчатому фундаменту

Предварительно требуется обустроить слой гидроизоляции по поверхности фундамента. Использовать можно битум либо рубероид на мастике, а также другие материалы.

Доску либо брус (в зависимости от того, что выбрано) раскладывают для последующего монтажа.

Обвязка каркасного дома из бруса выполняется при помощи метода «в полдерева» либо в стык по углу.

Элементы обвязки монтируются к ростверку или сваям при помощи анкеров или заранее установленных резьбовых шпилек.

Обвязку всегда требуется проверить на ровность при помощи уровня. Углы скрепляются при помощи оцинкованных уголков, болтов, шурупов либо гвоздей. По обвязке закрепляются лаги с необходимым шагом.

Расчет стены каркасного дома | Блог строительной компании RNR

Главная технологическая «изюминка» каркасного домостроения – каркас дома, обладающий надежностью, устойчивостью и дающий возможность быстро собрать стены и кровлю. Не менее важной «изюминкой» каркасной технологии являются стены, обеспечивающие тепло и комфортное проживание в доме. Именно из-за того, как устроена стена каркасного дома и возникает высокая энергоэффективность каркасного дома.

Каркасные дома: из чего делают стены

Из чего сделать стены в каркасном доме решает заказчик, а проектировщики предлагают ему материалы и конструкцию пирога стены под задачи заказчика. Стена каркасного дома представляет собой многослойный пирог из строительных материалов.

Если каркас собирается на строительной площадке, то шаг стоек каркаса равен ширине утеплителя, который размещается плотно между стойками. Пирог стены в этом случае практически не имеет стыков минераловатных плит, что обеспечивает герметичность пирога стены. Пирог с наружной стороны стены защищен плитой из ОСП-3, на которую закрепляют ветрозащитную и влагозащитную пленку. Плита ОСП усиливает жесткость каркаса. Стойки каркаса изготавливают из высушенной древесины, что практически исключает усадку дома. Брус естественной влажности при высыхании может деформироваться и нарушить конструкцию каркаса.

С внутренней стороны в некоторых вариантах пирога также обшивают каркас ОСП-3, меньшей толщины, чем снаружи. Толщина ОСП для стен каркасного дома варьируется в размерах 9-18 мм. Но в любом случае утеплитель изолируется парозащитной пленкой. Толщина утеплительного слоя зависит от задачи утепления дома. Летние каркасные дома под ключ с внутренней стороны обшиваются влагостойким гипсокартоном, служащим основой для чистовой отделки здания. Толщина утеплителя в них невелика, так как нет необходимости постоянно защищать жильцов дома от зимних морозов. Кроме этого, в летних домах не проводят расчетов точки росы, так как перепады температур снаружи и внутри дома в летний период невелики и конденсат внутри стен не образуется.

Стойки каркаса дома не должны оставаться без тепловой защиты. Дерево является проводником тепла и через стойки проходят мостики холода, если они не изолированы от внешней среды. Поэтому часто внешнюю сторону стены каркасного дома снабжают дополнительной теплоизоляцией, закрывая непосредственный выход деревянных стоек каркаса на улицу.

Одновременно с внешней стороны устраивают вентиляционный зазор между внешним отделочным материалом и ветрозащитной пленкой. В этот зазор выводят точку росы, путем регулирования толщины утеплителя в стене.

Толщина утеплителя в идеальном варианте должна быть равна ширине стойки каркаса. Лучший утеплитель для каркасного дома – жесткая плита из минеральной или базальтовой ваты. Такой утеплитель удобен по технологическим параметрам, его просто монтировать, а также он более устойчив к воздействию влаги и со временем не оседает в стене, как это происходит с минеральной ватой.

Для средней полосы России толщина утеплителя достаточна, если соответствует толщине бруса каркаса в 150 мм. В более суровых условиях при сохранении сечения бруса 150 х 150 мм устройство стены усиливается рядом дополнительных стоек и дополнительным слоем утеплителя в них.

Толщина стен достигает 200-250 мм с учетом толщины ОСБ для стен каркасного дома и наружной обшивки дома. В качестве наружной отделки дома используют материал по желанию заказчика: сайдинг, вагонку, кирпич, искусственный или натуральный камень, блок-хаус и другие материалы.

С точки зрения сопротивления теплопередачи не принципиально, какой толщины ОСБ на стены каркасного дома. Это важно с позиции усиления каркаса дома, его жесткости и надежности. Поэтому применяют плиты той толщины, которая в большей мере усиливает каркас, а для этого достаточно плиты толщиной 14 мм.

Строительство стен: этапы работы

В канадской технологии возведения каркасных домов стены возводятся на платформе чернового пола. На участок поставляется домокомплект из подготовленных в соответствии с проектом строительных материалов или крупноразмерных панелей. Рамочные конструкции стен устанавливаются на обвязку фундамента и крепятся анкерными болтами. Если конструкция не обшита на заводе ОСП, то это выполняют на стройплощадке. Предпочтительно обшивать каркас снаружи, тогда остальная работа будет производиться внутри помещения.

В классическом варианте возведения каркасных домов после установки стен возводят кровлю, но это не обязательно. Достаточно сделать обвязку для чердачного перекрытия, чтобы зафиксировать жесткий каркас дома.

Стены заполняются утеплителем и закрываются пароизолирующей пленкой. Если дополнительный слой утеплителя располагается изнутри, то вместе с ним прокладывают инженерные коммуникации. После этого производят зашивку стен выбранным материалом, ОСП-3 или гипсокартоном.

Снаружи дома на плиты ОСП крепится гидроветрозащитная мембрана, она препятствует проникновению влаги в стену дома и пропускает наружу пар. Пароизоляционная пленка не пропускает пар из дома в стену. Этими защитными пленками достигается высокая степень изоляции и сохранность утеплителя и деревянных конструкций внутри стены от влаги. Для пароизоляции стены могут использоваться обычная полиэтиленовая пленка или специальные пароизоляционные пленки. Последние гораздо лучше выполняют функцию пароизоляции. Важно правильно монтировать пленки на стену дома, от этого зависит, будет ли служить долго утеплитель в стене.

Расчет каркасных стен деревянных домов

Главным показателем при расчете стен каркасного дома является показатель сопротивления теплопередачи – Rp. Этот показатель отражен в СНиП и для каждого региона рассчитывается исходя из средних температурных значений в холодное время года.

Город	Необходимое сопротивление теплопередаче по новому СНИП, м2·°C/Вт
Москва	3,28
Краснодар	2,44
Сочи	1,79
Ростов-на-Дону	2,75
Санкт-Петербург	3,23
Красноярск	4,84
Магадан	4,33

Формула расчета проста: Rp = толщина материала стены в метрах / коэффициент теплопроводности материала Вт/(м·°C).

Для многослойного пирога стены определяют этот коэффициент для каждого материала и суммируют все показатели.

Теплопроводность материалов можно найти у их производителей. Например, для минеральной ваты каменной, плотностью 140-175 кг/м3 она равна 0,043. Мы даем ссылку на таблицу теплопроводности строительных материалов.

Пример расчета стен каркасного дома

В многослойном пироге стены каркасного дома при расчете стены можно пренебречь показателями теплопроводности большинства его компонентов из-за малой толщины материала (пленки) и большой разницы коэффициентов теплопередачи утеплителя и ограждающих элементов стены. По сути, главным образом на толщину стены каркасного дома влияет толщина утеплителя, остальные элементы пирога принимаются как данные.

Для Московской области толщина стены каркасного дома определяется следующим образом:

Rp = Искомая толщина стены / коэффициент теплопроводности материала

Материал, например, минеральная вата каменная плотностью 140-175 кг/м3 – 0,043.

Тогда:

3,28 = Искомая толщина стены / 0,043.

Искомая толщина стены = 3,28 * 0,043 = 0,141 м.

Толщина утеплителя должна быть кратной толщине поступающей в продажу 50 мм, тогда толщину утеплителя округляем до кратной и определяем ее величину в 15 см. К этой величине добавляем толщину ограждающих конструкций, ОСП, гипсокартона, толщину отделки стены.

Какой брус использовать для каркасного дома

Материалы для каркасного дома и их характеристика

В любом частном строительстве жилых домов наибольшая сумма затрат приходится на материалы. Каркасные дома — не исключение. Отсюда вполне естественное желание будущих домовладельцев сэкономить. Опыт возведения таких зданий убедительно показывает, что самый простой способ сделать это — приобретение готового заводского комплекта для сборки.

Важен также выбор наиболее оптимального для ваших условий проекта и, соответственно, технологии его реализации.

На строительном рынке известно несколько разнообразных технологических решений возведения каркасных домов (финская, канадская и прочие). Для каждой из них предусмотрено использование определенных материалов, которые определяют стоимость проекта. Ниже мы рассмотрим некоторые сведения о таких материалах, их плюсы, минусы и особенности выбора.

Материалы для строительства каркасных домов

К таковым следует отнести:

Материалы для устройства фундамента
Кровельные материалы
Деревянный брус
Доска
Панели ОСП
Влагостойкая фанера
Утеплители
Материалы для наружной отделки фасадов
Материалы для внутренней отделки
Изделия для монтажа инженерных сетей

В чем можно сэкономить на фундаменте

Строительная мудрость и опыт утверждают, что фундамент — это именно та часть конструкции дома, где экономия в материалах на его устройство чревата необратимыми негативными последствиями.

Тем не менее, каркасное строительство позволяет и даже прямо предполагает возможность экономии. Если вам не требуется подвальное помещение — вы можете заказать у владельца проекта его адаптацию под свайный тип фундамента.

Винтовые или буронабивные сваи — это наиболее недорогой материал для фундаментов под каркасные дома. Использовать их можно при любом качестве грунтов, и даже рекомендовано в местности с пучинистыми грунтами.

Для других типов фундамента вам понадобятся традиционные материалы:

Щебень или гравий
Песок
Цемент
Строительная арматура
Вязальная проволока
Фундаментные блоки (ФБС)

При устройстве ленточных или плитных фундаментов вам обязательно понадобятся рулонные и обмазочные гидроизоляционные материалы.

Каркасные дома имеют небольшой вес, поэтому их можно возводить и на простых фундаментах, не требующих значительных финансовых и затрат. Одним из видов таких оснований является столбчатый фундамент под каркасный дом.

Он применяется при строительстве одноэтажных домов, бывает заглубленными и мелкозаглубленными.

Если грунт слабый, если место заболочено, или грунтовые воды расположены высоко, можно соорудить фундамент на сваях. О том что из себя представляет такой фундамент вы можете прочитать здесь. Свайно-винтовые основания домов – это сравнительно молодой тип фундаментов, появившийся только в начале двадцатого века.

Кровельные материалы

Выбор кровельных материалов напрямую связан с техническими характеристиками проекта и максимально допустимыми нагрузками на кровлю, с учетом данных о собственном весе.

Кровельная система и покрытие подбираются в зависимости от архитектуры (конфигурации) крыши. Ниже, основные материалы для кровли, используемые в каркасном строительстве.

Для устройства стропильной системы любой конфигурации нужен обработанный лес. В зависимости от выбранной технологии в разных количествах в комплект каркасного дома обязательно входит брус и доска. Размеры и сорт используемой древесины определяются проектом.

Изготавливается из природных материалов (глина, кварцевые и прочие добавки).

Более удобной и практичной считается глазурованная черепица — она более гладкая, с нее быстрее удаляются осадки.

Весит одно изделие в пределах двух килограмм.

По форме наиболее распространена:

Одноволновая
Двухволновая
Ленточная
Пазовая

К очевидным минусам использования черепицы в каркасном строительстве относится ее большой вес, что исключает ее укладку на облегченных конструкциях или требует дополнительных затрат на усиление всего каркаса.

В числе плюсов: длительный срок службы, морозоустойчивость, отсутствие коррозии.

Практически идеальный для покрытия кровли каркасного дома материал. Удобна для крыш со сложной конфигурацией. В ее основе — смесь стекловолокна с целлюлозой, нанесенная поверх битумной плитки.

Ее преимущества для каркасного строительства — небольшой вес, пластичность, удобство в реконструкции. Среди минусов — легко возгорается и относительно быстро выцветает.

Изготавливается из оцинкованного листа с покрытием из полимерных материалов. Визуально почти не отличается от керамической черепицы. Как кровельное покрытие для каркасных домов ее можно назвать универсальной.

Выгоды в ее использовании:

Быстро монтируется
Стойкость к огню
Небольшой вес
Невысокая стоимость

Минусы — достаточно громко шумит при попадании осадков.

Утеплители для каркасных конструкций

Утепление каркасной конструкции можно выполнять любыми современными минераловатными материалами.

Для конструкций стен и утепления крыши это могут быть мягкие рулонные типа «Изовер» или жесткие плиты типа «Роквул».

В последнее время широко используется гранулированная целлюлоза.

В дополнение к утеплителям рекомендовано использовать рулонные гидроизоляционные и пароизоляционные материалы.

Использование утеплителей в каркасном строительстве вам может не понадобиться, если выбран проект с применением СИП-панелей. Детально о них мы расскажем чуть ниже, описывая материалы для стен.

Это далеко не весь перечень материалов применяемых в строительстве каркасных домов. Материалы для каркасного дома не подбираются с учетом только их эстетических ценностей и внешнего вида. В основе их подбора лежит большое количество критериев.

Кроме, после того, как вы возвели каркас, необходимо заняться кровлей дома. Какие материалы лучше использовать для данной цели, поможет данная статья.

И особое внимание надо уделить выбору утеплителя, потому что именно от него зависят энергосберегающие характеристики здания. В этой статье идет речь о самых распространенных утеплителях для каркасных домов.

Материалы для устройства каркаса и стен

Строганый непрофилированный брус

В основе конструкции каркасного дома наибольшее распространение имеет деревянный брус. Чаще всего используют простой строганый непрофилированный брус квадратной или прямоугольной формы принудительной сушки с размерами одной из сторон от 100 мм.

Для связки между собой может быть использована доска.

Обычно процесс изготовления бруса происходит в заводских условиях. Места соединений тщательно подгоняют друг к другу. Все узлы и элементы маркируют, что значительно облегчает сборку всей конструкции.

Этот вид бруса общепризнано считается наиболее оптимальным вариантом для каркасного строительства. Его форма имеет вид пазов с одной стороны и шипов с противоположной. Другие две стороны строганые.

Использование профилированного бруса позволяет существенно сэкономить на устройстве несущей конструкции, так как он является одновременно и материалом для стен. Имеет приличный эстетический вид, обеспечивает достаточно высокий уровень сопротивляемости теплопотерям.

Дома из профилированного бруса не нуждаются в наружной и внутренней отделке.

Материал, изготавливаемый из обрезков бруса, склеенных между собой специальными составами, в котором элементы соединяются в разном направлении волокон. Имеет высокую устойчивость на прочность и на прогиб. Конструкция дома монтируется очень быстро и просто.

Для обшивки каркасов дома может быть использована водостойкая фанера или фанера с повышенной водостойкостью.

Не стоит ее путать с влагостойкой, так как у последней более низкий порог восприимчивости к влажной среде, и она используется для внутренней обшивки стен.

Изготавливают водостойкую фанеру из березового или хвойного шпона с использованием специальных клеевых составов и смол.

Ориентированно стружечная плита (OSB) — идеальный вариант для внутренней и наружной обшивки стен каркасных домов. Практически не восприимчива к атмосферным воздействиями и не пропускает влагу.

Изготавливают из тонких щепок, склеенных в продольном направлении на поверхностных слоях и поперечном во внутренних. Клеящий материал — смолы с добавлением борной кислоты и синтетического воска. Используется в изготовлении СИП-панелей.

На использованном нами фото отлично видно устройство конструкция сип-панели.

Изготавливаются в заводских условиях и имеют достаточно большие размеры и площадь. Очень удобны для каркасного строительства.

Их применение позволяет сэкономит на несущей конструкции стен и кровли.

Видео о материалах применяемых в строительстве дома

Выбор доски для каркасного дома

Доска для каркасного дома выполняет сразу несколько функций: она служит вертикальной и горизонтальной опорой для каркаса, используется для обустройства перегородок внутри строения, создания обрешетки, обустройства полов, отделки стен. Ее грамотный выбор – залог успешного строительства.

Доска, используемая при возведении каркасных домов

Доски могут быть строганными, естественной влажности либо прошедшие процедуру технической сушки. Выбирая, из какой доски в будущем строить каркасный дом, нужно учитывать все нюансы.

Доски естественной влажности

Подобный вариант имеет немалую популярность из-за своей низкой стоимости, однако на этом его преимущества заканчиваются. Такая древесина нередко имеет влажность свыше сорока процентов и сразу же использовать ее в строительстве никак нельзя.

Доска со временем существенно усыхает, теряя свою первоначальную форму и размеры, при том делая это неравномерно. Учитывая, что еще на этапе распила на пилораме могли быть допущены огрехи, усушка еще более исказит форму древесины и построить каркас дома из нее будет крайне проблематично. Древесина большой влажности после высыхания в местах стыковки может образовать большие (от одного сантиметра) щели. Для их устранения может потребоваться дополнительная обрешетка, использование выравнивающих подкладок.

Сушка может повлиять на геометрию досок. Вместо прямоугольной формы она может получить выгнутую, перекрученную, перекошенную. Работать с подобным материалом будет очень проблематично. Остается только распилить древесный материал на более мелкие части – это единственный вариант применения подобной доски в строительстве.
Доска естественной влажности, используемая для каркасного дома, нередко подвергается вредоносному воздействию грибка, плесени, паразитов. Каркас с теплоизоляцией и обшивкой из-за отсутствия вентиляции плохо сохнет, постепенно разрушаясь. Применение антисептиков не сильно спасает ситуацию так как они плохо впитываются в глубь древесного материала.

Технически высушенная доска

Подобная доска до реализации конечному покупателю помещается в специальную камеру для просушивания, где уровень ее влажности доводится до показателей в 16-22 процента. Он как правило соответствует условиям окружающей среды во время ведения строительства.

Среди плюсов такой доски:

Термообработка материала уничтожает микроорганизмы, находящиеся в древесине, благодаря чему ее не требуется глобально обрабатывать антисептическими средствами. Просушенная доска редко подвергается воздействию паразитов.

Размеры доски и ее форма в дальнейшем не изменяются, ведь в сушильной камере уже произошли все естественные изменения. Это упрощает строительство и снижает процент брака среди материала.

Более высокая цена по сравнению с древесиной естественной влажности;
Доска должна быть рассортирована исходя из геометрии. Хорошие продавцы заранее сортируют материала по госстандарту, не требуя дополнительной платы.

Для постройки каркасного дома желательно использование сортированной древесины. Но даже не отобранный древесный материал лучше, чем доски естественной влажности.

Строганные доски

Такой материал является наиболее качественным и подходящим для каркасных домов. Он высушен как того требует технология, рассортирован, брак не допускается, доски имеют одинаковые габариты. Используя подобный древесный материал можно построить геометрически правильный каркас, который прослужит долгий срок, не деформируется и не будет подвержен влиянию плесени. Доски не потребуется ровнять и подгонять друг под друга.

Единственный минус такой доски – это цена.

Выбор доски для строительства

Доска должна соответствовать следующим требованиям:

Быть долговечной;
Прочной;
Легкой в монтаже;
Иметь доступную цену;
Ровную геометрию.

Обеспечить подобные характеристики может лишь та древесина, которая была изготовлена в полном соответствии технологическому процессу с соблюдением всех этапов обработки. Кроме того, важно изначальное качество древесного материала.

Отечественная классификация делит древесину на четыре сорта. Первый является наиболее качественным, четвертый имеет многочисленный брак. Для постройки жилого дома стоит использовать доску только первого сорта. Более дешевая древесина низкого сорта может применяться в качестве вспомогательной для черновых работ, например обустройства опалубки.

Решая, из какой доски можно строить свой каркасный дом, следует не забывать про характеристики различных видов дерева. К примеру, древесину кедра, лиственницы, сосны и ели применяют для возведения основных элементов конструкции строения, а пихта, аукария, тис используется для декора изнутри.

Доски из ели и сосны бывают длинной до девяти метров, что существенно упростит постройку каркаса дома. Хвойный древесный материал имеет низкую цену, с ним легко работать, в нем не появляется грибок из-за большого количества смолы в древесине. Плотным и твердым является дерево лиственных пород: дуба, ясеня, осины, бука, липы, ореха. Материалы из них требуют длительного процесса сушки и реализуются по более высокой цене.

Расчет того, сколько же доски нужно на каркасный дом, осуществляется в погонных метрах, а не в кубах, что часто встречается в случае с иными строительными пиломатериалами.

Выбор доски для различных частей строения каркасного дома

Доска для различных частей каркасной постройки отличается, к ней предъявляются свои требования, касающиеся размеров материала и его прочности.

Доска в данном случае используется для обустройства обвязки, которую монтируют на фундамент монолитного либо ленточного типа. Еще один случай применения – железобетонный ростверк. Обвязка нужна для формирования крепления для стен будущего строения.

Ширина обвязки составляет до 40 сантиметров и укладывается она в одну или две доски. Толщина доски для обустройства обвязки каркасного дома варьируется. В случае, если фундамент ровный, обустройства одного ряда доски будет вполне достаточно. А если он имеет неровности, то придется их устранять, формируя два слоя обвязки. Применяется при этом доска из ели или сосны шириной в 20-25 сантиметров и толщиной до пяти.

Использование «элитных» пород древесины: лиственницы и дуба, станет разумным решением учитывая запас прочности и срок службы подобной древесины. В любом случае дерево требуется обработать антисептиком, огнезащитным и водоотталкивающим раствором.

Каркас дома

На каркас дома распределяется вся основная нагрузка строения. Именно поэтому доски, использующиеся для его формирования, должны отвечать строжайшим требованиям по отношению к площади их поперечного сечения.

Для изготовления вертикальных стоек следует использовать брус либо доски, имеющие толщину не меньше четырех сантиметров. Доски можно объединять при необходимости. Горизонтальные элементы можно изготовить из отходов, оставшихся после распила вертикальных стоек. Ширина доски будет завесить от такового показателя у стен и может достигать 15-18 сантиметров.

Для строительства каркаса подходит еловая и сосновая древесина, просушенная в камере. Учитывая, что такие доски не будут видны, можно использовать материал с дефектами на поверхности. Только следует не забывать про обязательную обработку дерева защитным веществом, предотвращающим появление грибка.

Стены внутри строения

В данном случае дерево не подвергается внешнему воздействию от непогоды, на него оказывается куда меньшая механическая нагрузка, так что требования к древесному материалу не столь высоки.

Таким образом можно использовать хвою второго либо третьего сорта, размер доски 2.5*8 см вполне подойдет для каркасного дома. Если проект предусматривает высокие потолки, то доски, имеющие ширину как минимум в двенадцать сантиметров, усилят конструкцию. Древесину не требуется как-либо дополнительно обрабатывать если в доме предусмотрено отопление.

Перекрытия

Перекрытия – это система балок, имеющая различное наполнение внутри, разделяющая этажи строения. Оно же может являться полом на 1 этаже дома, либо полом и потолком уровня выше. Внутри перекрытий расположены лаги, являющиеся очень толстыми прочными досками, закрепленными ребром на стены. В случае с первым этажом они могут быть зафиксированы на обвязку дома. Рекомендуется использовать доски из сосны и дуба, имеющие ширину в 20-25 сантиметров и толщину в 4-5.

Когда на перекрытие предусматривается монтаж полов, то лаги должны быть как можно более толстыми и широкими, ведь на них будет распределяться вся основная нагрузка – напольного покрытия, мебели, самих жильцов дома. Если не будет достаточного запаса прочности, то пол может начать издавать скрип. К тому же, стоит использовать только высушенную древесину, поскольку при деформации последствия будут самыми печальными.

Поверх лаг обустраивается чистовой либо черновой пол. Для чернового можно использовать нестроганую доску, главное чтобы она имела ровную геометрию. Доски, которые планируется использовать для создания чистового пола, должны быть обработаны на рейсмусовом станке и тщательно обследованы на предмет всего возможного брака. Рекомендуется выбирать материал из хвои, имеющий ширину в 10-20 сантиметров и толщину в 3.5 – 5 см. Простое правило: больше шаг между лаг – более толстые и прочные должны быть доски.

Для черновых потолков можно применять абсолютно любую древесину. Как правило используют хвойные пиломатериалы, имеющие толщину в два с половиной сантиметра. Поверх чернового потолка выполняется декоративная отделка, которую можно сделать из дерева ореха, дуба, бука и других дорогих и солидных пород.

В ходе постройки кровли дерево используется для обустройства стропильной системы (каркаса) и обрешетки. Лучше всего использовать древесину ели и сосны, имеющую толщину минимум в четыре сантиметра, хорошо просушенную и строганную. Ширину следует выбирать исходя из коньковой балки либо пролета стропил. Обычно она составляет от десяти до тридцати сантиметров.

Сорт дерева не играет особо значения. Когда длины балок недостаточно, ее можно увеличить, используя гвозди либо стяжки.

Для предотвращения эффекта «схлопывания» стропил необходимо обустройство укосин, которые представляют собой обрезки от доски. Их функция – быть распорками для стропил кровельной системы. Для их создания можно использовать любой древесный материал.

Внутренняя отделка при помощи доски

Можно применять как и доски, так и панели из дерева. Их используют для отделки стен и потолка. Доски для пола должны быть прочными и устойчивыми к истиранию. Древесный материал требуется предварительно обработать специальными пропитками, защищающими его от влаги, огня и грибка.

Чаще всего применяют древесину лиственных пород: орех, дуб, тис, клен, вишню, самшит. Чтобы сделать декоративные элементы, используются заготовки, имеющие толщину до двух с половиной сантиметров. Лицевая сторона должна иметь плотную поверхность, быть отшлифованной и без какого-либо брака. Работа с материалом предусматривает сохранение природной фактуры дерева.

Строим надежный каркасный дом из бруса

О каркасных деревянных домах много противоречивых мнений. Одни считают их ненадежными, потому что дерево не является долговечным материалом и подвержено атакам плесени и насекомых, что тоже уменьшает срок эксплуатации. Другие полагают, что строительство каркасных домов – практичный вариант, поскольку таким образом можно снизить трудозатраты и использовать строение в достаточно суровых климатических условиях. Отдельно рассматривают каркасники из бруса, как более надежное, крепкое и долговечное строение.

Особенности каркасных домов из бруса

Такие дома имеют интересный и привлекательный вид, практичны в использовании и набирают популярность.

Преимущества каркасного домостроения

Перед тем как определиться, целесообразно ли строить каркасный дом из бруса, необходимо вникнуть в особенности строительства и технологию возведения.

Основой здания является деревянный каркас, поэтому качество древесины играет ключевую роль, от него зависит срок эксплуатации и надежность всего дома.
Стены каркасного сооружения отличают от кирпичных, каменных и блочных толщиной. За счет незначительной толщины экономится пространство, однако снижается прочность. Дом легче разрушить, если в стену въедет тяжелая машина.
Такой дом считается самым теплым. Несмотря на тонкие стены, он отлично сохраняет тепло внутри помещения и таким образом экономит средства на зимний обогрев.
Строительство можно осуществить своими руками благодаря небольшому весу составляющих постройки.
Строительство специалистами может быть выполнено за один сезон.
Строительные работы возможны в холодное время года при условии, что не нужно проводить цементные работы или использовать жидкие растворы по типу клея.
Есть возможность подобрать различные варианты материалов, как бруса, так и отделки.

Варианты сборки каркасного дома

Из какого бруса лучше строить? Каркас дома можно выполнить как из обычного бруса, так и из досок. В последнем случае отмечается экономия пиломатериалов, но в то же время снижается жесткость конечной конструкции. Популярным также является клееный брус, который имеет преимущества относительно обычных брусьев. Очень удобно, что монтаж каркаса брусового дома можно выполнить двумя способами:

Сборка конструкции в вертикальном положении. В этом случае главная сложность состоит в контроле вертикальности элементов.
Горизонтальная сборка каркаса, после чего его устанавливают вертикально вручную или с помощью лебедки.

Технология монтажа

Подготовка к строительству включает правильный подбор материалов и их подготовку. Технология сборки каркаса требует последовательного выполнения всех этапов монтажных работ, проверку качества укладки и геометрии.

Одной из главных составляющих является крепление всех элементов, независимо от материала и системы соединения. Все это в целом обеспечивает строительство добротного и качественного дома, в котором будет комфортно жить как временно, так и постоянно.
Об основных нюансах строительства каркасно-брусовых домов читайте далее.

Каркасный дом из бруса своими руками

Самостоятельно монтировать каркас из бруса вполне возможно. Главное – соблюдать все этапы строительства в правильной последовательности. Важно защитить дерево от климатического воздействия и насекомых – обработать антипиретиком и антисептиком. Началом работ является возведение фундамента. Каркас включает нижнюю и верхнюю обвязку, элементы, стойки, специальные элементы для создания дверных и оконных проемов.

Монтаж нижней обвязки

Первым делом необходимо сделать разметку местности и установить фундамент. Деревянный каркас значительно легче, чем, к примеру, кирпичная стена, поэтому вместо сплошного можно использовать ленточное основание.

После этого нужно уложить гидроизоляцию, в качестве которой отлично подойдет рубероид. Крайне важно его укладку производить непосредственно перед монтажом бруса. Их крепление возможно двумя способами: анкерными болтами или при помощи арматурных выпусков, которые оставляют на этапе заливки фундамента.

Анкерные болты должны входить в бетон минимум на 100 мм, поэтому нужно выбирать их соответствующей длины. Крепление каждого бруса делают минимум двумя болтами. Шаг между ними должен быть в пределах от 1,5 до 2,5 м. Для углового соединения чаще всего используют выборку в полдерева или в лапу. Для дополнительной надежности можно также применить гвозди или деревянные нагели.

Гвозди забивать нужно на расстоянии минимум 3 см от края бруса, иначе он может расщепиться. Деревянный нагель подбирается по длине с учетом того, что он должен возвышаться над поверхностью минимум на 100 мм. Форма его может быть четырехгранная или цилиндрическая. Для изготовления используют твердые породы древесины. После окончания работ по монтажу нижней обвязки необходимо проверить ее на перекос при помощи измерения углов и диагоналей между брусьями.

Установка стоек

Следующим этапом является установка стоек. Если в углу для соединения использовались нагели, то достаточно в торце высверлить подходящее отверстие, намазать его казеиновым клеем и насадить брус. Другой способ крепежа подразумевает применение стальных уголков и оцинкованных шурупов. Его можно использовать и для соединения промежуточных стоек, однако такой материал более затратный.

Альтернативным более экономным способом соединения является метод вырубки. Такое крепление занимает больше времени и ослабляет брус нижней обвязки. Чтобы его выполнить, нужно сделать пазы в брусе до половины его толщины, после чего пазы вставить в брусья.

Эта работа требует тщательной предварительной проверки проектного размещения всех стоек, чтобы учесть оконные проемы. Кроме того, важно проконтролировать длину стоек, которая зависит от способа соединения. Если используются уголки, то длина должна быть в соответствии с длиной этажа, а в случае применения вырубки длина должна быть дополнена двойной длиной толщины вырубки.

Для того чтобы стойки не расшатались в процессе монтажа верхней части, необходимо прикрепить временные укосы. Удобнее использовать один длинный укос для нескольких стоек одновременно. Если такой возможности нет, то подойдут и более короткие. Также для экономии материалов можно использовать ненужные доски. Ими могут быть, например, те, которые применялись в качестве опалубки для заливки фундамента.

Верхняя обвязка, потолочные балки

Верхняя обвязка заключается в соединении стоек между собой в верхней части горизонтальным брусом. При этом конструкция все еще не получается достаточно жесткой, поэтому делают дополнительное крепление раскосов к вертикальным брусьям. В завершении сборки каркаса нужно установить потолочные балки. Для этого есть три способа: врубкой, с помощью специальных кронштейнов или уголков.

Врубка представляет собой проделывание у краев балки пазов. Их ширина равняется ширине бруса, а глубина составляет 30-50% от его толщины. Соединение выполняют при помощи гвоздей, которые должны входить в брус минимум на 100 мм. На этом каркас здания считается завершенным. Следующий этап – сборка каркаса крыши.

Устройство крыши и кровли

Существуют разнообразные виды крыш, благодаря чему каркасный брусовый дом может иметь оригинальный и необычный дизайн. В то же время простота или сложность формы играет важную роль относительно стоимости кровли.

скатные;
плоские;
конические;
мансардные;
щипцовые;
сложных конструкций.

Наиболее простыми в установке являются односкатные и плоские крыши. Чаще всего их используют для небольших домов. Для установки односкатной кровли одна стена получается выше, а вторая ниже, образовывая тем самым скат под углом. Это удобно зимой, чтобы снег съезжал естественным образом. Двускатные крыши наиболее распространенные и привычные. Их монтаж немного сложнее, чем в предыдущих вариантах, однако в этом случае появляется место для чердака.

Мансардные крыши предусматривают, если вместо чердака планируется теплое жилое помещение. Мансардная кровля нуждается в надежном утеплении, может иметь окна и быть двускатной или четырехскатной.

Многощипцовая кровля актуальна при сложной архитектуре. Ее монтаж подразумевает несколько скатов, ендов. Возводить такую кровлю сложно и потребуется помощь специалистов. Вдобавок для монтажа нужно много материалов, поэтому стоимость получается существенно выше.

Конические крыши выглядят в виде конуса и встречаются крайне редко. Более сложные конфигурации стоит рассматривать только вместе с архитектором.

Отделка дома из бруса внутри и снаружи

В завершение брусовый каркас обшивают плитами ОСБ. Они не годятся для финишной отделки, поскольку недостаточно привлекательны внешне и плохо переносят влагу. Поэтому необходимо стены защитить фасадным отделочным материалом.

Вариантов здесь много, самые популярные: штукатурка, покраска, сайдинг, панели ПХВ. Дороже обойдутся натуральные материалы из древесины. Одним из них является деревянная вагонка, которая становится прочной и долговечной после дополнительной обработки специальными средствами. Если позволяют средства, можно использовать блок-хаус, придающий вид строения из бруса.

Вариантов внутренней отделки тоже множество. Это могут быть обои, декоративная штукатурка, покраска, вагонка, деревянные панели, керамическая плитка. Выбор зависит от задумки и дизайнерского решения, которое планируется в доме.

Видео: визуализация сборки каркаса

Выбор доски для каркасного дома

Доска, используемая при возведении каркасных домов

Доски естественной влажности

Технически высушенная доска

Среди плюсов такой доски:

Более высокая цена по сравнению с древесиной естественной влажности;
Доска должна быть рассортирована исходя из геометрии. Хорошие продавцы заранее сортируют материала по госстандарту, не требуя дополнительной платы.

Строганные доски

Единственный минус такой доски – это цена.

Выбор доски для строительства

Доска должна соответствовать следующим требованиям:

Быть долговечной;
Прочной;
Легкой в монтаже;
Иметь доступную цену;
Ровную геометрию.

Выбор доски для различных частей строения каркасного дома

Каркас дома

Стены внутри строения

Перекрытия

Внутренняя отделка при помощи доски

Каркасный дом из бруса

Строительство каркасного дома связано с последовательным выполнением множества операций: это создание проекта, монтаж фундамента, обустройство пола первого этажа, монтаж каркаса, стропильной системы и кровли, утепление и отделка дома внутри и снаружи. Сложно выделить какой-то из этапов как наиболее важный. Сегодня мы обсудим, как правильно строить каркасный дом из бруса.

Безусловно, пиломатериал является одним из основополагающих строительных материалов для строительства каркасного здания. Как правильно выбрать брус для возведения постройки? Какой пиломатериал может потребоваться на каждом этапе монтажа каркасной конструкции? Как правильно подготовить брус для строительства? Постараемся осветить основные аспекты строительства каркасного дома из бруса.

Почему так популярны каркасные дома из бруса?

Каркасная технология появилась на российском рынке индивидуального строительства не так давно, но уже смогла укрепиться и значительно потеснить традиционные срубы из бревна или бруса. Это связано с дешевизной каркасных конструкций, с простотой и скоростью их строительства, высоким уровнем готовности под финишную отделку. Кроме того, каркасный дом возводится небольшой группой людей без использования тяжелой техники.

Возможно, ключевым толчком для такого распространения каркасных конструкций стала их невысокая цена по сравнению с домами из бревна или бруса. Но позже мы обсудим с вами, насколько важно использовать высококачественный материал для возведения каркасного здания. Этим пренебрегает большинство людей, строящих дом своими силами, и даже серьезные строительные компании. Использование дешевого материала ведет к значительным эксплуатационным затратам или к недолговечности дома.

Еще одно значительное преимущество – невысокий вес строения, что позволяет использовать менее прочные конструкции под фундамент.

Скрытый монтаж большинства коммуникаций не все считают плюсом, ведь в случае ремонтных работ с инженерными системами приходится демонтировать значительные участки отделки.

Мы ознакомились с преимуществами каркасной технологии, приступим к разбору возведения каркасного дома из бруса.

Проект дома и расчет нагрузок

Строительство каркасного дома невозможно без подробного проекта и чертежей всех элементов здания. Почему так важно иметь проект до начала строительства?

Вы получаете предварительное представление о будущем внешнем и внутреннем виде вашего дома, что позволяет согласовать это с членами семьи и исправить проект по желанию каждого из домочадцев.
Чертежи всех элементов каркасного дома значительно упрощают строительство. При условии составления проекта и чертежей профессионалами в области каркасного строительства монтаж каркаса и даже кровли может производить и неподготовленный человек. В подробных чертежах указаны расположение и габариты каждого из элементов, в чертежах узлов указан применяемый крепеж и схемы примыкания каждого элемента.
Еще до начала строительства дома есть возможность рассчитать предполагаемые нагрузки на элементы каркаса, что позволяет рассчитать необходимое сечение используемого бруса.
Чертежи и пояснительная записка к ним дают возможность рассчитать необходимое количество пиломатериала.

Расчет необходимого количества очень важен до начала строительства. Если речь идет о возведении небольшого дачного дома, то, возможно, вам удастся найти поставщика, который предложит вам этот объем бруса из складских запасов (кроме всего прочего, дачный дом не так требователен к качеству пиломатериала, что позволит использовать брус естественной влажности).

Если же в планах строительство крупного жилого здания, то может потребоваться значительное время для подготовки бруса даже у крупного поставщика материала в вашем регионе, особенно, если в качестве материала для каркаса используется клееный или ЛВЛ брус.

Подбор бруса для каркасного дома

Брус для строительства каркасного дома подбирают по нескольким параметрам.

Порода древесины. Практически во всех регионах России основным материалом для строительства из древесины служит сосна или ель. Эти породы древесины обладают прекрасными свойствами прочности и долговечности. Также хвойная древесина славится своей пользой для здоровья человека. Кроме ели и сосны также используется кедровая древесина, лиственница, реже – осина или береза. В исключительных случаях могут использоваться благородные породы древесины: дуб, тик, ясень. Обычно такая древесина используется только для отделки.
Необходимые сечения пиломатериалов. Для строительства дома под ключ может потребоваться брус самых различных сечений: от 20х40 мм для отделочных работ и контробрешетки до 150х200 и даже более внушительных габаритов для обвязки или ростверка между сваями. Основная масса бруса используется для монтажа пола, потолка и каркаса стен. Здесь ключевым критерием является запланированная толщина стен в зависимости от применяемого утеплителя.
Брус естественной сушки против бруса камерной сушки. Большинство строительных компаний для возведения каркасных конструкций используют брус естественной сушки или даже естественной влажности. Влажная древесина в процессе усушки значительно меняет габаритные размеры, вследствие чего нередко появление крени или крупных трещин.
Массивный брус против клееного или ЛВЛ бруса. Ключевым плюсом в пользу массивных пиломатериалов является их доступность на рынке и низкая цена. Но такая древесина имеет массу недостатков: ограниченность длины бруса (не более 6 метров), дефекты древесины в виде сучков и крени, дефекты геометрии и обработки, значительный вес бруса крупного сечения. Всех этих недостатков лишены клееный и ЛВЛ брус (клееный брус из шпона). Только такой материал позволяет строить каркасные дома, не уступающие по надежности и долговечности зданиям из профилированного или клееного бруса. Но в итоге мы получаем дом идентичной стоимости при условии аналогичных проектов. С другой стороны, клееный материал значительно превосходит массивный брус по прочности, что приводит к существенному уменьшению общего объема необходимого бруса. Также клееный материал позволяет работать со смелыми проектами с широкими пролетами без опор.

В случае строительства срубов люди научились понимать важность применения качественного клееного материала: дом не дает усадки, не требует дополнительной отделки, позволяет создавать сложные архитектурные формы. Но в случае с каркасником большая часть бруса скрыта за обшивкой, поэтому важность использования качественного материала осознается только в процессе появления дефектов каркаса при эксплуатации.

Проблемы обычно начинаются после окончания срока гарантии, предоставляемого застройщиком.

Оптимальное сечение бруса. Какой размер подойдет для жилого дома, дачи и хозпостройки?

Часто возникает вопрос: какая толщина бруса для дома необходима, чтоб сделать его теплым и уютным? Ведь именно размер и толщина пиломатериала напрямую связаны не только с финансовой частью строительства, но и с основными характеристиками дома: прочностью, влагостойкостью, теплопроводностью и сезонностью проживания.

Характеристики и виды бруса

Для того, чтоб выбрать добротный пиломатериал, необходимо иметь о нем представление. Брус – это деревянные длинномерные балки с прямоугольной или квадратной формой поперечного сечения. Изготавливают его из разных пород дерева. По технологии производства можно выделить несколько видов.

Пиленый. Другое название – обрезной. Выпиливается на специальных пилорамах из цельного бревна без последующей обработки.
Строганный. Пиленый материал обрабатывается на строгальных станках, тем самым получая гладкую поверхность.
Профилированный. Деревянные балки отличаются от предыдущих наличием замкового соединения. Стоят они дороже, но работать в процессе монтажа проще. Обеспечивается плотное и качественное соприкосновение материала, тем самым исключая дополнительную обработку стен. Такой дом имеет наименьшую усадку.
Клееный. Качественный и надежный материал. Изготавливается путем склеивания между собой балок меньшего размера с учетом направления волокон древесины.

Следует отметить, что содержание влаги в строительной древесине, не должно превышать 15-20%. Достичь этих показателей помогают специальные сушильные камеры.

Стандартные размеры пиломатериала

Для возведения сруба особую роль играет сечение, длина балок менее важна. При необходимости она легко увеличивается различными методами. Производители выпускают изделия со стандартом длины: 2, 4, 6, 8, 12 м. При желании, можно заказать любой метраж. Толщина бруса или сечение выступают основным показателем при выборе пиломатериала для постройки жилья. На строительном рынке представлены самые разные размеры. Стандартными сечениями являются: 100х100, 120х120, 100х150, 150х150, 200х150, 200х200 мм. В зависимости от назначения будущей постройки выбираются стройматериалы необходимой толщины.

Некоторые сечения бруса

Выбираем оптимальное сечение

Выбирать толщину бруса исходя только из экономии нецелесообразно. В будущем затраты на обогрев намного превысят сэкономленные на начальном этапе строительства средства, хотя покупать балки самого крупного размера тоже не стоит. Необходимо найти золотую середину, при которой размер бруса оптимально будет сочетаться с площадью строения, при этом сохраняя все необходимые полезные качества дома. Есть специальная формула для расчета сечения материала, разработанная с учетом всех строительных норм и правил (СНиП):

S = Kt x R, в которой

Kt – коэффициент теплопроводности материала. В данном случае бруса.

R – коэффициент нормируемого сопротивления теплоотдачи стен здания.

В зависимости от географического местоположения и вида древесины коэффициенты будут меняться. Так, например: коэффициент нормируемого сопротивления теплоотдачи стен для Москвы будет составлять 3,16, для Архангельска — 3,56, а для Ростова — 2,63. Очевидна разница между северными и южными регионами. Эти данные можно взять из специализированной литературы или интернет-ресурсах. Теплопроводность дерева для разных пород сильно отличается друг от друга. В первую очередь, это связанно с внутренней структурой дерева, плотностью, волокнистость, наличием смолянистых веществ и так далее. Самым теплым из деревьев, произрастающих на территории России, с наименьшей теплосопротивлением 0,095, является кедр. Древесина ели также имеет хороший показатель – 0,11. Для сосны, липы и березы коэффициент сопротивления теплоотдачи составляет 0,15. Самым холодным пиломатериалом, является брус из тополя, буду и клена, с коэффициентом 0,17-0,2.

Например: вычисляем размеры бруса для строительства дома в Московской области из ели.

В формулу S = Kt x R подставим известные значения коэффициентов. S = 0,11 x 3,16. Так S = 0,3476. Проще говоря, сечение бруса должно быть не менее 35 сантиметров. Приобрести материал такой толщины проблематично и накладно. Что тогда делать? Обратимся к СНиПу, а именно к разделу «комфортные и санитарно-гигиенические условия». Раздел включает коэффициент перепада (Kp) температур окружающей среды и внутри здания. По Москве и области он составляет 1,26. Теперь немного усовершенствуем формулу.

S; подставим значения S; получим S = 0,2189. Следовательно, толщина бруса для загородного дома должна составлять 22 см, то есть для комфортного проживания достаточно бруса 220х220. Выдержат холодную зиму и стены из материала сечением 200х200 с применением фасадного утеплителя.

Зависимость толщины от сезонности проживания

Размер и толщина пиломатериала – значимые показатели, которые учитываются в процессе проектирования и возведения здания. Во многом эти параметры зависят от сезонности проживания и характеристик будущего строения. Проще говоря, если дом планируется для постоянного проживания, балки используются максимально толстые. Если это хозяйственная постройка, то можно использовать брус небольшого сечения.

На размеры бруса влияет тип постройки

Все строения условно можно разделить на три вида:

Хозяйственные постройки. Для таких объектов можно применять брусья небольшого размера 100х100 или 100Х150 мм. Стоимость такого материала не высока. Он практичен и общедоступен. Из него успешно строятся бани и сауны. Но для строений, рассчитанных на постоянное проживание, этот пиломатериал использовать не рекомендуется, иначе потери тепла будут велики.
Дачные домики. Обычно в загородных небольших домиках люди находятся в теплые месяцы года: работа на приусадебном участке, пикники и просто отдых. Размер составляет 120х120 или 150х150 мм.
Размеры бруса для строительства дома, предназначенного для круглогодичного проживания, обычно являются максимальными из всей линейки сечений. Средняя толщина материала составляет от 200х200 до 250х250 мм. Желательно дополнительное утепление здания, особенно актуально для регионов с холодными зимами.

«Главстрой365» предлагает различные проекты домов и бань из бруса разного сечения. Обращайтесь, и мы ответим на все ваши вопросы.

Строим каркасный дом своими руками: пошаговая инструкция, фото+видео

Каркасные дома не зря называют энергоэффективными. Жилые здания такого типа расходуют зимой на 30% энергии меньше, чем выстроенные по обычной технологии. К достоинствам относятся простота сборки конструкций, небольшой вес и доступность материалов. Смонтировать каркасный дом своими руками — вполне посильная задача для человека, владеющего навыками работы с деревом и запасом необходимых инструментов. Поможет ему в этом подробная пошаговая инструкция.

Каркасники возводят в среднем за 2-4 месяца. Опыт холодных скандинавских и североамериканских стран подтверждает прочность и долговечность сооружений. За короткий период на строительной площадке появляется благоустроенное жилье, цена которого на 15-20% ниже кирпичного или бетонного. В России строительство каркасных домов набирает обороты. Нормирует его документ СП 31-105-2002, основой которого послужили канадские и американские разработки.

Каркасный дом — пошаговая инструкция

Каркасный дом представляет собой жесткую систему из опорных стоек, горизонтальных и наклонных связей, опирающуюся на свайный, свайно-ростверковый, плитный или ленточный фундамент мелкого заглубления. В классическом варианте пространство между стойками заполняют утеплителем. Чаще всего — базальтовой ватой. Снаружи и внутри конструкции обшивают отделочными материалами.

Другой способ возведения каркасного дома — монтаж стен и перекрытий из жестких СИП-панелей, состоящих из двух плит ОСП и слоя пенополистирола между ними. Собираются системы по-разному. В первом случае каркас устанавливают поэлементно или блоками, во-втором — крупноразмерные панели монтируют как конструктор, соблюдая последовательность. Наиболее простой способ собрать каркасный дом своими руками — пошаговый монтаж несущей системы, утепления и отделки. При этом не понадобятся строительные подъемные механизмы и большой коллектив рабочей бригады. Все операции можно выполнить самостоятельно или с помощью 1-2 друзей.

Цены на цемент и основы смесей

Шаг 1: Фундамент под каркасный дом

Дом на каркасе — легкое сооружение, не требующее мощного заглубленного фундамента. Несущая способность свайных или ленточных оснований с заложением до 50 см достаточна, чтобы обеспечить восприятие и передачу грунтам нагрузки от строения.

Свайные фундаменты — заглубленные в землю стержни из бетона, железобетона или металла. Их достоинства:

быстрый монтаж;
небольшой объем земляных работ или даже их отсутствие;
короткий промежуток между окончанием установки фундаментов и дальнейшим монтажом конструкций.

Исключение — устройство монолитных свай и ростверка. Здесь нужно подождать до набора бетоном прочности. Обычно это занимает 1-2 недели. Поскольку нагрузка будет увеличиваться постепенно, не обязательно дожидаться нормативного срока в 28 суток, чтобы приступить к монтажу каркаса.

Металлические сваи вкручивают ручным или механизированным буровым оборудованием. Готовые бетонные анкеры погружают в проделанные скважины забивной или вдавливающей техникой. Строительство таких фундаментов занимает 1-3 дня, выполняется специализированными организациями.

Монолитные буронабивные сваи можно изготовить самостоятельно. Применяют бетон марки не ниже М 200. Для опалубки используют скрученный трубкой рубероид. Его помещают в отверстие, устанавливают внутрь арматурный каркас из 3-4 стержней. Заливают в полость конструкции раствор, послойно уплотняя виброинструментом.

По верху свай на оголовки монтируют несущие ригели из металла, бетона или дерева. В этом случае подполье остается открытым.

Свайный фундамент с висячим железобетонным ростверком.

Ростверк соединяет отдельные сваи в жесткую устойчивую систему. Может быть:

висячим;
наземным;
заглубленным.

В последнем случае это аналог ленточного фундамента мелкого заложения. Его устраивают из монолитного железобетона по периметру дома и под несущие перегородки. Котлован выкапывают на глубину 30-50 см, отсыпают песком и щебнем.

На подушку устанавливают опалубку. Внутрь помещают стальные каркасы, которые жестко завязывают с выпусками арматуры свай. Для крепления нижнего обвязочного бруса заранее подготавливают металлические шпильки диаметром 12 мм с резьбой. Их приваривают или прикручивают проволокой к стержням каркаса через каждые 150-200 см по длине ростверка. Крепежи должны располагаться на расстоянии не более 30 см от углов фундамента и выступать над верхней гранью конструкции на 13-15 см.

Устройство заглубленного ростверка.

Предварительно на опалубке размечают места установки стоек, чтобы они не совпали с крепежом для горизонтального бруса.

Поверхность основания обрабатывают гидроизоляционной мастикой, укладывают 2-3 слоя рубероида или другого влагозащитного материала.

Ленточный монолитный фундамент устраивают похожим образом. Если основание — плита, бетон заливают на всю площадь дома с выступом за периметр на 20 см. Толщина конструкции — 10-20 см, армирование — сварными сетками.

Плитный фундамент — практически готовое основание под полы. Особое внимание нужно уделить утеплению. Используют плиты пенополистирола, которые укладывают на щебеночную подготовку. Они не боятся влаги, не гниют, сохраняют теплоизоляционные свойства в течение 50 лет.

При бетонировании монолитных плит для подвода коммуникаций монтируют гильзы. Они обеспечивают доступ при прокладке труб водопровода или канализации. Подземные проходы нужно оборудовать заранее, иначе потом провести каналы будет очень сложно.

В наземных и мелкозаглубленных фундаментах установка гильз нужна для вентиляции подпольного пространства. В каркасных сооружениях это очень важный момент, которым нельзя пренебрегать. Вытяжки снижают влажность воздуха, губительно действующую на деревянные конструкции.

Шаг 2: Нижняя обвязка и пол

Нижняя обвязка, или лежень — горизонтальная конструкция, передающая нагрузку от всего дома на фундамент. Ее изготавливают из хорошо просушенной обрезной доски 50х150 мм или бруса сечением 100х150 мм.

Ставим обвязку и лаги

Последовательность операций при монтаже лежня:

Раскладывают по периметру фундамента доски или брусья, обработанные биозащитными составами и антипиренами. Обрезают излишки.
Отмечают точки расположения болтов, уложив лежень сверху и слегка ударив молотком над каждым крепежом.
Просверливают мощной дрелью отверстия в местах вмятин. Диаметр должен быть больше сечения болта на 3 мм.
Укладывают на фундамент утеплитель — ленту из стекловолокна, сверху устанавливают лежень.
Завинчивают гайки на болты с шайбами ударным гайковертом или вручную гаечным ключом.
Контролируют горизонтальность нижней обвязки нивелиром или строительным уровнем. Если нужно изменить положение бруса, ослабляют гайку, подкладывают деревянные клинья и поднимают до нового уровня. Зазор заполняют жидким бетоном.

В углах брусья стыкуют «вполдерева» или с коренным шипом.

Укладка лежня.

Следующий этап после укладки лежня — устройство полов. При монтаже каркасного дома методом «канадской платформы» они послужат основанием для сборки блоков стен. Если предполагается устанавливать стойки последовательно, по готовому полу перемещаться удобнее, чем постоянно подниматься по стремянке.

Полы в каркасном доме монтируют тремя способами:

по грунту;
по лагам;
по готовому плитному фундаменту.

Полы по лагам устраивают в доме на свайном или ленточном фундаменте. В этом случае образуется проветриваемый подпол между низом конструкции и землей. Укладку лаг проводят тремя способами:

опирают на лежень и укрепляют с внешней стороны фасадной доской;
устанавливают в вырезанные в нижней обвязки пазы;
монтируют встык к лежню с помощью металлических кронштейнов.

Для лаг используют брус сечением от 110х60 мм до 220х180 мм в зависимости от расстояния между опорами. Чем больше ширина пролета, тем мощнее должен быть элемент.

Шаг при укладке — 50-60 см. В местах установки тяжелого оборудования или мебели балки монтируют чаще — через 30-40 см.

Монтаж лаг пола.

Порядок проведения работ при устройстве пола по лагам на металлических кронштейнах:

Раскраивают и нарезают балки нужной длины.
Устанавливают их на оцинкованные кронштейны, закрепляют саморезами или гвоздями.
К нижней части лаг прибивают черепные бруски сечением 50х50 мм.
На бруски укладывают влагостойкую фанеру или листы ОСП. Настил будет служить основанием под утеплитель.

При пролете свыше 2,5 м между лагами устанавливают распорки — отрезки бруса или доски, придающие системе жесткость на изгиб. Их закрепляют гвоздями, прибивая в торец наискось через лагу.

Шаг укладки распорок зависит от ширины пролета:

2,5-3,5 м — 1 элемент;
3,5-5,4 — 2 доски;
5,4-7,2 — 3 распорки;
больше 7,2 м — от 4 штук.

Все деревянные конструкции перед укладкой обрабатывают антисептиками и антипиренами. Это продлевает срок службы материала и защищает от гниения, насекомых и огня.

Утепление и настил пола

Одна из главных задач, если мы строим каркасный дом, — надежно утеплить все поверхности. Через полы и подвалы теряется до 10-15% тепла, поэтому нужно уделить особое внимание термоизоляции конструкций.

Для утепления деревянных полов используются материалы:

гранулированные — керамзит, шлак, вермикулит;
рулонные — каменная, стеклянная, шлаковата, пенополиэтилен, пробка;
плиты из минеральной ваты, пенополистирола, ДСП;
жидкие — пенополиуретан, эковата.

Не рекомендуется применять для утепления деревянных полов пенополистирол. При нагревании он выделяет опасные для человека газы.

По настилу расстилают гидроизоляцию из плотных пленок в 2 слоя с нахлестом 10-15 см. Гранулированный, плитный или рулонный утеплитель укладывают толщиной, соответствующей теплотехническому расчету для климата конкретного региона. Обычно это 10-20 см для минваты, 30 см — для керамзита.

Утепление минеральной ватой пола в каркасном доме.

Сверху материалы накрывают пароизоляционной мембраной, через поры которой влага может испаряться в атмосферу. Пленку закрепляют степлером. Для создания вентиляционного зазора по лагам набивают контррейки.

Важно. Если не создать условия для испарения воды в подпольном пространстве, со временем утеплитель отсыреет, а древесина начнет гнить.

Пароизоляция с вентиляционным зазором.

По контррейкам монтируют финишное покрытие со звукоизоляционной прокладкой.

Если для утепления применяют фольгированные материалы, при укладке их обращают в сторону помещения. Так инфракрасные лучи будут отражаться в комнату.

Шаг 3: Каркасные стены

Каркасный дом своими руками собирают из отдельных элементов, раскраивая и подгоняя их на строительной площадке. Возможен монтаж более крупных секций или даже целых конструкций, заготовленных на заводе.

Способы сборки каркаса

Быстровозводимые здания сегодня строят способами:

традиционным — последовательно собирают каркас из стоек, ригелей, укосин, утепляют стены, монтируют обшивку;
методом «канадской платформы» — секции заготавливают горизонтально на черновом полу и выставляют их в проектное положение;
из СИП-панелей — крупные элементы, раскроенные на заводе, собирают на площадке при помощи соединительных брусьев и полиуретанового клея;
по немецкой технологии «фахверк» — доски каркаса, являющиеся одновременно декоративной отделкой, располагают снаружи утеплителя;
по шведской технологии — каркас монтируют из двух обрешеток, первая предназначена для установки утеплителя и крепления внешней отделки, вторую используют для прокладки коммуникаций и монтажа внутренней облицовки.

Монтаж каркаса способом «канадская платформа».

В частном строительстве для сборки своими руками чаще применяют классический способ, не требующий сложных монтажных работ и затрат на подъемную технику.

Установка и сечение стоек

Этапы монтажа стоек каркаса включают:

Разметку на покрытии чернового пола мест установки стоек. Обычно шаг составляет 60 см. Это удобно для последующей укладки плит минеральной ваты. В двухэтажных зданиях расстояние уменьшают до 40 см.
Нарезку опор из сухой обработанной доски толщиной 50 мм. Сечение подбирают по расчету на несущую способность.
Установку стоек в углах, выравнивание, закрепление временными укосинами.
Монтаж промежуточных элементов.
Соединение опор брусом верхней обвязки.
Усиление оконных и дверных перемычек досками, уложенными на ребро. Если этого не сделать, при прогибе произойдет защемление рамы, возникнут трещины на стеклах, отделке фасада и внутренних поверхностей стен.
Укрепление каркаса укосинами из досок 100х25 или 150х25, врезанными в верхнюю и нижнюю обвязку, стальными перфорированными полосами, горизонтальными перемычками. Дополнительное усиление не требуется, если каркас обшивают жесткими листами ОСП, многослойной фанеры.
Обшивку лобовой доской балок верхней и нижней обвязки. Рекомендуется проложить слой базальтовой ваты для утепления конструкции.

Для подбора сечения стоек суммируют все нагрузки, действующие на несущий каркас. Если здание небольшое, то при высоте до двух этажей размеры бруса принимают:

для наружных стен — 150х50 мм, 200х50 мм;
для внутренних перегородок — 100х50 мм.

Прочности таких сечений вполне достаточно для восприятия вертикальных и боковых нагрузок. При теплотехническом расчете может оказаться, что для размещения теплоизоляции требуется большая, чем расчетная, ширина стоек.

Увеличивать сечение несущего бруса нецелесообразно. В этом случае утеплитель укладывают в 2 слоя — один между стойками каркаса, второй — по наружной обрешетке с перевязкой. Такая компоновка поможет избежать теплопотерь через деревянные элементы, углы, обрамления проемов.

Укосины или раскосы

Укосины или раскосы устанавливают временно для придания устойчивости каркасу при монтаже или постоянно, чтобы конструкция сохраняла геометрию длительное время.

Укосины в каркасе устанавливают наклонно.

Чтобы постоянные укосины выполняли свою роль — обеспечивали жесткость каркасу, при их установке соблюдают правила:

элементы монтируют с наклоном 40°-60°;
толщина укосин — не более 1/4 от высоты сечения стойки;
крепление раскоса к обвязке — только врезкой, при других видах сочленения усыхание древесины ведет к потере устойчивости узла;
укосины врезают заподлицо со стойками, обвязками и перемычками;
на одной стене устанавливают не менее двух раскосов с наклоном в разные стороны;
к стойкам по длине прибивают 2-3 гвоздями.

Вместо укосин в углах каркаса можно использовать листы ОСП-3 12. Диагональная жесткость конструкции будет обеспечена.

Углы каркасного дома

Угол — одно из проблемных мест в каркасном доме. Установка бруса без дополнительного утепляющего слоя приводит к образованию мостика холода. Дерево обладает более высокой теплопроводностью, чем минеральная вата, поэтому стена в углу помещения может промерзать.

Чтобы этого не случилось, конструкции формируют одним из четырех способов:

Из двух стоек. Стык двух стен усиливают отделочным уголком.

«Калифорнийский» угол. К крайней стойке изнутри прибивают доску или полосу ОСП. В образовавшуюся полочку вставляют утеплитель.

Закрытый угол. Конструкцию образуют три доски, соединенные буквой П. По качеству утепления такой вид сочленения лучше первого, требует укладки изолятора снаружи.

«Скандинавский» угол. Самый теплый из трех вариантов. Собирают из трех стоек в такое сопряжение, что мостики холода практически не образуются.

Первые два способа более технологичны, но теплоизоляционные качества их ниже. В стыке двух стен остаются сквозные щели, которые очень трудно заделать.

Шаг 4: Перекрытие

Устройство перекрытия каркас

Учебное пособие по созданию собственного дома

Часть 1 — Вертикальные структурные силы

Прежде чем перейти к проектированию поэтажных планов, нам необходимо изучить некоторые основы проектирования жилых зданий. Пузырьковые диаграммы внутреннего пространства, которые вы уже создали, в конечном итоге превратятся в планы этажей, но сначала вам нужно подумать, какие структурные элементы необходимо будет создать в этих пространствах, чтобы поддерживать крышу, полы и силы, действующие на дом и внутри него.

Этому онлайн-руководству лучше всего следовать по порядку.Если вы только начинаете проектировать свой дом, см. Карту нашего учебного сайта, чтобы пройти обучение по порядку или перемещаться по нему так, как вам удобно.

Грунтовка для строительных конструкций каркаса

Сначала давайте поговорим о типах нагрузок в доме и о том, как эти нагрузки могут поддерживаться.

На рисунке ниже показаны вертикальные силы, действующие на крышу дома, и эти силы, передаваемые вниз по крыше, а затем на землю конструктивными стенами.

Вертикальные силы, действующие на жилую конструкцию, включают как временные, так и статические нагрузки.Под живыми грузами понимается все, что может двигаться или перемещаться, например люди, мебель и снеговая нагрузка. Постоянные нагрузки — это силы, которые не двигаются. Собственные нагрузки включают в себя вес кровли, перекрытий и встроенной мебели.

Давайте вернемся немного назад и обсудим, как нагрузки передаются по простой деревянной балке или балке. Деревянный элемент всегда будет самым прочным, если он будет ориентирован так, чтобы его самый широкий размер проходил параллельно большей части его нагрузочных сил. Посмотрите на изображения ниже.

На первом изображении деревянная балка нагружена так, что самый тонкий размер параллелен силе нагрузки.Обратите внимание, что этот луч заметно отклоняется.

На втором изображении деревянная балка нагружается так, что самый широкий размер параллелен силе нагрузки. Обратите внимание, что этот луч не так сильно отклоняется.

Давайте вернемся к примеру дома, чтобы увидеть, как вертикальные силы передаются через конструкцию на землю. В самом простом случае дом может состоять из четырех стен и плоской крыши. На изображении ниже показан поперечный разрез такого дома. (Вид в разрезе показывает, что вы бы увидели, если бы взяли вертикальный разрез дома, как если бы вы нарезали его, как буханку хлеба.) Здесь мы смотрим на две внешние стены и плоскую крышу.

На этом изображении вертикальные силы, приложенные к плоской крыше, применяются к плоской крыше, которые, в свою очередь, поддерживаются вертикальными опорными (несущими) стенами, по которым они могут перемещаться вниз. У этих стен силы спускаются на землю.

Дом полностью поддерживается вертикальными и горизонтальными системами (и наклонными системами, такими как наклонные крыши). Нагрузочные силы поддерживаются либо колоннами (стойками), либо несущими стенами.Полы воспринимают нагрузки (например, вес здания, людей и мебели) и передают их на эти колонны или стены. Аналогичным образом силы, действующие на крышу, передаются на колонны и / или стены.

Теперь давайте посмотрим на различные способы поддержки дома, подобного показанному в примере выше.

Как упоминалось ранее, дом может поддерживаться несущими стенами, колоннами (столбами) и балками или легкими конструктивными элементами (такими как дерево или сталь), которые на самом деле являются комбинацией двух других опорных механизмов.Проиллюстрируем это картинками. На первом изображении ниже вертикальные силы дома полностью поддерживаются несущими конструктивными стенами. В приведенном ниже типе конструкции жилого дома мы использовали бетонные стены. В бетоне есть проемы для дверных и оконных проемов, но эти проемы рассчитаны таким образом, чтобы стены были достаточно прочными, чтобы выдерживать верхний этаж и крышу.

В нашем следующем примере дом поддерживается колоннами и балками. У этих колонн и балок есть много способов прикрепления или соединения друг с другом.Пока мы просто смотрим, как передаются силы нагрузки. На рисунке ниже показано, как нагрузки передаются в доме, поддерживаемом столбами и балками. Имейте в виду, что эти стойки и балки могут быть изготовлены из многих материалов, включая дерево, бетон и сталь.

Наконец, рассмотрим конструктивное обрамление легкими конструктивными элементами. Под этим мы могли понимать дом с традиционным деревянным каркасом или дом с легким стальным каркасом. Этот стиль проектирования жилых домов можно рассматривать как комбинацию несущих стен и конструкции из столбов и балок, поскольку в целом каркасная внешняя стена является несущей стеной, но все элементы внутри действуют как стойки и балки.Посмотрите на картинку ниже.

Давайте взглянем на одну-единственную стену в этом стиле жилого каркаса и посмотрим на передачу силы.

Конструирование со структурой в уме

Итак, теперь вы знаете, что ваш дом можно поддерживать несколькими способами — с помощью несущих стен, столбов и балок или легких структурных элементов, таких как деревянный или стальной каркас. На этом этапе для вас важно рассмотреть тип дома, который вы планируете, и тип конструкции, наиболее подходящей для этого стиля.

Самый распространенный метод строительства дома в Северной Америке — это деревянный каркас. Таким способом можно построить многие типы домов. Если ваш дом представляет собой деревянный каркас, саман или соломенный тюк, вы, скорее всего, поддержите его столбиками и балками.

Дом также может быть полностью построен из несущих стен, таких как заливной бетон, бетонный блок или бетон в изолированных бетонных формах (ICF).

Следующий раздел учебного пособия — Проектирование с использованием таблиц пролета деревянных балок

Следующим шагом в проектировании вашего собственного дома является изучение размеров различных структурных элементов в вашем домашнем дизайне.На этом этапе мы сосредоточимся на традиционном деревянном каркасе для примера дома в следующей части Жилого Структурного Проекта:

Часть 2: Проектирование с использованием таблиц пролета деревянных балок.

Подробное обсуждение структурного проектирования зданий см. В Министерстве жилищного строительства и городского развития США. Руководство по проектированию жилых зданий: издание 2017 г.

Никакая часть этого веб-сайта не может быть воспроизведена или скопирована без письменного разрешения. Нелегальные копии в Интернете будут обнаружены Copyscape.

Свойства поперечного сечения | MechaniCalc

ПРИМЕЧАНИЕ. Эта страница использует JavaScript для форматирования уравнений для правильного отображения. Пожалуйста, включите JavaScript.

Поведение конструктивного элемента определяется его материалом и его геометрией. Поперечное сечение и длина элемента конструкции влияют на то, насколько этот элемент прогибается под нагрузкой, а поперечное сечение определяет напряжения, которые существуют в элементе при заданной нагрузке.

Недвижимость участков

Центроид

Центроид формы представляет собой точку, вокруг которой равномерно распределена площадь сечения. Если область является дважды симметричной относительно двух ортогональных осей, центр тяжести лежит на пересечении этих осей. Если область симметрична только относительно одной оси, то центр тяжести лежит где-то вдоль этой оси (необходимо вычислить другую координату). Если точное местоположение центроида не может быть определено путем осмотра, его можно рассчитать следующим образом:

где dA представляет собой площадь бесконечно малого элемента, A — общая площадь поперечного сечения, а x и y — координаты элемента dA относительно интересующей оси.

Центроидальные положения общих поперечных сечений хорошо задокументированы, поэтому обычно нет необходимости рассчитывать местоположение с помощью приведенных выше уравнений.

Если поперечное сечение состоит из набора основных форм, центроидальное положение которых известно относительно некоторой контрольной точки, то центральное положение составного поперечного сечения можно рассчитать как:

где х _{с, я} и у _{с, я} являются прямоугольные координаты центра тяжести расположения я ^-й сечения относительно опорной точки, и А _я является площадь я ^-й раздел.

Центроидное расстояние

Центроидное расстояние , c — это расстояние от центра тяжести поперечного сечения до крайнего волокна. Центроидное расстояние в направлении y для прямоугольного поперечного сечения показано на рисунке ниже:

Обычно центроидное расстояние используется:

Первый момент области

Первый момент области относительно интересующей оси рассчитывается как:

Q _x = ∫ y dA

Q _y = ∫ x dA

где Q _x — это первый момент относительно оси x, а Q _y — это первый момент относительно оси y.Если область состоит из набора основных форм, чьи центроидные положения известны относительно интересующей оси, то первый момент составной области можно рассчитать как:

Обратите внимание, что первый момент площади используется при вычислении центра тяжести поперечного сечения относительно некоторого начала координат (как обсуждалось ранее). Первый момент также используется при расчете значения напряжения сдвига в определенной точке поперечного сечения. В этом случае первый момент рассчитывается для области, которая составляет меньшую часть поперечного сечения, где область ограничена интересующей точкой и крайним волокном (верхним или нижним) поперечного сечения.Первый момент рассчитывается относительно оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения.

На рисунке выше заштрихованная синяя область представляет собой интересующую область в общем поперечном сечении. Первый момент этой области относительно оси x (которая проходит через центр тяжести поперечного сечения, точку O на рисунке выше) рассчитывается как:

Если центральное положение интересующей области известно, то первый момент области относительно оси можно рассчитать как (см. Рисунок выше):

Q _cx = y _c1 A ₁

Следует отметить, что первый момент области будет положительным или отрицательным в зависимости от положения положения области относительно оси интереса.Следовательно, первый момент всей площади поперечного сечения относительно его собственного центра тяжести будет равен нулю.

Момент инерции площади

Второй момент площади, более известный как момент инерции , I, поперечного сечения является показателем способности конструктивного элемента сопротивляться изгибу. ^{(Примечание 1)} I _x и I _y представляют собой моменты инерции относительно осей x и y, соответственно, и рассчитываются по формуле:

I _x = ∫ y ² dA

I _y = ∫ x ² dA

где x и y — координаты элемента dA относительно интересующей оси.

Чаще всего моменты инерции рассчитываются относительно центра тяжести сечения. В этом случае они упоминаются как центроидных моментов инерции и обозначаются как I _cx для инерции относительно оси x и I _cy для инерции относительно оси y.

Моменты инерции обычных поперечных сечений хорошо задокументированы, поэтому обычно нет необходимости рассчитывать их с помощью приведенных выше уравнений. Свойства нескольких распространенных сечений приведены в конце этой страницы.

Если поперечное сечение состоит из набора основных форм, все центроиды которых совпадают, то момент инерции составного сечения является просто суммой отдельных моментов инерции. Примером этого является балка коробчатого сечения, состоящая из двух прямоугольных секций, как показано ниже. В этом случае внешняя часть имеет «положительную площадь», а внутренняя часть имеет «отрицательную площадь», поэтому составной момент инерции представляет собой вычитание момента инерции внутренней части из внешней части.

В случае более сложного составного поперечного сечения, в котором центральные положения не совпадают, момент инерции может быть вычислен с использованием теоремы о параллельных осях .

Важно не путать момент инерции площади с массой момента инерции твердого тела. Момент инерции площади указывает на сопротивление поперечного сечения изгибу, тогда как момент инерции массы указывает на сопротивление тела вращению.

Теорема о параллельной оси

Если известен момент инерции поперечного сечения относительно центральной оси, то для вычисления момента инерции относительно любой параллельной оси можно использовать теорему о параллельной оси :

I _{параллельная ось} = I _c & plus; А д ²

где I _c — момент инерции относительно центральной оси, d — расстояние между центральной осью и параллельной осью, а A — площадь поперечного сечения.

Если поперечное сечение состоит из набора базовых форм, чьих центр тяжести моменты инерции известны наряду с расстояниями центроидов в какую-то опорной точку, то параллельные оси теорема может быть использована для вычисления момента инерции составного сечения.

Например, двутавровая балка может быть аппроксимирована 3 прямоугольниками, как показано ниже. Поскольку эта составная секция симметрична относительно осей x и y, центр тяжести секции можно определить путем осмотра на пересечении этих осей.Центроид расположен в начале координат O на рисунке.

Момент инерции составной секции можно рассчитать с помощью теоремы о параллельности осей. Центроидный момент инерции секции относительно оси x, I _cx, рассчитывается как:

I _cx.IBeam = I _cx.W & plus; (I _cx.F1 & plus; A _F1 d ₁ ²) & plus; (I _cx.F2 & plus; A _F2 d ₂ ²)

где члены I _cx представляют собой моменты инерции отдельных секций относительно их собственных центроидов в ориентации оси x, члены d представляют собой расстояния от центроидов отдельных секций до центроидов составной секции, а Термины — это площади отдельных разделов.Поскольку центроид сечения W и центр тяжести составного сечения совпадают, d для этого сечения равно нулю, поэтому член Ad ² отсутствует.

Важно отметить, что из теоремы о параллельных осях следует, что по мере того, как отдельная секция перемещается дальше от центра тяжести составной секции, вклад этой секции в момент инерции составной секции увеличивается в d ². Следовательно, если намерение состоит в том, чтобы увеличить момент инерции секции относительно определенной оси, наиболее эффективно расположить область как можно дальше от этой оси.Это объясняет форму двутавровой балки. Фланцы вносят основной вклад в момент инерции, а перегородка служит для отделения фланцев от оси изгиба. Однако полотно должно сохранять некоторую толщину, чтобы избежать коробления и потому, что полотно принимает на себя значительную часть напряжения сдвига в сечении.

Полярный момент инерции

Полярный момент инерции , I, поперечного сечения является показателем способности конструктивного элемента противостоять скручиванию вокруг оси, перпендикулярной сечению.Полярный момент инерции для сечения относительно оси можно рассчитать следующим образом:

J = ∫ r ² dA = ∫ (x ² & plus; y ²) dA

где x и y — координаты элемента dA относительно интересующей оси, а r — расстояние между элементом dA и интересующей осью.

Хотя полярный момент инерции может быть вычислен с использованием приведенного выше уравнения, обычно удобнее рассчитывать его, используя теорему о перпендикулярной оси , которая утверждает, что полярный момент инерции области является суммой моментов инерции относительно любые две ортогональные оси, проходящие через интересующую ось:

J = I _x и плюс; Я _и

Чаще всего интересующая ось проходит через центр тяжести поперечного сечения.

Модуль упругости сечения

Максимальное изгибающее напряжение в балке рассчитывается как σ _b = Mc / I _c, где c — расстояние от нейтральной оси до крайнего волокна, I _c — центроидный момент инерции, а M — изгибающий момент. Модуль сечения объединяет члены c и I _c в уравнении напряжения изгиба:

S = I _c / c

Используя модуль упругости сечения, напряжение изгиба рассчитывается как σ _b = M / S.Полезность модуля сечения заключается в том, что он характеризует сопротивление сечения изгибу одним членом. Это позволяет оптимизировать поперечное сечение балки, чтобы противостоять изгибу, за счет максимального увеличения одного параметра.

Радиус вращения

Радиус вращения представляет собой расстояние от центра тяжести секции, на котором вся площадь может быть сосредоточена без какого-либо влияния на момент инерции. Радиус вращения формы относительно каждой оси определяется как:

Полярный радиус вращения можно также вычислить для задач, связанных с кручением вокруг центральной оси:

Прямоугольные радиусы вращения также можно использовать для вычисления полярного радиуса вращения:

r _p ² = r _x ² & plus; г _г ²

Свойства общих сечений

В таблице ниже приведены свойства общих сечений.Более подробные таблицы можно найти в перечисленных ссылках.

Свойства, вычисленные в таблице, включают площадь, центроидный момент инерции, модуль упругости сечения и радиус вращения.

Форма	Представительство	Недвижимость
Прямоугольник
Круг
Круглая труба

Как выбрать лучший каркасный план дома? (с рисунком)

Лучший способ выбрать проект дома с А-образным каркасом — это поговорить с подрядчиком в вашем районе.Это выгодно по нескольким причинам: во-первых, местный подрядчик должен быть знаком как с жилищными требованиями, так и со строительными проблемами, с которыми вы можете столкнуться при строительстве дома. Во-вторых, он или она может помочь вам решить, какие планы дома с А-образной рамой лучше всего подходят для размера вашей семьи, потребностей семьи, воздействия на местную окружающую среду и пространства, в котором будет построен дом. Однако, прежде чем связываться с местным подрядчиком, было бы разумно изучить различные планы домов с А-образной рамой, чтобы у вас было общее представление о ваших вариантах.

Наклонная крыша дома с А-образной рамой предотвращает скопление снега на крыше дома, предотвращая тем самым обрушение крыши.

Практически все планы домов с А-образной рамой имеют схожие черты: крутые скатные крыши, спроектированные для сброса сильного снега, простирающегося почти до самой земли, и большие широкие окна, пропускающие большое количество солнечного света.Большие окна помогают поддерживать тепло в доме, так как высокие потолки делают счета за отопление непомерно высокими. Высокие большие окна пропускают много солнечного света, который помогает обогревать дом. Обе эти особенности являются узнаваемыми аспектами планов домов с А-образной рамой, а также важными. Выбирая план дома с А-образной рамой, вы должны учитывать, в каком направлении должны выходить окна и как скатная крыша повлияет на сток воды. Этот сток, в свою очередь, может вызвать проблемы с эрозией вокруг фундамента дома.Обязательно выберите планы, которые учитывают эти проблемы.

Важным фактором при выборе планов является размер дома. В больших домах с А-образной рамой могут быть надстройки с низкими балками по обе стороны от основной А-образной рамы, которые могут помочь добавить столь необходимое место для семей.Размер дома будет влиять на размер участка, на котором он построен, поэтому обязательно учитывайте размер дома по отношению к размеру участка. Также обратите внимание на вид из больших окон. Если возможно, спроектируйте дом так, чтобы из окон был виден приятный вид, но также убедитесь, что окна выходят в сторону, позволяющую использовать доступное естественное освещение.

Обрамление дома с А-образным каркасом также является важным соображением.По мере того как крыша на верхних этажах становится уже, пространство становится важным. Подумайте, для чего будут использоваться верхние этажи, учитывая нехватку свободного пространства над головой. Поперечные балки также могут повлиять на полезное пространство во всем доме, поэтому обязательно учтите этот дизайн каркаса.