Архітектурні конструкції

Стіни з дерев'яним каркасом У малоповерхових каркасних будівлях стіна являє собою легку грати з дерев'яних брусків вертикальних і горизонтальних елементів-балок, обв'язок, перемичок. Простір між стійками заповнюють утеплювачем, залишаючи місця для віконних або дверних прорізів. Відстань між стійками приймається рівним 600 мм (6 м). Балки перекриттів розташовуються над стійками каркаса з тим же кроком. Тим самим досягається передача зусиль з горизонтальних елементів перекриттів на ці стійки без значних згинальних моментів у точках опертя. Стійки виконують заввишки в один або два поверхи. У першому випадку по верху стійок влаштовують горизонтальну обв'язку з двох дощок 50X 100 мм, на яку спираються балки перекриття. По балках влаштовують другий обв'язку-дошка 50X100 мм. У одноповерховій будівлі вона служить опорним контуром кроквяної конструкції покрівлі, а в двоповерховому - є нижньою обв'язкою каркаса стіни верхнього поверху. Отримують так званий платформний варіант каркаса (рис. VI. 4). У двоповерхових будинках іноді використовують інший варіант спирання розрізного каркаса.

У цьому випадку стійки другого поверху встановлюють відразу на верхню обв'язку безпосередньо над нижніми стійками, а балки перекриття розміщують поруч зі стійкою і розкріплюють спеціальної розпіркою - дошкою 50x200 мм (рис. VI. 5). У разі використання стояків завдовжки в два поверхи балки міжповерхового перекриття укладають на спеціальні прогони (дошки 50X150 мм), врізані вертикально в стійки каркаса (рис. VI. 6). Балки в будівлях з каркасними стінами розташовані часто з кроком 600 мм. Це дозволяє використовувати в якості балок товсті дошки 50X200 або 50x220 мм, поставлені на ребро. Такими балками можна перекривати прольоти до 4,2 ... 4,8 м.

Тому відстань між несучими стінами приймають до 4,8 м. 

Жорсткість каркасів надають спеціальні розкоси, що встановлюються між стійками по кутах будинки як у поздовжньому, так і в поперечному напрямках. Ту ж функцію виконують діагональні дошки, які врізають в стійки каркаса з двох сторін кута. Крім того, значну просторову жорсткість всьому несе остову надає обшивка. Крок стояків каркаса не дозволяє в більшості випадків будувати віконні та дверні прорізи в межах 600 мм. Тоді замість стійок використовують укорочені стійки, які встановлюють на горизонтальні балки-перемички. При влаштуванні прорізів доцільно рідше виробляти такі заміни і не порушувати системи каркаса в несучих стінах. Утеплювач, що розміщується між стійками каркаса зовнішньої стіни, використовується у вигляді жорстких плит (фіброліт, очерету і ін), м'яких або напівжорстких матів (мінеральна вата, мінеральний повсть та ін) або засипок (шлак, опока, керамзит і ін.) Вид утеплювача враховується при встановленні розмірів елементів каркаса будинку (ряс. VI. 7). Так, у разі використання жорстких плит стійки каркаса роблять мінімальних розмірів, визначених їх несучу здатність. Жорсткий плитний заповнювач може розміщуватися з двох сторін стійки, утворюючи досить товсту стіну з повітряним прошарком. Така замкнутий прошарок помітно поліпшує термічний опір стіни, особливо при подальшому оштукатурюванні стін з двох сторін. При необхідності оздоблення інтер'єрів будівлі плитними або рейковими матеріалами доцільно розміщувати один шар плитного утеплювача між стійками, не закриваючи стійки каркаса, які використовують для кріплення обшивних матеріалу. Розмір стійок каркаса стіни, що заповнюється напівжорсткими (м'якими) типами утеплювача, встановлюють виходячи не тільки з умов міцності каркаса, але і з урахуванням товщини шару, що утеплює, що визначається теплотехнічним розрахунком, розмір стійки каркаса приймається рівним товщині стіни. Цьому ж правилу слідують при призначенні розмірів стояків у будинках з засипним утеплювачем: вони не повинні бути менше товщини шару, що утеплює. 

При кроці стояків у 600 мм для пристрою каркаса в несучих стінах у районах середньої смуги рекомендуються такі розміри: 100 X х50 мм-при використанні плитного, м'якого і напівтвердого утеплювачів і 150X50 мм-при використанні засипного утеплювача. В одноповерхових будинках можуть бути встановлені стійки 80X50 мм, що має бути підтверджено розрахунком. З метою економії деревини іноді в каркасах з плитним утеплювачем у ненесучих стінах застосовують стійки меншого перетину - 75X50 мм. Зовнішня каркасна стіна являє собою листкову конструкцію. Її середню частину займає утеплювач. Для зменшення продування стіни та виключення попадання випадкової вологи із зовнішнього боку утеплювач закривають будівельним папером. Далі влаштовують по рейках зовнішню обшивку з дощок типу вагонки, хвилястих або плоских азбестоцементних листів, листів зі склопластику або профільованих листів з легких сплавів або обштукатурюють фасад з подальшим забарвленням. З внутрішньої сторони утеплювач ізолюють від потрапляння водяний конденсаційної вологи пергаміном або паронепроникною битуминизированная папером. Внутрішня обшивка може бути виконана рейками або плитними матеріалами (суха штукатурка, тверді деревно-волокнисті плити та ін.) Приміщення можуть бути оштукатурені під забарвлення. Загальна товщина каркасних зовнішніх стін коливається в межах від 150 до 230 мм. При використанні в них засипних утеплювачів необхідно застосовувати один із способів, що перешкоджають усадці засипки і утворення порожнин у площинах стіни.

Перший спосіб передбачає влаштування горизонтальних діафрагм, розчленованих засипку на пояси. Тоді усадка відбувається в межах висоти кожного поясу і може бути незначною за розмірами. Другий використовують, якщо між стійками каркаса немає горизонтальних діафрагм. Тоді усадка засипки відбувається по всій висоті будівлі і порожнечі локалізуються у верхній частині стіни останнього поверху. Порожнин не утворюється, якщо порожнина між обшивних шарами залишена відкритою на горище і засипана з надлишком утеплюючим матеріалом. У міру усадки відбувається перерозподіл утеплювача, який відразу ж ліквідує порожнечі. Пристрій каркаса у внутрішніх несучих стінах не відрізняється від каркаса несучих зовнішніх стін. Основними вимогами, що пред'являються до внутрішніх стін, будуть їх несуча здатність, звукоізоляція, якість обробки. Несуча здатність забезпечується пристроєм каркаса. Функції звукоізолюючого заповнення виконує зазвичай той самий матеріал, який використовують як утеплювач у зовнішніх стінах. Оздоблення внутрішніх стін виконується аналогічно вищесказаному для зовнішніх стін. На верхню обв'язку внутрішньої несучої стіни спираються балки перекриттів з двох сторін. По верху балок влаштовується, так само як і в зовнішніх несучих стінах, друга обв'язка з дошки 50X100 мм (рис. VI. 4, в). Якщо стійки каркаса верхнього поверху безпосередньо спираються на верхню обв'язку, то балки розміщують біля стійки із зсувом подовжніх осей. Вони, як і в зовнішніх стінах, розкріплюються розпірками - дошками 50X200 мм (рис. VI. 5, в). При використанні в будинку стійок на два поверхи кладіть балок перекриттів на внутрішню несучу стіну роблять так само, як і в зовнішній стіні на спеціальний прогін (дошка 50X х150 мм), вертикально врізаний в стійки. Балки встановлюються по обидві сторони стійки каркаса із зсувом подовжніх осей (рис. VI. б, в), У будинках зі стінами з вбудованим несучим каркасом влаштовують перегородки каркасного типу. Термін служби будинку в значній мірі залежить від правильного пристрою цоколя, що виключає проникнення вологи до нижнього обв'язування каркаса стіни. Цим цілям служить укладання обв'язки каркаса, просоченої антисептиком, на гідроізоляцію з двох шарів толю. Для відводу від вузла атмосферної вологи влаштовують відлив з дошки або укіс з цементного розчину, покритого оцинкованої сталлю. Нижню обв'язку внутрішніх стін, що спираються на фундамент, просочують антисептиком. Для закріплення обв'язок каркасних стін на цоколі і фундаментах під внутрішніми стінами використовують спеціальні анкерні болти, що розміщуються по кутах будинку з двох сторін, в місцях перетину стін і далі через 1,8 ... 2,4 м. При проектуванні несучого кістяка з каркасними стінами виявляється доцільним вести розробку структури плану будівлі за модульною сітці з осередками, рівними прийнятому відстані між стійками каркаса в осях - зазвичай 600x600 мм. Координаційні осі в каркасних будівлях розміщуються за геометричною осі в несучих внутрішніх стінах. У зовнішніх несучих стінах вони розміщуються по зовнішній межі стійок каркаса.

Стіни з дерев'яних мітлі Для зведення малоповерхових будівель з дерев'яних панелей і щитів на заводах виготовляють площинні елементи панелей або щитів зовнішніх і внутрішніх стін, перекриттів горищних, міжповерхових і першого поверху. На будівельному майданчику по готовому нульового циклу проводять монтаж панелей глухих зовнішніх стін, стін із заповненими на заводі віконними і дверними прорізами, панелей внутрішніх стін з елементами інженерного обладнання і т. д. (рис. VI. 8, а). Конструктивною основою щита є рама з брусків, утворює обв'язку по його периметру.   Щити влаштовуються заввишки в поверх і довжиною до 1200 мм (рис. VI. 8, б). Найчастіше щити мають дощату обшивку, рідше-фанерну. Обшивка забезпечує жорсткість щита і його збереження при транспортуванні і монтажі. Внутрішню порожнину заповнюють утеплювачем (за аналогією зі стінами з дерев'яним каркасом); під обшивкою укладають протиповітряних папір і пароізоляцію. Розміри стінових щитів в 1200 мм дозволяють заповнювати віконні і дверні прорізи в заводських умовах. Для цього в щитах влаштовують всередині додаткові горизонтальні бруски-перемички. Недоліком конструкцій з щитів є значна кількість з'єднань. Вертикальні торці щитів мають складну конфігурацію, що дозволяє встановлювати рейки-шпонки і розкладки-нащільники відповідних профілів з метою зменшення повітропроникності (рис. VI. 8, в). Новітні прийоми заводської обробки і використання якісних матеріалів дозволяють поліпшити конструктивні властивості, збільшити розміри виготовляються щитів і зменшити витрату деревини. Такі вдосконалені щити називають дерев'яними панелями за аналогією з панелями з штучних кам'яних матеріалів (рис. VI. 9). У практиці поширення набули: однорядні малі стінові панелі з розміром по висоті, рівним висоті поверху (2,5 або 2,7 м) і довжиною в 1200 мм; великі стінові панелі висотою в поверх і довжиною, кратною 1200 мм, на кімнату або дві кімнати розміром до 6000 мм. Малі панелі розраховані на монтаж житлового будинку з використанням найпростіших пристосувань і вручну. Великі панелі монтують мобільними підйомними механізмами (автокрани). Всі зовнішні стіни будівлі повинні відповідати вимогам міцності, непромерзанія, непродуваемості, стійкості від впливу атмосферної вологи та повітря. Комплекс цих вимог визначає результаті товщину панелі зовнішньої стіни. Зазвичай товщина коливається в незначних межах від 120 до 200 мм і в значній мірі залежить від типу використовуваного утеплювача. Дерев'яні панелі внутрішніх несучих стін, на які спираються перекриття, повинні перш за все відповідати вимогам несучої здатності, міцності.

Їх габаритні розміри по висоті і довжині однакові з панелями зовнішніх стін, а от товщина зазвичай буває менше (від 120 до 160 мм), оскільки і необхідний шар звукоізоляції буває тонше утеплювального шару. Обшивка панелі, виконувана з фанери, приклеюється до рамкової каркасу як із зовнішньої, так і з внутрішньої сторін панелі, утворюючи просторово жорстку конструкцію, що працює як одне ціле. Аналогічна конструкція клеефанерних перекриттів дозволяє включити в роботу на розтяг фанеру нижньої обшивки, в той час як верхня обшивка з фанери працює на стиск разом з брусками каркаса. Раціонально вирішена конструкція дерев'яних панелей стін і перекриттів дозволяє значно знизити питомі витрати будівельної деревини. Панелі виготовляють на рамковому каркасі з деревини хвойних порід. 

Для панелей зовнішніх і внутрішніх стін використовують бруски перерізом 50 х X 130 мм, для перекриттів - бруски 50X180 мм, а для панелей внутрішніх не несучих стін (перегородок)-бруски 50X100 мм. З двох сторін рамковий каркас обшивають водостійкою фанерою товщиною 4 і 8 мм, а цокольні перекриття обшивають знизу водостійкою фанерою-10 мм. Обшивка кріпиться до каркаса на водостійкому клею і прошивається оцинкованими цвяхами 3x40 мм. Використання як пароізоляції клейовою або поліетиленової плівки замість традиційного толю також помітно впливає на зниження маси кожної панелі. Клеефанерние панелі, що володіють великою жорсткістю і відносно меншою масою, можуть бути виготовлені великих абсолютних розмірів. Існують проектні та конструкторські рішення, де довжина панелей доходить до 10 800 мм (10,8 м). Кожна комплексна серія малоповерхових будівель з дерев'яних панелей обов'язково повинна мати один і той же спосіб прив'язки до координаційних осей; повинен бути використаний один і той же принцип конструктивного рішення несучого стінового кістяка; повинні бути використані одні й ті ж панелі стін і перекриттів. Існує три способи прив'язки до координаційних осей несучих стін будівлі, виконуваних з дерев'яних панелей. Перший - координаційна вісь проходить по зовнішній кромці несучої панелі зовнішньої стіни. У цьому випадку виходить платформний стик з обпиранням перекриттів на зовнішню стіну по центру (рис. VI. 10, а). Другий - координаційна вісь проходить всередині зовнішньої несучої стіни від її кромки на відстані, рівному половині товщини внутрішніх несучих стін, - позацентровий обпирання. У внутрішніх несучих стінах координаційна вісь проходить, як і в першому випадку, через їх геометричну вісь (рис. VI. 10, б). 

І третій спосіб - координаційні осі збігаються з внутрішніми гранями зовнішньої і внутрішньої несучих стін. У цьому випадку довжина перекриття дорівнює відстані у світлі між двома стінами, що несуть, і для обпирання перекриттів влаштовують спеціальні полички з брусків (рис. VI. 10, в). Висота панелей стін при такому способі спирання може бути рівною висоті поверху, а при двоповерховому будівництві-і на два поверхи. Стик панелей несучих стін називають контактним, оскільки панель верхнього поверху передає навантаження безпосередньо на панель стіни нижнього поверху. Зазначеними способами прив'язки до координаційних осей керуються при призначенні габаритів не тільки панелей стін, але і перекриттів. Вертикальний стик пан-ялин - найбільш вразливе місце в повнозбірних будівництві. Від його герметичності (повітро-і вологонепроникності) значною мірою залежать комфорт внутрішніх приміщень і довговічність конструкції. На рис. VI. 11, а показано, як здійснюється вертикальний стик рядових панелей зовнішніх стін, відкритий в приміщення. У пази вставляють шпонку, шов ущільнюють пінополіуретаном, а зовні стик закривають спеціальним алюмінієвим профілем, який кріплять шурупами до рейки. Герметизація стику поліпшується в місцях перетину зовнішніх панелей стін з внутрішніми (рис. VI. 11,6). 

Оброблення зовнішнього вертикального шва залишається колишньою, а вертикальну щілину всередині приміщень заповнюють пінополіуретаном і закривають у кутах рейкою з фанери на всю висоту поверху. Ці заходи обов'язкові для поліпшення повітронепроникності стику зовнішніх панелей, з одного боку, і забезпечення звукоізоляції між сусідніми приміщеннями - з іншого. Стик панелей зовнішніх стін по кутах будинку (рис, VI. 11, в) влаштовується із закладенням битим панелей брусками і обшивкою вузькою смужкою плоского асбоцементного аркуша. Кут будівлі обрамляють алюмінієвим куточком на шурупах. Вертикальний стик панелей внутрішніх стін зашпаровують пінополіуретаном і закривають рейкою та фанери в кутах приміщення (рис. VI, II, г). Конструктивне оформлення горизонтальних стиків панелей стін і перекриттів визначається способом їх прив'язки до координаційних осей. Найбільш часто зустрічається в практиці будівництва випадок коли осі проходить по зовнішній межі зовнішніх стін і по геометричній осі внутрішніх несучих панелей (рис. VI. 12, а). На вирівняну стрічку цоколя укладають горизонтальну гідроізоляцію (два шари руберойду) і брус 150X100 мм, просочений антисептиком, на який спираються цокольне перекриття. У зоні установки стінових панелей в горизонтальний стик поміщають теплоізоляцію і вставляють нагелі. Торець цокольного перекриття закривають плоским азбестоцементним листом, який прибивають цвяхами до додаткової решетування. На рис. VI. 13, а зображений схематичний конструктивний розріз по зовнішній стіні, коли координаційні осі проходять через середину зовнішніх стінових панелей і геометричну вісь панелей внутрішньої несучої стіни. На рис. VI. 13, б прив'язка здійснена на внутрішніх гранях зовнішньої і внутрішньої несучих стін при влаштуванні контактного стику.