Растущая популярность каркасных конструкций обусловлена несколькими факторами, главным из которых является скорость возведения. Всего несколько недель и можно начать обустройство уютного дома.

Растущие цены на недвижимость оставляют все меньше шансов среднестатистической семье обзавестись полезной площадью. А каркасное строительство предоставляет реальный шанс приобрести дом мечты, да ещё с учётом индивидуальных предпочтений в планировке и отделке.

Преимущества каркасного строительства

Оперативная сборка. Всего от двух недель до нескольких месяцев на участке может появиться дом под ключ со всеми коммуникациями.

Доступная стоимость. Создавая проект, учитываются всевозможные варианты экономии на отделке и конструктивных элементах.

Экологичность. Дом действительно будет абсолютно безопасен для здоровья проживающих в нем людей, если выполнить отделку не токсичными материалами.

Энергоэффективность, обусловленная конструкцией и экономичным расходом энергоносителей для отопления помещения.

Долговечность. Гарантийные сроки эксплуатации определяют срок службы свыше 50 лет. Любое строение нуждается в обслуживании и ремонте. При своевременном уходе и замене утеплителя в случае необходимости конструкция имеет аналогичный эксплуатационный период с кирпичным домом.

Читайте также: Вермикулитовый дымоход: особенности, преимущества и недостатки, монтаж

Высокая прочность позволяет выдержать 7 бальное землетрясение.

Установка каркаса может производиться в любое время года.

Недостатки каркасного строительства

Затруднение в перепланировке;

Через 10 лет при правильном монтаже необходима замена утеплителя (если использовалась минеральная вата).

Другие претензии по поводу малоэтажности, теплоизоляции и небольшого срока службы уже развеяны. Новые застройки коттеджных поселков состоят из 2-3 этажей.

Виды каркасного строительства

Стоечно-балочная конструкция отличается большим количеством врубок, врезок и шипованных связок;

Рамный каркас, имеющий перекрытия, собирается из автономных платформ со стоечным соединением;

Конструкция с нарезными стойками имеет высокую прочность за счёт несущей способности стоек, расположенных по всей высоте строения;

Каркасно-стоечная конструкция отличается от стоечно-балочной углублением стоек в грунт для выполнения функции свай;

Гибридная технология применяется по индивидуальным показаниям, включает элементы разных видов каркаса.

Используемые материалы

Стальные профили разной ширины;

Деревянный брус;

Металлические уголки;

Листы ЦСП и OSB;

Утеплитель (минеральная вата, пенопласт);

Читайте также: Наружная отделка дома штукатуркой

Гидроизоляция;

Пароизоляция;

Отделочные и облицовочные материалы.

Фундамент

Каркасная конструкция выгодно отличается лёгким весом. При отсутствии большой нагрузки допускается использование ленточного, столбчатого или свайного основания. За счёт этого происходит экономия расходов на земельных работах и стоимости бетона, а так же сокращается время строительства. Зачастую дачные домики устанавливаются на выровненную поверхность с бетонными плитами.

При возведении коттеджей в проект входит подвал или цокольный этаж. В этом случае предусмотрено углубление в грунт на высоту подвального помещения.

Проектирование

Для начала строительства можно использовать готовый проект или заказать индивидуальный. Перед началом расчётов нужно исследовать тип грунта и расположение постройки на участке. После этого специалист разрабатывает документацию, включающую:

Планировку;

Линии коммуникаций (подвод к дому и разводка внутри помещения);

Системы отопления и вентиляции;

Конструктивные части каркаса;

Отделку внутри дома;

Расположения окон/дверей;

Облицовку фасада.

После составления плана рассчитываются необходимые материалы. Особое внимание уделяется качеству, ведь долговечность постройки во многом зависит от свойств используемых материалов.

23.04.2014

Несмотря на немалую популярность каркасных домов в России, толковой литературы по ним выпускается очень мало. Есть пара переводных книг, посвященных возведению домов конкретных типов, и есть один СНиП, который является не очень хорошим переводом американского документа (он получился слишком сложным и в нем мало крайне нужных иллюстраций).

Даже такой простой вопрос, как типы каркасных домов, освещен в книгах крайне плохо. Если вы хотите выбрать вид каркасного дома для самостоятельного строительства, вам придется переводить с английского либо собирать информацию по крупицам. И то, и другое никуда не годится: поэтому мы предлагаем вашему вниманию статью, где разница между каркасными постройками разных типов изложена просто и доходчиво.

4 основных типа каркасных домов

Существует 4 основных вида каркасных домов: остальные получают, сочетая элементы этих базовых типов в одной постройке.

Итак, основные типы:

• рамная конструкция с перекрытиями;
• каркас с неразрезными стойками;
• стоечно-балочная конструкция;
• каркасно-стоечная конструкция.

Рамные каркасные дома с перекрытиями

Другие распространенные названия - канадские дома, каркасные дома по канадской технологии, дома по технологии «платформа» либо совсем уж коряво - «поддонные».

Главная особенность таких домов - «послойная» структура. Каждый этаж представляет собой отдельный слой, который лежит на перекрытии как на поддоне.

Перекрытие первого этажа (условно подвальное, хотя подвала может и не быть) лежит на так называемой обвязке из «лежней». Обвязка укладывается непосредственно на фундамент, а на нее кладут балки перекрытия, которые соединяются вспомогательными лагами. Так формируется поддон или платформа, на которой собирают каркас стен первого этажа. Основными несущими элементами каркаса являются вертикальные стойки из бруса. Снизу эти стойки крепятся к балкам поддона, а наверху они соединяются балками междуэтажного перекрытия, которое образуется платформу второго этажа.

Каркасные дома с неразрезными стойками

Дома такого типа часто называют финскими. Строительство каркасных домов с неразрезными стойками широко распространено в Финляндии и других странах Северной Европы.

Главная особенность домов этого типа - вертикальные стойки, которые являются основным элементом каркаса, проходят через оба этажа. Междуэтажное перекрытие опирается на специальные опорные доски, которые врезаются в балки на высоте второго этажа. Лаги перекрытий не только удерживают обшивку перекрытий, но и стягивают неразрезные стойки, повышая жесткость конструкции.

Цельные стойки большой длины обеспечивают домам этого типа высокую механическую прочность. Недостатком этой схемы является необходимость устанавливать все стойки строго вертикально: даже небольшое отклонение в нижней части приведет к существенному отклонению на верхнем этаже.

По этой схеме строились фахверковые дома в Германии и Северной Европе. Запас прочности и долговечность у них настолько велик, что многие фахверки эксплуатируются и сегодня - несмотря на возраст в 4-5 столетий.

Главная особенность каркасных домов этого вида - большое сечение бруса (150*150 или даже 200*200 мм), который используется не только для создания вертикальных стоек, но и для балок, которые эти стойки соединяют. В каркасных домах описанных выше типов для этого используется довольно жалкая доска. Использование балок и стоек высокой прочности позволяет обеспечить конструкции исключительную жесткость и несущую способность. В фахверковых домах окна и двери встраиваются непосредственно в стены без использования дополнительных ригелей. Некоторые проекты фахверковых домов предусматривают также использование диагональных элементов из бруса, что делает конструкцию особенно прочной.

Существенный недостаток каркасных домов стоечно-балочного типа - большое количество врезных соединений, заметно усложняющих конструкцию. В некоторых проектах вместо врезки используется стяжка при помощи болтов. Это делает строительство каркасного дома более простым и быстрым.

Каркасно-стоечная конструкция

Карскасно-стоечные дома отличаются от стоечно-балочных тем, что вертикальные несущие стойки устанавливаются не на лежни, а забиваются в грунт либо ставятся на бетонные опоры. Таким образом, несущие стойки выполняют функцию свай. При необходимости дом может быть приподнят над грунтом. Это позволяет:

• строить на регулярно подтопляемых или болотистых участках;
• обеспечить эффективную вентиляцию пространства под полом.

В каркасно-стоечных домах вся нагрузка крыши и перекрытий распределяется на массивные стойки. Жесткость конструкции обеспечивается установкой горизонтальных балок. Между стойками устанавливаются рамы, внутри которых могут размещаться окна, двери или просто утеплитель с обшивкой. В последнем случае рама может быть усилена диагональным элементом.

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

Основное компоновочное преимущество каркасных систем в свободе планировочных решений, в связи с редко расставленными колоннами, имеющие укрупненные шаги в продольном и поперечном направлениях. Системе присуще четкое разделение на несущие и ограждающие конструкции. Несущий остов (колонны, ригели и диски перекрытий) воспринимает все нагрузки, а наружные стены выполняют роль ограждающих конструкций, воспринимая только собственный вес (самонесущие стены). Это дает возможность применять прочные и жесткие материалы - для несущих элементов каркаса, и тепло — звукоизоляционные материалы - для ограждающих. Использование высокоэффективных материалов позволяет добиться снижение веса здания, что положительно сказывается на статических свойствах здания.

Каркасными сооружают, как правило, общественные и административные здания. В последние годы строят также и каркасные многоэтажные жилые дома. В зданиях с полным каркасом несущий остов состоит из колонн и ригелей, выполняемых в виде балок для опирания конструкций перекрытий. Скрепленные между собой колонны и ригеля образуют несущие рамы, воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагрузки здания.

Роль ограждающих элементов выполняют наружные стены Наружные стены в зданиях этого типа выполняются навесными или самонесущими .

Навесные ненесущие стены в виде навесных панелей прикрепляют к наружным колоннам каркаса. Самонесущие наружные стены опираются непосредственно на фундаменты или на фундаментные балки, устанавливаемые по столбчатым фундаментам. Самонесущие стены прикрепляются к колоннам каркаса. В зданиях с неполным каркасом наружные стены делают несущими, а колонны располагают лишь по внутренним осям здания. При этом ригели укладывают между колоннами, а иногда и между колоннами и наружными стенами. Такой конструктивный тип здания в современном строительстве имеет ограниченное применение.

Здание любого типа должно быть не только достаточно прочным: не разрушаться от действия нагрузок, но и обладать способностью сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок, и иметь пространственную жесткость, т. е. способность как в целом, так и в отдельных его частях сохранять первоначальную форму при действии проложенных сил.

Пространственная жесткость бескаркасных зданий обеспечивается несущими наружными и внутренними поперечными стенами, в том числе стенами лестничных клеток, связанными с наружными продольными стенами, а также междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и разделяющими их по высоте здания на отдельные ярусы.

Конструктивная схемы зданий: а — с полным каркасом; б — с неполным каркасом; 1 — колонны; 2 — ригели; З — панели перекрытий; 4 — несущие наружные стены
Здание с несущими наружными стенами и внутренним каркасом: 1 – несущие стены; 2 – стены лестничной клетки; 3 – колонны; 4 стык колонн; 5 – ригели (прогоны); 6 – плита перекрытия	Здание с полным каркасом: 1 – колонны; 2 – навесные стены; 3 – ригели; 4 – стены лестничной клетки

Каркасная система наиболее часто применяется при проектировании массовых и уникальных общественных зданий различного назначения и этажности. Эта система уступает бескаркасной системе по показателям затрат труда и срокам возведения.

Каркасное здание сложнее обогреть, так как помещения получаются бо льшего объема, сложнее проектировать сеть обогревательных приборов, учитывая при этом санитарно-гигиенические требования. В принципе, у каждого отдельного помещения должен быть индивидуальный проект отопления и вентиляции, что создает определенные сложности для здания в целом, значительно удорожая стоимость проектных работ, строительства и эксплуатации. При этом перегородки обладают высокой тепловой инерционностью, намного быстрее нагреваясь и отдавая тепло.

Учитывая все сказанное, каркасные системы до последнего времени было запрещено использовать в массовой жилой застройке. Каркасные сооружения применялись, в основном в зрелищной, выставочной части общественных зданий. При этом, как правило, конструктивная схема сооружения была комплексной, то есть каркасная система сочеталась с бескаркасной в административной части – из условий экономической эффективности возведения и эксплуатации сооружения, его пожарной безопасности и экологических качеств.

Однако предпочтение, оказываемое каркасным системам, связано с функциональными требованиями к гибкости объемно-планировочных решений общественных зданий и необходимости их неоднократной перепланировки в процессе эксплуатации. С точки зрения свободы планировки, возможности создания большепролетных зальных помещений — компоновочные преимущества каркасных систем перед бескаркасными очевидны.

При этом следует помнить и о недостатках каркасной системы. В среднем, каркасные здания – в 3-7 раз дороже бескаркасных, как показывает многолетний анализ технико-экономических показателей за 70-80-е годы ХХ столетия, с учетом индустриального изготовления большинства несущих элементов.

В каркасной системе намного сложнее и дороже выполнить вертикальные преграды огню (брандмауэры ), поэтому при пожарах, как правило, выгорает целый ярус каркасного здания, ограниченный перекрытиями. Это создает дополнительные сложности при проектировании путей эвакуации.

Каркасная конструктивная система: 1 – колонны каркаса; 2 – ригели каркаса; 3 – сборный настил перекрытия; 4– наружная навесная стеновая панель	Схема каркаса многоэтажного здания: 1- колонны; 2 - ригель; 3- плиты перекрытий; 4 -панели наружных стен
Общий вид зданий с каркасной конструктивной системой: а – общественного; б – промышленного	1- опорные колонны, 2- плиты перекрытия, 3- несущие и связевые ригели, 4- диафрагмы жесткости путей эвакуации, 5- технологическая шахта, 6- лестничные марши, 7- самонесущие наружные стены

В каркасных зданиях вся нагрузка передается на каркас, то есть систему связанных между собой вертикальных элементов (колонн) и горизонтальных (прогонов и ригелей).
Каркасы , применяемые в гражданском строительстве, классифицируются по материалам :

железобетонный каркас, выполняемый в сборном, монолитном или сборно-монолитном вариантах;


металлический каркас, часто применяемый при строительстве общественных и многоэтажных гражданских зданий, возводимых по индивидуальным проектам;


деревянный каркас в зданиях не выше двух этажей.

железобетонный каркас	металлический каркас	деревянный каркас

По составу и расположению ригелей в плане здания в каркасных зданиях
применяют четыре конструктивные схемы:

— I – с поперечным расположением ригелей ;

— II – с продольным расположением ригелей ;

— III – с перекрестным расположением ригелей ;

— IV –безригельная .

Использование современных массовых типовых конструкций перекрытий определяет размеры основной конструктивно-планировочной сетки осей каркаса 6х6 м (при дополнительной сетке 6х3 м).

При выборе конструктивной схемы каркаса учитывают как экономические, так и архитектурно-планировочные требования:

— элементы каркаса (колонны, ригели, диафрагмы жесткости) не должны ограничивать свободу выбора планировочного решения;

— ригели каркаса не должны выступать из поверхности потолка в жилых комнатах, а проходить по их границам.

	Конструктивная схема здания с безригельным каркасом: 1 – колонны каркаса; 2 – сборный или монолитный настил перекрытия
Каркасная система зданий: а - с поперечным расположением ригелей; б - с продольным расположением ригелей; в - безригельное решение; 1 - самонесущие стены; 2 - колонны; 3 - ригели; 4 - плиты междуэтажных перекрытий; 5 - надколонная плита перекрытия; 6 - межколонные плиты; 7 - панель-вставка

Каркас с поперечным расположением ригелей целесообразен в зданиях с регулярной планировочной структурой (общежития, гостиницы), где шаг поперечных перегородок совмещается с шагом несущих конструкций.

Конструктивная схема каркасного здания с поперечным расположением ригелей	Конструктивная схема каркасного здания с продольным расположением ригелей
	Четыре типа конструктивных каркасных систем: а — с поперечным расположением ригелей; б — с продольным расположением ригелей; В — с перекрестным расположением ригелей; г — с безригельным каркасом, при котором ригели отсутствуют, а плиты перекрытий опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны. 1- фундамент; 2 – панели ограждения; 3 – колонны; 4 – продольные ригели; 5 – плиты перекрытия (настил); 6 – поперечные ригели

Каркас с продольным расположением ригелей используют в проектировании жилых домов квартирного типа и массовых общественных зданий сложной планировочной структуры, например, в зданиях школ.

Каркас с перекрестным расположением ригелей выполняют чаще всего монолитным и используют в многоэтажных промышленных и общественных зданиях.

Безригельный каркас используют как в многоэтажных промышленных, так и в гражданских зданиях, т.к. в связи с отсутствием ригелей эта схема в архитектурно-планировочном отношении наиболее целесообразна. В данном случае ригели отсутствуют, а сборный или монолитный диск перекрытия опирается или на капители (уширения) колонн, или непосредственно на колонны.

По характеру статической работы каркасные конструктивные системы гражданских зданий делятся на:

рамные — с жестким соединением несущих элементов (колонны, ригели) в узлах в ортогональных направлениях плана здания. Каркас воспринимает все вертикальные и горизонтальные нагрузки.

рамно-связевые — с жестким соединением в узлах колонн и ригелей в одном на правлении плана здания (создание рамных конструкций) и вертикальными связями, расставленными в перпендикулярном направлении рамам каркаса. Связями служат стержневые элементы (крестовые, портальные) или стеновые диафрагмы, соединяющие соседние ряды колонн. Вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимаются рама ми каркаса и вертикальными пилонами жестких связей.

связевые — отличаются простотой конструктивного решения соединений колонн с ригелями, дающее подвижное (шарнирное) закрепление. Каркас (колонны, ригели) воспринимает только вертикальные нагрузки. Горизонтальные усилия передают на связи жесткости — ядра жесткости, вертикальные пилоны, стержневые элементы.

Рамная система
каркасных зданий обладает большой жесткостью, устойчивостью и создает максимальную свободу планировочных решений. Система обеспечивает надежность в восприятии нагрузок и равномерность деформаций рам, расположенных в здании в продольном и поперечном направлениях. Недостаток (при сборном железобетонном каркасе) — сложность в унификации узловых соединений из-за разных величин усилий в них по высоте здания. Такое решение железобетонного каркаса наряду со стальным находит применение в сложных грунтовых условиях и в сейсмических районах.

При изготовлении рамного каркаса из сборного железобетона применяется разрезка его несущих элементов на Г -, Т — и Н -образные элементы, позволяющая перенести узловые соединения в наименее напряженные участки — места нулевых изгибающих моментов от вертикальных нагрузок.

Рамно-связевая система обеспечивает пространственную жесткость за счет совместной работы поперечных рам, вертикальных диафрагм жесткости и перекрытий, выполняющих функцию жестких горизонтальных дисков. Вертикальные нагрузки передают на каркас как на рамную систему. Горизонтальные нагрузки, действующие перпендикулярно плоскости рам, воспринимают вертикальные диафрагмы жесткости и диски перекрытий, а нагрузки, действующие в плоскости рам, воспринимает рамно-связевой блок, состоящий из вертикальных диафрагм жесткости и рам каркаса.

В результате проведенных теоретических исследований доказано, что рамно-связевая система удовлетворяет условию минимального расхода материала в несущих вертикальных конструкциях при нулевой жесткости поперечных рам, то есть когда система превращается в чисто связевую.

Связевая система
все вертикальные нагрузки передает на стержневые элементы каркаса (колонны и ригели), а горизонтальные усилия воспринимают жесткие вертикальные связевые элементы (стеновые диафрагмы и ядра жесткости), объединенные между собой дисками перекрытий. В связевом каркасе ограничена прочность и жесткость стыков ригелей с колоннами. Узлы конструируют податливами с помощью стальных связей («рыбок»), ограничивающих защемление.

Внедрение связевой системы в производство элементов сборного железобетонного каркаса позволило провести широкую унификацию его основных элементов (колонн и ригелей) и их узловых соединений.

В 80-х годах прошлого столетия была разработана номенклатура индустриальных железобетонных изделий серии 1.020-1 (Серия 1.020-1/87 ), позволяющая возводить как гражданские, так и промышленные каркасно-панельные здания любой конфигурации и этажности. В состав номенклатуры серии помимо колонн и ригелей, включены панели перекрытий, диафрагм жесткости и наружных стен.

Из унифицированных элементов могут быть запроектированы каркасы с продольным и поперечным расположением ригелей.

Габаритные схемы компонуются на следующих условиях:

оси колонн, ригелей и панелей диафрагм жесткости совмещены с модульными осями здания;


шаг колонн в направлении пролета плит перекрытий равен 3,0; 6,0; 7,2, 9,0 и 12,0 м.


шаг колонн в направлении пролета ригелей соответствует 3,0; 6,0; 7,2 и 9,0м.


высота этажей в соответствии с назначением и укрупненным модулем ЗМ составляет 3,3; 3,6; 4,2; 6,0 и 7,2м.

Кроме того для квартирных и специализированных жилых домов (пансионаты, гостиницы, общежития и т.п.) высота этажей принимается равной 2,8 м.

Компоновка диафрагм жесткости может быть разнообразной, но предпочтительнее устройство пространственных связевых систем открытого или замкнутого сечений.

Пространственная жесткость каркасных зданий обеспечивается:

совместной работой колонн, связанных между собой ригелями и перекрытиями и образующих геометрически не изменяемую систему;


установкой между колоннами стенок жесткости или стальных вертикальных связей;


сопряжением стен лестничных клеток с конструкциями каркаса;


укладкой в междуэтажных перекрытиях (между колоннами) панелей-распорок.

Конструктивные элементы. Колонны имеют высоту в 2-4 этажа, что позволяет в зданиях, с соответствующей этажностью, применять бесстыковые колонны.

Наряду с бесстыковыми колоннами в номенклатуру включены следующие типы колонн:

нижние высотой в два этажа и расположением низа колонны ниже нулевой отметки на 1,1м.;


средние — высотой в три-четыре и верхние в один-три этажа.

Предусмотрены колонны сечением 30×30 см для зданий высотой до 5-ти этажей и колонны сечением 40х40см для всех остальных. Колонны выпускаются двухконсольнымии и одноконсольными. Двухконсольные колонны устанавливают по средним и крайним рядам при навесных панелях наружных стен. Одноконсольные колонны располагают по крайним рядам при самонесущих наружных стенах и по средним рядам при одностороннем примыкании стен-диафрагм жесткости в лестничных клетках. Стык осуществляется на сварке выпусков арматуры с последующим омоноличиванием и расположением его выше плоскости консоли на 1050 мм.

Ригели — таврового сечения с полкой понизу для опирания плит перекрытия, что уменьшает его конструктивную высоту. Стык ригеля с колонной выполняет со скрытой консолью и приваркой к закладным деталям консоли и колонны (частичное защемление).

Перекрытия — многопустотные плиты высотой 220 мм и пролетом до 9,0 м. Плиты типа 2Т применяют для пролетов 9 и 12 м. Элементы перекрытий разделяют на рядовые и связевые (плиты распорки). Связевые плиты перекрытия устанавливают между колоннами в направлении перпендикулярном ригелям, обеспечивая их устойчивость.

Перекрытия испытывают поперечный изгиб от вертикальных нагрузок и изгиб в своей плоскости от горизонтальных (ветровых, динамических) воздействий.

Необходимая жесткость горизонтального диска перекрытия, собираемого из сборных железобетонных элементов, достигается установкой связевых плит-распорок между колоннами, сваркой закладных соединительных элементов и устройством шпоночных швов из цементного раствора между отдельными плитами. Полученный жесткий горизонтальный диск, воспринимая все нагрузки, включает в совместную работу вертикальные диафрагмы жесткости.

Стены — диафрагмы жесткости монтируют из бетонных панелей высотой в этаж, толщиной 140 мм. и длиной, соответствующей расстоянию между колоннами в пределах, которых они установлены. При шаге колонн 7,2 и 9,0 м стены-диафрагмы проектируют составными из двух-трех панелей, с координационными размерами по ширине 1,2, 3,0 и 6,0 м. Они могут быть глухими или с одним дверным проемом. Элементы диафрагм жесткости между собой и элементами каркаса соединяют сваркой закладных деталей, не менее чем в двух местах по каждой стороне панели с последующим замоноличиванием.

Шаг диафрагм определяется расчетом, но не превышает 36,0 м.

Панели наружных стен могут быть запроектированы самонесущими или ненесущими (навесными) конструкциями. Разрезка стен на панели — двухрядная. В номенклатуру входят поясные простеночные, под карнизные, парапетные, цокольные панели.

Панели самонесущих стен устанавливают по цементно-песчаному раствору на цокольные или простеночные панели и крепят поверху к закладным деталям колонн. Панели ненесущих стен навешивают на ригели, консоли или опорные металлические столики колонн и закрепляют в плоскости перекрытия.

Привязка панелей самонесущих и несущих стен к каркасу единая — с зазором 20 мм между наружной гранью колонны и внутренней гранью панели наружной стены.

Изоляция стыков панелей решена по принципу закрытого стыка

Компактные в плане отапливаемые здания длиной до 150 м проектируют без температурных швов. Здания с изрезанным очертанием плана, приводящее к ослаблению горизонтальных дисков перекрытий, расчленяют на температурные блоки, длина которых увязана с членением объемной формы здания, но не превышает 60 м.

Как и в серии 1.020.1 каркас КМС-К1 собирают из колонн, ригелей, плит перекрытий, панелей жесткости и навесных панелей наружных стен.

Фрагмент фасада каркасного здания серии 1.020-1: А — схема разрезки наружной стены на панели; а — герметизация вертикальных стыков; б — крепление верха панели к колонне; \ — защитный слой; 2 — эластичная мастика; 3 — упругий шнур (гернит); 4 — колонна; 5 — кирпичная кладка; 6 — цементный раствор; 7 — наружная стеновая панель; 8 — стальные закладные детали; 9 — стальные соединительные элементы

Колонны — выполняют одно- и двух-этажными, единого сечения 400×400 мм, а их несущая способность меняется с изменением марок бетона и процента армирования переходом от гибкой (стержни) к жесткой (стальные профили) арматуре. В серии предусмотрены колонны рядовые, фасадные и колонны с вылетом консолей до 1,2 или 1,8 м., служащие опорами для плит балконов и лоджий.

Стык колонны располагают на 710 мм выше плиты перекрытия, что упрощает монтаж. При монтаже колонн применяют специальные кондукторы, обеспечивающие соосность. Соединение осуществляется ванной сваркой плоских торцов колонн, с последующей инъекцией цементного раствора.

Ригели — таврового сечения высотой 450, 600 и 900 мм (последний для пролетов в 12,0м). Колонну соединяют с ригелем при помощи его опирания на скрытую (в высоте ригеля) консоль и с частичным защемлением установленной по верхней полки ригеля специальной фасонки — «рыбки», а также сваркой с закладными элементами консоли колонны. Значения воспринимаемых таким узлом изгибающих моментов и растягивающих усилий ограничены пределом текучести «рыбки». Поэтому в расчетах при восприятии вертикальных нагрузок защемление ригеля на опоре не учитывают, рассматривая его как шарнирное соединение.

Различают ригели рядовые и фасадные. Ригель фасадный имеет Z -образную форму, которая диктуется особенностью его работы — опирание плит перекрытий на нижнюю полку с одной стороны и навеской наружных стеновых панелей на верхнею полку с другой стороны.

Перекрытия — выполняют из многопустотных настилов высотой в 220 мм. Настилы различают в соответствии с размещением в плане — рядовые, фасадные, настилы-распорки, сантехнические и доборные.

Для создания единого диска перекрытия боковые поверхности настилов имеют шпоночные углубления, которые (после их раскладки) замоноличивают, создавая шпоночные швы, воспринимающие сдвигающие усилия..

Стены жесткости — проектируют из железобетонных панелей высотой на этаж и толщиной в 180 мм. Они имеют одну или две полки для опирания настилов перекрытий. Соединение с несущими элементами каркаса осуществляют при помощи стальных сварных связей числом не менее двух по каждой стороне.

Панели наружных стен — могут иметь горизонтальную или вертикальную разрезку по фасадной плоскости здания.

При двухрядной (горизонтальной) разрезки панели наружных стен подразделяют на поясные (ленточные), простеночные и угловые.

Координационные размеры панелей наружных стен горизонтальной разрезки по длине соответствуют шагу колонн, а по высоте составляют — 1,2; 1,5; 1,8 и 3,0 м. Простеночные панели могут быть высотой в — 1,5; 1,8 и 2,1м, а шириной кратны модулю 300 мм.

При вертикальной разрезке — все размеры панелей по длине и высоте кратны модулю 300 мм.

Узел опирания панелей наружных стен унифицирован для разных систем разрезок на панели фасадных плоскостей. Панели опирают на несущую конструкцию перекрытия (ригель, или настил) на глубину в 100 мм и приваривают при помощи закладных и соединительных элементов на расстоянии 600 мм в плане от оси колонны. Верх панели крепят к колонне, так же с помощью сварки соединительных элементов.

Горизонтальные стыки панелей наружных стен осуществляются в четверть с нахлесткой в 75мм. Изоляция вертикальных и горизонтальных сопряжений панелей выполняется по принципу закрытого стыка

Система позволяет создать многовариантные объемно-планировочные решения за счет применения колонн с консолями больших вылетов (1,2 — 1,8 м) для создания лоджий, консольных ригелей с вылетом до 3,0 м, образующих выступающие объемы. Возможно устройство зальных помещений с пролетами в 18,0-24,0 м. Разнообразие архитектурных композиций зданий достигается применением двухрядной (горизонтальной) и вертикальной разрезки, так же различных вариантов защитно-отделочных слоев наружных стеновых панелей.

Каркас серии KMC — К1. Основные планировочные ситуации стен жесткостей и несущих конструкций перекрытий: Р — ригель рядовой; РФ — ригель фасадный; НВ — настил; НРВ -настил-распорка; НРФ — настил-распорка фасадная; МФ — фасадная стеновая панель; СЖ — стенка жесткости; 1 — колонна с плоскими стальными торцами; 2 — полуавтоматическая сварка под слоем флюса; 3 — стальная центрирующая прокладка; 4 — закладная деталь; 5 — соединительная планка; 6 — цементный раствор; 7 — соединительная пластина; 8 — монолитный армированный бетон; 9 — закладная деталь

Безригельный каркас. Основной архитектурный недостаток каркасных систем для применения их в гражданском строительстве являются выступающие в интерьер из плоскости перекрытий балки-ригели. Существуют конструктивные схемы каркасов позволяющие исключить этот недостаток:

Система, формирующаяся из сборных плит сплошного сечения, опираемых на колонны в угловых точках сетки колонн (система КУБ);

Каркасная система с предварительно-напряженной арматурой в скрытых риге лях, образуемых в построечных условиях (система КПНС).

Система безригельного каркаса КУБ - сборный безкапительный каркас, состоящий из колонн квадратного сечения и плоских плит перекрытий.

Сетки колонн 6×3 и 6×6 метров при необходимости могут увеличиваться до размеров 6х9 и 9х12 метров. Сечение колонн 30×30 см и 40×40 см высотой в один или несколько этажей с максимальной высотой до 15,3 м.

Плиты перекрытия в плане размером 2,8×2,8 м толщиной от16 до20 см. В зависимости от расположения, подразделяются на надколонные, межколонные и плиты-вставки. Членение перекрытия на сборные элементы сделано с таким расчетом, чтобы стыки плит располагались в зонах с наименьшей величиной (приближаемая к нулю) изгибающих моментов от вертикальных нагрузок.

Последовательность монтажа перекрытия на смонтируемые колонны ведется в следующем порядке: — устанавливаются и привариваются к арматуре колонн надколонные плиты, затем межколонные и, наконец, плиты-вставки. Межколонные и плиты-вставки имеют шпонки, позволяющие легко осуществить их соединения на сварке. После замоноличивания стыков создается пространственная жесткая конструкция.

Система безригельного каркаса (КУБ): а — общий вид; б — схема последовательности монтажа; в — схема разреза здания

Преимущество системы в отсутствии выступающих элементов в потолочной плоскости и в простоте монтажа, с помощью легких мобильных кранов.

Безригельная рамная или рамно-связевая каркасная система гражданских зданий высотой до 16 этажей рассчитана на вертикальные нагрузки на перекрытие в 1250 кг/ м 2 . При больших нагрузках (2000 кг/ м 2) ограничивают этажность здания 9-тью этажами.

Система обладает архитектурно-планировочными и конструктивными достоинствами. Гладкий потолок дает возможность гибко решать планировку внутреннего пространства создавать трансформируемые помещения. Консольные вылеты перекрытий обеспечивают вариантность пластических решений фасадов.

Безригельный каркас универсален — он с успехом применим, как в жилых зданиях, так и общественных (детских садах, школах, торговых предприятиях, спортивных и зрелищных) сооружениях и пр.

Система со скрытыми ригелями в плоскости перекрытия (КПНС) проектируется по связевой схеме из сборных элементов: колонн, плит, перекрытий и стен диафрагм жесткости. Связь между сборными элементами перекрытия осуществляется в результате устройства в построечных условиях монолитного ригеля с канатной напряженной арматурой, пропущенной через сквозные отверстия в колонне в ортогональных направлениях. Предварительное напряжение арматуры осуществляется на уровне этажных перекрытий, создавая двухосное обжатие плит перекрытия

Плиты перекрытия имеют высоту в 30 см и состоят из верхней плиты, толщиной в 6 см, и нижней — 3 см и перекрещенных бортовых ребер. При монтаже плиты перекрытий укладывают на временные капители колонн и опоры, которые устанавливают уже на смонтированный нижний уровень. Плиты перекрытия могут быть выполнены на ячейку с опиранием на колонны по 4 углам или разбиты на две плиты, соединенные монолитным армированным швом. Конструкция, собранная из сборных элементов колонн и плит перекрытий — работает как единая статическая система, воспринимающая все силовые воздействия, за счет сил сцепления, возникающих между отдельными сборными элементами, и напряжений стальных канатов.

Каркас со скрытыми ригелями (КПНС): А — схема сборки; Б — узел плана перекрытия у колонны; 1 — монолитный ригель; 2 — шов омоноличивания; 3 — канатная натяжная арматура: 4 — плита перекрытия; 5 – колонна

Значительным шагом назад от системы надежности и долговечности индустриального производства конструктивных элементов каркасных зданий стало возвращение на строительные площадки «мокрых» процессов с начала «нулевых» годов. Монолитные балочные и безбалочные каркасы имеют низкую степень технологичности, не позволяют возводить ограждающие конструкции апробированных типов.

Каркасные дома набирают популярность у жителей России. Они прочные, надежные, долговечные и самое главное теплые. В таких странах как США и Канада, каркасные дома строят уже 100 лет и многие стоят до сих пор. Плюсы каркасных домов это то, что не нужно тратить много денег на возведение каменного дома, легче и дешевле возвести каркас и затем обшить его! Да и утеплить не так-то сложно, современные материалы позволяют добиться устойчивости к промерзанию как у стены в 3 — 5 кирпичей. Но не все каркасы одинаковые, существует несколько основных видов. Какие то дороже, но прочнее, какие то дешевле. Сегодняшняя статья именно про виды таких домов …

1)

Самый дешевый из всех. Каркас такого дома состоит из деревянных брусьев. Если вы хотите проживать в таком доме только в летний период, то вам достаточно будет стена толщиной в 100 мм, то есть брус берется 100 мм (ширина) на 50 мм (высота). Если же вы строите дом для повседневного — круглогодичного проживания, то тут нужно думать над утеплением такого дома, желательно взять брус 150 — 200 мм (шириной) и 100 мм (высотой). Деревянный каркас обладает самой низкой ценой, около 6000 рублей. Также работы с брусом, достаточно легкие, не нужно применять никаких сварочных аппаратов, все можно разрезать обычными пилами, а также прикрутить при помощи шуруповерта. Однако после установки такого каркаса, нужно его обработать при помощи специальных составов от гниения и от пожара (почитайте статью , там более подробно). Поэтому себестоимость дома с каркасом из дерева, самая низкая. Срок службы до 100 лет.

2)

Делается из металла. Обычно берутся уголки – швеллера – или же труба квадратного сечения. Такой каркас еще прочнее, чем деревянный. Металлические элементы свариваются сваркой, и образуют неразъемный и очень прочный каркас. Однако работать с таким материалом сложно, нужно сварочный аппарат (профессионального сварщика), для резки нужно специальное оборудование. Поэтому такой дом стоит дороже, чем из деревянного каркаса примерно в два раза. Тонна трубы квадратного сечения стоит около 40000 рублей. Такой каркас можно покрасить специальной краской, тогда разрушение каркаса (ржавчина), будет идти намного медленнее. Срок службы до 150 лет.

3)

Дома из легких стальных конструкций (подробнее в статье ). Самое перспективное направление. Делается из легкого стального профиля (причем профиль из ). Такой профиль не только легкий, но еще и очень устойчивый к внешней среде, разрушается он долго, а поэтому такие дома в теории могут простоять до 200 лет. Работать с таким профилем также легко, он легко режется, а вкручивать в него «саморезы» можно также как в дерево, обычным шуруповертом. Стоимость ЛСТК за тонну также около 40000 рублей.

Немного фото таких каркасных домов.

Каркасные дома относятся к недорогим быстровозводимым видам конструкций состоящих из отдельных деталей с высокими параметрами энергосбережения.

Изначально технология была применена в Америке около 100 лет тому назад. Но с того времени материалы и сама технология непрерывно модернизируются, появляются новые виды каркасных домов. Не меняются только 3 принципа в их методе изготовления:

• Конструкция, как и столетие тому остается сборной и складывается из множества элементов высокопрочной и высокоустойчивой к окружающим факторам, жесткой каркасно-рамочной конструкции.
• Детали всей основы рассчитаны на самые большие нагрузки и производятся в заводских условиях. Они не бывают конкретных стандартизированных габаритов, их легко перевозить простым транспортом.
• В некоторых случаях технология дает возможность собрать конструкцию вида каркасных домов своими руками на готовый фундамент.

Почему строительство каркасных домов лучше оставить профессионалам?

• Бригада мастеров соберет конструкцию под ключ – вам останется только перевезти вещи.
• Сокращаются затраты времени. Так, 4 опытных строителя возведут ваш дом на 50 % быстрее, чем вы бы делали это самостоятельно.
• Авторитетные фирмы, предлагают построить дом и предоставляют клиентам целый спектр работ: проект под ключ, поставку стройматериалов, планировку территории, установку здания на готовый фундамент и осуществление отделочных работ.

Виды деревянных каркасных домов

По типу технологии возведения каркасные дома бывают следующих видов:

1. Каркасно-щитовые строения . Производятся в заводских условиях. Согласно чертежам изготавливают каркас, стены (панели из щитов), межэтажные перекрытия и крышу. Каждую деталь размечают и делают в них требуемые отверстия. Полную комплектацию доставляют на стройплощадку, где выполняется монтаж.
2. Стоечно-балочные сооружения (Фахверки) имеют прочный каркас из балок, ригелей в горизонтальном положении, вертикальных стоек и диагональных раскосов. Секрет надежности и прочности в том, что такие виды каркасных деревянных домов изготовляют из высококачественной древесины. В такой конструкции отсутствуют металлические элементы крепежных систем - что является главным отличием классической системы фахверк от других ее интерпретаций.
3. Каркасные дома рамных конструкций с перекрытиями , известны еще как канадские домики или "поддонные”. Основной особенностью таких строений является их послойная структура. На фундаментную основу укладывают нижнюю обвязку, на которую монтируют лаги перекрытия и балки для обустройства нижнего этажа. Они в свою очередь с применением фасадных лаг объединяются в следующий поддон, на котором оборудуют стены.
4. Технология возведения финских домиков идентична канадским. Несущей частью является каркас, который может быть сооружен из разных материалов. По классическому типу его собирают из дерева, но металлический каркас сегодня более востребован.