Владислав Воротынцев - Конструкция норвежских каркасных домов. Часть 9: Стены

Конструкция норвежских каркасных домов

Часть 9: Стены

Владислав Воротынцев

© Владислав Воротынцев, 2016

ISBN 978-5-4483-5576-9

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Основные виды деревянных каркасных стен

Наружные и внутренние стены разделяются на различные типы в зависимости от их конструкционных особенностей и задач. По типу они разделяются на легкие и тяжелые стены. По назначению – на несущие стены и заполняющий каркас.

Легкие стены выполняются из деревянного каркаса, деревянных двутавровых профилей или из тонких стальных профилей. Такие стены обшиваются плитными материалами или вагонкой (рис. 9.1).

Тяжёлые стены – могут быть выполнены на основе несущего деревянного каркаса с каменной или кирпичной облицовкой (рис. 9.2).

Несущие стены – это стены воспринимающие нагрузки от перекрытий и/или кровли. В первую очередь каркас стен рассчитывается на способность воспринимать вертикальные нагрузки, но также он должен быть рассчитан на то, чтобы придать необходимую жесткость всей конструкции здания.

В более крупных строениях выполненных из стали или бетона каркасные стены внутри несущих конструкций называются заполняющим каркасом.

Рис. 9.1 Легкая наружная стена из деревянного каркаса с горизонтальной наружной обшивкой из вагонки

Рис. 9.2 Тяжёлая наружная стена из деревянного каркаса с кирпичной наружной облицовкой

Конструкция деревянных каркасных стен

Деревянный каркас стены состоит из стоек, вписанных в раму из досок верхней и нижней обвязки стены. Обычно шаг стоек принимают равным 600 мм. В несущих наружных стенах стойки располагают соосно балкам нижележащего перекрытия.

Проёмы обрамляются горизонтальными связями. В несущих стенах над проемами нужно монтировать перемычки – балки жёсткости, передающие нагрузку с верхней обвязки на стойки, расположенные с обеих сторон проёма.

Существуют также конструкции с перекрёстным каркасом. В этом случае по несущему каркасу стены набивается обрешётка с шагом, адаптированным под ширину листов теплоизоляции или под выбранный тип обшивки (рис. 9.3).

Рис. 9.3 Конструкция деревянного каркаса стены – наименования деталей

Требование к качеству пиломатериалов для строительства деревянной каркасной стены

Согласно требованиям норвежской нормативной документации, деревянные каркасы стен нужно строить из доски, соответствующей классу качества не ниже C18, что соответствует третьему сорту по ГОСТ 8486—86Е. Размеры применяемых пиломатериалов должны соответствовать номиналу.

Коробление досок может значительно уменьшить несущую способность деталей каркаса (рис. 9.4). Поэтому при продольной покоробленности доски по пласти, стрела прогиба на длине 2 м не должна превышать 8 мм, а при продольной покоробленности по кромке — не должна превышать 3 мм на длине 2,4 м.

Рис. 9.4 Продольное коробление доски по пласти и по кромке

Выбор сечения пиломатериалов каркасной стены

Толщина каркасной стены выбирается исходя из двух условий:

Должна обеспечиваться достаточная несущая способность стен с учетом нормативных нагрузок для каждого конкретного региона.

Должны быть выполнены санитарно-гигиенические нормы по тепловой защите.

Как правило, в Норвегии толщина каркасных стен для жилого дома установлена в 198 мм, с дополнительным утеплением по перекрёстной обрешётке – 50 мм. См. рис. 9.3. Таким образом суммарная толщина теплоизоляции стандартного скандинавского дома составляет примерно 250 мм. При этом возможны вариации, например, иногда каркас стен собирают из доски 36×148 мм с перекрёстной обрешёткой изнутри и снаружи.

Чтобы знать точно, какую толщину каркасных стен выбрать – согласно норвежским строительным правилам, нужно пользоваться специальными таблицами.

Таблица 9.1 показывает взаимосвязь между сечением стоек в наружных несущих стенах, нормативной снеговой нагрузкой и максимальной шириной двухэтажного дома.

Таблица 9.1

Данные, приведённые в таблице 9.1, предусматривают: шаг стоек – 0,6 м; класс качества древесины – C18 (3-й сорт); количество этажей – 2; высоту каркасной стены – 2,4 м; конструкцию кровли – свободно опертые фермы; тип кровельного покрытия – тяжёлое (керамическая черепица).

Если ширина дома превышает 12 м, необходимо заказать комплексный расчёт несущих конструкций у опытного конструктора, т.к. в этом случае нужно учесть природный ландшафт места строительства, форму здания и другие факторы, определяющие нагрузки на каркас строения.

Сечение стоек высоких каркасных стен также должны рассчитываться опытным инженером. Чем выше высота стоек, тем большее значение имеет нормативная ветровая нагрузка и тем больше фактический прогиб стоек. Толщина стоек в высоких каркасных стенах должна быть не меньше 48 мм.

В таблице 9.2 показана взаимосвязь между высотой несущих наружных стен, шириной дома, нормативной снеговой нагрузкой и сечением стоек каркаса для одноэтажного каркасного дома по норвежской технологии.

Таблица 9.2

Сечения стоек каркаса внутренних несущих стен зависит от конструкции дома, от того как распределяются нормативные нагрузки (рис. 9.5).

Рис. 9.5 Нагрузка на внутренние несущие стены может значительно отличаться в зависимости от конструкции дома

На рисунке 9.5A видно, что внутренние стены первого этажа не являются несущими, так как конструкция кровли предусматривает свободно опёртые фермы. Тем не менее, внутренняя стена подполья в данном случае является несущей, так как на неё опирается перекрытие.

На рисунке 9.5B внутренние стены первого этажа являются несущими, так как конструкция дома предусматривает эксплуатируемый лофт, опирающийся на внутреннюю стену.

На рисунке 9.5C все внутренние стены являются несущими, так как они воспринимают нагрузки с кровли, перекрытия лофта и с цокольного перекрытия.

Внутренние ненесущие стены должны быть также рассчитаны на нагрузку от навесной мебели, полок и санитарного оборудования. Расчёта на прочность конструкции в данном случае недостаточно, для комфорта жильцов конструкции дома должны быть также рассчитаны и на зыбкость. Всё имеет значение, неприятные вибрации перегородок могут возникнуть даже от резкого закрытия двери или из-за перепада давления воздуха в помещениях.

Данные, приведённые в таблице 9.2, предусматривают: шаг стоек – 0,6 м; класс качества древесины – C18 (3-й сорт); количество этажей – 1; конструкцию кровли – свободно опертые фермы; нормативную снеговую нагрузку: ≤ 3,5 кН/м².

Таблица 9.3 показывает рекомендованные сечения стоек для деревянных каркасных внутренних стен в малоэтажных деревянных каркасных домах, построенных по настоящей норвежской технологии.

Таблица 9.3

Данные, приведённые в таблице 9.3 предусматривают: шаг стоек – 0,6 м; класс качества древесины – C18 (3-й сорт); максимальную ширину дома – 10 м (расстояние между несущими стенами).

Пример выбора сечения стоек для постройки каркасных стен

1. Значения, приведённые в таблице 9.1. предусматривают конструкцию кровли из свободно опертых ферм, т.е. нагрузки с кровли в этом случае передаются только на наружные несущие стены. В таблице 9.1 мы видим, что здание с такой конструкцией кровли и каркасом несущих стен из доски 36×148 мм может иметь максимальную ширину 5,2 м в регионах с нормативной снеговой нагрузкой 4,5 кН/м². Если же каркас стены собрать из доски 48×148 максимальная ширина дома в этом случае составит 11,4 м.

2. Если конструкция кровли предусматривает использование наслонных стропил, см. рис. 9.5C, то вертикальная нагрузка на наружные несущие стены уменьшиться в 2 раза по причине перераспределения нормативных нагрузок на внутреннюю стену. В таком случае, значения максимальной ширины дома, приведенные в таблице 9.1, будут указывать на расстояние между наружной и внутренней несущими стенами. В регионе с нормативной снеговой нагрузкой 4,5 кН/м² в таком случае можно строить двухэтажные каркасные дома с наружными несущими стенами из доски 36×148 мм и общей шириной дома до 10,4 м – с двумя пролётами по 5,2 м, (рис. 9.5C).

Расчёт обвязки и стоек деревянной каркасной стены

Данный расчёт состоит из:

Расчёта стоек деревянной каркасной стены на продольный изгиб;

Расчёта обвязки каркасной стены на смятие в месте опирания на неё стойки каркаса.