Виды каркасных домов и их особенности. Каркасный дом. Виды каркасных домов, особенности технологии. Нет необходимости в тяжёлой строительной технике

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.

Все чаще среди построек можно увидеть каркасный дом, плюсы и минусы которого стоит изучить до начала строительных работ и закупки материалов. Каркасное строительство набирает все большую популярность. Но стоит ли возводить по такой технологии собственный дом? Здесь каждый должен самостоятельно взвесить все за и против.

Преимущества

Преимущества каркасных домов привлекают людей к этой технологии по всему миру. Вариант актуален не только в нашей стране, но и за ее пределами. Способ такого строительства пришел к нам из Европы и уверенно занял лидирующие позиции. Плюсы каркасных домов, в первую очередь, заключаются в их экономичности. Они позволяют сохранять бюджет не только на стадии строительства, но и в период эксплуатации. Чаще всего плюсов можно выделить больше, чем минусов.

Преимущества каркасных домов представлены следующими характеристиками и особенностями:

• отсутствие мокрых процессов при строительстве;
• возможность выполнять работы в любое время года, независимость от температурного режима;
• нет потребности в мощных фундаментах;
• можно выполнить работы по монтажу в одиночку и с минимальными трудовыми затратами;
• хорошая теплоизоляция, экономия на отоплении;
• комфортный микроклимат при выборе утеплителя с хорошей паропроницаемостью;
• высокая скорость монтажа;
• простота отделки и ремонта здания;
• устойчивость строения к небольшим деформациям при пучении грунта и усадке;
• возможность изменения внутренней планировки.

Выясним все плюсы и минусы каркасного дома, что даст вам возможность решить, подходит ли данная технология для собственного строительства. Важно отметить, что владельцы таких зданий отмечают, что затраты на стадии возведения составили примерно на 30% меньше, чем это было бы при постройке сооружения из кирпича или бетона.

При этом затраты на отопление в период эксплуатации очень малы. Но это актуально только при грамотном выборе толщины утеплителя . Она должна удовлетворять нормам по определенному климатическому региону.

Особенности

Чтобы избежать проблем на всех этапах, стоит учесть, что каркасный дом требует большего внимания к себе на этапе проектирования. При сборке важно соблюдать все этапы технологии. Здесь огромное значение имеет точность изготовления и соединения деталей каркаса . Очень многое будет зависеть от качества материалов, поэтому на подготовительном этапе придется найти надежных поставщиков.

Рассматривая преимущества и недостатки каркасных домов, нельзя не сказать об их важных особенностях:

• чтобы не допустить продувание стен или проседание утеплителя, на этапе возведения нужно внимательно следить за качеством стыков;
• все части обшивки должны быть идеально подогнаны, монтаж щитовых элементов может занять много времени и сил, но этому нужно уделить внимание;
• если все детали идеально подогнаны, здание будет очень эффективным, с точки зрения энергосбережения, но добиться этого на практике не так легко.

Недостатки технологии

Многие профессионалы считают, что каркасное здание не слишком подходит для эксплуатации в наших условиях. В этой области у нас нет большого опыта, разработанной нормативной базы и достаточного количества знаний. Такое явление непривычно, поэтому может пугать, как неизвестное. Но среди непрофессиональных мастеров каркас набирает все большую популярность. Стоит ли такая технология доверия?

Некоторые минусы каркасных домов не имеют под собой реальных оснований. Их можно сравнить с мифами. Но есть и серьезные проблемы, не учесть которые не получится.

К типичным проблемам относят:

• Недолговечность . Постройка вряд ли простоит больше ста лет. Но здесь все зависит от регулярности ремонта и качества ухода. Если проводить ремонты каждые 25 лет, можно существенно улучшить ситуацию. Но важно понять, что каркасное строительство не предназначено для того, чтобы семья в доме жила целыми поколениями. Но для одного-двух поколений ресурса вполне достаточно.
• Пожароопасность . В здании по деревянному каркасу практически нет ничего, что могло бы препятствовать возгоранию. Кроме того, такое легкое строение может сгореть буквально как спичка. Но проблему можно решить подбором утеплителя. Сейчас на рынке популярностью пользуется минеральная базальтовая вата. Она хорошо противостоит огню. Также для защиты все деревянные элементы можно обработать антипиренами, которые повысят уровень безопасности.
• Подверженность гниению . Дерево легко повреждается при высокой влажности. Это актуально не только для каркасных зданий, но и для деревянных. Но если следить за домом и периодически делать обработку антисептиком, неприятностей не возникнет.
• Низкая шумоизоляция . На шумопоглощение влияет масса конструкции. В каркасном доме она небольшая, поэтому могут возникнуть проблемы с уровнем шума. Стоит об этом помнить при строительстве вблизи дорог или железнодорожных путей. Проблему можно решить еще на начальной стадии, подобрав качественные изолирующие материалы.
• Низкая экологичность . Здесь все зависит от выбора материалов. Важно обратить внимание на тип обшивки и утеплителя. Этот пункт довольно спорный, поскольку сейчас крайне сложно найти экологичный дом. Всюду используются химические пропитки, искусственные материалы и т.п.
• Отличное место для проживания вредителей . В наших климатических условиях такая проблема возникает крайне редко. Она больше актуальна для других стран. Но у нас может возникнуть другая неприятность - мыши. Проблема актуальна при выборе в качестве утеплителя пенопласта. К минеральной вате грызуны равнодушны.

Какие проблемы возникают

Рассматривая каркасные дома, плюсы и минусы, которых известны строителям, нельзя не сказать о вероятных проблемах и способах их решения. В противном случае информация не будет полной. В некоторых случаях разумно будет привлечь профессионала: строителя или инженера.

Покупка материалов

Постройка здания по каркасу - новое явление. По этой причине можно столкнуться с тем, что определенные комплектующие можно приобрести далеко не в каждом строительном магазине. Из-за отсутствия конкуренции производители и продавцы могут накручивать цену в разы.

Чтобы избежать лишних трат, стоит постоянно мониторить сайты производителей, сравнивать предложения и выбирать самое лучшее. На стоимость также оказывает влияние и сезон. В конце зимы материалы могут стоить ощутимо меньше по сравнению с летом. Это вызвано тем, что наибольший спрос обычно наблюдается в теплый период, а зимой на строительном рынке - затишье.

Вентиляция

При использовании паропроницаемых утеплителей и материалов отделки проблем не возникнет. Но если один из слоев стены изготовлен из непроницаемого материала, придется задуматься о принудительной вентиляции помещений. Вопрос актуален, например, при монтаже пенопласта или экструдированного пенопоплистирола (пеноплекса). Чтобы не проводить лишних мероприятий, рекомендуется внимательно отнестись к такой характеристике материалов, как паропроницаемость. Она не должна быть слишком низкой .

Еще один вопрос - вентиляция фасада. При использовании минеральной ваты нужно сделать зазор между изоляцией и обшивкой толщиной 3-5 см. В нижней части фасада предусматривают отверстия для поступления воздуха. Выход осуществляется в районе карниза крыши. Такая технология позволяет защитить утеплитель от капелек конденсата.

Недостаточная вентиляция в обоих случаях приведет к нарушению микроклимата и повышению влажности. Высокая влажность - это плесень, грибок и другие микроорганизмы, которые могут сильно подпортить жизнь жильцам дома. Чтобы избежать сложного ремонта с заменой облицовки, утеплителя и несущих конструкций, нужно заранее задуматься о вентиляции. Такое же правило применяется и к крыше здания.

Проводка

По нормам провода должны прокладываться в металлических трубах. Использование пластиковых по сгораемым основаниям недопустимо . Но это актуально только при массовом строительстве, где при сдаче нужно пройти проверку. В частном здании нет острой необходимости пользоваться российскими нормативами. Но здесь важно понимать, где можно отступить от рекомендаций.

В плане проводки разумно воспользоваться мировым опытом. Чаще всего используют безопасные провода с хорошей изоляцией. Такие элементы можно прокладывать прямо в каркасе, предварительно предусмотрев запилы. Это сэкономит время, силы и нервы.

Квалификация исполнителя

Эта проблема может стать самым серьезным камнем преткновения. При самостоятельном возведении нужно внимательно изучить технологию. Стоит даже приобрести пару учебников, ведь это строительство собственного дома, на котором нет смысла экономить.

Каркас требует высокой точности соединений, поэтому такой вариант рекомендуется применять тем, у кого уже есть определенный опыт строительства. Новичок может выполнять узлы недостаточно качественно, что приведет к определенным неприятностям при эксплуатации.

Технологии возведения каркасных домов уже многие годы применяются в нашей стране. Речь идёт не только о многоэтажном строительстве, где каркас здания монтируется из сборного железобетона.
При малоэтажном возведении домов чаще используются деревянные каркасы. В данной статье мы расскажем, чем отделать фасад каркасного дома так, чтобы он выглядел современно и стильно.
Рассмотрим так же все нюансы отделки, и сопутствующие материалы, необходимые для её выполнения своими руками.

Прежде, чем обсуждать, как производится отделка фасадов каркасных домов, необходимо знать, какие виды таких конструкций существуют. Это имеет решающее значение при выборе .
Естественно, что и технология отделочных работ при этом может отличаться. Наиболее часто встречаются три конструктивных вида каркасных домов: каркасно-стоечные, щитовые и каркасно-рамочные.

Каркасно-стоечный тип дома

Итак:

• Каркасно-стоечные и стоечно-балочные типы не очень сильно отличаются друг от друга, поэтому их отделку можно рассматривать в общем. А суть такой отделки состоит в том, чтобы заполнить пространство между стойками утеплителем, и декорировать стены снаружи и внутри.

• каркасного дома является многослойной. На фото сверху мы привели схему, на которой чётко видно расположение каждого слоя.
  И первое, что необходимо сделать – это приобрести правильный утеплитель.
• Так как ширина деревянной стойки составляет 15см, то и толщина теплоизоляционного материала должна соответствовать этому размеру. Утеплитель нужно брать не рулонный, а в форме плит.
  Это могут быть различные виды ваты: минеральная, каменная, стекловолоконная. С таким же успехом применяют и пеноизол, изолон, пенополистирол.
• Самая низкая цена у пенопласта. К тому же, это самый лёгкий материал, что является несомненным его плюсом.
  Но есть и минус: из всех видов утеплителя, пенопласт наиболее горючий. Вы должны знать об этом, а использовать его или нет – решать вам.

• Когда ширина теплоизоляционной плиты на один-два сантиметра превышает расстояние между стойками, монтировать её очень удобно – утеплитель не выпадает из ячеек. С внутренней стороны по нему будет монтироваться пароизоляционная плёнка, например: «Изоспан В».
• Если вы приобретёте более современный утеплитель с фольгированной поверхностью, то его нужно будет монтировать фольгой внутрь дома и пароизоляционная плёнка не понадобится. Просто поверх утеплителя будет набиваться обрешётка из рейки 20*90мм.

• Такая же обрешётка будет и снаружи, но сначала гидроизоляция – она же ветрозащита. Тонкая рулонная мембрана в данном случае, будет неподходящим вариантом.
  От влаги она защитит дом, а от ветра – нет. Внешняя отделка дома каркасного, предусматривает использование в качестве ветрозащитного слоя трёхслойную диффузионную мембрану.

Для её фиксации используют контр-рейки 45*45мм, которые набиваются по высоте стоек. Внешняя обрешётка будет крепиться по этим же рейкам.
Когда начинка «пирога» будет готова, останется только облицевать его декоративным материалом. А каким именно – поговорим чуть позже.

Финский домик

Понятие «щитовой дом» нам хорошо знакомо, особенно в северных регионах. Это не что иное, как финский домик.
Как правило, это одно- двух этажное сооружение, имеющее двухскатную симметричную крышу.

Сборка финского дома из бруса

Итак:

• По большому счёту – это коттедж, возводимый различными способами. Финские дома могут сооружаться из клееного бруса, или монтироваться из готовых щитов-панелей.
  Все детали дома производятся комплектно: и каркас, и стропила, и стены.
• Наименьшее время на сборку дома требуется именно щитовым конструкциям, не более одного месяца. Стеновые панели идут с завода уже начинённые утеплителем и даже электропроводкой, так что после сборки дома остаётся только финишная отделка.

• Стеновые панели производятся из OSB плит, которые, несмотря на своё древесное происхождение, обладают хорошей прочностью, устойчивостью к влажности, перепадам температур, плесени. Наружная отделка финского дома, собранного из панелей, может сводиться лишь к покраске стен.
• Но как это красиво смотрится, если покраску сочетать с другими видами отделки, например: с обшивкой вагонкой или контрастными рейками, набиваемыми по контурам щитов. Чтобы так отделать фасад , на его поверхность нужно монтировать фасадные панели с соответствующей фактурой.

В традиционных финских домах для изготовления конструкций и наружной отделки стен, всегда использовалось дерево. Но появляются всё новые отделочные материалы, и сегодня не составляет никакого труда придать деревянному дому любую внешность, в том числе и создать на стенах имитацию каменной кладки.

Каркасно-рамочная технология

Этот тип каркаса известен всему миру, как фахверк(см.). Зародился он ещё в средневековье, и многие страны Европы - считают такой архитектурный стиль своим.
Суть его сводилась к тому, что сначала создавался каркас, основой которого служат не стойки, а рамы с распорками.

Итак:

• Их полости заполняли подручным материалом: кирпичом, глиной, камнем . Сейчас появилось много других материалов, которые прекрасно выполняют эту роль, например: блоки из пенобетона, магнезитовые и цементно-стружечные плиты.
• Наружная отделка дома каркасного, типа фахверк, невероятно оригинальна и никогда не выходит из моды. Для её выполнения не нужны суперсовременные отделочные материалы.
  Красота фасада достигается разнообразием геометрических форм, образующихся балками – плюс контрастная окраска.

• Кстати, в настоящее время, для домов фахверк создают не только деревянные каркасы, но и металлические. Это увеличивает расходы на строительство, но такой каркас более долговечен – и тут уж не поспоришь.
• Процесс утепления такого дома похож на тот, который мы описали выше. Только не используется деревянная обрешётка, а в качестве ветрозащиты применяют стекломагнезитовые листы, которые и являются основой под покраску.

Благодаря конструктивным особенностям домов фахверк, зародился похожий стиль и в декоре фасадов зданий, имеющих совсем другую конструкцию. Наружная отделка каркасных домов в стиле фахверк, будоражит умы, и никого не оставляет равнодушным.
Произвести такую отделку фасада можно на любом здании, только роль контрастной рамки будут играть полиуретановые балки, монтируемые на поверхность стены.

Отделка каркасных домов

Если несущие конструкции выполнены из дерева, внешняя отделка каркасного дома деревом будет вполне логичной. И тут есть несколько вариантов.
Фасад можно обшить доской-вагонкой, сечение которой может, например, имитировать брус, или оцилиндрованное бревно.

Итак:

• Существует вид сайдиноговых панелей, выполненных, как мы привыкли видеть, не из алюминия или винила, а из дерева. Стоимость такого сайдинга выше, чем у доски-вагонки, но его поверхность не нуждается ни в антисептической, ни в декоративной обработке.
  Следовательно, на выполнение данной работы требуется меньше времени и расходных материалов.
• Все, упомянутые нами разновидности сайдинга, в настоящее время широко применяются в отделке фасадов различных зданий, и не только каркасных. Это связано с простотой монтажа панелей, доступной стоимостью материала, его хорошим внешним видом и ассортиментом.
  Облицовка стен производится довольно быстро, просмотра видео по данной теме будет достаточно, чтобы сориентироваться, что и как нужно делать.

• Отделка каркасного дома снаружи может быть выполнена деревянными фасадными панелями. Изготавливают их из древесного волокна, применяя полимерные смолы в качестве связующего вещества.
  Они наделяют древесину дополнительными свойствами, присущими полимерам. Это устойчивость к влаге и деформациям, к перепадам температур и ультрафиолету.

• Фасадные панели могут быть и совершенно в другом исполнении, например – металлические. Основой для их производства служит оцинкованный алюминиевый лист, поверхность которого может иметь полимерное покрытие, какой-либо рельеф, или древесную имитацию.
• каркасных домов фасадными панелями – это, пожалуй, самый простой и быстрый способ облицевать здание, даже многоэтажное.
• Взять, например, фиброцементные панели. Их производят из распущенной целлюлозы, цемента и синтетической фибры. Фибропанели, смонтированные на фасаде дома, создают аккуратную и привлекательную поверхность стен.
  Причём, можно получить любую желаемую имитацию: хоть кирпичной кладки, хоть каменной.

• То же самое можно сказать и о термопанелях. Только разница в том, что они не имитируют натуральные материалы, а их поверхность облицована каменной или клинкерной плиткой в заводских условиях.
  Все фасадные панели идеально стыкуются между собой, и позволяют качественно облицевать сколь угодно большую площадь.
• Кстати, если вы желаете, чтобы кирпичная кладка была натуральной, ничего не мешает облицевать стены дома настоящим кирпичом. Для этого существует пустотелый, облегчённый кирпич, называемый облицовочным.
• На картинке снизу далеко не все виды и расцветки такого кирпича. Есть варианты, одна сторона которых имеет сколы, делающие кирпич похожим на камень.
  Инструкция, найденная на страницах интернета, поможет вам разобраться в нюансах кирпичной кладки.

• Облицовочный кирпич может помочь вам не только в отделке фасада, но и в декорировании ограды придомовой территории или в ландшафтном дизайне. А фасад дома, облицованный кирпичом, может выглядеть, как на нашем примере снизу.

• Рассматривая различные варианты дизайна фасада, у вас может возникнуть и такой вопрос: «Чем отделать каркасный дом снаружи так, чтобы его можно было оштукатурить?». Это возможно, но для штукатурного слоя нужна основа, на которую можно закрепить армирующую сетку.

• Такой основой могут служить те же OSB-плиты, пятислойная фанера, или тонкие листы пенополистирола. Армирующую сетку можно использовать металлическую, с мелкими ячейками.
  К фанере, или плитам ОСБ её фиксируют гвоздями. На поверхность полистирола удобнее наклеить стекловолоконную сетку. Ну а дальше, производится оштукатуривание так же, как если бы это был блочный, или кирпичный дом.

На такой основе можно выполнять не только оштукатуривание, но и плиточную, или каменную фрагментарную облицовку. Это может понадобиться при отделке цоколя дома, выполнении декоративного панно на стенах.
Как видите, для отделки каркасного дома можно использовать все те материалы, которые применяются для зданий из бетона и кирпича – важно только соблюсти технологию производства работ.

Были рассмотрены достоинства и недостатки каркасных домов. В этой части рассмотрим разновидности каркасных технологий, разновидности основных элементов такого дома (фундаментов, каркасов, крыш). Также приведена последовательность основных этапов строительства дома по каркасно-рамочной технологии, рассмотрены часто допускаемые ошибки, и рекомендации, как их избежать.

Разновидности технологий строительства каркасных домов

Хотелось бы выделить наиболее распространенные технологии каркасного строительства:

• канадские дома по системе «Платформа» и технологии SIP;
• немецкие технологии (щитовой дом заводской готовности);
• фахверковые дома;
• каркасно-рамочная технология строительства дома.

Давайте коротко рассмотрим каждую из вышеуказанных технологий:

Каркасно-щитовые дома

• Канадская технология - система «Платформа»

Пример коттеджа, построенного по канадской технологии

Такая технология строительства каркасного жилья наиболее популярна в странах бывшего СССР. Стены дома (щиты) могут быть собраны как в заводских условиях, так и на месте строительства (на месте строительства дома щиты заполняются утеплителем и обшиваются ГВЛ, OSB и т.п.). Щиты стен дома монтируются на заранее смонтированную платформу из лаг и OSB. В щитах сделаны специальные пазы, которыми щит устанавливается на гребень платформы, сверху щиты соединяются между собой верхней обвязкой, а между щитами во время монтажа стен укладывается уплотнитель.

После установки стен дома возводится кровля, утепление стен дома, монтаж коммуникационных сетей в доме, установка окон, входных дверей. Заключительный этап строительства - это внутренняя и внешняя отделка стен дома.

• Канадская технология SIP

Пример коттеджа, построенного по канадской технологии SIP

Отличительной чертой технологии строения дома по системе SIP от системы «Платформа» является монтаж небольших щитов заводского производства. Эти щиты имеют следующее устройство: листовой пенопласт оклеивается с обеих сторон OSB, ОСП.

Такие щиты применяются не только для устройства стен, но и для устройства потолочных перекрытий.

• Немецкие технологии

Пример коттеджа, построенного по немецкой технологии

Отличительной чертой строительства дома по немецкой технологии от строительства дома по технологии «Платформа», является то, что такой дом возводится только из стеновых щитов (панелей), которые собраны в заводских условиях. В щиты укладываются коммуникации и теплоизоляционный материал, так же производится установка окон и первичная отделка стен. Так же в заводских условиях производится сборка перекрытий. Для доставки и возведения такого дома требуется грузоподъемная техника, а доставка и установка дома с использованием специальной техники приводит к удорожанию строительства. Принцип скрепления щитов стен дома, такой же, как и у домов построенных по вышеперечисленным технологиям.

Выше указанные виды каркасно-щитовых домов имеют свои общие недостатки:

• невозможность контроля сборки щитов в заводских условиях, а так же работы по их утеплению;
• необходимо использование грузоподъемной техники;
• надежность конструкции такого дома уступает домам, построенным по каркасно-рамочной технологии.

Так же во время возведения стен дома их щитов, вы не можете на 100% осуществлять контроль выполняемой работы бригадой строителей. Так что в этом случае обратите особое внимание при заключении договора с организацией, которая будет осуществлять строительные работы, на пункты этапов строительства и на пункты договора, в которых прописаны гарантийные обязательства со стороны застройщика.

Каркасно-рамочные дома

• Фахверковые дома

Это каркасно-рамочный дом. Каркас фахверкового дома сделан из клееного бруса сечением не менее 150 мм. Между стойками каркаса получается рамка, которая обшивается досками или плитными водостойкими материалами и заполняется с утеплителем, после чего устанавливаются окна и двери. Сборка такого дома осуществляется непосредственно на месте строительства. Технология строительства такого дома послужила аналогом возведения каркасов во многих странах мира, в том числе и в бывших странах СССР.

Фахверковый дом, построенный по каркасно-рамочной технологии

Отличительной особенностью фахверкового дома, построенного по каркасно-рамочной технологии устройства каркаса, от домов которые строятся у нас по такой же технологии (каркасно-рамочные, так сказать массовой застройки) это архитектурное оформление дома. В дальнем зарубежье стены каркасно-рамочных фахверковых домов имеют бОльшую площадь остекления, что можно видеть на фото.

• Каркасно-рамочный метод строительства

Пример каркасно-рамочного метода строительства

Такой метод строительства каркасного дома, пожалуй, наиболее удобен и практичен для самостоятельного строительства. Технология строительства каркасно-рамочного дома проста в отличие от выше указанных каркасных домов. Строительство такого дома не требует применения спецтехники, возводится непосредственно на месте строительства, а так же в отличие от каркасных домов заводского изготовления каркасно-рамочный метод строительства имеет неограниченные конструктивно-архитектурные решения.

В следующей части статьи рассмотрим разновидности основных элементов каркасного дома, а именно: фундамента, каркаса, крыши (конструкции и покрытия). Также будут приведены рекомендации во выбору вида этих элементов.

Конструктивные элементы каркасного дома

Фундамент каркасного дома

Для каркасного дома можно остановить выбор на следующих видах фундаментов: столбчатый, плитный или ленточный. Подробнее о выборе фундамента можно прочесть в статье . При выборе фундамента для каркасного дома можно заострить внимание на двух основных определяющих моментах: структура грунта на участке и вес дома .

Если на вашем участке «слабый» грунт (просадочный, илистый и т.п.), то в этом случае идеальным вариантом будет плитный фундамент. Подвала конечно в доме не получится устроить, но он при залегании грунтовых вод менее 1 м и не рекомендуется специалистами, так что плитный фундамент самое оптимальное решение для устройства основания на таких грунтах. Из-за того что, плитный фундамент имеет большую площадь опоры на грунт, что существенно снижает давление на грунт в определенных местах как например у ленточного или столбчатого фундаментов, нагрузка распределяется по всей плите фундамента. В том случае если фундамент будет мелкозаглубленного типа, все рано нужно снять плодородный слой почвы, чтобы снизить фактор сжатия грунта - но не менее чем 0,5 м глубиной, забутить котлован и сделать песчаную подушку под плиту.

Можно конечно сделать свайный фундамент, но этот выбор будет связан с дополнительными финансовыми расходами. На глинисто - песчаных, супесчаных, скальных грунтах ит.п. для каркасного дома подходит столбчатый фундамент. Подробнее об устройстве столбчатого фундамента можно прочесть в статьях и .

Примечание: к примеру, в Архангельской области преобладают илистые грунты, торфяники и т.п. Эти грунты не являются надежным основанием под фундамент как ленточный, так и столбчатый. Для прочного и надежного основания дома выбор был сделан в пользу плитного фундамента.

Так как, в отличие от бревенчатого дома или кирпичного, каркасный дом имеет наименьший вес., примерно 1кв.м полностью выстроенного каркасного дома весит 150-180 кг. Это позволяет строить дом не только на «слабых» грунтах, но и делать мелкозаглубленный фундамент (столбчатый или плитный), но при этом глубина залегания фундамента должна быть не менее 50 см.

Виды каркасов (по материалу изготовления)

Как уже говорилось в первой части - каркасные дома могут быть каркасно-щитовые или каркасно-рамочные.

Стены каркасно-щитового дома - это готовые покупные щиты заводского изготовления, но в индивидуальном строительстве наиболее популярны стены каркасно-рамочного вида. Каркас в каркасно-рамочном доме может быть как деревянным, так и металлическим.

Деревянный каркас

Пример деревянного каркаса

Для устройства деревянного каркаса необходимы следующие материалы:

• брус сечением 100х100 мм (100х150 мм для северных районов), так же для устройства каркаса можно использовать бревна диаметром 12-14 см;

• доска обрезная сечением 50х100 (150), 25х100 (150) мм;

• закладной брус или бревна.

Важно! Влажность древесины для устройства каркаса не должна быть более 15%.

Если вы планируете построить одноуровневый дом, то стойки каркаса можно сделать из досок толщиной 50 мм, но если вы решили построить двухуровневй дом, то тут лучше перестраховаться и использовать для опорных стоек брус сечением как минимум 100х100 мм.

Подробно об устройстве деревянного каркаса можно прочитать в статье .

Металлический каркас

Пример металлического каркаса

Технология строительства каркасных домов с применением термопрофиля, уже стала довольно успешно применяться не только за границей, но и в Украине (в меньшей степени в РФ).

Технология ЛСТК

ЛСТК - это технология строительства л егких с тальных т онкостенных к онструкций. Эта технология позволяет строить частные каркасно-рамочные и каркасно-щитовые дома до трех этажей. Для устройства каркаса используются V и С-образные термопрофиля . Эти профиля имеют перфорационные пазы, что позволило снизить теплопроводность металла на 80-90%, а так же облегчило вес конструкции каркаса.

Так же технология ЛСТК позволяет не только возводить дома, но и делать различные надстройки и пристройки - надстройка мансард или пристройка дополнительных наземных площадей. Вес 1 кв.м каркаса составляет 20-25 кг, а если взять полностью готовый дом то вес 1 м2 составит примерно 130 кг.

Примечание: в Европейских странах, Америке и в Японии технология ЛСТК при строительстве индивидуального жилья применяется уже больше 50 лет. Процентное соотношение популярности данной технологии строительства каркасных домов от общего фонда индивидуального строительства домов - Япония и Скандинавия - более 15%, США и Канада - 8-16%, Великобритания - 5%, страны бывшего СССР - от 0,5 до 3,5%.

От чего зависит выбор материала для устройства каркаса:

1. Наличие и цены на строительные материалы, используемые для устройства каркаса дома;

Примечание: если вы проживаете в южных районах России или в Украине, где леса пригодного для строительства (деловой древесины) практически нет и цена на 25-35% выше чем, к примеру, в Центральном районе РФ, то тут выбор, скорее всего можно сделать в пользу каркаса из металлических профилей.

Термопрофиль

Таблица 1. Стоимость термопрофиля для устройства каркаса дома

Примечание: для устройства дома площадью от 80 до 150 кв. м требуется 10-18 типов профилей.

• Климатические условия местности вашего проживания;

Примечание: к примеру, если в местности, где вы проживаете, климат имеет среднегодовую влажность более 85-90% то в таком случае целесообразнее строительство каркасного дома с использованием металлопрофиля, так как древесина имеет свойство напитывать влагу. При такой влажности воздуха межстеновой брус 100х100 см и высотой 3 м в осенне-зимний период будет напитывать в себя влагу (до 2,5 л!), что отрицательно скажется на сроке эксплуатации деревянного каркасного дома до 45 лет, а дом, построенный с использованием металлопрофиля в таких условиях, простоит более 90-100 лет.

Схема сквозной системы вентиляции межстенового пространства

Если вы хотите сделать дом из традиционных материалов, то в принципе выход есть - сделать сквозную систему вентиляции межстенового пространства, хотя при этом количество теплопотерь возрастет примерно на 10-12%.

Сравнение металлического и деревянного каркасов

Какие преимущества имеет каркас из термопрофиля перед деревянным каркасом:

• более длительный срок эксплуатации - свыше 100 лет;

• пожаробезопасный;

• имеет более легкий вес;

• не подвержен грибковым образованиям и не гигроскопичен;

• не подвержен коррозии (профиль оцинкованный).

Со всеми выше перечисленными пунктами можно согласиться. Кроме одного - пожаробезопасен. Да он не сгорит, но если не дай Бог, случится пожар и дом загорится, то каркас будет поврежден:

• если дом сгорит полностью и останется один металлический остов, то его уже нельзя восстанавливать, так как от высокой температуры горения металл будет искорежен, так как термопрофиль имеет небольшую толщину стенок от 0,8-3 мм;

• при термообработке металл меняет свою структуру, а если процесс термообработки хаотичен (это как раз и есть пожар), то металл становится некачественным, мягким или наоборот хрупким, элементы конструкции каркаса становяться не пригодными для эксплуатации.

Примечание: Если вы решили построить дом на долгие века, то в этом случае лучше всего выбрать каркас из термопрофиля - срок эксплуатации каркаса более 100 лет, а у деревянного каркаса срок эксплуатации 50-80 лет. Конечно же, деревянный каркас может прослужить и до 100 лет, если выполнен из лиственницы или сосны высшего сорта и обработанный специальными антисептиками.

Ваш выбор сделан в пользу каркаса из термопрофиля. Вы хотите строить сами, потому что обладаете навыками строительства деревянных домов и имеете опыт плотницких работ. Но, увы, нет, при строительстве деревянного каркаса у вас, конечно же, не возникнет проблем, но вот из термопрофиля, тут могут возникнуть затруднения. Работа с металлом в корне отличается от работы с деревом. Так что лучше не рисковать и если есть хоть немного сомнений в том, что вы справитесь с работой, то лучше обратиться к специалистам, так как:

• не качественная сборка каркаса приводит к снижению срока эксплуатации дома;

• неправильно выполненная герметизация мест соединения профилей отрицательно скажется на теплопроводности стен дома.

Виды крыш и кровельных покрытий для каркасного дома

Виды крыш

Выбор вида крыш для каркасного дома выполняется по тем же критериям, что и выбор вида крыши для кирпичных или бревенчатых домов. Это крыши с чердачным помещением - жилым или не жилым. В основном для каркасных домов выбирают следующие виды крыш:

• двускатная;

• мансардная;

• вальмовая;

• многощипцовая.

В большинстве случаев, индивидуальный застройщик останавливается на двускатной или мансардной крыше, так как устройство таких крыш не составляет особых трудностей и подходит под покрытие любыми кровельными материалами.

Для южных регионов, где преобладают ветра, рекомендуется вальмовая крыша, так как конфигурация крыши обеспечивает наилучшее сопротивление ветровым нагрузкам.

Выбор кровельного материала

Выбор кровельного материала зависит от следующих факторов:

• уклон крыши;

• конструктивные и архитектурные особенности дома;

• материального положения застройщика;

• эксплуатационный срок кровельного материала.

Наибольшим спросом для покрытия крыши дома у индивидуальных застройщиков пользуются такие кровельные материалы как:

• волнистый асбоцементный шифер (уклон крыши - 25-45°; срок эксплуатации - 30 лет, окрашенный до 40 лет);

• металлочерепица (уклон крыши - 20-40°; срок эксплуатации не менее 30-35 лет);

• кровельная сталь (уклон крыши - 18-30°; срок эксплуатации - 25-30 лет);

• волнистый битумный шифер (Ондулин) (угол уклона крыши - около 35-40°; срок эксплуатации не менее 50 лет)*;

* Данный вид кровельных материалов в основном предназначен для укрытия кровли в не отапливаемых помещениях, при применении его в качестве кровельного материала для укрытия крыш бань, домов существует вероятность того, что битумный волнистый лист может потрескаться, деформироваться, а так же потерять свой цвет.

Этапы строительства дома по каркасно-рамочной технологии

Строительство каркасного дома ведется в следующем порядке:

1. Выбор места.

Выбор места под строительство каркасного дома практически ничем не отличается от выбора места под строительство кирпичного или бревенчатого дома. Это структура грунта на участке места застройки, расположение относительно путей сообщения, уровень грунтовых вод, климатические условия местности и т.п. Но все же есть отличие при выборе места под строительство каркасного дома - строительство каркасного дома можно производить на так называемых «слабых» грунтах (просадочных, илистых и т.п.), из-за сравнительно небольшого веса такого дома (стена каркасного дома - 1 м2 весит 30-50 кг, а, к примеру, 1 м2 стен бревенчатого дома равен 85-110 кг, так что нагрузка на грунт каркасного дома будет примерно в два раза меньше, чем бревенчатого дома).

Закладка фундамента дома и укладка закладных бревен (только для деревянного каркаса)

Примечание: при устройстве деревянного каркаса необходимо сделать два закладных венца из бруса или бревен и только тогда устанавливается каркас дома (нижняя обвязка, стойки и верхняя обвязка).

Возведение каркаса и укладка балок потолка и пола, устройство крыши дома

Примечание: устойчивость каркаса обеспечивается за счет укосин - в начале при установке стоек устанавливаются временные укосины, потом крепится верхняя обвязка, каркас выравнивается по уровню и отвесам и только тогда устанавливаются постоянные укосины.

Наружная обшивка стен дома, установка окон, дверей

Примечание: установку окон и дверей в каркасном доме можно производить непосредственно во время строительства, так как каркас дома не дает усадки, как, например, бревенчатый дом.

Утепление и внутренняя обшивка стен

Примечание: прежде чем начать укладку утеплителя в межстеновое пространство, необходимо сделать гидроизоляцию стен дома, потом укладку утеплителя, после пароизоляцию и, только после выполнения этих работ, можно приступать к обшивке стен дома.

Устройство пола, потолка и перегородок

Примечание: при устройстве пола необходимо осуществить работу по подготовке подполья, как это сделать и сам принцип устройства пола можно прочитать в статье

Внутренняя и наружная отделка каркасного дома

Устройство коммуникаций

*Если коммуникации решено сделать встроенными в стену дома, то в этом случае эту работу необходимо выполнить до внутренней обшивки и утепления стен.

2. Устройство крыши.

Принцип устройства крыши каркасного дома не отличается от устройства крыши на домах другого вида.

• система стропил;

• обрешетка;

• гидроизоляция;

• кровельное покрытие.

Устройство крыши

Для крыш с жилым чердачным помещением - мансардного вида, необходимо сделать еще и пароизоляционный слой (пароизоляционные пленки, мембраны и т.п.). После того, как пароизоляция сделана, необходимо выполнить работы по утеплению крыши - минераловатными утеплителями, пенопластом и т.п. Выбор вида теплоизоляционных материалов и их количества зависит - от климатических условий места проживания застройщика, от материального положения и от утепляемой площади дома.

3. Обшивка и утепление каркаса.

А) из термопрофиля

Обшивка и утепление каркаса из термопрофиля

Снаружи каркас обшивается, листами ОSВ или СМЛ, с внутренней стороны стены каркаса обшиваются ГВЛ, ЦСП или же пазогребневыми плитами. В качестве утеплителя стен в основном используются минераловатные плиты имеющие толщину 150-200 мм или же межстеновое пространство каркаса заливается газо- пенобетоном.

Б) из древесины

Обшивка и утепление каркаса из древесины

В качестве материала для обшивки стен деревянного каркаса можно выбрать следующие материалы:

4. «Черновая» обшивка стен.

• доска необрезная ошкуренная;

• доска обрезная 2-го сорта (без гнилостных и грибковых налетов), допускаются дефекты такие как - обзол, торцевое коробление (прогиб не более 3 мм по центру доски), мелкие трещины;

• OSB, ЦСП, и прочие плитные влагостойкие материалы.

5. Чистовая обшивка стен.

• внутренняя: ДСП, ГВЛ, ДВП, изоплита и т.п.

• наружная: доска шпунтованная (вагонка) высшего сорта, кирпич (не силикатный!), сайдинг и т.п.

Подробнее прочесть об обшивке каркасного дома можно в статье .

В качестве утеплителей в основном используются минераловатные утеплители на негорючей основе, в некоторых случаях межстенове пространство засыпается сыпучими утеплителями - керамзит, стружка, опилки или шлак

Важно! Но не стоит относиться к строительству каркасно-рамочного дома, как к сборке детского конструктора Lego. На первый взгляд может показаться, что в устройстве каркаса нет ничего сложного - уложил нижнюю обвязку, поставил стойки, скрепил их сверху и готово. Потом крыша, обшивка, утепление… и дом готов! Заходи, живи. Так то оно так, каркасный дом строится быстрее остальных видов домов. Но он не терпит не профессионального строительства. Нарушение или не качественная работа по устройству хотя бы одного элемента каркасного дома может привести к снижению срока эксплуатации или дома будет холодным.

Ошибки самостроя и их последствия

Если вы сами строите каркасный дом вам необходимо соблюдать некоторые основные правила строительства:

1. Планировка дома

   Если вы решили построить дом используя собственный проект, то необходимо учесть пространственный объем внутренних помещений. К примеру, не стоит делать планировку в доме 6х6м с разделением его на три комнаты, кухню и подсобные помещения. В этом случае комнаты будут тесными, проживание в таком стесненном пространстве может вызывать дискомфорт, а в собственном доме человек должен отдыхать и получать моральное удовлетворение.

2. Устройство каркаса
   • не применяйте при возведении каркаса строительных материалов имеющих дефекты, такие как - гнилостность древесины, грибковые налеты, механические повреждения и т.д. Если хотя бы попадется пара - тройка досок или брусьев имеющих повреждения древесины грибками или гнилью, то в процессе эксплуатации это может повлечь следующие последствия: деревянные элементы конструкции каркаса имеющие здоровую древесину могут быть поражены грибком и подвергнутся гниению, что отрицательно скажется на теплопроводности древесины и на ее физических свойствах
   • обработка антисептиками основания каркаса обязательна, так как в основном скорейшему поражению древесины гнилью и грибками подвержены закладные бревна и нижний брус обвязки каркаса, так же не стоит пренебрегать и качеством выполняемой гидроизоляции деревянной конструкции дома от поверхности фундамента.
3. Утепление стен

   Неоднократно сталкивался с тем, что многие самостройщики экономят на утеплении стен и их гидро- пароизоляции. Это, конечно же, не допустимо, та как не качественно выполненная гидро- пароизоляция внешних и внутренних стен дома приводит к образованию в межстеновом пространстве большого количества конденсата, который увлажняет утеплитель и тот в свою очередь теряет свои изначальные теплоизоляционные характеристики.

4. Устройство пола и потолка
   • если вы строите дом с подвалом, то в этом случае необходима хорошо продуманная система вентиляции подвального помещения, особенно той части где планируется хранение овощей, если подвал будет плохо проветриваемым, то это несомненно приведет к повышению влажности и деревянные конструкции дома, прилегающие к подвалу - половые лаги, половые доски, закладные бревна будут подвержены воздействию на них образовавшегося конденсата и вследствие чего, древесина будет загнивать, появится грибок, все это снижает срок эксплуатации деревянных элементов основания дома и пола
   • на потолочном перекрытии дома должна быть выполнена пароизоляция со стороны жилой части дома и гидроизоляция с наружной стороны потолочного перекрытия - не сделав один из изоляционных видов потолка, вы получите потолочное перекрытие с высокой теплопроводностью. Как известно - теплый воздух всегда поднимается вверх и если не сделать хорошую пароизоляцию (или вообще ее не сделать), то этот теплый поток воздуха примерно на 35%(!) будет уходить в чердачное помещение, что потребует дополнительных затрат на отопление жилой части дома.
5. Фундамент

   Устройство фундамента - это важный этап строительства, основание дома должно быть прочным и надежным. Если нарушить технологию возведения фундамента, то дом может сильно «вести» во время сезонных подвижек грунта, кровля дома будет подвергаться перекосам и кровельный материал, такой как асбоцементный шифер, будет растрескиваться и протекать, этим нарушаются не только эксплуатационные характеристики дома, но и его эстетичный вид.

Эти и многие другие моменты необходимо брать в расчет строительства дома и как говорится - разбирать внимательно чужие ошибки и не повторять их. Так что, прежде чем приступать к строительству каркасного дома - нужно забыть, что это просто сделать, и внимательно изучить литературу по каркасному строительству, проконсультироваться со специалистами в области строительства именно каркасных домов (их устройство принципиально отличается от устройства бревенчатого или брусчатого дома). Если вы полностью не уверены, что сможете построить дом сами качественно и надежно, то лучше нанять бригаду строителей, а полученные знания от прочитанного материала вам пригодятся - вы сможете осознанно контролировать насколько качественно и профессионально строительная бригада выполняет свою работу.

Внимание: Цены в таблице представлены на момент 2008 год.

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.