Каркасно-обшивные и каркасно-щитовые дома

Каркасные дома имеют достаточно высокую степень сборности и в значительной степени отвечают задачам индустриализации строительства.

Каркас этих зданий представляет собой жесткий остов, который по его возведении заполняется ограждающими элементами.

Деревянные каркасы заводского изготовления собираются из однотипных деталей (стоек, ригелей, обвязок и т.п.), смонтированных в относительно крупные элементы – рамы. На строительной площадке из этих рам монтируется каркас здания в целом. Благодаря этому значительно снижается трудоемкость и сокращаются сроки строительства.

В современном строительстве применяются два типа каркасов:

– с поэтажными стойками;

– со сквозными стойками (рис. 2.1).

Каркасы с поэтажными стойками (или, так называемые, платформенные каркасы) состоят из стоек верхней и нижней горизонтальных обвязок. Стойки опираются на нижние обвязки и связываются поверху верхними обвязками.

а)                                                          б)

Рис. 2.1. Типы каркасных сборных домов:

а – с поэтажными стойками; б – со сквозными стойками; 1, 3, 6 – обвязки – верхняя, нижняя, междуэтажная – 2 (50 х 50); 2 – балки 50 х 200; 4 – стойки 50 х 100; 5 – цоколь (каменный); 7 – раскосы 25 х 150; 8 – угловая стойка 2(50 х 100)

Нижние обвязки являются одновременно опорами для балок перекрытий на каждом этаже.

В каркасах со сквозными двухэтажными стойками стойки связываются нижними, междуэтажными и верхними обвязками. Эти обвязки в виде доски на ребро служат и опорой для балок перекрытия.

Наиболее распространены платформенные каркасы, как более удобные в изготовлении и монтаже. Кроме того, в этом случае из одних и тех же элементов можно возводить одноэтажные и многоэтажные дома.

Так как каркас состоит из большого количества элементов, соединенных между собой простейшим способом – на гвоздях, при проектировании необходимо обратить особое внимание приданию ему необходимой жесткости. Необходимо также учитывать особые свойства древесины (возможность коробления, загнивания и др.) и обеспечить в связи с этим благоприятные условия работы всех элементов каркаса.

Обвязки обычно делаются из брусков (100×100, 120×180 или 150×150 мм) или парных досок (50×100 мм), угловые стойки – из парных досок общим сечением 100×100 мм; рядовые стойки – из досок 50×100 мм; балки перекрытий чаще всего имеют сечения 50×100 мм, 50×150 мм или 50×180 мм.

Для обеспечения жесткости и неизменяемости каркаса между стойками вводятся раскосы или, поскольку раскосы затрудняют заполнение утеплителем, производится косая наружная обшивка.

Балки перекрытий ставятся на обвязки у стоек.1

Расстояния между стойками выбираются с учетом размеров плитных теплоизоляционных материалов (обычно в пределах 600÷1000 мм). Между стойками и балками на уровне обвязок вводятся дощатые распорки (рис. 2.2). Оконные и дверные коробки устанавливаются между стойками каркаса. Поэтому их размеры должны быть увязаны с шагом стоек. Если окно шире этого шага, стойка вырезается и в каркас вводятся горизонтальные элементы (ригели), образующие проем (рис. 2.3).

Стены деревянных каркасных домов могут быть каркасно-обшивными, с рулонным или плитным утеплителями, и каркасно-щитовыми.

В качестве рулонных утеплителей применяют шевелин или соломенный войлок, в качестве плитного – фибролит, древесноволокнистые плиты (оргалит), минераловатные плиты, торфоплиты, соломит, камышит и т.п.

а)                                                          б)

Рис. 2.2. Детали каркасного дома с поэтажными стойками:

а – укладка балок перекрытия; б – устройство распорок между балками; 1 – угловая стойка 2 (50х100); 2 – балки 50х200; 3– закладная доска; 4 – обвязка 2 (50х100); 5 – распорки 50х75 в середине пролета балки

С внутренней стороны каркас обшивается тесом, фанерой или сухой штукатуркой. Под обшивкой прокладывается слой пароизоляции (рулонный материал или алюминиевая фольга, которая, как сказано выше, одновременно улучшает теплотехнические качества стены).

Рис. 2.3. Устройство оконных и дверных проемов в каркасной стене

С наружной стороны каркаса делается косая (под углом 45°) обшивка из нестроганных досок. По обшивке укрепляются для предупреждения продувания стены листы картона. По картону устраивается лицевой слой в виде обшивки из тонких досок внахлестку или в шпунт из асбестоцементных плиток, древесноволокнистых водоустойчивых плит или водостойкой фанеры.

В каркасно-щитовых конструкциях пространство между стойками каркаса заполняется готовыми щитами заводского изготовления. Применение щитов резко снижает трудоемкость монтажа по сравнению с каркасно-обшивными стенами и повышает качество здания (рис. 2.4).

Высота щитов делается равной расстоянию между нижней и верхней обвязками каркаса. Щит состоит из обвязок, расположенных по его контуру (рамы), внутренней и внешней обшивок, между которыми ставится утеплитель. Рама делается из брусков или досок, ширина которых должна быть равна ширине стоек каркаса. Утеплитель должен быть по возможность легким (из легких плит, рулонных материалов или из оргалита с воздушными прослойками). Внутренняя обшивка щитов может быть из тонких досок (16 мм) по слою пароизоляции, из водостойкой фанеры или слоистого пластика. Наружная обшивка делается также из тонких досок по слою строительного картона, соединенных в шпунт или внахлестку.

а)                                       б)

Рис. 2.4. Деревянные стеновые щиты (панели):

а – общая конструктивная схема щита; б – размещение щита между стойками каркаса; 1 – термоизоляция; 2 – обвязка 75х85; 3 – прокладки 35х50; 4 – обшивка (продольная); 5 – стойки каркаса; 6 – щит; 7 – дощатая поперечная обшивка; 8 – наружная сторона стены

Наружную обшивку выпускают за рамы щита для образования четверти, которая закрывает сопряжение щита со стойками и об­вязками. Снаружи и изнутри места стыкования щитов закрываются нащельниками (рис. 2.4, б).

Для устройства окна в каркас вставляется оконная коробка, бруски которой прибиваются к стойкам. Между вершинником коробки и ригелем для предупреждения передачи нагрузки от каркаса на коробку оставляется зазор – 10 мм. Зазоры между коробкой и элементами каркаса проконопачиваются и закрываются нащельниками. Снаружи к коробке прикрепляется отливная доска, а с внутренней стороны – подоконная доска.

Для домов каркасно-щитовой конструкции предусматриваются специальные щиты с оконными или дверными проемами. В этих случаях коробка крепится к обвязкам щита.

Междуэтажные (и нижние) перекрытия состоят из балок, между которыми укладываются готовые щиты наката. Накат собирается из щитов, которые делаются из брусков толщиной 50 мм. Щиты своими поперечными брусками укладываются на черепные бруски балок. Поверх наката укладываются плиты утеплителя или засыпка.

Потолок образуется путем обшивки перекрытия снизу фанерой или сухой гипсовой или органической штукатуркой.

Чердачное перекрытие имеет конструкцию, аналогичную междуэтажному, но поверх наката под утеплителем устраивается пароизоляция, а пол не делается.

Стропила опираются на мауэрлатный брус, уложенный по верхней обвязке. Карнизный свес образуется выпуском концов стропильных ног.

Конструкции полов, крыш, лестниц и других элементов каркасных зданий не имеют специальных различий от описанных ранее, в курсе "Конструкции гражданских зданий из мелкоразмерных элементов".

Щитовые дома

Щитовые бескаркасные конструкции деревянных сборных домов являются наиболее индустриальными. Они позволяют все строительные процессы на площадке свести к немногочисленным операциям по монтажу укрупненных элементов, дополняемых лишь незначительным количеством доделочных работ.

Основной конструктивной и сборочной единицей в щитовых домах являются деревянные щиты, применяемые для устройства стен, перекрытий и других конструктивных элементов здания.

Щитовые бескаркасные конструкции пригодны для небольших одноэтажных зданий.

В щитовом доме стена может быть образована вертикальными или горизонтальными щитами.

При вертикальной схеме (рис. 2.5) требуется четыре типа щитов, причем все стыки между щитами располагаются вертикально; при горизонтальной схеме число типов щитов равно восьми и часть стыков между щитами расположена горизонтально.

Горизонтальные стыки хорошо уплотняются под влиянием веса выше расположенных щитов, но требуют дополнительных мероприятий для предупреждения затекания в них воды.

Из-за меньшего количества типоразмеров щитов, их общего меньшего количества и однотипности, а также надежности стыков, предпочтение отдается вертикальной схеме.

а)

Рис. 2.5. Схемы разрезки деревянной щитовой стены (дома щитовой конструкции):

а – при вертикальных щитах; б – при горизонтальных щитах

б)                                                               

Щиты внутренних стен изготавливаются без теплоизоляционных слоев с одинаковой обшивкой с двух сторон.

При проектировании щитового дома одной из важных задач является достижение минимального количества типоразмеров щитов. Поэтому проектирование ведется на основе модульной разбивочной сетки (рис. 2.6). Из рисунка видно, что для наружных стен применены только три типа щитов (глухой, с окном и дверью).

а)                                                          б)

Рис. 2.6. Разбивочная схема плана одноквартирного деревянного щитового дома:

а – план раскладки стеновых щитов; б – то же, щитов перекрытия; 1 – щиты перекрытия

Плотность стыка достигается установкой снаружи и изнутри нащельников, рейки-шпонки, вставляемой в пазы боковых сторон обвязки, вкладышей различных форм, уплотняющих прокладок из упругих материалов и тщательной конопаткой оставшихся после монтажа зазоров.

Угловой стык осуществляется с помощью доборного квадратного бруса, сторона которого равна толщине обвязки щита. При этом с внутренней стороны стык закрывается треугольным бруском.

Размеры щитов принимаются с учетом размеров здания, условий транспортировки и монтажа. При этом имеются в виду обычные транспортные средства (грузовые автомобили, железнодорожные вагоны) и легкая механизация при монтаже зданий. Размер щитов по длине принимается равным высоте этажа, т.е. 2,8 ÷ 3 м; ширина обычно не превышает 1,2 м; толщина 100 ÷ 120 мм; вес щита не превышает 200 кг.

 Рис. 2.7. Деталь стыка стеновых щитов:

1 – шпонка; 2 – внутренний нащельник;

3 – наружный нащельник

По своей конструкции щиты близки к щитам, применяемым в каркасно-щитовых зданиях. Однако если в каркасно-щитовых зданиях щит является только ограждающей конструкцией, а функции несущей конструкции выполняет каркас, то в щитовых зданиях щит одновременно является и несущей, и ограждающей конструкцией. Поэтому в последнем случае обвязка стенового щита рассчитывается на восприятие нагрузок от других элементов здания (чердачного перекрытия и крыши), т.е. делается более прочной и жесткой. Для повышения жесткости обвязки в конструкцию щита часто вводятся средники (2 ÷ 3 по высоте). Внутренняя и наружная обшивки и теплоизоляционные слои делаются из таких же материалов, которые принимаются в каркасно-обшивных и каркасно-щитовых зданиях.

Перекрытия в щитовых домах также делаются щитовой конструкции (рис. 2.8), хотя применяются и балочные перекрытия со сборными накатами (как в каркасных зданиях).

 Длина щитов перекрытий соответствует перекрываемому пролету, а ширина – ширине щитов стен. При назначении толщины щита учитывается его работа на изгиб.

Щиты нижнего и чердачного перекрытий снабжаются теплоизоляцией аналогично стеновым щитам.

Пароизоляционный слой в щитах нижнего перекрытия укладывается под верхним дощатым настилом, а в щитах чердачного перекрытия – поверх нижней обвязки.

В местах опирания стеновых щитов по цоколю укладывается гидроизоляционный слой и цокольная обвязка из бруса и доски. Толщина цокольной обвязки делается равной толщине обвязки щита, а их стык снаружи перекрывается наружной обшивкой щита и специальным отливом.

а)                                                                   б)

Рис. 2.8. Сборные деревянные щиты перекрытий:

а – нижнего; б – чердачного; 1 – дощатый настил (чистый пол) 22 мм; 2 – пароизоляция; 3 – фанера 6мм; 4 – нижняя дощатая обшивка 16 мм; 5 – верхняя дощатая обшивка         16 мм; 6 – утеплитель

Нижнее перекрытие опирается на доску цокольной обвязки. В этом случае длина щита перекрытия равна расстоянию между щитами несущих стен (в свету).

Возможно опирание наружных стеновых щитов на короткую сторону щита нижнего перекрытия.

Щиты чердачного перекрытия опираются на щиты наружных и внутренних стен и поверху (в плоскости стены) соединяются обвязкой, играющей одновременно роль мауэрлата.

Стропила крыши собираются на месте из отдельных элементов, заготовленных на заводе и сколачиваемых гвоздями. По стропилам укладываются щиты, также заготовленные на заводе и снабженные сплошной или разреженной обрешеткой (в зависимости от материала кровли).

Кровля в индустриальных домах устраивается деревянной, из рубероида, черепицы, волнистых асбестоцементных или металлических листов.

КРУПНОПАНЕЛЬНЫЕ ЗДАНИЯ