Деревянный дом элементы конструкции

Обновлено: 09.05.2024

Каркасные и щитовые дома как особо массовый тип — плод конвейерного производства и строительства. Разработаны они были более 100 лет назад в Детройте Фордом для рабочих автомобилестроительного комплекса. Эти посёлки сохранились и до настоящего времени. Строительство домов каркасной конструкции менее трудоёмко, чем рубленых. Стены таких домов состоят из несущих стоек, обвязок, утеплителя и отделочных слоев. Срок службы каркасных домов составляет 30 лет и более, а при хорошей биологической защите его можно увеличить в два раза. Строительство таких домов менее трудоёмко, при этом каркасные конструкции более экономичны по сравнению с рублеными, так как для их изготовления требуется в 1,5 — 2 раза меньше древесины, а по своим теплотехническим характеристикам они не уступают, а в некоторых случаях даже превосходят стены сруба. К примеру, если у нас часто сооружают каменные коттеджи в стиле старофранцузских мини-замков, то в соседней Скандинавии повсеместно предпочитают традиционную архитектуру сруба, хотя и в усложнённой тектонике. Поскольку скандинавы уже давно строят по новым теплотехническим технологиям (с увеличенным до 7 раз теплосопротивлением), их срубы только внешне выглядят таковыми. На самом деле это не что иное, как весьма искусная имитация: каркасно-щитовые дома заводского изготовления с мощным слоем минераловатной изоляции. После сборки такие дома обшивают с фасада шпунтованными пластинами со скругленными кромками, которые и создают вид рубленой конструкции. По углам таких зданий примонтированы столбчатые «клети», из бревенчатых коротышей с внутренними анкерными тяжами под напрягающими гайками, которые не только завершают образ бревенчатого дома, но и являются надёжной опорой для легких слоистых стен.

Рис. 1. Традиционная конструкция каркасного дома : 1 — нижняя обвязка; 2 — стойка; 3 — подкос; 4 — верхняя обвязка; 5 — лаги; 6 — балка чердачного перекрытия; 7 — стропильная нога; 8 — обрешётка.

Рис. 2. Схема типового каркасного домика с высокой крышей : 1 — нижняя обвязка; 2 — деревянная обшивка; 3 — стойки каркаса; 4 — верхняя обвязка; 5 — ограждение лоджии; 6 — лобовая доска; 7 — стропильная нога; 8 — обрешетка; 9 — подкос.

Типичные традиционные конструкции дома с каркасными конструкциями представлены на рис. 1 и 2. Несущие стойки каркаса, обвязки и раскосы выполняют из брусков сечением 50x100 и 100x100 мм, которые устанавливают на расстоянии от 0,5 до 1,5 м друг от друга, привязывая их к дверным и оконным проемам. Стойки каркаса устанавливают на нижнюю обвязку, служащую его основанием (рис. 3). Обвязка изготавливается из бревен, брусьев или досок и опирается либо на балки цокольного перекрытия, либо непосредственно на цоколь по слою гидроизоляции. Углы нижней обвязки выполняют так, как показано на рис. 56 или, в более упрощенном варианте — на рис. 4. Соединение — гвоздями, скобами, в идеальном варианте — шипами. Расстояние между несущими стойками каркаса выбирают из условий жёсткости и размеров обшивочного материала, используемого при строительстве дома.


	Рис. 4. Вариант нижней обвязки : 1 — гнездо для угловой стойки; 2 — гнёзда для промежуточных стоек; 3 — усиливающие доски.

Рис. 3. Формирование каркаса на нижней обвязке: 1 — фиксация промежуточных стоек; 2 — сборка усиленного гнезда для угловой стойки; 3 — фиксация угловой стойки.	Рис. 6. Вариант заполнения каркаса: а — камышитом; б — засыпкой; 1, 4— камышит; 2 — стойки; 3 — штукатурка; 5 — плотная бумага, пергамин; 6 — обшивка; 7 — засыпка.

При этом расстояние между балками цокольного и чердачного перекрытия должно соответствовать расстоянию между стойками каркаса, что позволяет получить конструктивную схему с чёткой передачей нагрузок по несущим элементам стен и перекрытий (рис. 5). Для придания каркасу большей жёсткости всегда между стойками с двух их сторон ставят дощатые подкосы, врезая их заподлицо с обвязом сковороднем или полусковороднем. На стойки устанавливают верхнюю обвязку (желательно на прямых шипах), а в нее врубают потолочные балки, на которые крепятся стропила. В местах расположения окон и дверей между стойками врезают дополнительные бруски, на которые будут опираться оконные или дверные рамы. Для внутренних перегородок предусматривают установку стоек, чтобы можно было выполнить перегородки с использованием брусков нижней обвязки.

Рис. 5. Каркасная конструкция с прямой передачей нагрузок по несущим элементам : 1 — стенка; 2 — столб фундамента; 3 — нижняя обвязка; 4 — стойка; 5 — обрешетка; 6 — балка чердачного перекрытия; 7 — стропильная нога; 8 — верхняя обвязка; 9 — раскос.

Наружная обшивка должна быть атмосферостойкой и хорошо защищать внутреннее пространство каркаса от увлажнения и продувания. Вид наружной отделки каркасных стен выбирают из архитектурных соображений, наличия материалов и т.д. Возможен вариант выполнения наружной обшивки в два этапа. Сначала наружные стены обшивают черновыми досками, а после этого устраивают декоративную облицовку. Это может быть гонт, вагонка, кирпич или один из видов облицовочных панелей, которые в большом изобилии появились на строительном рынке. Обшивают стены с наружной стороны сосновыми, еловыми досками, которые располагают горизонтально для придания строению необходимой жесткости. Можно применять различные сочленения досок: встык, в шпунт (в четверть), внахлёстку и т.д. Следует отдавать предпочтение сочленению в шпунт и внахлестку, так как такие стены менее проницаемы для ветра. При такой обшивке между досками и облицовкой размещают влагонепроницаемую строительную бумагу, что дополнительно защитит древесину от атмосферных воздействий. Лучшим решением считается устройство наружной обшивки в виде экрана, расположенного от поверхности стены на расстоянии 3 — 5 см с образованием полости для вентиляции. В этом случае каркас с наружной стороны сначала обшивают твёрдыми древесноволокнистыми плитами толщиной 3 — 4 мм, затем сверху набивают вертикальные рейки или бруски, а по ним крепят наружную обшивку. Такое решение хотя и требует дополнительного расхода материалов, однако обеспечивает более надёжную защиту утеплителя от увлажнения, а древесину от биологического разрушения.

В качестве утеплителя могут быть использованы органические и неорганические материалы. Применяя тот или иной утеплитель, следует обеспечить его эффективность в процессе длительной эксплуатации дома. Поэтому нельзя допускать уплотнения и осадки сухих засыпок, а также намокания и загнивания органических утеплителей. Утеплители, применяемые для каркасного домостроения должны обладать плотностью не более 500 — 600 кг/м3. Наиболее часто используемые для этой цели утеплители и их характеристики отражены в таблицах.

Плитные утеплители

Плиты	Размер, мм			Площадь, м2	Масса, 1 м2, кг
Плиты	высота	длина	толщина	Площадь, м2	Масса, 1 м2, кг
Несгораемые полужесткие	600	600	50	0,36	2,25
Стекловатные	600	300	50	0,21	1,35
Несгораемые минераловатные	600	600	50	0,36	2,25
Полужесткие теплоизоляционные на синтетической связке	600	300	50	0,21	1,35

Характеристики утеплителей

Как видно из таблицы самыми эффективными являются минераловатные плиты и пенопласты. При этом пенопласты имеют единственный недостаток — плохую огнестойкость. Другие утеплители из-за относительно высокой теплопроводности можно применять лишь в районах с расчетной температурой до -25°С. Варианты засыпки полостей каркаса показаны на рис. 6.

Органические утеплители перед засыпкой нужно антисептировать, смешивать с минеральными вяжущими (цемент, известь, гипс) и во влажном состоянии укладывать с лёгким трамбованием. Основной недостаток сухих засыпок заключается в их осадках, вследствие чего могут образоваться пустоты. Поэтому при их использовании стены поднимают на 200 — 300 мм выше потолочных балок. Через некоторое время засыпку добавляют. Для этого же устраивают выдвижные подоконники или под окнами применяют только плитные или волокнистые материалы. Плитные утеплители крепят к стойкам каркаса двумя прижимными брусками сечением 20x30 мм. Их прибивают по всей длине стоек так, чтобы они образовали пазы, в которые плотно без зазоров можно было вставлять вырезанные в плите гребни. Углы строения, а также коробки дверей и окон с внешней и внутренней сторон обшивают досками и наличниками. Для предохранения от гниения наружную сторону стен покрывают олифой и окрашивают.

Для защиты засыпки от паров воздуха, движущегося зимой со стороны помещения, необходимо укладывать с внутренней стороны изоляционный слой из пергамина или другого изоляционного материала. Внутренние стены можно оштукатурить по дранке или оклеить обоями по обшивке из гипсокартонных плит или других листовых материалов. При этом нужно учитывать, что некоторые виды древесностружечных плит имеют высокую токсичность и запрещены для использования в жилых помещениях. Тонкие древесноволокнистые плиты при изменении влажности воздуха могут коробиться. Для предотвращения этого явления их склеивают попарно, используя любой медленно сохнущий клей.

Прежде чем начать строительство своего дома, следует определиться с технологией его возведения. Выбор её зависит в первую очередь от затрат денег и времени на будущую новостройку. Каркасный дом – это малоэтажное быстровозводимое жильё, построенное на основе конструкции из дерева или металла.

Смонтированный деревянный каркас коттеджа

С каждым годом набирает популярность благодаря тому, что оно в меньшей мере подвержено внешним воздействиям, тёплое, лёгкое, имеет современный привлекательный вид.

Достоинства

Деревянное каркасное жильё по качественным характеристикам не уступает кирпичным домам, бетонным домам, а по некоторым параметрам их превосходит:

Вариант конструкции двухэтажного каркасного дома

Схема устройства паропроницаемости каркасного дома

Недостатком каркасного жилья, как всех деревянных построек, является пожароопасность. А если для отделки использовать дешёвые материалы, содержащие фенолформальдегидные смолы, то об экологической безопасности говорить также не приходится. Поэтому при возведении дома следует подбирать строительные материалы очень осторожно.

Основные составные части

Каркас малоэтажной деревянной конструкции составляют:

фундамент;
балки нижней обвязки;

Схема конструкции деревянного каркаса дома

Вертикальные стойки бывают угловые и промежуточные. Назначение тех и других – соединение верхней обвязки и нижней. Оно осуществляется обычно способами: с использованием металлических уголков или с помощью полной врубки и нагелей. Укосы используются для того, чтобы каркас не перекашивался, не изменил своего положения при воздействии сильного ветра.

Материалы

Если запланировано строительство деревянного дома, то из древесины должны быть следующие основные элементы:

брус для закладного венца, верней обвязки и боковых стоек конструкции;
доски для поперечин и черновой обшивки каркаса;
бруски для опорных укосов.

Кроме дерева, монтаж дома выполняют с использованием материалов для кровли, внутренней и внешней отделки стен дома, пароизоляции, утепления.

Схема устройства полов в каркасном доме

Не следует забывать об антисептиках, а также об антипиренах для обработки древесины. Крышу обычно делают из гибкой финской черепицы. Очень привлекательно смотрится отделка каркасного жилища, имитирующая деревянный брус. Для теплоизоляции используют пенопласт или минеральную вату. Утеплитель с наружной стороны стен защищают влагостойкой фанерой, цементно-стружечными плитами.

Строительство каркасного деревянного дома

Чтобы стать собственником каркасного жилья, можно купить готовые его элементы, сделанные на заводе, перевезти домой и осуществить их сборку. Это называется щитовая технология, достоинство которой определяется быстротой возведения новостройки. Она требует использования крана для установки готовых щитов и, как правило, заливки ленточного фундамента.

Проект деревянно-щитового дома 6 на 6 можно построить собственными руками с нуля, что обойдётся значительно дешевле, к тому же домовладелец получит большое удовлетворение от реализации своих идей в процессе строительства.

Чертеж для постройки каркасного коттеджа

Каркас жилища может быть из металлических балок. Но они используются не так уж часто. Это обусловлено тем, что металл значительно дороже дерева, а для монтажа конструкции нужна грузоподъёмная техника.

Использование деревянных балок позволяет осуществить возведение дома самостоятельно, без привлечения квалифицированных строителей и специальной техники. Как при строительстве любого здания, каркас будущего здания прорабатывается на бумаге или в специальной компьютерной программе. Проект его можно разработать самому домашнему мастеру, специальные навыки необязательны. На чертеже разрабатываются все элементы будущего дома, их размеры, подгонка, способы соединения, крепления основных деталей.

При выполнении строительных работ не обойтись без следующих инструментов и материалов:

молоток, гвозди, саморезы;
металлические кронштейны;
балки, брусья, доски и лаги;

Крепление балок каркаса и лаг пола

Фундамент

Начинают строительство с закладки фундамента. Благодаря невысокому весу деревянного здания он может быть лёгкий ленточный или столбчатый. Выбрав тот или иной вариант, производят разметку территории.

Котлован под фундаментную ленту должен быть таких размеров, чтобы она сама была шире стены сантиметров на 5–7 и уходила в землю примерно на 30 см.

На дно выкопанной траншеи насыпают песчаную подушку 5 см и утрамбовывают. Она необходима для того, чтобы уменьшить влияние смещающихся слоёв почвы. Затем котлован укрепляют опалубкой из досок или другого листового материала. После этого монтируют арматуру на прутьях. Их забивают в землю для того, чтобы на них держалась арматурная сетка, для монтажа которой можно использовать продольные металлические детали непригодных велосипедов или детских колясок.

Готовый ленточно-столбчатый фундамент под каркасный дом

Их соединяют, используя металлическую проволоку. Цементный раствор домашний мастер может сам приготовить и залить, используя в определённых пропорциях цемент высокой марки, воду, песок, пластификатор, щебень или гравий. Перед тем как устанавливать каркас, готовый фундамент надо покрыть гидроизоляционным материалом.

Если под домом не планируется цокольный этаж или подвал, то используется столбчатый фундамент. Бетонные, кирпичные или металлические столбы устанавливают по углам будущей постройки, а также на пересечении внутренних и внешних стен. Сверху эти элементы объединяют обвязочным толстым брусом, на котором будет стоять конструкция. Обвязку изолируют от фундаментных опор двумя слоями рубероида.

Иначе в местах соприкосновения дерева с бетоном, кирпичом или металлом может появляться конденсат, древесина начнёт гнить.

Обвязка

Для монтажа нижней и верхней обвязки необходим брус размерами 150х150 мм. Он может быть из дуба, лиственницы или сосны. Предварительно его обрабатывают антипиреном и антисептическим раствором. Углы сводят по принципу «шип-паз» с плотной подгонкой, без зазоров.

Можно соединять, используя металлические крепёжные элементы, но соприкасаясь с деревом, они окисляются, со временем вызывают гниение древесины.

Вертикальные опорные брусья по длине должны обеспечивать потолок на высоте примерно 2,7 м. Выше – могут возникнуть проблемы с обогревом, ниже – летом будет душно.

Их размещают по углам, а между ними промежуточные.

Первоначально вертикальные стойки укрепляются временными укосами, по два на каждую опору, но установив верхнюю обвязку, их заменяют постоянными. Для монтажа потолочной обвязочной рамы используют брусья с пазами. Когда она готова, её кладут на вертикальные стойки и прибивают гвоздями. Потолочные балки укладываются в пазы и крепятся стальными кронштейнами или уголками.

Стены

Предпочтительно, чтобы доска для тёплых стен была не менее 10 см толщиной.

Чертеж конструкции стен каркасного коттеджа

А выбор материала для утепления дома определяется предпочтениями хозяина. В наши дни наиболее качественным утеплителем признаётся пенополистирол. Он недорогой, воздухопроницаемый, является хорошим теплоизолятором.

Он не сбивается в утеплительной нише, не сползает вниз, как это происходит с минеральной ватой. После чего производится отделка стен изнутри, зачастую вагонкой. Удержать тепло помогают также установленные стеклопакеты с двойными или тройными стёклами.

Крыша

Первоначально укладывается прочный брус, на который будут опираться все другие элементы. Стропила соединяются гвоздями и под углом в форме буквы «А».

Пример крепления крышных стропил крыши каркасника

Затем делается обрешётка, сколоченная из досок одна от другой на дистанции 10 см. Верхнюю её часть, используя строительный степлер, покрывают рубероидом. Поверх него, начиная снизу, внахлёст настилается профилированный лист, шифер или черепица.

Коньковую полосу после завершения настила следует укрепить саморезами. По краям кровли делают водосборы со сливом. После этой процедуры устанавливают двери, окна, строят крыльцо, а по желанию и мансарду.

Ошибки строительства

Наиболее часто встречается проблема подготовки пиломатериалов. Иногда они недостаточно просушены, в процессе эксплуатации могут покоробиться и растрескаться. Потребителю после покупки можно самому устроить дополнительную просушку. Для этого доски с покрашенными торцами перекладывают деревянными брусками и накрывают листами шифера или профнастила.

А под плёнкой или рубероидом дерево будет преть. Доски в процессе сушки необходимо переворачивать каждую неделю. Не менее чем через месяц высушенный пиломатериал перебирают, откладывая искривлённый и покоробившийся.

Смонтированная крыша каркасного дома из профнастила

Далее следует проверить ширину досок. После просушки она может уменьшиться от 1 до 5 см. Это зависит от того, из какого участка ствола она сделана: из его края или сердцевины. Поэтому чтобы не возникли проблемы при обшивке стен, пола и потолка, весь пиломатериал следует дисковой пилой привести к единому размеру.

Ошибкой может быть экономия на толщине угловых балок, брусьев нижней и верхней обвязки. Цементно-стружечные плиты не надо подменять листами ДСП. Количество укосов не следует уменьшать. Каждая вертикальная балка деревянного каркаса должна укрепляться четырьмя раскосами: по два снизу и сверху. Иначе под напором сильного ветра каркас дома будет скрипеть.

Ещё одна ошибка: по истечении эксплуатационного срока, каркасное здание пытаются ремонтировать и латать, тратя большие деньги. Этого не рекомендуется делать, лучше его снести и построить новое. Фундамент можно использовать прежний, потому что под лёгким весов конструкции он практически нисколько не разрушился. Строительство такого же дома обойдётся дешевле постоянного ремонта обветшалого здания.

Строительство деревянных домов — популярное решение среди владельцев земельных участков по всей территории России. Это обусловлено полезными свойствами природных материалов. В качестве основных элементов выступает древесина хвойных пород. Она характеризуется высоким содержанием смол, которые выступают в роли натурального консерванта и предупреждают порчу и гниение.

Деревянные дома можно построить по брусовой или каркасной технологии строительства. Однако чаще всего под деревянными домами понимают именно брусовые постройки, элементы которых и будут разобраны в статье. Конструкционные элементы любого материала - это стены и перекрытия, а также балки, перегородки, фундамент и другие. Далее в статье будет подробно разобраны основные особенности каждой группы элементов.

Из каких материалов выполняются стены и перекрытия?

Для деревянного домостроения сейчас популярны 4 типа леса:

Оцилиндрованные бревна. Имеют правильную геометрическую форму цилиндра и одинаковый размер по длине за счет обработки на станках.
Полубрус (лафет). Бревна со спиленными двумя сторонами с характерной овальной формой. Требует тщательной ручной подгонки межвенцовых и угловых соединений.
Профилированный брус. Обрабатывается на станках под заданный профиль. Имеет характерное соединение на горизонтальных стыках по типу «шип-паз».
Клееный брус. Композитный материал, который получается в результате склейки армирующих ламелей в продольном направлении. Такой материал не трескается и дает меньшую усадку в сравнении с другими массивными строительными материалами из дерева.

Профилированный брус используется для строительства качественных и долговечных брусовых домов. Такие постройки экологически безопасны, ведь материал не содержит клея или других связующих химических компонентов. В таком доме будет хороший воздухообмен, а также профилированный тип бруса гораздо менее пожароопасен, в отличие от клееного. Профилированный брус может быть естественной влажности или камерной сушки, в зависимости от чего может потребоваться время на усадку.

Брусина предлагает готовые типовые проекты домов из профилированного бруса естественной влажности и камерной сушки. В каждом проекте вы можете выбрать нужную вам комплектацию с необходимым видом бруса.

При проектировании и строительстве деревянного дома важно учитывать естественную усушку дерева. Природный дышащий материал способен давать усадку до 8% от исходной высоты сруба. Поэтому все внутренние и наружные элементы (венцы, перекрытия, стропила и др.) устанавливаются с учетом упреждения. На практике, строительные бригады проводят нумерацию каждого бревна, поскольку здесь важно позиционирование всех элементов относительно друг друга.

Другие конструктивные элементы деревянного дома

Фундамент. Для брусового деревянного дома используют несколько типов фундамента: опорно-столбчатый, ленточный мелкозаглубленный и на винтовых сваях. Выбор зависит от площади и веса постройки. Для небольших дачных домиков подойдет ленточный тип, а для капитальных коттеджей в несколько этажей понадобится более надежный и затратный опорно-столбчатый фундамент.
Балки пола. Для чернового пола используется брус 100 х 150 мм, на который укладвается обрезная доска 20-22 мм. Если дом будет использоваться для постоянного проживания, рекомендуется обработать дерево антисептиком, а также уложить утеплитель 50-100 мм.
Стропила. Применяется обрезная доска 40 х 100 мм с покрытием ондулином или металлоцерепицей. Срок службы первого варианта составляет не более пяти лет, в то время как металлочерепица будет куда более долговечным вариантом. Она устойчива к морозу и имеет небольшой вес, что важно для тех, кто хочет снизить нагрузку на конструкцию.
Подшивка потолка. Сухая хвойная евровагонка категории A или B.
Наличники, ограждения и колонны. Делаются из того же материала, что и стены дома. Выбор формы, профилей и дополнительных элементов устанавливается по требованиям заказчиков.

При строительстве деревянного брусового дома важно знать основные конструктивные элементы постройки. На некоторых деталях можно сэкономить, если здание будет использоваться как летняя дача. Или наоборот, для дома для постоянного проживания нужно обратить особое внимание на дополнительное утепление и сборку углов. Подробности обо всех конструктивных элементах вы можете изучить в таблице комплектаций в каждом типовом проекте. Брусина предлагает несколько вариантов комплектаций, где вы наглядно увидите разницу материалов при строительстве брусовой дачи и капитального коттеджа.

Силовой каркас дома

Каркасные силовые схемы зданий состоят из колонн (стоек), обвязок, балок, ригелей, раскосов и других элементов, которые вместе с перекрытиями воспринимают все нагрузки, действующие на здание. От воздействия внешней среды помещения защищаются наружными стенами, которые придают каркасу дополнительную жесткость. Каркасный тип здания целесообразен там, где требуются большая свободная площадь помещений, а также в условиях, когда здания воспринимают большие статические и динамические нагрузки. Основные составляющие каркасной конструкции дома. Типовая каркасная конструкция с прямой передачей нагрузок по несущим элементам. Обеспечение конструкционной жесткости каркасной конструкции дома.

Расчётные характеристики деревянных элементов каркаса

В процессе эксплуатации дома к деревянным элементам каркаса прикладываются нагрузки, направление которых зависит от действия тех или иных природных факторов. Это могут быть силы растягивания, сжатия, изгиба, сминания, скалывания и т.д. Древесина, как и любой другой строительный материал, обладает способностью до определенного момента сопротивляться приложенным нагрузкам, не допуская разрушения ее волокон. Величина критического сопротивления (R), после которого происходит разрушение волокон древесины, зависит от вида древесины и поперечного сечения конструктивного элемента в месте максимального приложения суммарной составляющей всех действующих сил.

Профилирование деревянных элементов

Деревянные профили, выполненные из обрезных досок, с успехом заменяют балки и брёвна, не снижая несущей способности конструкции, а в большинстве случаев и увеличивают ее. Профилирование оказалось настолько плодотворным и эффективным, что стало повсеместно применяться при строительстве деревянных зданий практически любого назначения. При этом качественно меняется сам процесс строительства, так как отпадает необходимость выполнения сложных врубок и врезок, для которых требуется высокая квалификация и мастерство. Собирать деревянные элементы можно таким образом, чтобы они уже содержали необходимые пазы, гребни, шипы и т.п.

Соединения деревянных конструкций

Создавая силовую схему деревянного каркаса здания, приходится в той или иной степени использовать способы соединения деревянных элементов, опыт выполнения которых формировался веками. При этом соединения деревянных элементов для увеличения поперечного сечения конструкции называют сплачиванием, а для увеличения их продольной длины — сращиванием. Кроме того, деревянные элементы каркаса могут соединяться в узлах конструкций под различными углами. Гвозди, используемые в строительстве. Гвоздевые соединения каркасных секций. Виды гвоздевых соединений. Шурупы и глухари. Болты. Соединения на нагелях. Клеевые соединения. Сечения дощатоклееных и клеенофанерных элементов. Балки дощатоклееные. Балки клеенофанерные с плоскими стенками и ребрами жесткости. Методика определения несущей способности основных видов цилиндрических нагелей.

Врезки и врубки соединительных узлов

Существует множество способов сплачивания деталей из дерева. Начиная от простых гвоздей и заканчивая хитроумными соединениями на шипах и различными плотничьими врубками сплачивают между собой деревянные детали с высокой надежностью и жёсткостью. От качественного и прочного соединений узлов и деталей деревянного каркаса зависит его прочность, устойчивость, а в большинстве случаев — и внешний вид. Шиповые соединения. Элементы шиповых соединений. Плотничные замки: Замки угловые внакладку. Угловые замки в сковородень. Лобовые врубки и упоры. Стропильные врубки. Усиление конькового крепления накладками и косынками.

Конструирование деревянного каркаса

Каркасные стены просты в изготовлении и экономичны в эксплуатации. Каркас любого здания состоит из нижней обвязки, стен, верхней обвязки, подкосов жесткости и таких вспомогательных элементов как промежуточные стойки и ригели, между которыми располагают оконные и дверные проемы. Вариант нижней обвязки. Формирование усиленных гнезд в нижней обвязке. Фиксация врубок каркасной стены скобами. Подбор деревянных балок. Обеспечение вертикальности стоек каркаса при помощи металлических анкеров. Нижняя обвязка в собранном виде. Установка стоек каркаса. Металлические соединители. Типовая конструкция двухэтажного каркасного дома с использованием металлических соединителей. Подкосы в силовой схеме каркаса. Оформление оконного проема. Оформление дверного проема.

Заполнение каркаса утеплителем

В традиционной конструкции каркасных домов стены утепляли камышитом, шлаком, опилками, лузгой подсолнечника и другими природными утеплителями, пропитанными известковым молоком. Для этого каркас обшивали с внутренней и наружной сторон досками, толщиной 25 мм, прибивая их к стойкам гвоздями. Вместо досок нередко для наружной обшивки использовали плоские асбоцементные плиты и другие стойкие к атмосферным воздействиям материалы. Главный враг каркасных стен — влага во внутренней полости каркаса. Влага проникнуть может через щели и неплотности во время дождей и снежных заносов. Варианты традиционного заполнения каркаса. Конструкция стены каркасного дома. Удельный вес местных строительных материалов. Плитные утеплители. Характеристики утеплителей.

Каркасные стены из бруса

Каркасные стены из брёвен представляют собой смесь каркасной конструкции и традиционного сруба. Такой технологический приём снижает стоимость строительства, так как для этой цели можно использовать брёвна-коротыши, стоимость которых намного меньше длинномерных бревен. Кроме того, в конструкции каркасных стен из бревён отпадает необходимость выполнения врубок по углам здания, что до определенной степени снижает трудоёмкость строительства. По эксплуатационным свойствам такие стены не уступают обычным срубам. В доме такой конструкции более интенсивно происходит обмен воздуха, в том числе непосредственно через поры самой древесины: деревянные дома «дышат». С точки зрения здоровья — это немаловажный фактор.

Кроме обработки цельных кусков древесины, часто приходится соединять деревянные детали в узлы и конструкции. Соединения элементов деревянных конструкций называют посадками. Соединения в конструкциях деревянных деталей определяются пятью видами посадок: напряженная, плотная, скользящая, свободная и очень свободная посадка.

Узлы — это части конструкций в местах соединения деталей. Соединения деревянных конструкций подразделяются на виды: торцевые, боковые, угловые Т-образные, крестовидные, угловые L-образные и ящичные угловые соединения.

Столярные соединения имеют более 200 вариантов. Здесь рассмотрены только соединения, которыми пользуются на практике столяры и плотники.

Торцевое соединение (наращивание) — соединение деталей по длине, когда один элемент является продолжением другого. Такие соединения бывают гладкие, зубчатые с шипами. Дополнительно их закрепляют клеем, шурупами, накладками. Горизонтальные торцевые соединения выдерживают нагрузки на сжатие, растяжение и на изгиб (рис. 1 — 5). Пиломатериалы наращивают в длину, образуя на концах вертикальные и горизонтальные зубчатые соединения (клиновой замок) (рис. 6). Таким соединениям не нужно быть под давлением в течение всего процесса склеивания, так как здесь действуют значительные силы трения. Зубчатые соединения пиломатериалов, выполненные фрезерованием, отвечают первому классу точности.

Соединения деревянных конструкций должны быть изготовлены тщательно, в соответствии с тремя классами точности. Первый класс предназначен для измерительного инструмента высокого качества, второй класс — для изделий мебельного производства, а третий — для стройдеталей, сельскохозяйственного инвентаря и тары. Боковое соединение кромкой нескольких досок или реек называют сплачиванием (рис. 7). Такие соединения применяют в конструкциях полов, ворот, плотничных дверей и т. д. Дощатые, реечные щиты дополнительно укрепляют поперечинами и наконечниками. При обшивке потолков, стен верхние доски перекрывают нижние на 1/5 — 1/4 ширины. Наружные стены обшивают горизонтально уложенными досками внахлёст (рис. 7, ж). Верхняя доска перекрывает нижнюю на 1/5 — 1/4 ширины, что обеспечивает отвод атмосферных осадков. Соединение конца детали со средней частью другой образует Т-образное соединение деталей. Такие соединения имеют большое число вариантов, два из которых показаны на рис. 8. Эти соединения (вязки) применяют при сопряжении лаг перекрытий и перегородок с обвязкой дома. Соединение деталей под прямым или косым углом называют крестовидным соединением. Такое соединение имеет один или два паза (рис. 3.9). Крестообразные соединения применяют в конструкциях крыш и ферм.

Рис. 1. Торцевые соединения брусьев, сопротивляющиеся сжатию: а — с прямой накладкой вполдерева; б —с косой накладкой (на «ус»); в — с прямой накладкой вполдерева со стыком в тупой угол; г — с косой накладкой со стыком в шип.

Рис. 2. Торцевые соединения брусьев (наращивание), сопротивляющиеся растяжению: а — в прямой накладной замок; б — в косой накладной замок; в — с прямой накладкой вполдерева со стыком в косой шип (в ласточкин хвост).

Рис. 3. Торцевые соединения брусьев, сопротивляющиеся изгибу: а — с прямой накладкой вполдерева с косым стыком; б — с прямой накладкой вполдерева со ступенчатым стыком; в — в косой накладной замок с клиньями и со стыком в шип.

Рис. 4. Сращивание врубкой с усилением клиньями и болтами.

Рис. 5. Торцевые соединения брусьев, работающие на сжатие: а — впритык с потайным выдолбленным шипом; б — впритык с потайным вставным шипом; в — с прямой накладкой вполдерева (соединение может быть укреплено болтами); г—с прямой накладкой вполдерева с закреплением проволокой; д — с прямой накладкой вполдерева с закреплением металлическими обоймами (хомутами); е — с косой накладкой (на «ус») с закреплением металлическими обоймами; ж — с косой накладкой и закреплением болтами; з — разметка косой накладки; и — впритык с потайным четырехгранным шипом.

Рис. 6. Торцевые наращивания схемы фрезерования при торцевом склеивании заготовок: а — вертикальное (по ширине детали), зубчатое (клиновидное) соединение; б — горизонтальное (по толщине детали), зубчатое (клиновидное) соединение; в — фрезерование зубчатого соединения; г — выпиливание зубчатого соединения; д — выфрезерование зубчатого соединения; е — соединение в торец и склеивание.

Рис. 7. Сплачивание досок: а — на гладкую фугу; б — на вставную рейку; в — в четверть; г, д, е — в паз и гребень (с различными формами паза и гребня); ж — внахлест; з — с наконечником в паз; и — с наконечником в четверть; к — с перекрытием.

Рис. 8. Т-образные соединения брусков: а — с потайным косым шипом (в лапу или в ласточкин хвост); б — с прямой ступенчатой накладкой.

Рис. 9. Крестовые соединения брусков: а — с прямой накладкой вполдерева; б — с прямой накладкой неполного перекрытия; в — с посадкой в одно гнездо

Соединения двух деталей концами под прямым углом называют угловыми. Они имеют сквозные и несквозные шипы, открытые и впотёмок, вполупотёмок внакладку, вполдерева и т. п. (рис. 10). Угловые соединения (вязки) применяют в оконных неверных блоках, в соединениях парниковых рам и др.Шиповое соединение впотемок имеет длину шипа не менее половины ширины соединяемой детали, а глубина паза на 2 — 3 мм больше длины шипа. Это необходимо чтобы соединяемые детали легко сопрягались друг с другом, и в гнезде шипа после склеивания оставалось место для излишков клея. Для дверных рам применяют угловое шиповое соединение впотемок, а для увеличения размеров соединяемой поверхности— вполупотемок. Двойной или тройной шип повышает прочность углового соединения. Однако прочность соединения определяется качеством его выполнения. В мебельном производстве широко применяют разнообразные угловые ящичные соединения (рис. 11). Из них наиболее простое — открытое сквозное шиповое соединение. До изготовления такого соединения на одном конце доски шилом размечают по чертежу шипы. По разметке боковых частей шипа пилкой с мелкими зубьями делают пропил. Каждый второй пропил шипа выдалбливают стамеской. Для точности соединения сначала пропиливают и выдалбливают гнезда для шипов в одной детали. Ее накладывают на конец другой детали и размельчают. Затем пропиливают, выдалбливают и соединяют детали, зачищая соединение рубанком, как показано на рис. 11.

При соединении деталей на «ус» (под углом 45°) угловую вязку закрепляют стальными вставками, как показано на рис. 12. При этом следят, чтобы одна половина вставки или скрепа входила в одну деталь, а другая половина — в другую. Клиновидную стальную пластинку или кольцо помещают в выфрезерованные пазы соединяемых деталей.

Углы рам и ящиков соединяют прямым открытым сквозным шиповым соединением (рис. 3.13, а, б, в). При повышенных требованиях к качеству (с наружной стороны шипы не видны) угловую вязку выполняют косым соединением впотёмок, паз и гребень или косым соединением на рейку, как показано на рис. 13, г, д, е, ж и на рис. 14.

Коробчатую конструкцию с горизонтальными или вертикальными поперечными элементами (полки, перегородки) соединяют с помощью угловых Т-образных соединений, показанных на рис. 15.

В соединении элементов верхнего пояса деревянных ферм с нижним используют угловые врубки. При сопряжении элементов фермы под углом 45° или менее в нижнем элементе (затяжке) делают одну врубку (рис. 16,а), при угле более 45° — две врубки (рис. 16,6). В обоих случаях торцевой пропил (врубка) перпендикулярен направлению действующих сил.

Дополнительно узлы закрепляют болтом с шайбой и гайкой, реже скобами. Бревенчатые стены дома (сруба) из горизонтально уложенных бревен в углах соединяют врубкой «в лапу». Она может быть простой или с дополнительным шипом (лапа с приямком). Разметку врубки выполняют так: конец бревна обтесывают в квадрат, на длину стороны квадрата (вдоль бревна), чтобы после обработки получился куб. Стороны куба делят на 8 равных частей. Затем с одной стороны снизу и сверху удаляют 4/8 часть, а остальные стороны выполняют, как показано на рис. 17. Для ускорения разметки и точности изготовления врубок используют шаблоны.

Читайте также: