Крепление угловых стоек деревянного каркаса. Укосины в каркасном доме

Необходимо знать главное правило — установка укосин. Укосина — это важный, один из главных элементов, для обеспечения жесткости и устойчивости конструкции вашего деревянного дома. Без этой детали дом будет шатким, легко подвергаться воздействию сил природы и срок его службы сократится в десятки раз.

Укосины: необходимость или миф

В народе ходит мнение, «мифы» по поводу необходимости укосин:
1. укосины — это лишние затраты времени и денег при строительстве. Так, могут рассуждать люди далекие от строительного дела. Как говорилось ранее, основополагающая роль этого элемента конструкции заключается в ее жесткости.
2. Их можно заменить внешней обшивкой. Без них можно обойтись, если вы собираетесь построить сарай или иную хозяйственную постройку. Однако внешняя отделка должна быть из плиточного материала или отделочные доски должны располагаться под углом в 45 градусов.
3. Для внутренних стен (перегородок) ими можно пренебречь. В таком случае нагрузка, воспринимаемая конструкцией дома, от ветра, снега на крыше и статической нагрузкой от самой крыши будет восприниматься только внешними стенами. Перегородки без укосин подвергнутся деформации, и вся внутренняя отделка нарушится, и появятся трещины.
4. Распорки — это укосины. Часто застройщики путают распорки с укосинами. В строительстве распорки применяют, когда высота стен 3 м и более. Делается это для устранения у доски эффекта «пружины». Но они не дают конструкции дома необходимую жесткость и устойчивость в трехмерном пространстве.

Укосины в каркасном доме — необходимость!

Если вы все еще сомневаетесь в установке укосин при возведении дома и надеетесь, что их можно заменить листовой обшивкой или плитами (ДСП, OSB), то на просторах интернета можно найти массу фотографий домов без укосин, опровергающие ваши надежды.

Рассмотрим, что дает применение укосин при возведении дома:
Без использования этих частей каркас и весь дом не будут обладать достаточной надежностью и долговечностью.
Предотвращает деформацию и повреждение внешней и внутренней отделки дома.
Устраняет «гуляние» межстенного утеплителя.
Стабилизирует дом и не дает ему сложиться.
Ветровая нагрузка, «снежная» нагрузка и статическая нагрузка от самой крыши распределяются равномерно на всю каркасную конструкцию здания.

Правильные укосины

В сооружении важно не только предусмотреть наличие укосин, но и правильно их изготовить и закрепить:
1. Угол установки укосин — 45 ° (идеальный угол, обеспечивает максимальную жесткость конструкции). В местах наличия дверных и оконных проемов выдержать этот угол не всегда возможно. Поэтому допускается угол в 60 °, а увеличение угла компенсируется увеличением количества укосин.
2. Не использовать полые укосины. Исключением могут быть небольшие одноэтажные постройки с гибкими связями по диагонали.
3. Правильно устанавливать укосины снизу из центра стены вверх к перекрытию вертикальной стойки с верхней обвязкой. Вверху укосины должны плотно (без зазоров) прилегать к граням стоек и верхнего перекрытия.
4. При установке укосин под них в вертикальных стойках, в верхней и нижней обвязке необходимо выполнить, пазы под укосины. Глубина паза выполняется в зависимости от толщины укосин. В стальном каркасе укосины должны входить внутрь металлического профиля стоек.
5. Размеры поперечного сечения укосин рассчитываются в зависимости от требований СНиП для каждого региона отдельно.
6. Крепить угловые ребра жесткости к каждой вертикальной стойке двумя гвоздями.

Ошибки, которые можно допустить при установке укосин:

Использование леса с неестественной влажностью. При дальнейшем высыхании доски «усыхают» и в плотных соединениях образуются зазоры. Жесткость конструкции существенно снижается.
Размеры поперечного сечения элементов каркаса меньше необходимых для противодействия нагрузкам.
Применение некачественных пиломатериалов.
Размещение укосин в углах. Приводит к снижению жесткости и устойчивости конструкции.

Последствия строительства каркасного дома без укосин
Отказ от применения укосин в строительстве каркасного дома может привести к плачевным последствиям:
разрушение дома под действием снеговых и ветровых нагрузок;
наружная обшивка фанерой (она обладает высокой степенью пространственной жесткости по сравнению с ДСП, OSB и т.д) не обеспечивает необходимой жесткостью;
под влиянием движения почвы дом может сам по себе «гулять»;

Временные укосины
Установка временных укосин — это необходимый этап на стадии возведения каркаса здания. Их применяют:
Во время установки угловых стоек. Временные укосины не дают разболтаться соединению угловой стойки с нижней обвязкой, до момента установки верхней обвязки.
Для выравнивания каркасных стен и устранения следующих проблем при установке дверей, окон, внутренней и внешней отделки. Когда двери не навешиваются, а отделочные плиты не сходятся в углу.
Для установки и выравнивания стропил под крышу.

Порядок установки временных укосин:
1. Сначала выравниваем углы. Для этой операции можно воспользоваться пузырьковым или лазерным уровнем. Также можно воспользоваться «американским» методом. Закрепить уровень на доске длинной с высоту стены.
2. Временные укосины крепятся блоками, закрепленными внизу к полу или платформе, вверху к верхним лагам.
3. Шаг установки укосин составляет от 1,2 м до 1,5 м. Изготавливают из доски с сечением 25х150 мм.
С помощью временных укосин можно исправить существенные дефекты, создав необходимый рычаг.

Укосины своими руками

Укосины хоть и ответственный элемент каркасного дома, но изготовить их самостоятельно не составит особой сложности:
1. Как правило, используют доску сечением 25х100 мм (для районов с повышенной ветровой нагрузкой рекомендуется сечение 50х100 мм). Длина доски должна быть на 30% длиннее высоты стены.
2. Прикладываем к вертикальным стойкам под углом 45 — 60 ° (в зависимости от конструкции стены, где как получается). Размечаем пазы в стойках, от верхних к нижних лагам. Укосина должна исходить из центра стены, верх направлен в сторону верхнего угла стойки, низ по возможности отводим на максимальное расстояние.
3. Обычной ножовкой или ручной циркулярной пилой делаем пазы и стамеской удаляем дерево. По подметке также обрезаются углы самой укосины.
4. Укосина должна плотно входить в выполненные пазы, для обеспечения максимальной жесткости.
5. В местах оконных и дверных проемов укосины рекомендуется располагать от угла к отверстию. Таким образом, осуществляется дополнительное крепление стоек проемов.
6. Укосины крепятся гвоздями по 2шт. на каждую вертикальную стойку и по 3шт. на верхней и нижней обвязке.
Следуя этим шагам в изготовлении укосин, вы получите необходимую жесткость своей конструкции для восприятия ветровых и снеговых нагрузок.

При строительстве надежного каркасного дома необходимо знать главное правило – установка укосин. Укосина – это важный, один из главных элементов, для обеспечения жесткости и устойчивости конструкции вашего деревянного дома. Без детали дом будет шатким, легко поддаваться воздействию сил природы и срок службы сократится в десятки раз.

Укосины: необходимость или миф

В народе ходят мнение, «мифы» по поводу надобности укосин:

1. Укосины – это лишние затраты времени и денег при строительстве. Так, могут рассуждать люди далекие от строительного дела. Как говорилось ранее, основополагающая роль этого элемента конструкции заключается в ее жесткости. Устойчивость к порывам ветра, обильному снегопаду практически сведена к нулю.
2. Их можно заменить внешней обшивкой. Без них можно обойтись, если вы собираетесь построить сарай или другую хозяйственную постройку. Однако внешняя отделка должна быть из плиточного материала или отделочные доски должны располагаться под углом в 45 градусов.
3. Для внутренних стен (перегородок) ими можно пренебречь. В таком случае нагрузка, воспринимаемая конструкцией дома, от ветра, снега на крыше и статическая нагрузка от самой крыши будет восприниматься только наружными стенами. Перегородки без укосинов подвергнутся деформации, и вся внутренняя отделка нарушится, и появятся трещины.
4. Распорки – это укосины. Часто застройщики путают распорки с укосины. В строительстве распорки применяют, когда высота стен 3м и более. Делается это для устранения у доски эффекта «пружины». Но они не дают конструкции дома необходимую жесткость и устойчивость в трехмерном пространстве.

Укосины в каркасном доме – необходимость!

Если вы все еще сомневаетесь в установке укосин при возведении дома и надеетесь, что их можно заменить листовой обшивкой или плитами (ДСП, OSB), то на просторах интернета можно найти массу фотографий домов без укосин, опровергающих ваши надежды.

Рассмотрим, что дает применение укосин при возведении дома:

• Без использования этих частей каркас и весь дом не будут обладать достаточной надежностью и долговечностью.
• Предотвращают деформацию и повреждение внешней и внутренней отделки дома.
• Устраняют «гуляние» межстенового утеплителя.
• Стабилизирует дом и не дает ему сложиться.
• Ветровая нагрузка, «снеговая» нагрузка, лежащего на крыше, и статическая нагрузка от самой крыши распределяются равномерно на всю каркасную конструкцию дома.

Правильные укосины

В постройке каркасного дома важно не только предусмотреть наличие укосин, но и правильно их изготовить и закрепить:

1. Угол установки укосин – 45° (идеальный угол, обеспечивающий максимальную жесткость конструкции). В местах наличии дверных и оконных проемов выдержать этот угол не всегда возможно. Поэтому допускается угол в 60°, а увеличение угла компенсируется увеличением количества укосин.
2. Не использовать полые укосины. Исключением могут быть небольшие одноэтажные постройки с гибкими связями по диагонали.
3. Правильно устанавливать укосины снизу из центра стены вверх до перекрытия вертикальной стойки с верхней обвязкой. Вверху укосины должны плотно (без зазоров) прилегать к граням стоек и верхнего перекрытия.
4. При установке укосин под них в вертикальных стойках , в верхней и нижней обвязке необходимо выполнить, пазы под укосины. Глубина паза выполняется в зависимости от толщины укосин. В стальном каркасе укосины должны входить внутрь металлического профиля стоек.
5. Размеры поперечного сечения укосин рассчитываются в зависимости от требований СНиП для каждого региона отдельно.
6. Крепить угловые ребра жесткости к каждой вертикальной стойке двумя гвоздями.

Ошибки, которые можно допустить при установке укосин:

• Использование леса с неестественной влажностью. При дальнейшем высыхании доски «усыхают» и в плотных соединениях образуются зазоры. Жесткость конструкции существенно снижается.
• Размеры поперечного сечения элементов каркаса меньше необходимых для противодействия нагрузкам.
• Применение некачественных пиломатериалов.
• Размещать укосин в углах. Приводит к снижению жесткости и устойчивости конструкции.

Последствия строительства каркасного дома без укосин

Отказ от применения укосин в строительстве каркасного дома может привести к плачевным последствиям:

• разрушение дома под действием снеговых и ветровых нагрузок;
• внешняя обшивка фанерой (она обладает самой высокой степенью пространственной жесткости в сравнении с ДСП, OSB и т. д.) не обеспечивает необходимой жесткостью;
• под воздействием движения грунта дом может сам по себе «гулять»;

Временные укосины

Установка временных укосин необходимый этап на стадии возведения каркаса дома. Их применяют:

• Во время установки угловых стоек. Временные укосины не дают разболтаться соединению угловой стойки с нижней обвязкой, до момента установки верхней обвязки.
• Для выравнивания каркасных стен и устранения последующих проблем во время установки дверей, окон, внутренней и внешней отделки. Когда двери не навешиваются, а отделочные плиты не сходятся в углу.
• Для установки и выравнивания стропил под крышу.

Порядок установки временных укосин:

1. Вначале выравниваем углы. Для этой операции можно воспользоваться обычным отвесом, пузырьковым или лазерным уровнем. Также можно воспользоваться «американским» методом. Закрепить уровень на доске длинной с высоту стены.
2. Временные укосины крепятся блоками , закрепленными внизу к полу или платформе, вверху к верхним лагам.
3. Шаг установки укосин составляет от 1,2м до 1,5м. Изготавливают из доски дюймовки (сечение 25х150 мм).

При помощи временных укосин можно исправить существенные дефекты, создав необходимый рычаг.

Укосины своими руками

Укосины хоть и ответственный элемент каркасного дома, но изготовить их собственноручно не составит особой сложности:

.
Согласно норвежским строительным правилам постоянные диагональные связи жёсткости используются при отсутствии жёстких обшивок. Плита обшивки считается достаточно жесткой, если она способна выдерживать горизонтальные нагрузки до 3 кН/м.

Это означает, что в малоэтажных домах с количеством этажей не более двух и высотой потолков ~ 2,4 м для обеспечения пространственной жёсткости каркасов малоэтажных деревянных домов достаточно использовать гипсокартон наружной установки толщиной 9,5 мм или МДВП толщиной 12 мм.

В тех случаях, когда ветрозащита каркасных стен выполняется с помощью ветро-, влагозащитных мембран, а внутренняя обшивка состоит из вагонки – нужно в обязательном порядке предусмотреть в проекте использование постоянных диагональных связей жёсткости. В качестве постоянных диагональных связей жёсткости можно использовать укосины из доски 23х148 мм.

Укосины должны врезаться в стойки и обвязки деревянных каркасных стен с наружной стороны таким образом, чтобы не препятствовать креплению материалов обшивки к стойкам. Укосины должны располагаться под таким углом, чтобы связывать собой минимум 3 стойки с межосевым расстоянием 600 мм. См. рис. 9.29 (A). Укосины должны крепиться к верхней и нижней обвязке деревянной каркасной стены на 3 гвоздя 2,8х90 и на 2 гвоздя 2,8х90 в каждой точке пересечения со стойками деревянной каркасной стены. См. рис. 9.29 (A). Максимальная нагрузка, которую может выдержать деревянная укосина, зависит не только от её сечения, но и от способа её крепления к каркасу. Неверным будет полагать, что прочность соединения укосины с деревянными деталями каркасной стены будет равна прочности крепежа на срез. Дело в том, что гвозди и шурупы под значительной нагрузкой могут деформировать и расщеплять дерево, в котором находятся. Особенно сильно это проявляется при направлении усилий вдоль волокон древесины.

Рис. 9.29 Применение укосин в скандинавских каркасных домах. Монтаж постоянных диагональных связей жёсткости для обеспечения жёсткости каркаса деревянного дома при восприятии ветровых нагрузок. Принцип монтажа укосин и стальных перфорированных лент. Запас прочности у деревянных укосин 23х148 мм больше чем у перфорированных стальных лент 2,0х25 мм.

1. Горизонтальные нагрузки, создаваемые давлением ветра
2. Деревянная укосина, работающая на сжатие
3. Деревянная укосина, работающая на растяжение
4. Перфорированная стальная лента, работающая на растяжение
5. Монтаж дополнительных стальных перфорированных лент происходит параллельно, со смещением минимум 600 мм
6. В качестве постоянных диагональных связей жёсткости можно использовать укосины из доски 23х148 мм.
7. Верхняя обвязка стены
8. Деревянные укосины должны крепиться к верхней и нижней обвязке деревянной каркасной стены на 3 гвоздя 2,8х90 и на 2 гвоздя 2,8х90 в каждой точке пересечения со стойками деревянной каркасной стены
9. Стальные перфорированные ленты монтируются ребром жёсткости в специальный вырез, которые подготавливается заранее в деревянном каркасе стены
10. Перфорированная стальная лента из Т-образного профиля используемая в качестве постоянной диагональной связи жёсткости

Также в качестве постоянных диагональных связей жёсткости можно использовать перфорированные стальные ленты из Т-образного профиля предназначенного для этих целей. В Норвегии в обычно используют стальные перфорированные ленты марки «Isola Stag». Стальные перфорированные ленты монтируются с наружной стороны стены парами, в противоположных направлениях. См. рис. 9.29 (B). Стальные перфорированные ленты должны располагаться под таким углом, чтобы связывать собой минимум 3 стойки с межосевым расстоянием 600 мм.

Стальные перфорированные ленты должны крепиться на 4 гвоздя 2,8х90 в каждой точке пересечения с деталями каркаса деревянной стены. Согласно норвежским строительным правилам, в малоэтажных домах (до 2-х этажей) на каждые 2,4 м деревянной каркасной стены должна приходиться одна стальная перфорированная лента. В таком случае в каркасе деревянной стены длиной 8 м нужно предусмотреть 4 постоянные диагональные связи из стальных перфорированных лент. Монтаж дополнительных стальных перфорированных лент в этом случае происходит параллельно, со смещением минимум 600 мм. См. рис. 9.29 (B). Более детальные указания см. в технических рекомендациях отдельных производителей.

Постоянные диагональные связи жёсткости могут эффективно противостоять сдвигу стены двумя способами: работая на сжатие или на растяжение. Деревянная укосина может работать и на сжатие и на растяжение, а стальная перфорированная лента – только на растяжение. Это означает, что в деревянном каркасе будет работать только одна пара лент в один момент времени, тогда как обе деревянные укосины работают одновременно: одна - на сжатие, другая - на растяжение.

Рекомендации, данные в этой статье, касаются малоэтажных деревянных домов с количеством этажей не более двух и высотой потолков ~ 2,4 м. В иных случаях обращайтесь за расчётом элементов деревянного каркасного дома к компетентному специалисту.

Временные связи жёсткости и упоры
Временные связи жёсткости и упоры необходимы для обеспечения жёсткости каркаса дома на этапе строительства. Наиболее критическим моментом считается ситуация когда смонтировано кровельное покрытие, а стены не обшиты и двери с окнами не установлены.

Если проектом предусмотрена ветрозащита с помощью ветро-, влагозащитных мембран, а наружная обшивка состоит из вагонки – нужно в обязательном порядке использовать на этапе строительства временные диагональные связи жёсткости, устанавливаемые с внутренней стороны каркасных стен у каждого угла дома. См. рис. 9.30. В этих целях хорошо подходят доски сечением минимум 23х98 мм, они. В зависимости от погодных условий временные диагональные связи крепят на 1-2 гвоздя 2,8х75 мм в каждой точке пересечения с деталями каркаса деревянной стены.

В качестве упоров, в Норвегии используют специальные телескопические упоры, это очень удобно. Упоры нужны чтобы закрепить стену в перпендикулярном ей направлении. Упоры должны устанавливаться каждые 4 метра.



Рис. 9.30 Установка временных связей жёсткости и упоров на период строительства

1. Временные диагональные связи жёсткости из доски сечением минимум 23х98 мм
2. Временные укосины крепят на 2 гвоздя 2,8х75 мм к верхней и нижней обвязке каркаса деревянной стены.
3. Временные укосины крепят на 1 гвоздь 2,8х75 мм в каждой точке пересечения с деталями каркаса деревянной стены.
4. Телескопический упор
5. Место крепления телескопического упора к плите фундамента / к перекрытию.

Анкеровка стен деревянного каркасного дома по скандинавской технологии
Анкеровка (с норв. forankring) – это закрепление несущих ограждающих конструкций относительно друг друга и к фундаменту. Анкеровка стен деревянного каркасного дома необходима для того чтобы конструкция дома могла выстоять против сильных порывов ветра. Сто лет назад подобных проблем еще не существовало - здания строились из тяжелого кирпича или камня, и массивность в сочетании с малой высотой делала их устойчивыми к порывам ветра. Но переход к новым материалам, каркасным конструкциям и большой высоте зданий и сооружений поставил перед конструкторами весьма острые «ветровые» проблемы.

Разберём типичную ситуацию с двускатной кровлей: в зависимости от угла наклона двускатной кровли наветренный скат испытывает значительный напор ветра, а подветренный - отсос, возникающий в силу разрежения; поэтому подветренный скат кровли как бы стремится взлететь.

При более сложной форме кровли воздействие ветра распределяется иначе, но все же становится более или менее ясно, почему в сообщениях о бурях и ураганах говорится о снесенных крышах. В случае легких несущих конструкций и кровель крыша может оказаться в положении самолетного крыла - благодаря ее форме возникает подъемная сила, превышающая ее собственный вес и прочность ее закрепления на конструкции.

Норвежские учёные из научно-исследовательского института SINTEF Byggforsk очень основательно подошли к данной проблеме. Задача стояла важная – составить доступные для понимания руководства для строительства малоэтажного дома, при этом учесть всевозможные факторы, не заставляя частного застройщика погружаться в сложные расчёты.

Я собрал, перевёл и проиллюстрировал действующие в настоящий момент норвежские строительные правила и технические рекомендации научно-исследовательского института SINTEF Byggforsk. Однако прошу обратить внимание на то, что приведённые в моих статьях рекомендации действительны только для двухэтажных домов с высотой потолков ~ 2,4 м и шириной дома 9 м. В остальных случаях частному застройщику нужно обратиться за консультацией к компетентному специалисту.

Строению, подвергающемуся воздействию ветровых нагрузок, необходимо придать не только пространственную жёсткость, но и основательно закрепить его к фундаменту. Наружные стены в данном случае служат связующим звеном между кровлей и фундаментом. Наружные стены должны воспринимать горизонтальные и вертикальные нагрузки с кровли и фронтонных стен и перераспределять их по фундаменту таким образом, чтобы деформации, возникающие в каркасе строения, не превышали нормативных значений.

Перераспределение нагрузок с кровли на фундамент происходит в том случае, когда стены, перекрытия и кровля работают совместно. Разумеется, для этого все ограждающие конструкции должны обладать достаточной пространственной жёсткостью, а также должны быть надёжно закреплены относительно друг друга и к фундаменту. На рис. 9.31 показано как горизонтальная ветровая нагрузка воспринимается фронтонной стеной и посредством жёсткой обшивки ограждающих конструкций перераспределяется по каркасам стен на фундамент.



Рис. 9.31 Перераспределение горизонтальной ветровой нагрузки на фундамент с помощью жёсткой обшивки ограждающих конструкций.

1. Горизонтальные нагрузка на фронтонную стену, создаваемая давлением ветра
2. Анкеровка (закрепление) деревянной каркасной стены к фундаменту

О необходимых мерах для придания достаточной пространственной жёсткости каркасам ограждающих конструкций я писал уже ранее. В частности, стены должны быть обшиты жёсткими плитами как минимум с одной стороны. А для междуэтажных перекрытий допустимо монтировать полы по балкам из шпунтованной доски вместо плитной обшивки. См. оригинальное норвежское руководство №520.241 .

Расчёт анкеровки ограждающих конструкций деревянного каркасного дома
Расчёт анкеровки производится в соответствии с ветровыми условиями на месте строительства. Другие немаловажные факторы – угол наклона кровли, длина свесов кровли и ширина дома.
Большой угол наклона кровли увеличивает воздействие на конструкцию дома горизонтальных сил.

В то время как малый угол наклона кровли совместно с длинными свесами – увеличивает подъёмную силу, а значит, увеличивается потребность в анкеровке для противодействия вертикальным силам. Эти принципы нужно знать и понимать каждому застройщику, решившему построить настоящий качественный норвежский деревянный каркасный дом. В противном случае результат труда может не выдержать испытания сложными погодными условиями.

Чем легче строение, тем в большей степени требуется анкеровка для восприятия наружными стенами как горизонтальных, так и вертикальных нагрузок. Стены одноэтажного дома, стоящие на бетонной плите фундамента имеют бо́льшую потребность в анкеровке, чем стены двухэтажного. Т.к. в этом случае каркасы наружных стен одноэтажного дома должны быть надёжно закреплены для противодействия как горизонтальным (давление ветра) , так вертикальным (подъёмным) силам. См. рис. 9.32.

Если стены второго этажа двухэтажного дома или мансарды устанавливаются на основательно закреплённое к стенам первого этажа перекрытие, то крепления нижней обвязки к торцевым и рядовым балкам перекрытия будет достаточно для восприятия горизонтальных нагрузок, дополнительная анкеровка понадобится только для противодействия вертикальным силам.



Рис. 9.32 Анкеровка наружных стен одноэтажного и двухэтажного дома для противодействия вертикальным и горизонтальным силам.

1. Анкеровка стен для противодействия вертикальным ветровым нагрузкам
2. Бетонная плита фундамента
3. Деревянное каркасное цокольное перекрытие, надёжно закреплённое к фундаменту
4. Анкеровка деревянных каркасных стен к каркасу цокольного перекрытия

Собственный вес двухэтажного дома с одним или двумя деревянными каркасными междуэтажными перекрытиями настолько велик, что стены первого этажа нужно крепить к фундаменту только из расчёта на восприятие горизонтальных нагрузок.

Наибольшая потребность в анкеровке приходится на период строительства, когда каркас дома собран и обшит, а окна и двери не установлены. В этом случае из-за открытых проёмов создаётся избыточное давление внутри строения, что в совокупности с нормативными ветровыми нагрузками на стену и кровлю может привести к весьма плачевным последствиям.

Таблицы 9.9 и 9.10 основаны на оригинальном норвежском техническом руководстве №520.241 . и используется для определения шага элементов анкеровки, исходя из их способности воспринимать горизонтальные и вертикальные нагрузки.
Таблица 9.9 Определение шага элементов анкеровки
Рекомендации действительны только для двухэтажных домов с высотой потолков ~ 2,4 м и шириной дома 9 м.



*) См. таблицу 9.10.
Таблица 9.10 Способность элементов анкеровки совместно с металлическими уголками и гвоздями 4,0х40 воспринимать горизонтальные / вертикальные нагрузки.

Ответственность за принятые в проекте решения касающиеся анкеровки
Обычно в Норвегии расчёт анкеровки ограждающих конструкций здания производит сам проектировщик, так называемый «ansvarlig prosjekterende» - (PRO). В некоторых случаях, в частности для двухэтажных домов с высотой потолков ~ 2,4 м и шириной дома 9 м окончательное решение может принять дипломированный плотник, руководствуясь приведёнными выше таблицами, не прибегая к сложным расчётам. При этом он должен хорошо знать и применять на практике норвежское технических руководство №520.241 . В таком случае именно дипломированный плотник будет выполнять функцию проектировщика (PRO) и нести ответственность за принятые решения.

Если строение находится в месте с неблагоприятными климатическими условиями, располагается высоко по отношению к окружающему ландшафту, имеет длинные свесы кровли, фасады не закрытые стенами, небольшой угол кровли и т.п., то дипломированный плотник не имеет права самостоятельно принимать решения. Закон, норвежские национальные стандарты NS и строительные правила обязывает его обратиться за помощью к инженеру-консультанту, так называемому «rådgivende ingeniør» - (RIB). При этом, дипломированный плотник может продолжать выполнять функции PRO. Таким образом, достигается оптимальное распределение труда и эффективное использование ресурсов высококвалифицированного инженерно-технического персонала.

Обратите внимание на то, что «простые» конструкции не всегда являются таковыми – например, нужно уделять особое внимание анкеровке навесов и др. сооружений с фасадами, не закрытыми наружными стенами. Если подобное сооружение будет строиться в месте с неблагоприятными климатическими условиями – привлечение инженера-консультанта обязательно.

Анкеровка деревянных каркасных стен к бетонной плите фундамента
Если проектом предусмотрен монтаж стен на бетонную плиту фундамента, то потребуется анкеровка стен для противодействия как горизонтальным, так и вертикальным ветровым нагрузкам. В таких случаях дл закрепления нижней обвязки стены к плите фундамента используют разжимные анкерные болты марки С25.

При этом одноэтажные дома должны закрепляться к плите фундамента разжимными анкерными болтами через усиленный металлический уголок с ребром жёсткости, как показано на рис. 9.33.

Если дом двухэтажный или с мансардой, то стены первого этажа нужно крепить к фундаменту только из расчёта на восприятие горизонтальных нагрузок. В таких случаях в использовании металлических уголков нет необходимости, анкеровка производится только с помощью разжимных анкерных болтов с соответствующими шайбами.

Определение шага элементов анкеровки производится по таблицам 9.9 и 9.10. См. пример выбора анкеровки далее.



Рис. 9.33 Анкеровка деревянных каркасных стен к бетонной плите фундамента

1. Бетонная плита фундамента
2. Анкеровка стен для противодействия вертикальным и горизонтальным ветровым нагрузкам. Диаметр болтов, и кол-во гвоздей для закрепления металлического усиленного уголка в стойку выбирается по таблице 9.10.
3. Анкеровка стен для противодействия горизонтальным ветровым нагрузкам
4. Минимальное расстояние между болтом и краем фундамента

Пример выбора анкеровки деревянных каркасных стен к бетонной плите фундамента
Исходные данные:
Одноэтажный дом шириной 7,0 м и длиной 12,0 м с стропильной системой из свободной опёртых ферм, углом уклона кровли 40 градусов необходимо закрепить к бетонной плите фундамента. Климатические условия в месте застройки – неблагоприятные, скорость ветра - 40 м/сек, проектом предусмотрено использование двойной нижней обвязки деревянных каркасных стен – 2 шт. 36х198 мм.
Решение:
В данном случае потребуется анкеровка стен для противодействия как горизонтальным, так и вертикальным ветровым нагрузкам. Следовательно, необходимо использовать разжимные анкерные болты совместно с усиленными металлическими уголками. В таблице 9.10 мы видим, что разжимной анкерный болт М10 обладает способностью воспринимать горизонтальные нагрузки до 3 кН. При использовании вместе с усиленными уголками и 6 шт. гвоздями 4,0х40, болт М10 обладает способностью воспринимать вертикальные нагрузки до 7 кН.
В этой же таблице видим, что минимальное расстояние от оси разжимного анкерного болта до края плиты фундамента должно быть ≥ 65 мм. Разжимной анкерный болт должен заглубляться в плиту фундамента минимум на 60 мм. Т.к. проектом предусмотрено использование двойной нижней обвязки деревянных каркасных стен – 2 шт. 36х198 мм, то минимальная длина болтов составит минимум 134 мм (36+36+60+2). Следовательно, в данном случае выбираем разжимные анкерные болты М10, L=140 мм.
По таблице 9.9 видим, что шаг элементов анкеровки в данном случае составит 1,3 м вдоль всех наружных стен дома . Т.к. способность воспринимать горизонтальные / вертикальные нагрузки у данного типа элементов анкеровки - 3,0/7,0 кН.
Это означает, что выбранными разжимными анкерными болтами совместно с усиленными металлическими уголками нужно закрепить к плите фундамента все углы дома и каждую вторую стойку.

Анкеровка деревянных каркасных стен к каркасу цокольного перекрытия
Если проектом предусмотрен монтаж стен на каркас цокольного перекрытия, то потребуется анкеровка стен для противодействия как горизонтальным, так и вертикальным ветровым нагрузкам. Для противодействия горизонтальным ветровым нагрузкам нижние обвязки стен надёжно прикрепляют к балкам цокольного перекрытия. Для противодействия вертикальным ветровым нагрузкам каркасы стен крепят с помощью гвоздей/шурупов и стальных перфорированных лент к торцевым балкам перекрытия как показано на рис. 9.34. См. пример выбора анкеровки далее.



Рис. 9.34 Анкеровка деревянных каркасных стен к цокольному перекрытию с помощью стальных перфорированных лент

1. Импрегнированный лежень, надёжно закреплённый к ленте фундамента
2. Торцевая балка цокольного перекрытия сечением не менее 48х223 мм
3. Стойка деревянной каркасной стены
4. Для противодействия вертикальным ветровым нагрузкам каркасы стен крепят к торцевым балкам цокольного перекрытия с помощью гвоздей и стальных перфорированных лент 2,0х25 мм. Кол-во гвоздей и шаг лент рассчитывают по таблицам 9.9 и 9.10.

В наружных стенах с вертикальной деревянной обрешёткой под наружную обшивку, в качестве элементов анкеровки можно использовать рейки, как показано на рис. 9.35.



Рис. 9.35 Анкеровка деревянных каркасных стен к цокольному перекрытию с помощью деревянных реек

1. Импрегнированный лежень, надёжно закреплённый к ленте фундамента и торцевая балка цокольного перекрытия надёжно закреплённая к нему
2. В данном случае, проектом предусмотрена мембранная ветрозащита
3. Деревянная рейка 23х36 мм должна крепиться минимум на 6 гвоздей надёжно соединяя стойку стены с торцевой балкой цокольного перекрытия и импрегнированным лежнем под ним, при этом деревянные рейки должны выступать за импрегнированный лежень под цокольным перекрытием на 40 мм.

Данная конструкция оказывает достаточное противодействие вертикальным ветровым нагрузкам вне зависимости от угла уклона кровли, если при этом скорость ветра не превышает 40 м/сек, а ширина дома не более 9 м. Анкеровка с помощью деревянных реек в данном случае производится в каждую стойку (межосевое расстояние 600 мм) по периметру строения. Сечение торцевой балки цокольного перекрытие должно быть не менее 48х223 мм, а сечение деревянных реек – не менее 23х36 мм. Деревянные рейки должны выступать за импрегнированный лежень под цокольным перекрытием на 40 мм. Пример, приведённый на рис. 9.35 предусматривает применение мембранной ветрозащиты, а не жёстких плит. Если каркас строения будет обшит жёсткими плитами ветрозащиты, надежно скрепляющими стены и перекрытия – потребность в дополнительной анкеровке значительно уменьшиться.

Стены первого этажа двухэтажных домов или домов с мансардой дополнительной анкеровки для противодействия вертикальным ветровым нагрузкам не требуют. Это означает, что каркасы стен 1-го этажа двухэтажных домов должны крепиться к каркасу цокольного перекрытия только через нижнюю обвязку для противодействия горизонтальным ветровым нагрузкам. См. Рис. 9.32 .

Пример выбора анкеровки деревянных каркасных стен к каркасу цокольного перекрытия
Исходные данные:
Одноэтажный дом шириной 8,0 м и стропильной системой из свободной опёртых ферм, углом уклона кровли 20 градусов необходимо закрепить к каркасу цокольного перекрытия. Дом строится в месте плотной городской застройки. Скорость ветра в месте застройки - 30 м/сек. Цокольное перекрытие уже закреплено к фундаменту, необходимо рассчитать анкеровку наружных стен для противодействия вертикальным ветровым нагрузкам.
Решение:
Принимаем в качестве элементов анкеровки стальные перфорированные ленты 2,0х25 мм с креплением на 4 гвоздя 4,0х40 с каждой стороны. Согласно таблице 9.10 способность воспринимать вертикальные нагрузки для данного типа элементов – 4,5 кН. По таблице 9.9 видим, что шаг элементов анкеровки в данном случае (2,5/4,5 кН) составит 2,8 м вдоль всех наружных стен дома . Зная что межосевое расстояние между стойками – 600 мм, принимаем решение смонтировать стальные перфорированные ленты по всем углам дома и вдоль стен по каждой четвёртой стойке, что даст нам шаг элементов анкеровки ~2,4 м.
Нужно внимательно следить за тем, чтобы расстояния между гвоздями и торцами/продольными краями деталей стен и перекрытия были не меньше, приведённых на рис. 9.34.

Анкеровка деревянных каркасных стен к каркасу междуэтажного перекрытия
Стенам 2-го этажа монтируемым на каркас междуэтажного перекрытия, требуется анкеровка для противодействия как горизонтальным, так и вертикальным ветровым нагрузкам, так же как и для стен одноэтажных домов.

В данном случае для противодействия горизонтальным ветровым нагрузкам нижние обвязки стен надёжно прикрепляют к балкам междуэтажного перекрытия. Для противодействия вертикальным ветровым нагрузкам, каркасы стен второго этажа крепят с помощью гвоздей/шурупов и стальных перфорированных лент к каркасам стен первого этажа, при этом лента проходит по торцевой балке междуэтажного перекрытия как показано на рис. 9.36.

В наружных стенах с вертикальной деревянной обрешёткой под наружную обшивку, в качестве элементов анкеровки можно использовать деревянные рейки сечением 23х36 мм. Рейки должны основательно крепиться к стойкам стен на 6 гвоздей 3,1х90 снизу и сверху междуэтажного перекрытия. См. рис. 9.36.



Рис. 9.36 Анкеровка деревянных каркасных стен к междуэтажному перекрытию с помощью стальных перфорированных лент и деревянных реек

1. Торцевая балка междуэтажного перекрытия
2. Для противодействия вертикальным ветровым нагрузкам стойки каркасов стен 1-го и 2-го этажа крепят через торцевые балки цокольного перекрытия с помощью гвоздей и стальных перфорированных лент 2,0х25 мм. Кол-во гвоздей и шаг лент рассчитывают по таблицам 9.9 и 9.10.
3. В наружных стенах с вертикальной деревянной обрешёткой под наружную обшивку, в качестве элементов анкеровки можно использовать деревянные рейки сечением 23х36 мм.
4. Рейки должны основательно крепиться к стойкам стен на 6 гвоздей 3,1х90 снизу и сверху междуэтажного перекрытия.

Продолжение:

Все справочные материалы предоставлены норвежским НИИ
С уважением,

В данной статье рассмотрим важнейшие стабилизирующие элементы любой каркасной конструкции из дерева. Определимся с тем, зачем они нужны, какие материалы применить для создания блоков и укосин. Также уделим внимание методам монтажа данных деталей.

Деревянный каркас на просторах бывшего Союза постепенно набирает популярность. Если в долговечные лёгкие деревянные дома многие наши граждане из-за ряда предубеждений пока не могут поверить, то вспомогательные и технические строения (сараи, гаражи, помещения для животных, бани и прочее) по каркасной технологии даже скептически настроенный народ сооружает на ура. Что понятно, ведь метод этот позволяет строить быстро и надёжно, подходящие обрезные доски и брусья найти не сложно, стоят они относительно недорого. Технология строительства каркасов из пиломатериала довольно проста для того, чтобы профессионал мог сделать всё своими руками. Правда, она тоже не без важных мелочей (кажущихся на первый взгляд малозначительными), которые между тем нужно знать и обязательно применять на практике.

Зачем используют блоки и укосины

Когда человек приставляет себе скелет, например, канадского каркасного дома, то перед глазами предстаёт довольно материалоёмкий деревянный остов, главные детали которого сделаны из довольно массивной обрезной доски (обычно толщиной 38-50 мм и шириной 150-200 мм).

Она применена для изготовления вертикальных стоек, верхней и нижней обвязки, балок перекрытия, кровельных стропил… Материал тут используется с невысоким процентом влажности (около 18%), часто вообще - сухой и строганный, одним словом, во всех отношениях надёжный.

Но есть одно «но». Все основные детали каркасного дома располагаются друг относительно друга параллельно и перпендикулярно, образуя квадраты и прямоугольники, которые не слишком стойкие к «складыванию» под поперечной нагрузкой. Кроме того, многие элементы каркаса имеют довольно большую протяжённость и поэтому доска склонна к прогибу «по пласти». В итоге, для противодействия различным силам (в том числе ветрам или землетрясению) в каркас нужно вводить специальные элементы, которые смогут стабилизировать конструкцию. Для этого применяют укосины и блоки.

Укосиной называют диагональный элемент деревянного каркаса, который после монтажа образует треугольники. А треугольник, как мы все знаем - самая стабильная и надёжная фигура, именно на его основе, например, создаются различные «фермы», обладающие отличными несущими способностями.

Сразу нужно отметить, что укосины используют в двух ипостасях:

• Как деталь для временной фиксации стоек в проектном положении (особенно актуально, если стена собирается из единичных стоек по месту и не имеет обшивки). Она монтируется внакладку, перед обшивкой будет удалена.
• Как деталь, встроенная в каркас, которая останется в нём навсегда. Она монтируется методом врезки.

Стационарные укосины всё-таки не всегда обязательны к установке. Её функции с успехом может выполнять обшивочный материал, но только, если он надёжен и представляет собой крупнолистовой формат - например, такими являются плиты OSB-3 или фанеры толщиной от 12 мм. За счёт значительной площади каждого прибитого к каркасу листа и большого количества крепежей, входящих в стойки и обвязки, плита начинает работать как стабилизирующая накладка, существенно повышающая диагональную прочность стен. Однако далеко не всегда именно эти материалы используют для облицовки, во многих случаях по стойкам сразу шьют мелкоштучные изделия - вагонку, блок-хаус, сайдинг, или относительно тонкие листы профнастила. Исключение может составлять обшивка из вагонки, имитации бруса, или планкен - методом «ёлочкой» (то есть по диагонали). В некоторых случаях могут использоваться ОСП и фанера более тонкие, либо комбинироваться на стене разные материалы. Тогда без укосин не обойтись, и даже при хорошей листовой обшивке укосины часто используются проектировщиками и устанавливаются мастерами.

Итак, укосина стационарная. В подавляющем большинстве случаев делают её из обрезной хвойной доски, хотя в Америке существуют также специальные металлические профили для этих целей, но они имеют ряд недостатков и ограничений. Сечение данной доски относительно небольшое (классический вариант - пиломатериал 25Х100, 25Х120, 25Х150), и на то есть своя веская причина. Дело в том, что укосина врезается в каркас, а, следовательно, теоретически - может его ослаблять. Поэтому существует такое правило, что укосина не должна быть толще, чем четвёртая часть толщины стоек.

Другая причина выбора относительно тонкой доски кроется в экономической целесообразности и энергоэффективности. Хвойные доски 25 мм толщиной прекрасно справляются тут с поставленной задачей - это показывает мировой опыт эксплуатации и любые расчёты. Просто нет смысла купить доску более дорогую и более тяжёлую, которая, кстати, будет внутри каркаса занимать место утеплителя.

Иногда из обрезков стоек (например, сечением 40Х150 мм) делают диагональные поперечины, которые крепят внутри каркаса враспор, но это занимает много времени и сил, не позволяет нормально утеплить стены (древесина, всё-таки более теплопроводная, чем базальтовая вата).

Что касается необходимого количества укосин, то эксперты считают, что на каждую стену необходимо ставить минимум две укосины по краям в зоне наружных углов. Если стена очень длинная, то аналогичные элементы могут дополнительно ставиться ещё где-то посредине.

Располагаться укосина должна под углом от 45 до 60 градусов по отношению к стойкам, тогда она сможет в должной мере сыграть роль диагональной распорки. Дабы дом был стабилизирован в обоих направлениях - укосины в разных концах наружной стены делают разнонаправленными. Укосина всегда стартует от верха наружного угла и отклоняется в сторону центра стены внизу (то есть образует с угловой стойкой нечто подобное литере «Л»).

Крайне важно, чтобы доска-укосина врезалась не просто в стойки, но также в нижнюю и верхнюю обвязку. Иначе смысл в ней теряется, ведь главная задача укосин заключается в предотвращении взаимного смещения верхней свободной обвязки относительно нижней, которая жёстко зафиксирована на фундаменте.

Если по каким-то причинам сделать укосину от обвязки до обвязки под углом от 45 до 60 градусов не получается (допустим, дом имеет огромное панорамное остекление) - то лучше вообще отказаться от данного элемента и полагаться на качественную листовую обшивку из фанеры или ОСП.

Монтаж стационарных укосин производится методом врезки, то есть наша задача заключается в том, чтобы доска стала заподлицо с каркасом и не мешала выполнять обшивку. Для этого на стойках и на досках обвязки делаются выборки соответствующей глубины и ширины.

В принципе, не ограничивается тот момент, с какой стороны стены укосины должны стоять. Снаружи мастера их любят располагать с точки зрения удобства монтажа, но считается, что установленные с внутренней стороны они меньше будут влиять на сопротивление теплопередаче утеплённых стен.

Крепление укосин производится при помощи гвоздей - на каждую стойку используют по два-три штуки, на каждое соединение с обвязкой - по 3 штуки. Как правило, элемент сначала только наживляют, а уже после установки всех рам на перекрытии, проверки диагоналей… - их добивают.

Блоки

Блоками в каркасной технологии называют встраиваемые элементы, которые монтируются между вертикальными стойками и представляют собой своего рода перемычки. В отличие от укосины, блок располагается не под острым углом к стойкам и никак не перевязывается с обвязками - он крепится горизонтально, под 90 градусов к продольному направлению стоек. Кроме того, блок не врезается в тело стоек, а устанавливается между ними враспор.

Заметим, что блоки могут применяться не только в стенах, такие же детали часто ставят между балками перекрытия и лагами, и даже иногда между стропилами.

Используются блоки как при создании наружных стен, так и при сборке каркасных перегородок. В обеих конструкциях данные элементы выполняют аналогичный набор функций:

• Связывают между собой стойки, не давая им перемещаться друг относительно друга. То есть так мы механически фиксируем выбранный шаг расстановки, препятствуем кручению доски. Каркас становится жёстче и стабильнее.
• Играют роль основы для крепления обшивочных материалов. Например, есть технология, когда ОСП или фанера снаружи пришивается горизонтально, а это означает, что длинная сторона листов подвисает в пустоте - а подобное недопустимо. Поэтому в зонах стыковки плит устанавливаются блоки. Аналогичная ситуация может быть, если обшивка крепится вертикально (гипсокартон изнутри, например), но её длины недостаточно, чтобы закрыть высокую стену от пола до потолка. Приходится добавлять облицовочный материал по высоте, а на стыке - опять-таки, ставить блок в качестве опорной площадки.
• В некоторых видах стен блок становится элементом противопожарной защиты, так как после обработки антипиренами доска не горит сама и не даёт распространяться огню по пустотам вертикально.
• В некоторых конструкциях, блок выступает в качестве надёжного закладного элемента, который позволяет впоследствии навесить на пустотную каркасную стену что-то массивное: отопительные и бытовые приборы, мебель, сантехнику…

Конструкция блока предельно проста. Это - обрезная доска, которая по сечению не отличается от габаритов стоек. Зачастую блоки нарезают из отбракованных пиломатериалов (искривления сучки, трещины), закупленных для создания стоек, либо они являются просто обрезками от досок стоек. Размечают и кроят их по шаблону, так как блоки по длине должны чётко соответствовать повторяемой дистанции (просвету) между стойками. На месте блоки расставляют по отбивке мелованного шнура, а крепление производится гвоздями сквозь стойки.

Продолжаем серию текстов об узлах стен каркасного дома. Наконец-то мы дошли и до укосин. Укосины каркасного дома — важный элемент стены, который нужен, чтобы дом не сложился в какую-либо сторону после постройки. Если вы читали на форуме новости о нерадивых строителях, то наверняка видели такие ситуации.

Укосины в каркасном дома

Для того, чтобы ваш каркасный дом стоял долго и крепко, в стойки стен каркасного дома врезаются укосины.

Важно: укосина каркасного дома должна врезаться под углом 45-60 градусов в обе обвязки (нижнюю и верхнюю). Иногда также врезается и вторую верхнюю обвязку (как на картинке выше), но реже.

Видео о том как врезать укосину в каркасном доме? Как это сделать за 1 минуту

Укосины обязательно нужно применять, если на стены не планируется плитная обшивка (ОСП-3, фанера). С плитной обшивкой укосины не нужны, она прочнее укосин (если это ОСП или фанера 12 мм) более чем в 5 раз. Но для каркасного одноэтажного дома и укосин вполне достаточно.

В любом случае (с плитной или без плитной обшивки), вам понадобятся временные укосины .

Временные укосины в каркасном доме

Временные укосины используются на этапе сразу же после подъема стен, пока те еще не закреплены сверху лагами перекрытия, а также не установлена плитная обшивка. Временные укосины помогают стенам никуда не падать и стоять на заданном месте. Лучше не экономить на количестве досок, потом их легко убрать.

Выглядит это все так:

Маленький бонус:
Как поднимать стену с обшивкой (фото). Заметьте, даже с плитной обшивкой строитель ставит временные укосины.



Хотя это и нечасто делают, но может быть, кто-то решит, что ему удобнее так. Переводить не стал, вроде бы все наглядно.

Маленький бонус №2:
Как крепить вторую верхнюю обвязку стены каркаса (фото)

Задавайте вопросы в комментариях или лично мне в индивидуальных консультациях, а также напоминаю, что наша команда проектировщиков разработает для вас в соответствии со всеми вашими пожеланиями.