Каркас представляет собой систему, состоящую из стержневых несущих элементов — вертикальных (колонн) и горизонтальных балок (ригелей), объединенных жесткими горизонтальными дисками перекрытий и системой вертикальных связей.

Основное компоновочное преимущество каркасных систем в свободе планировочных решений, в связи с редко расставленными колоннами, имеющие укрупненные шаги в продольном и поперечном направлениях. Системе присуще четкое разделение на несущие и ограждающие конструкции. Несущий остов (колонны, ригели и диски перекрытий) воспринимает все нагрузки, а наружные стены выполняют роль ограждающих конструкций, воспринимая только собственный вес (самонесущие стены). Это дает возможность применять прочные и жесткие материалы - для несущих элементов каркаса, и тепло — звукоизоляционные материалы - для ограждающих. Использование высокоэффективных материалов позволяет добиться снижение веса здания, что положительно сказывается на статических свойствах здания.

Каркасными сооружают, как правило, общественные и административные здания. В последние годы строят также и каркасные многоэтажные жилые дома. В зданиях с полным каркасом несущий остов состоит из колонн и ригелей, выполняемых в виде балок для опирания конструкций перекрытий. Скрепленные между собой колонны и ригеля образуют несущие рамы, воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагрузки здания.

Роль ограждающих элементов выполняют наружные стены Наружные стены в зданиях этого типа выполняются навесными или самонесущими .

Навесные ненесущие стены в виде навесных панелей прикрепляют к наружным колоннам каркаса. Самонесущие наружные стены опираются непосредственно на фундаменты или на фундаментные балки, устанавливаемые по столбчатым фундаментам. Самонесущие стены прикрепляются к колоннам каркаса. В зданиях с неполным каркасом наружные стены делают несущими, а колонны располагают лишь по внутренним осям здания. При этом ригели укладывают между колоннами, а иногда и между колоннами и наружными стенами. Такой конструктивный тип здания в современном строительстве имеет ограниченное применение.

Здание любого типа должно быть не только достаточно прочным: не разрушаться от действия нагрузок, но и обладать способностью сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок, и иметь пространственную жесткость, т. е. способность как в целом, так и в отдельных его частях сохранять первоначальную форму при действии проложенных сил.

Пространственная жесткость бескаркасных зданий обеспечивается несущими наружными и внутренними поперечными стенами, в том числе стенами лестничных клеток, связанными с наружными продольными стенами, а также междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и разделяющими их по высоте здания на отдельные ярусы.

Конструктивная схемы зданий: а — с полным каркасом; б — с неполным каркасом; 1 — колонны; 2 — ригели; З — панели перекрытий; 4 — несущие наружные стены
Здание с несущими наружными стенами и внутренним каркасом: 1 – несущие стены; 2 – стены лестничной клетки; 3 – колонны; 4 стык колонн; 5 – ригели (прогоны); 6 – плита перекрытия	Здание с полным каркасом: 1 – колонны; 2 – навесные стены; 3 – ригели; 4 – стены лестничной клетки

Каркасная система наиболее часто применяется при проектировании массовых и уникальных общественных зданий различного назначения и этажности. Эта система уступает бескаркасной системе по показателям затрат труда и срокам возведения.

Каркасное здание сложнее обогреть, так как помещения получаются бо льшего объема, сложнее проектировать сеть обогревательных приборов, учитывая при этом санитарно-гигиенические требования. В принципе, у каждого отдельного помещения должен быть индивидуальный проект отопления и вентиляции, что создает определенные сложности для здания в целом, значительно удорожая стоимость проектных работ, строительства и эксплуатации. При этом перегородки обладают высокой тепловой инерционностью, намного быстрее нагреваясь и отдавая тепло.

Учитывая все сказанное, каркасные системы до последнего времени было запрещено использовать в массовой жилой застройке. Каркасные сооружения применялись, в основном в зрелищной, выставочной части общественных зданий. При этом, как правило, конструктивная схема сооружения была комплексной, то есть каркасная система сочеталась с бескаркасной в административной части – из условий экономической эффективности возведения и эксплуатации сооружения, его пожарной безопасности и экологических качеств.

Однако предпочтение, оказываемое каркасным системам, связано с функциональными требованиями к гибкости объемно-планировочных решений общественных зданий и необходимости их неоднократной перепланировки в процессе эксплуатации. С точки зрения свободы планировки, возможности создания большепролетных зальных помещений — компоновочные преимущества каркасных систем перед бескаркасными очевидны.

При этом следует помнить и о недостатках каркасной системы. В среднем, каркасные здания – в 3-7 раз дороже бескаркасных, как показывает многолетний анализ технико-экономических показателей за 70-80-е годы ХХ столетия, с учетом индустриального изготовления большинства несущих элементов.

В каркасной системе намного сложнее и дороже выполнить вертикальные преграды огню (брандмауэры ), поэтому при пожарах, как правило, выгорает целый ярус каркасного здания, ограниченный перекрытиями. Это создает дополнительные сложности при проектировании путей эвакуации.

Каркасная конструктивная система: 1 – колонны каркаса; 2 – ригели каркаса; 3 – сборный настил перекрытия; 4– наружная навесная стеновая панель	Схема каркаса многоэтажного здания: 1- колонны; 2 - ригель; 3- плиты перекрытий; 4 -панели наружных стен
Общий вид зданий с каркасной конструктивной системой: а – общественного; б – промышленного	1- опорные колонны, 2- плиты перекрытия, 3- несущие и связевые ригели, 4- диафрагмы жесткости путей эвакуации, 5- технологическая шахта, 6- лестничные марши, 7- самонесущие наружные стены

В каркасных зданиях вся нагрузка передается на каркас, то есть систему связанных между собой вертикальных элементов (колонн) и горизонтальных (прогонов и ригелей).
Каркасы , применяемые в гражданском строительстве, классифицируются по материалам :

железобетонный каркас, выполняемый в сборном, монолитном или сборно-монолитном вариантах;


металлический каркас, часто применяемый при строительстве общественных и многоэтажных гражданских зданий, возводимых по индивидуальным проектам;


деревянный каркас в зданиях не выше двух этажей.

железобетонный каркас	металлический каркас	деревянный каркас

По составу и расположению ригелей в плане здания в каркасных зданиях
применяют четыре конструктивные схемы:

— I – с поперечным расположением ригелей ;

— II – с продольным расположением ригелей ;

— III – с перекрестным расположением ригелей ;

— IV –безригельная .

Использование современных массовых типовых конструкций перекрытий определяет размеры основной конструктивно-планировочной сетки осей каркаса 6х6 м (при дополнительной сетке 6х3 м).

При выборе конструктивной схемы каркаса учитывают как экономические, так и архитектурно-планировочные требования:

— элементы каркаса (колонны, ригели, диафрагмы жесткости) не должны ограничивать свободу выбора планировочного решения;

— ригели каркаса не должны выступать из поверхности потолка в жилых комнатах, а проходить по их границам.

	Конструктивная схема здания с безригельным каркасом: 1 – колонны каркаса; 2 – сборный или монолитный настил перекрытия
Каркасная система зданий: а - с поперечным расположением ригелей; б - с продольным расположением ригелей; в - безригельное решение; 1 - самонесущие стены; 2 - колонны; 3 - ригели; 4 - плиты междуэтажных перекрытий; 5 - надколонная плита перекрытия; 6 - межколонные плиты; 7 - панель-вставка

Каркас с поперечным расположением ригелей целесообразен в зданиях с регулярной планировочной структурой (общежития, гостиницы), где шаг поперечных перегородок совмещается с шагом несущих конструкций.

Конструктивная схема каркасного здания с поперечным расположением ригелей	Конструктивная схема каркасного здания с продольным расположением ригелей
	Четыре типа конструктивных каркасных систем: а — с поперечным расположением ригелей; б — с продольным расположением ригелей; В — с перекрестным расположением ригелей; г — с безригельным каркасом, при котором ригели отсутствуют, а плиты перекрытий опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны. 1- фундамент; 2 – панели ограждения; 3 – колонны; 4 – продольные ригели; 5 – плиты перекрытия (настил); 6 – поперечные ригели

Каркас с продольным расположением ригелей используют в проектировании жилых домов квартирного типа и массовых общественных зданий сложной планировочной структуры, например, в зданиях школ.

Каркас с перекрестным расположением ригелей выполняют чаще всего монолитным и используют в многоэтажных промышленных и общественных зданиях.

Безригельный каркас используют как в многоэтажных промышленных, так и в гражданских зданиях, т.к. в связи с отсутствием ригелей эта схема в архитектурно-планировочном отношении наиболее целесообразна. В данном случае ригели отсутствуют, а сборный или монолитный диск перекрытия опирается или на капители (уширения) колонн, или непосредственно на колонны.

По характеру статической работы каркасные конструктивные системы гражданских зданий делятся на:

рамные — с жестким соединением несущих элементов (колонны, ригели) в узлах в ортогональных направлениях плана здания. Каркас воспринимает все вертикальные и горизонтальные нагрузки.

рамно-связевые — с жестким соединением в узлах колонн и ригелей в одном на правлении плана здания (создание рамных конструкций) и вертикальными связями, расставленными в перпендикулярном направлении рамам каркаса. Связями служат стержневые элементы (крестовые, портальные) или стеновые диафрагмы, соединяющие соседние ряды колонн. Вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимаются рама ми каркаса и вертикальными пилонами жестких связей.

связевые — отличаются простотой конструктивного решения соединений колонн с ригелями, дающее подвижное (шарнирное) закрепление. Каркас (колонны, ригели) воспринимает только вертикальные нагрузки. Горизонтальные усилия передают на связи жесткости — ядра жесткости, вертикальные пилоны, стержневые элементы.

Рамная система
каркасных зданий обладает большой жесткостью, устойчивостью и создает максимальную свободу планировочных решений. Система обеспечивает надежность в восприятии нагрузок и равномерность деформаций рам, расположенных в здании в продольном и поперечном направлениях. Недостаток (при сборном железобетонном каркасе) — сложность в унификации узловых соединений из-за разных величин усилий в них по высоте здания. Такое решение железобетонного каркаса наряду со стальным находит применение в сложных грунтовых условиях и в сейсмических районах.

При изготовлении рамного каркаса из сборного железобетона применяется разрезка его несущих элементов на Г -, Т — и Н -образные элементы, позволяющая перенести узловые соединения в наименее напряженные участки — места нулевых изгибающих моментов от вертикальных нагрузок.

Рамно-связевая система обеспечивает пространственную жесткость за счет совместной работы поперечных рам, вертикальных диафрагм жесткости и перекрытий, выполняющих функцию жестких горизонтальных дисков. Вертикальные нагрузки передают на каркас как на рамную систему. Горизонтальные нагрузки, действующие перпендикулярно плоскости рам, воспринимают вертикальные диафрагмы жесткости и диски перекрытий, а нагрузки, действующие в плоскости рам, воспринимает рамно-связевой блок, состоящий из вертикальных диафрагм жесткости и рам каркаса.

В результате проведенных теоретических исследований доказано, что рамно-связевая система удовлетворяет условию минимального расхода материала в несущих вертикальных конструкциях при нулевой жесткости поперечных рам, то есть когда система превращается в чисто связевую.

Связевая система
все вертикальные нагрузки передает на стержневые элементы каркаса (колонны и ригели), а горизонтальные усилия воспринимают жесткие вертикальные связевые элементы (стеновые диафрагмы и ядра жесткости), объединенные между собой дисками перекрытий. В связевом каркасе ограничена прочность и жесткость стыков ригелей с колоннами. Узлы конструируют податливами с помощью стальных связей («рыбок»), ограничивающих защемление.

Внедрение связевой системы в производство элементов сборного железобетонного каркаса позволило провести широкую унификацию его основных элементов (колонн и ригелей) и их узловых соединений.

В 80-х годах прошлого столетия была разработана номенклатура индустриальных железобетонных изделий серии 1.020-1 (Серия 1.020-1/87 ), позволяющая возводить как гражданские, так и промышленные каркасно-панельные здания любой конфигурации и этажности. В состав номенклатуры серии помимо колонн и ригелей, включены панели перекрытий, диафрагм жесткости и наружных стен.

Из унифицированных элементов могут быть запроектированы каркасы с продольным и поперечным расположением ригелей.

Габаритные схемы компонуются на следующих условиях:

оси колонн, ригелей и панелей диафрагм жесткости совмещены с модульными осями здания;


шаг колонн в направлении пролета плит перекрытий равен 3,0; 6,0; 7,2, 9,0 и 12,0 м.


шаг колонн в направлении пролета ригелей соответствует 3,0; 6,0; 7,2 и 9,0м.


высота этажей в соответствии с назначением и укрупненным модулем ЗМ составляет 3,3; 3,6; 4,2; 6,0 и 7,2м.

Кроме того для квартирных и специализированных жилых домов (пансионаты, гостиницы, общежития и т.п.) высота этажей принимается равной 2,8 м.

Компоновка диафрагм жесткости может быть разнообразной, но предпочтительнее устройство пространственных связевых систем открытого или замкнутого сечений.

Пространственная жесткость каркасных зданий обеспечивается:

совместной работой колонн, связанных между собой ригелями и перекрытиями и образующих геометрически не изменяемую систему;


установкой между колоннами стенок жесткости или стальных вертикальных связей;


сопряжением стен лестничных клеток с конструкциями каркаса;


укладкой в междуэтажных перекрытиях (между колоннами) панелей-распорок.

Конструктивные элементы. Колонны имеют высоту в 2-4 этажа, что позволяет в зданиях, с соответствующей этажностью, применять бесстыковые колонны.

Наряду с бесстыковыми колоннами в номенклатуру включены следующие типы колонн:

нижние высотой в два этажа и расположением низа колонны ниже нулевой отметки на 1,1м.;


средние — высотой в три-четыре и верхние в один-три этажа.

Предусмотрены колонны сечением 30×30 см для зданий высотой до 5-ти этажей и колонны сечением 40х40см для всех остальных. Колонны выпускаются двухконсольнымии и одноконсольными. Двухконсольные колонны устанавливают по средним и крайним рядам при навесных панелях наружных стен. Одноконсольные колонны располагают по крайним рядам при самонесущих наружных стенах и по средним рядам при одностороннем примыкании стен-диафрагм жесткости в лестничных клетках. Стык осуществляется на сварке выпусков арматуры с последующим омоноличиванием и расположением его выше плоскости консоли на 1050 мм.

Ригели — таврового сечения с полкой понизу для опирания плит перекрытия, что уменьшает его конструктивную высоту. Стык ригеля с колонной выполняет со скрытой консолью и приваркой к закладным деталям консоли и колонны (частичное защемление).

Перекрытия — многопустотные плиты высотой 220 мм и пролетом до 9,0 м. Плиты типа 2Т применяют для пролетов 9 и 12 м. Элементы перекрытий разделяют на рядовые и связевые (плиты распорки). Связевые плиты перекрытия устанавливают между колоннами в направлении перпендикулярном ригелям, обеспечивая их устойчивость.

Перекрытия испытывают поперечный изгиб от вертикальных нагрузок и изгиб в своей плоскости от горизонтальных (ветровых, динамических) воздействий.

Необходимая жесткость горизонтального диска перекрытия, собираемого из сборных железобетонных элементов, достигается установкой связевых плит-распорок между колоннами, сваркой закладных соединительных элементов и устройством шпоночных швов из цементного раствора между отдельными плитами. Полученный жесткий горизонтальный диск, воспринимая все нагрузки, включает в совместную работу вертикальные диафрагмы жесткости.

Стены — диафрагмы жесткости монтируют из бетонных панелей высотой в этаж, толщиной 140 мм. и длиной, соответствующей расстоянию между колоннами в пределах, которых они установлены. При шаге колонн 7,2 и 9,0 м стены-диафрагмы проектируют составными из двух-трех панелей, с координационными размерами по ширине 1,2, 3,0 и 6,0 м. Они могут быть глухими или с одним дверным проемом. Элементы диафрагм жесткости между собой и элементами каркаса соединяют сваркой закладных деталей, не менее чем в двух местах по каждой стороне панели с последующим замоноличиванием.

Шаг диафрагм определяется расчетом, но не превышает 36,0 м.

Панели наружных стен могут быть запроектированы самонесущими или ненесущими (навесными) конструкциями. Разрезка стен на панели — двухрядная. В номенклатуру входят поясные простеночные, под карнизные, парапетные, цокольные панели.

Панели самонесущих стен устанавливают по цементно-песчаному раствору на цокольные или простеночные панели и крепят поверху к закладным деталям колонн. Панели ненесущих стен навешивают на ригели, консоли или опорные металлические столики колонн и закрепляют в плоскости перекрытия.

Привязка панелей самонесущих и несущих стен к каркасу единая — с зазором 20 мм между наружной гранью колонны и внутренней гранью панели наружной стены.

Изоляция стыков панелей решена по принципу закрытого стыка

Компактные в плане отапливаемые здания длиной до 150 м проектируют без температурных швов. Здания с изрезанным очертанием плана, приводящее к ослаблению горизонтальных дисков перекрытий, расчленяют на температурные блоки, длина которых увязана с членением объемной формы здания, но не превышает 60 м.

Как и в серии 1.020.1 каркас КМС-К1 собирают из колонн, ригелей, плит перекрытий, панелей жесткости и навесных панелей наружных стен.

Фрагмент фасада каркасного здания серии 1.020-1: А — схема разрезки наружной стены на панели; а — герметизация вертикальных стыков; б — крепление верха панели к колонне; \ — защитный слой; 2 — эластичная мастика; 3 — упругий шнур (гернит); 4 — колонна; 5 — кирпичная кладка; 6 — цементный раствор; 7 — наружная стеновая панель; 8 — стальные закладные детали; 9 — стальные соединительные элементы

Колонны — выполняют одно- и двух-этажными, единого сечения 400×400 мм, а их несущая способность меняется с изменением марок бетона и процента армирования переходом от гибкой (стержни) к жесткой (стальные профили) арматуре. В серии предусмотрены колонны рядовые, фасадные и колонны с вылетом консолей до 1,2 или 1,8 м., служащие опорами для плит балконов и лоджий.

Стык колонны располагают на 710 мм выше плиты перекрытия, что упрощает монтаж. При монтаже колонн применяют специальные кондукторы, обеспечивающие соосность. Соединение осуществляется ванной сваркой плоских торцов колонн, с последующей инъекцией цементного раствора.

Ригели — таврового сечения высотой 450, 600 и 900 мм (последний для пролетов в 12,0м). Колонну соединяют с ригелем при помощи его опирания на скрытую (в высоте ригеля) консоль и с частичным защемлением установленной по верхней полки ригеля специальной фасонки — «рыбки», а также сваркой с закладными элементами консоли колонны. Значения воспринимаемых таким узлом изгибающих моментов и растягивающих усилий ограничены пределом текучести «рыбки». Поэтому в расчетах при восприятии вертикальных нагрузок защемление ригеля на опоре не учитывают, рассматривая его как шарнирное соединение.

Различают ригели рядовые и фасадные. Ригель фасадный имеет Z -образную форму, которая диктуется особенностью его работы — опирание плит перекрытий на нижнюю полку с одной стороны и навеской наружных стеновых панелей на верхнею полку с другой стороны.

Перекрытия — выполняют из многопустотных настилов высотой в 220 мм. Настилы различают в соответствии с размещением в плане — рядовые, фасадные, настилы-распорки, сантехнические и доборные.

Для создания единого диска перекрытия боковые поверхности настилов имеют шпоночные углубления, которые (после их раскладки) замоноличивают, создавая шпоночные швы, воспринимающие сдвигающие усилия..

Стены жесткости — проектируют из железобетонных панелей высотой на этаж и толщиной в 180 мм. Они имеют одну или две полки для опирания настилов перекрытий. Соединение с несущими элементами каркаса осуществляют при помощи стальных сварных связей числом не менее двух по каждой стороне.

Панели наружных стен — могут иметь горизонтальную или вертикальную разрезку по фасадной плоскости здания.

При двухрядной (горизонтальной) разрезки панели наружных стен подразделяют на поясные (ленточные), простеночные и угловые.

Координационные размеры панелей наружных стен горизонтальной разрезки по длине соответствуют шагу колонн, а по высоте составляют — 1,2; 1,5; 1,8 и 3,0 м. Простеночные панели могут быть высотой в — 1,5; 1,8 и 2,1м, а шириной кратны модулю 300 мм.

При вертикальной разрезке — все размеры панелей по длине и высоте кратны модулю 300 мм.

Узел опирания панелей наружных стен унифицирован для разных систем разрезок на панели фасадных плоскостей. Панели опирают на несущую конструкцию перекрытия (ригель, или настил) на глубину в 100 мм и приваривают при помощи закладных и соединительных элементов на расстоянии 600 мм в плане от оси колонны. Верх панели крепят к колонне, так же с помощью сварки соединительных элементов.

Горизонтальные стыки панелей наружных стен осуществляются в четверть с нахлесткой в 75мм. Изоляция вертикальных и горизонтальных сопряжений панелей выполняется по принципу закрытого стыка

Система позволяет создать многовариантные объемно-планировочные решения за счет применения колонн с консолями больших вылетов (1,2 — 1,8 м) для создания лоджий, консольных ригелей с вылетом до 3,0 м, образующих выступающие объемы. Возможно устройство зальных помещений с пролетами в 18,0-24,0 м. Разнообразие архитектурных композиций зданий достигается применением двухрядной (горизонтальной) и вертикальной разрезки, так же различных вариантов защитно-отделочных слоев наружных стеновых панелей.

Каркас серии KMC — К1. Основные планировочные ситуации стен жесткостей и несущих конструкций перекрытий: Р — ригель рядовой; РФ — ригель фасадный; НВ — настил; НРВ -настил-распорка; НРФ — настил-распорка фасадная; МФ — фасадная стеновая панель; СЖ — стенка жесткости; 1 — колонна с плоскими стальными торцами; 2 — полуавтоматическая сварка под слоем флюса; 3 — стальная центрирующая прокладка; 4 — закладная деталь; 5 — соединительная планка; 6 — цементный раствор; 7 — соединительная пластина; 8 — монолитный армированный бетон; 9 — закладная деталь

Безригельный каркас. Основной архитектурный недостаток каркасных систем для применения их в гражданском строительстве являются выступающие в интерьер из плоскости перекрытий балки-ригели. Существуют конструктивные схемы каркасов позволяющие исключить этот недостаток:

Система, формирующаяся из сборных плит сплошного сечения, опираемых на колонны в угловых точках сетки колонн (система КУБ);

Каркасная система с предварительно-напряженной арматурой в скрытых риге лях, образуемых в построечных условиях (система КПНС).

Система безригельного каркаса КУБ - сборный безкапительный каркас, состоящий из колонн квадратного сечения и плоских плит перекрытий.

Сетки колонн 6×3 и 6×6 метров при необходимости могут увеличиваться до размеров 6х9 и 9х12 метров. Сечение колонн 30×30 см и 40×40 см высотой в один или несколько этажей с максимальной высотой до 15,3 м.

Плиты перекрытия в плане размером 2,8×2,8 м толщиной от16 до20 см. В зависимости от расположения, подразделяются на надколонные, межколонные и плиты-вставки. Членение перекрытия на сборные элементы сделано с таким расчетом, чтобы стыки плит располагались в зонах с наименьшей величиной (приближаемая к нулю) изгибающих моментов от вертикальных нагрузок.

Последовательность монтажа перекрытия на смонтируемые колонны ведется в следующем порядке: — устанавливаются и привариваются к арматуре колонн надколонные плиты, затем межколонные и, наконец, плиты-вставки. Межколонные и плиты-вставки имеют шпонки, позволяющие легко осуществить их соединения на сварке. После замоноличивания стыков создается пространственная жесткая конструкция.

Система безригельного каркаса (КУБ): а — общий вид; б — схема последовательности монтажа; в — схема разреза здания

Преимущество системы в отсутствии выступающих элементов в потолочной плоскости и в простоте монтажа, с помощью легких мобильных кранов.

Безригельная рамная или рамно-связевая каркасная система гражданских зданий высотой до 16 этажей рассчитана на вертикальные нагрузки на перекрытие в 1250 кг/ м 2 . При больших нагрузках (2000 кг/ м 2) ограничивают этажность здания 9-тью этажами.

Система обладает архитектурно-планировочными и конструктивными достоинствами. Гладкий потолок дает возможность гибко решать планировку внутреннего пространства создавать трансформируемые помещения. Консольные вылеты перекрытий обеспечивают вариантность пластических решений фасадов.

Безригельный каркас универсален — он с успехом применим, как в жилых зданиях, так и общественных (детских садах, школах, торговых предприятиях, спортивных и зрелищных) сооружениях и пр.

Система со скрытыми ригелями в плоскости перекрытия (КПНС) проектируется по связевой схеме из сборных элементов: колонн, плит, перекрытий и стен диафрагм жесткости. Связь между сборными элементами перекрытия осуществляется в результате устройства в построечных условиях монолитного ригеля с канатной напряженной арматурой, пропущенной через сквозные отверстия в колонне в ортогональных направлениях. Предварительное напряжение арматуры осуществляется на уровне этажных перекрытий, создавая двухосное обжатие плит перекрытия

Плиты перекрытия имеют высоту в 30 см и состоят из верхней плиты, толщиной в 6 см, и нижней — 3 см и перекрещенных бортовых ребер. При монтаже плиты перекрытий укладывают на временные капители колонн и опоры, которые устанавливают уже на смонтированный нижний уровень. Плиты перекрытия могут быть выполнены на ячейку с опиранием на колонны по 4 углам или разбиты на две плиты, соединенные монолитным армированным швом. Конструкция, собранная из сборных элементов колонн и плит перекрытий — работает как единая статическая система, воспринимающая все силовые воздействия, за счет сил сцепления, возникающих между отдельными сборными элементами, и напряжений стальных канатов.

Каркас со скрытыми ригелями (КПНС): А — схема сборки; Б — узел плана перекрытия у колонны; 1 — монолитный ригель; 2 — шов омоноличивания; 3 — канатная натяжная арматура: 4 — плита перекрытия; 5 – колонна

Значительным шагом назад от системы надежности и долговечности индустриального производства конструктивных элементов каркасных зданий стало возвращение на строительные площадки «мокрых» процессов с начала «нулевых» годов. Монолитные балочные и безбалочные каркасы имеют низкую степень технологичности, не позволяют возводить ограждающие конструкции апробированных типов.

Каркасный дом — это строение, основой которого выступает каркас. Значение термина «каркас» — основа, костяк, скелет будущего объекта. Каркас устанавливается на фундамент, обшивается специальными панелями, утепляется, возводится крыша – дом готов.

Каркасные дома сначала появились в Германии, затем в Америке и Канаде. Именно поэтому существует несколько технологий возведения – немецкая, скандинавская, канадская. В России первые дома этого типа построены в 50-х годах, сейчас интерес к ним значительно возрос.
Данная статья познакомит вас с основными видами каркасных домов из дерева.

• каркасно-щитовые (панельные);
• каркасно-рамочными («канадский»);
• стоечно-балочная конструкция (фахверк);
• каркасно-стоечная конструкция;
• каркас с неразрезными стойками.

Другие варианты каркасных домов – это либо комбинации перечисленных видов, либо небольшие видоизменения вышеупомянутых каркасов. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Каркасно-щитовые (панельные) дома

Такие дома производятся на заводе. В соответствии с проектом изготавливается каркас, панели (щиты), межэтажные перекрытия и даже кровля. Каждый элемент размечен, имеет необходимые отверстия. Полный комплект дома доставляется на строительную площадку, где осуществляется его монтаж. Технология строительства каркасно-щитового дома достаточно проста, но для того, чтобы дом был прочным, теплым и надежным, следует четко соблюдать нормы и правила.

Основными преимуществами каркасно-щитовых домов являются:

• высокая скорость возведения – все детали изготовлены и размечены, материалы обработаны составами, предотвращающими гниение и размножение вредных микроорганизмов, произведена огнезащитная пропитка;
• доступная стоимость строительства – материалы, из которых состоит вся конструкция, значительно дешевле, нежели камень или кирпич. Экономия происходит также за счет общего веса дома – для него не требуется сложный, дорогостоящий фундамент;
• неподверженность усадке – сразу после возведения стен и кровли можно приступать к внутренней и внешней отделке.

К плюсам каркасно-щитовых домов также можно отнести большую скорость прогрева помещения при условии качественного утепления. Представленные сегодня на строительном рынке утепляющие материалы могут сделать дом таким же теплым, как и кладка в 5 кирпичей.

Минусами каркасно-щитовых домов являются отсутствие возможности произвести перепланировку, а также потребность в специальной технике (кране) для погрузочно-разгрузочных работ. Панели имеют вес, не позволяющий поднять их руками.

Технология «Платформа»

Является одной из разновидностей каркасно-щитовой технологии, ее другое название – поддонная или платформенная. Данный способ строительства предполагает сборку элементов каркаса на платформе, представляющей из себя черновой вариант пола на первом этаже, или же на межэтажном перекрытии.

Стены будущего дома состоят из щитов, которые утепляются и обшиваются плитами. Для этой цели используются плиты двух видов: OSB и ГВЛ. Плита OSB (русский перевод – ориентированная стружечная плита ОСП) – склеенная и спрессованная древесная щепа, уложенная в разных направлениях. ГВЛ – гипсоволокнистый лист, в состав которого входит гипс высокого качества и волокна из переработанной макулатуры. Оба вида плит обладают повышенной прочностью и не подвергаются деформации.

Подготовленные стены выставляются на постоянное место, а сверху устанавливается новая платформа, где готовятся стены второго этажа.

Каркасный дом из OSB отличается хорошей влагостойкостью и способностью сохранять комфортный микроклимат даже при неблагоприятных условиях внешней среды.

Строения по данной технологии могут монтироваться из конструкций, изготовленных как на производстве, так и на строительной площадке.

Как собирают быстровозводимые каркасные дома в Канаде, смотрите в видео:

Канадская технология SIP

СИП — панели

СИП — структурная изоляционная панель, представляющая из себя конструкцию из утеплителя, обрамленного листами ОСП. Это усиленный вариант панелей для каркасно-щитовых домов. Строение этого типа возводится по технологии «Платформа».

Три слоя панели (ОСП – утеплитель – ОСП) соединены между собой брусом способом шип-паз с применением полиуретанового клея. Пенополистирол (вспененный пластик) – высокоэффективный утеплитель, используемый при производстве СИП-панелей. Для увеличения прочности прилегания слоев друг к другу подготовленный «пирог» подвергают прессованию.

Качественные СИП-щиты могут быть изготовлены только в заводских условиях. Они имеют небольшие размеры, что позволяет монтировать стены силами бригады строителей из 2-3 человек.

Теплоизоляционные и прочностные свойства СИП-панелей таковы, что всего 14 см их толщины вполне могут заменить полутораметровую стену из кирпича или метровую – из газобетона.

Немецкие технологии

Каркасные дома по немецкой технологии – еще один вариант использования метода платформы.
Данная технология предусматривает укладку в щиты коммуникаций и теплоизоляции. Кроме этого, устанавливаются окна, осуществляется первичная отделка стен и сборка перекрытий. Все указанные операции производятся исключительно в производственных условиях. Необходимость использования грузоподъемных механизмов значительно увеличивает стоимость строительства.

Подводя итог, следует отметить несколько негативных моментов.

По-настоящему прочным и теплым каркасно-щитовой дом может получиться лишь при условии качественной сборки и утепления щитов, но возможность проконтролировать ход работ полностью отсутствует. В такой ситуации возможен только один вариант – выбор производителя с хорошей репутацией. По сравнению с домами, построенными по другим технологиям (о них расскажем ниже), каркасно-панельные дома менее надежны.

Каркасно-рамочные дома

Каркасно-рамочный метод строительства имеет существенное отличие от панельного: каркас дома собирается на строительной площадке в виде необшитых рамок. Лишь когда вся конструкция установлена, приступают к ее утеплению и обшивке.

Дома по каркасно-рамочной технологии — наиболее подходящий вариант для возмедения своими силами. Их преимущество еще и в том, что владелец будущего дома видит, из чего он строится, как проводятся необходимые работы и осуществляется сборка.

Каркас дома (рама) может быть сделан не только из дерева, но и из металла, в частности, популярны каркасы из ЛСТК (легких стальных тонкостенных конструкций). Каркасные дома из ЛСТК возводятся в случае, если в регионе климат влажный или нет качественного строительного леса.

ЛСТК – это новая перспективная технология строительства из прочного, устойчивого, удобного в работе профиля из нержавеющей стали. Расчетный срок эксплуатации дома с таким каркасом достигает двухсот лет, но строятся каркасные дома из ЛСТК не так давно, и подтвердить это на практике пока невозможно.

Каркасно-рамочная технология позволяет вести строительство в любое время года. Отсутствие усадки – также значительный плюс.

При использовании этой технологии есть возможность осуществить самые оригинальные архитектурные проекты на начальном этапе, а также позже, если вдруг потребуется перепланировка.

Очень привлекателен каркасно-рамочный дом и с точки зрения стоимости, особенно если возводится каркасный дом из ЛСТК.

Минусами являются удлиненные сроки строительства и необходимость обработки древесины на строительной площадке.

Стоечно-балочный (фахверковый) каркас

Немецкий (стоечно-балочный) каркасный тип – удивительный, один из древнейших типов каркасных домов. Зародился он в Германии, поэтому называется «немецкий», но позднее получил распространение в Европе, а сегодня и Россия внимательно к нему приглядывается. Попытаемся понять, что обозначает название.

«Фахверк» в переводе с немецкого означает «секция, решето». Секции образуются из горизонтальных балок, вертикальных стоек и укосин, причем последние могут располагаться под любым углом.
Особенность стиля фахверк в том, что балки и стойки (каркас) не прячут за обшивкой, а, наоборот, выделяют их с внешней стороны стены всеми возможными способами, что и придает дому тот характерный внешний вид.

Каркас выполняется из толстых брусьев, имеющих сечение от 100×100 до 200×200 мм. Пространство между стойками и балками заполняется различными материалами. Раньше это были глиносоломенные блоки, но сейчас используется кирпич, глинобитный материал, плиты ОСП, и даже стекло. Дома со стеклянными стенами выглядят просто изумительно!

Для устройства теплого дома в наших непростых климатических условиях фахверковый тип домов подходит не очень, так как требует значительного утепления. Но каркасный дом в стиле фахверк имеет настолько оригинальный вид, что архитекторы часто предлагают такой способ как имитацию. То есть каркас используется другой, а наружная отделка полностью соответствует стилю фахверк.

Каркасные дома с неразрезными стойками по-другому называют финскими. Цельные вертикальные стойки, проходящие через два этажа – основной элемент каркаса. Для обеспечения высокой прочности конструкции требуется идеально вертикальная установка стоек. Межэтажные перекрытия устанавливаются на врезанные в балки опорные доски. Неразрезные стойки стягиваются лагами перекрытий, за счет чего конструкция приобретает нужную жесткость.

Данный тип конструкции характеризуется тем, что вертикальные стойки исполняют роль свай, на которые ложится основная нагрузка. Жесткость усиливают горизонтальные балки. Такая конструкция хороша на болотистых или подверженных подтоплению территориях.

Другие типы каркасных домов

Двойной каркас (технология ДОК)

Технология двойного объемного каркаса (ДОК) – одна из наиболее перспективных в области строительства каркасных домов. Суть двойного каркаса в том, что несущие стойки располагаются в шахматном порядке, что способствует устранению мостиков холода. Строчка стоек в этом случае получается не одинарная, а двойная. Зазор между стойками заполняется утеплителем, двойная поддержка которого обеспечивает повышение качества теплоизоляции.

Каркасно-брусовые дома

Каркас дома из бруса – это практически фахверк с каркасной основой, заполненной деревянным брусом. В качестве заполнителя может использоваться также лафет (бревна, отесанные только с двух сторон). Дом при этом получается живым, дышащим, экологичным, то есть по-настоящему деревянным.

Каркасно-бревенчатые дома (каркасно-рубленные дома)

Стены каркасно-бревенчатого дома представляют собой бревна, уложенные горизонтально между вертикальными деревянными стойками, образующими каркас. Внешняя прелесть такого дома именно в том, что каркас – снаружи, его видно. Он придает постройке одновременно легкость и изящность. Каркасные дома из дерева – пожалуй, самые красивые и экологичные дома.

Норвежский каркасный дом

Главное отличие норвежских каркасных домов – резные опорные столбы. Колонны из мощных бревен сделать произведением искусства могут только профессиональные рубщики. Именно колонны становятся тем украшением, которое привлекает внимание окружающих.

Каркас из столбов с обвязкой из бруса собирается на сделанном ранее основании. Стены и перегородки на деревянном каркасе монтируются между колоннами. Современные теплоизоляционные материалы, которыми они заполняются, натуральные и экологичные. Обшиваются норвежские каркасные дома широкими досками – или клееными, или строгаными необрезными.

Скандинавская технология

Скандинавские каркасные дома собирают из готового домокомплекта, произведенного на заводе.

Основа каркаса – сухая строганная доска. Особенность этих домов – наличие ригеля. Ригель это врезаемая в стойку сверху доска, выполняющая роль обвязки. В качестве ригеля в скандинавских домах используется брус. При таком устройстве каркаса отпадает необходимость в горизонтальных деревянных перемычках возле дверных и оконных проемов, а также сдвоенных стоек, которые при другой конструкции поддерживают эти перемычки.

Теплообмен между двумя сторонами стойки сокращается за счет применения каркасных стоек с теплоизоляцией, смонтированной внутри особым способом.

Плиты ОСП при строительстве домов по скандинавской технологии используются, как правило, только для усиления углов постройки. Проблема жесткости здесь решается с помощью мягких древесно-волокнистых плит или специального фасадного гипсокартона.

Еще одна особенность скандинавской технологии заключается в том, что всевозможные трубы и кабели располагаются в стенах.

Шведская технология

Шведские каркасные дома – дома, построенные с учетом сурового климата. Главное в шведской технологии – высокая степень энергосбережения. Эффект достигается за счет применения специального профиля из оцинкованной стали. Конструкция профиля такова, что его теплопроводность ниже, чем у деревянного бруса такого же размера.
Преимуществом металлического профиля является также его хорошая влагоустойчивость. На металлических элементах конструкции не могут появиться грибы и бактерии, наносящие вред дереву, для грызунов этот материал недоступен.

Каркасно-камышитовые дома

Как вариант утепляющего материала для каркасных домов иногда используют камыш. Дешевый, низкотеплопроводный, легкий камышовый утеплитель в условиях оптимальной влажности может служить не меньше, чем древесина. Из хорошо просушенного камыша изготавливают плотные маты, которые размещают внутри каркаса. Обустраивать каркас камышом рекомендуют после того, как возведена кровля дома.

Каркасно-засыпной дом

Это обычный щитовой дом, в котором в качестве утеплителя применяют сыпучие материалы, например, опилки. В целесообразности использования опилок можно сомневаться, однако, существуют методы их обработки, позволяющие допустить возможность такого решения.

Особенностью американских домов является большая площадь остекления, что придает строению легкость и прозрачность. Характеризуется обширной зоной, которая объединяет в себе кухню, столовую и гостиную.

Заключение

Итак, мы познакомили вас с тем, какие бывают разновидности каркасных домов, их особенностями, преимуществами и недостатками. Подводя итог, еще раз отметим, что отличительными чертами каркасных домов является их быстровозводимость, относительная малозатратность, реальная возможность построить каркасный дом своими руками.

Какой каркасный дом лучше выбрать, если принято решение строиться, может быть, не всегда легко определить. Но каркасное домостроение заслуживает внимания!

Даже те, кто имел определенный опыт возведения каркасных построек, далеко не всегда могут их классифицировать или отнести к какому-либо определенному виду. А между тем эти виды существуют, имеют свои конструктивные особенности и отличия. И иногда правильный выбор вида каркаса для вашего будущего дома поможет сохранить вам время, силы и деньги.

Все попытки классификации каркасных домов ведут к разделению их по принципу сборки его элементов. В основном, выделяют четыре вида или способа:

• рамный – конструкция с перекрытиями;
• неразрезной;
• фахверковый – стоечно-балочный;
• каркасно-щитовой – панельный.

Другие виды есть либо вариациями на тему перечисленных способов формирования каркаса, либо их соединением. Теперь о каждом из них по порядку.

Рамная конструкция

Также ее принято называть канадской, американской, поддонной или платформенной. И если первые два, из перечисленных названий, очевидно, образованы от мест изначального и наиболее распространенного ее применения, то два следующих передают саму суть построения каркаса.

В основе ее лежит принцип монтажа стен на платформе (поддоне), роль которого выполняет сборная плита пола или перекрытия. Из чего и как она формируется, принципиальной роли не играет. Просто на ней, как правило, собирается укрупненные элементы каркаса стен, выставляются по уровню, соединяются между собой и скрепляются обвязочной доской, на которую, в свою очередь, монтируется следующая платформа – перекрытие.

Этот способ хорош тем, что при желании все работы по сборке каркаса может произвести даже один человек, а уж два – справятся гарантированно, что особенно ценно, если вы решили возводить каркасный дом самостоятельно. Заполнять такой каркас можно любым утеплителем, соблюдая выдвигаемые им требования к защитным покрытиям (ветро-, паро-, гидробарьер). В качестве наружной отделки использовать любые виды сайдинга, деревянного погонажного материала, вентилируемые фасады прочее. Завершающим слоем перед финишной отделкой изнутри советуем ставить гипсокартон. Это не только хорошая подготовка под любое покрытие, но и слой негорючего экологически чистого материала, также защищающего вас от возможного негативного воздействия составляющих пирога стены.

Каркас с неразрезными стойками

Сразу отметим, что такая конструкция каркаса интересна с точки зрения экономии материала и времени, если высота вашего дома, точнее – высоты его этажей, будут соизмеримы со стандартными размерами порезки пиломатериалов: 4,5 м и 6 м. К примеру, если вы строите мансардный домик с высотой 1-го этажа в 2,5 м, толщиной перекрытия 20 см и высотой мансарды в нижней точке в 1,8 м, то вам идеально подойдут брусы длиной 4,5 м.

Балки перекрытия при таком формировании каркаса должны быть очень хорошо закреплены, так как они не только служат лагами пола, но и в целом скрепляют всю конструкцию и компенсируют силы кручения, возникающие в удлиненных стойках стены.

Также необходимо производить более тщательный отбор пиломатериалов или использовать клееный брус и строго следить за уровнями и расстояниями.

Для сооружения такого каркаса желательно задействовать минимум 3 – 4 человека.

Стоечно-балочный каркас

Фахверковый или, как его еще некоторые называют, немецкий каркас, очевидно – самый древний способ каркасного домостроения, с не менее чем полувековой историей. В его основе лежит использование брусьев большого сечения (от 100х100 до 200х200) с использованием мощных укосин и лежневых балок, которые в оригинальном исполнении врезаются друг в друга по системе шип-паз, а сейчас часто скрепляются между собой при помощи металлических пластин.

Невооруженным глазом видно, что это самый мощный и, соответственно, самый затратный вид каркасного домостроения.

В классическом виде пространство между балками заполняется глиносоломенными блоками (или смесью этого же состава). Для нашего климата, в чистом виде, это не совсем подходит. Здесь важно помнить, что для южной и центральной части России минимальной является толщина бруса в 200 мм, что будет приблизительно соответствовать 150 мм минеральной или базальтовой ваты. А для более холодных регионов нашей страны конструкцию придется дорабатывать, чтобы получить комфортный энергоэффективный дом.

Поэтому чаще у нас используют имитацию фахверка, с использованием другого вида каркаса и финишной отделкой под него.

Но если вы, все же, решитесь на стоечно-балочный каркас, зовите минимум 3-х друзей в помощь – сами с этими тяжеленными балками вы точно не справитесь, приготовьте более мощный и габаритный инструмент для деревообработки и еще тщательнее произведите все расчеты. Ведь даже на одних обрезках ваши потери будут ощутимее.

Разновидностью этого вида каркаса является каркас здания на сохах – когда часть мощных вертикальных балок вкапывается в землю ниже глубины промерзания и служит фундаментом дома. Для этого лучше всего использовать лиственницу, твердеющую от влаги, или выдержанный дуб, при хорошей обработке способный простоять в земле до 100 лет. При этом, хотя бы низ дома нужно делать с заполнением традиционными материалами и хорошей гидроизоляцией перехода, либо использовать гидрофобный утеплитель типа пенополистирола, с эффективной гидроизоляцией от земли.

Панельный каркас

На сегодняшний день это самый технологичный вид каркасного домостроения. Причем не такой уж новый для нас. Ведь именно по этой схеме собирались знаменитые финские домики – мечта небогатого советского застройщика. Правда, в то время их как минимум обкладывали в полкирпича, чего, при практически дармовом газе, вполне хватало для относительно комфортного проживания.

Именно этот факт сейчас отрицательно влияет на внедрение новых технологий в нашей стране, ведь для большинства наших сограждан современный, прочный, теплый каркасно-щитовой дом продолжает ассоциироваться со своим, не вполне отвечающим нынешним требованиям, воплощением давней финско-советской дружбы и добрососедства.

А зря. Если мы возьмем наиболее распространенную конструкцию панельного каркаса с использованием СИП-панели, то при ее стандартной толщине 140мм, по своим теплотехническим характеристикам она превзойдет полутораметровую кирпичную стену из полнотелого глиняного обожженного кирпича или почти метровую из газобетонных блоков. А прочности ее вполне достаточно, чтобы не чувствовать себя Ниф-Нифом в собственном доме.

СИП-панели представляют собой сэндвич, состоящий из вклеенного между двумя листами ОСП пенополистирола (иногда – пенополиуретана). Крепятся между собой они через брус, по системе шип-паз, с помощью монтажной пены и саморезов (реже – гвоздей). Сборку могут производить два человека с кратковременным привлечением рабочей силы, заменяющей подъемно-транспортные механизмы, в количестве 2 или 4 человек в зависимости от этажности дома.

Конечно, квадратный метр стены, изготовленной в заводских условиях, обойдется дороже, чем собранной собственными руками по месту на каркасе, но это удорожание компенсируется возрастающей скоростью возведения дома. Кроме того, при не очень больших межстеновых пролетах, СИП-панели могут использоваться в качестве панелей перекрытия, а при правильно подобранном фундаменте – элементом платформы пола.

Разновидностью этого вида каркаса также считается щитовой дом, когда вместо лежней и укосов снаружи или изнутри используются жесткий листовой материал – ОСП, ЦСП, фанера прочее.

Особые случаи и неслучайные особенности

К таковым можно отнести случай использования в качестве материала для каркаса гнутого стального оцинкованного профиля (ЛСТК – легкие стальные конструкции). При этом сама схема построения каркаса может быть и поддонной, и неразрезной.

Дополнительные соединения элементов каркаса повышают прочность здания, а на больших пролетах могут использоваться СИН-балки (гофро-балки) или пространственные фермы.

Существенным недостатком данного вида каркаса остаются:

• более высокая стоимость;
• плохая сопротивляемость узлов крепления динамическим ветровым нагрузкам (со временем ослабевают);
• необходимость дополнительного наружного утепления для исключения работы самого каркаса в качестве мостика холода.

Также в современном каркасном домостроении достаточно широко комбинируются материалы с целью придания абсолютно новых, улучшенных свойств отдельным узлам здания.

Еще один не самый дешевый, но очень эффективный способ улучшения тепловой эффективности стен вашего каркасника, состоит в монтаже двойного каркаса со сдвиганием стоек относительно друг друга.

При этом более холодное, относительно любого типа утеплителя, дерево перестает служить мостиком холода. Само собой разумеется, что количество работы при этом почти удваивается.

Вообще, каркасная технология домостроения позволяет очень гибко совмещать не только разные ее виды, но и использовать различные материалы в качестве утеплителя от пенополиуретана до макулатуры (эковата), опилок и соломы. Причем исключительно на ваше усмотрение.

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами;)

Каркасный дом – пожалуй, наиболее экономичный вид строительства. В этом зачастую и кроется секрет его популярности среди многих землевладельцев. По оценкам строителей, экономия древесины по сравнению со строительством из бруса, может составлять до 65-70%. Архитекторы же обращаются к каркасным проектам, чтобы стоимость готового дома оставалась в рамках массового спроса. Какие же виды каркасных домов предлагают нам строители? Рассмотрим по порядку.

Технология каркасного строительства дома «Платформа»

Технология каркасного строительства дома «Платформа», она же – так называемая «канадская», в своё время приобрела большую популярность на многочисленных дачных стройках нашей страны. Технология эта действительно широко применяется в Канаде, а ещё в соседней с нами и похожей по климату Финляндии. В 2000 году даже вышла книга финского автора Микко Вильякайнена «Индивидуальный дом «Платформа», настоящее руководство по строительству каркасных домов .

Суть метода

Дом строится поэтажно, при этом нижнее и межэтажное перекрытие являются одновременно рабочими плоскостями, на которых стены данного этажа собираются в горизонтальном положении и затем устанавливаются вертикально. Технология возведения каркасных домов достаточно проста в своем исполнении и под силу не только любой строительной компании, но и человеку, владеющему азами плотницкого мастерства. Всё необходимое для сборки каркаса можно найти на ближайшей строительной базе: стойки каркаса, лаги, стропила, утеплитель, отделочный материал. Из всех разновидностей каркасных домов можно выделить два наиболее популярных типа конструкции: каркас платформенный и каркас со сквозными стойками.

Платформенная каркасная конструкция предполагает поэтажный принцип строительства. Собирается перекрытие пола, которое впоследствии используется в качестве основания для стен. После установки стен сверху делают еще одно перекрытие, оно может быть полом второго этажа или основанием для устройства чердачного перекрытия. Такой метод позволяет возводить дом с привлечением минимального количества рабочей силы, что очень важно для индивидуального застройщика.

После установки стен дома возводится кровля, проводится утепление стен дома, монтаж коммуникационных сетей, установка окон и дверей. Заключительный этап строительства – внутренняя и внешняя отделка стен дома. Система «Платформа» особенно хорошо подходит при строительстве небольших индивидуальных домов.

Особое место в канадской технологии строительства каркасных домов занимает сэндвич-панель SIP (Structural Insulated Panel – конструкционная теплоизолированная панель, или КТП) . SIP-панель (СИП) представляет собой монолитную трёхслойную конструкцию, состоящую из двух плит OSB-3 (ОСП-3), между которыми под давлением вклеен слой утеплителя (пенополистирол).

Преимущества каркасного строительства домов

В процессе строительства не требуется тяжёлого подъёмного оборудования, поскольку части каркаса имеют небольшие размеры и вес. Стропила крыши тоже можно поднимать с помощью простых подъёмных средств. Благодаря тому, что строительство ведётся «послойно», строительные леса потребуются только при обшивке фасада. Также не нужно сооружать специальных лестниц на время строительства. Лестницу на верхний этаж можно сделать сразу после сборки межэтажного перекрытия. Если лестницу тщательно чем-нибудь закрыть или её отделку завершить только в конце строительства, то можно не бояться её преждевременного износа.

Совет

Для строительства деревянного каркаса необходимы следующие материалы: брус сечением 100х100 мм (100х150 мм для северных районов), так же для устройства каркаса можно использовать брёвна диаметром 12-14 см, доску обрезную сечением 50х100(150), 25х100(150) мм, закладной брус или брёвна. Влажность древесины для устройства каркаса не должна быть более 15%.

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

Дома с каркасом из лёгких металлических конструкций – еще одно направление развития малоэтажного каркасного домостроения . Консервативные российские граждане ещё присматриваются к этой технологии, пытаясь сопоставить все её достоинства и недостатки, хотя во всем мире она уже давно популярна.

Технология строительства быстровозводимых зданий на основе стальных конструкций уже давно используется в разных странах. Сначала на стальных каркасах возводили промышленные и коммерческие объекты, складские терминалы, а потом технологию адаптировали к жилищному строительству, где она получила активное развитие. Российские строители совсем недавно стали использовать стальной каркас в малоэтажном домостроении.

Металлический каркас для дома собирается из лёгких стальных конструкций. Вертикальные стойки и горизонтальные лежни изготавливаются из оцинкованного перфорированного профиля (низколегированная сталь) толщиной до 3,5 мм. Все элементы каркасной конструкции соединяются между собой с помощью заклёпок или саморезов. Затем каркас обшивают с двух сторон погонажными или листовыми материалами, внутрь которых заложен утеплитель, с пароизоляцией и ветрозащитной мембраной (всё как в домах с деревянным каркасом). Применение тонких стальных профилей ограничивает высоту возводимых строений, как правило, двумя этажами.

Для увеличения прохождения теплового потока, чтобы не образовывались «мостики холода», в профилях в шахматном порядке прорезают сквозные канавки с минимальным поперечным сечением.

Немецкая технология каркасного домостроения

Суть метода: описывая способ строительства «Платформа», надо отметить, что так называемая немецкая технология – это, по сути, то же самое, с той лишь разницей, что стеновые панели дома в немецком варианте всегда используются заводские. Отсюда и традиционная немецкая точность, – в щиты укладываются коммуникации и теплоизоляционный материал, также производится установка окон и первичная отделка стен. Сборка перекрытий дома также производится в заводских условиях.

Принцип скрепления щитов стен дома такой же, как и у домов, построенных по технологии «Платформа». Для доставки и возведения дома требуется грузоподъёмная техника, что, к сожалению, делает строительство дороже.

Преимущества немецкого каркасного домостроения

Прежде всего, это высокое качество сборки, оборотной стороной которой, надо признать, становится и более высокая цена. Во время возведения стен дома из панелей заводского изготовления вы можете быть максимально уверенными в точности соблюдения технологии. Технология строительства каркасного дома , в особенности немецкая, подразумевает, что все элементы сборного здания имеют стандартные, унифицированные размеры. Это позволяет проводить отделочные работы каркасного объекта любыми материалами. При этом застройщик не тратит время на подготовку внешних и внутренних поверхностей, ведь каркасное возведение домов лишено неровных стен, потолков и полов, кривых оконных и дверных проёмов.

Совет:

Первое, что делают (должны делать) строители после возведения стен,- закрыть кровлю. Ведь для панелей нежелательно прямое попадание влаги в течение долгого времени. Наружные стены дома могут простоять без отделки в течение трёх месяцев. После этого OSB плиты начнут темнеть от осадков, поэтому лучше заранее рассчитать свои возможности и как можно скорее заняться фасадной отделкой.

Каркасное строительство: вопросы и факты

Почему же многие будущие домовладельцы отказываются от такого быстрого и выгодного варианта домостроения? Первая и основная претензия - это, конечно, «неэкологичность» такого жилья. Однако производители утверждают: все материалы, входящие в состав сэндвич-панели, имеют сертификаты и санитарно-эпидемиологические заключения, они специально разрабатывались для жилых помещений и совершенно безопасны.

Второй минус, который, впрочем, присущ всем каркасным домам - это плохая звукоизоляция. Однако и эта проблема решается на стадии отделочных работ с помощью шумо- и звукоизоляционных материалов.

Третья претензия к быстровозводимому жилью из сэндвич-панелей - это его пожароопасность. На самом деле, панельно-каркасные дома относятся к тому же классу горючести, что и деревянные, и нуждаются в таком же комплексе защитных мер, что и коттеджи из бревна или бруса.

И последний «большой вопрос». Многие заказчики изначально относятся к панельно-каркасному жилью как к ненадёжному и недолговечному. Однако беспристрастные математические расчёты и успешная зарубежная практика опровергают и эти опасения. Расчётный срок годности такого дома - восемьдесят лет. Например, в Канаде можно увидеть крепкие здания, построенные по этой технологии более полувека назад. Поэтому, если будущий хозяин не планирует строить жильё минимум на двести лет, вариант панельно-каркасного коттеджа может оказаться для него идеальным.

Российские типовые проекты каркасных домов: возможности экономии

Завод объёмно-модульных зданий в Переяславле-Залесском выпускает каркасно-деревянные дома с наружной и внутренней отделкой и встроенными инженерными коммуникациями. Габариты изделий таковы, что возможна их транспортировка на любое расстояние по железной дороге или автотранспортом. На потоке – три типовых проекта домов размерами 3,2х11,4; 3,6х11,4; 4,2х11,4 м. Два варианта высоты потолка: 2,5 и 2,7 м. Рама выполнена из клееного бруса, обе части двускатной крыши соединены шарнирами.

Основу дома составляют каркас и лёгкие балки для межэтажных перекрытий из оцинкованных профилей. Теплоизоляция обеспечивается 150-миллиметровыми слоями минеральной ваты Rockwool. Для черновой отделки и ветровой защиты используется ЦСП (цементно-стружечная плита) или новый материал СМЛ (стекловолоконно-магниевый лист) китайского производства, получивший широкое распространение в Корее и Японии.

Производители из Ленобласти предлагают более 20 типовых проектов домов. Это каркасные одно-, двухэтажные дома площадью от 67 до 200 кв.м. Каркас состоит из прямоугольного бруса 150х75 мм, а обрешётка – из квадратного 50х50 мм. Утеплителем служат базальтовые плиты Rockwool; для гидро- и пароизоляции используется «изоспан». В качестве наружной декоративной зашивки применяют сайдинг. Кровля состоит из металлочерепицы с утеплителем Isover. Прочность конструкции допускает использование и натуральной черепицы (глиняной или цементно-песчаной).

Стоимость домов без учёта фундамента и инженерных систем такова: дома площадью 67-100 кв.м – 400-720 тыс. руб.; 102-140 кв.м – от 800 тыс. до 1 млн руб.; 145-200 кв.м – до 1,5 млн руб. «Приземлённый» российский вариант каркасного загородного дома становится привлекательным по цене за счёт некоторых изменений, вносимых в проект. Вместо бруса 150х100 мм для нижней и верхней обвязки применяют две доски 150х50 мм (они, кстати, при высыхании не меняют своей формы и не перекашиваются). Весь деревянный каркас заменяется на металлический из тонкостенных конструкций (ЛСТК), которые собираются на саморезах, без использования сварки. Стеновые конструкции – из шпунтованной ориентированно-стружечной плиты (ОСП), утеплители из пенополистирола. Снаружи каркас обшивается ОСП, а внутри – гипсоволокнистым водостойким листом. По сути, ОСП – улучшенная трёхслойная древесина. Щепа в наружных слоях ориентирована вдоль плиты, а средний слой – поперёк. Поэтому в плитах ОСП хорошо держится крепёж, а сама плита приобретает повышенную прочность и упругость.

Сочетая в себе опыт старинного ремесла с возможностями новых технологий, современное каркасное домостроение по праву считается наиболее экономичным и технологичным вариантом строительства качественных загородных домов.

Комментарий эксперта: компания «Росстрой»

Одним из вариантов каркасного дома является готовый домокомплект для круглогодичного проживания. При выборе домокомплекта необходимо обратить внимание на конечную готовность, - сколько еще необходимо сделать и вложить, чтобы довести его как говориться «до ума». Также имеет значение экологичность материалов, энергоэффективность ограждающих конструкций, скорость и качество сборки, а также цена сборки и доставки.

Каким же должен быть современный домокомплект готового каркасного дома: максимальная конечная готовность после сборки, оригинальный современный дизайн фасадов и внутренней отделки, максимально эффективное использование внутреннего пространства, возможность монтажа на любых участках, использование передовых и проверенных временем технологий позволяющих достичь максимально комфорта и экологичности, снижение затрат на дальнейшее содержание, возможность при необходимости пристройки и надстройки, и конечно же доступная цена полностью готового к проживанию дома за кратчайшие сроки.

Фахверк: о порно-брусовые дома

Фахверк – это технология строительства, в которой несущей конструкцией является жёсткий каркас из деревянных балок, вертикальных стоек, горизонтальных ригелей и диагональных раскосов. Секрет его прочности – в высоком качестве используемой древесины (раньше для изготовления балок применяли долговечный дуб) и ювелирно выполненных соединениях деревянных деталей с помощью специальных врубок («на потайной шип», «ласточкин хвост») и нагелей (деревянных гвоздей). Отсутствие каких-либо металлических креплений – основное отличие традиционного фахверка от его более поздних интерпретаций.

Для защиты деревянных конструкций от гниения (при непосредственном соприкосновении с землёй) их ставили на каменные цоколи или же первый этаж дома полностью возводили из камня. А от воздействия атмосферных осадков каркас оберегала природная структура самой древесины – по капиллярной системе вертикально стоящих балок влага стекала вниз, не задерживаясь в тканях дерева. Дополнительный защитный состав из натуральных масел, которым покрывались элементы несущей конструкции, придавал древесине стойкость к атмосферным воздействиям, пожарам и поражению насекомыми-древоточцами.

Суть метода: один из популярных вариантов каркасного дома – фахверк. В классическом понимании это жёсткий каркас, состоящий из деревянных или металлических стоек, горизонтальных балок и диагональных раскосов. Современные противопожарные требования диктуют выбор в пользу металлических стоек. Всё строение держится на отдельно стоящих стойках. Для сравнения, каркас по-канадски формируется частым набором деревянных стоек, образующих стеновую плоскость. Стеновая конструкция бюджетного варианта фахверка состоит из кирпичной (глиняной) кладки толщиной 120 мм, прикреплённой к стойкам специальными анкерами. Затем (с воздушным зазором) идут доски толщиной 25 мм, слой минваты в 80 мм, затем слой известкового кирпича, на который хорошо ложится известковая штукатурка. Как вариант, вместо кирпича используется монолитный пенобетон марок D200-D400.

Деревянный вариант фахверка предполагает стойки 140х130, 190х175 или 190х220 мм. На внутренние перегородки (также по каркасной схеме) идут бруски 40х50 и 50х60 мм. К полу, колоннам и стойкам они крепятся рамными дюбелями. На рамные стойки для каркаса и для стропил крыши идут обрезные доски 50х100 мм, а доски толщиной 20 и 25 мм – для обшивки стен. Оптимальное сечение стропильной системы – 50х150 мм или 50х200 мм. Для обрешётки кровли используются бруски и доски размером 50х50 мм (40х40 мм) и 25х150 мм (25х100 мм) с шагом между стропилами около 0,9 м. Фахверк премиум- или бизнес-класса имеет элементы «интеллектуального» дома: многослойные стеновые сэндвич-конструкции и, конечно, низкоэмиссионные стеклопакеты. В фахверках с большими площадями остекления требуется усиление стоек. В этом случае сечение угловых стоек составляет 300х300 мм, а рядных – 300х180 мм. Потолочные балки также усиливаются до сечения 100х80 мм, а брус-мауэрлат – до сечения 270х90 мм.

Преимущества : технология фахверка экономит строительные материалы, особенно дорогостоящую древесину. Это основная причина того, что метод получил широкое распространение в Европе.

Кроме того, каркасный метод позволяет значительно увеличить внутреннее пространство и этажность зданий, строить дома с более свободной планировкой, в отличие от рубленых, где размеры комнат были строго ограничены длиной брёвен.

Каркасно-рамочная технология строительства дома – Timber frame

Исторические предки Тимбер Фрэйм – «фахверк» в Германии, «коломбаж» во Франции, «пост-энд-бим» в Англии. Надёжность и долговечность этих конструкций проверена и подтверждена временем.

Стиль и технология деревянного домостроения Тимбер Фрэйм зародились в средневековой Европе. Позже, в период колонизации США, большинство деревянных домов в Новом Свете строилось по этой же технологии. В XX веке лёгкие дешёвые каркасные дома вытеснили Тимбер Фрэйм, и он практически перестал пользоваться спросом. Но уже с 70-х годов в США началось возрождение технологии.

Суть метода: Тимбер Фрэйм (Timber frame) – это почти то же самое, что немецкий фахверк. Главное отличие – более толстые и массивные балки. От всех прочих каркасных технологий упомянутый нами Тимбер-Фрэйм отличает, прежде всего, сам каркас. Каркас здесь является несущим, т.е. именно он держит вес всего дома, людей, мебели и т.д., плюс нагрузки от снега и ветра. Все детали в каркасе соединяются, скрепляются плотницкими замками (шип-паз и др.) и закрепляются деревянными нагелями (деревянными гвоздями), т.е. без металлического крепежа. Это делает тяжёлый каркас весьма прочным и долговечным, исключая возможную эрозию деревянных балок. Каждое соединение, каждая деталь в каркасе индивидуально подгоняется к другой. Сам каркас в Тимбер Фрэйм оставляют видимым в интерьере дома. Древесина шлифуется, острые края закругляются. Современные двух- и более этажные дома часто строят со вторым светом, при этом каркас выполняется в виде распределённой фермы, которая позволяет строить широкие помещения без подпорных колонн. В немецком фахверке используется пиломатериал меньшей толщины.