Фахверк и связи между стальными колоннами Крепление стоек: виды, правила монтажа, крепеж

Технология каркасной металлоконструкции для жилого дома

Хотя традиционный немецкий фахверк проглядывает с наружной стороны дома в виде контрастных деревянных балок и столбов, металлический каркас предпочитают скрывать в стене. Во-первых, по эстетическим соображениям, а во-вторых, это решает ряд проблем:

• когда наружные стены выносятся за стойки, проще проходит остекление;
• конструкция стены упрощается;
• панелей требуется меньше;
• фахверк из металла таким образом защищен от влажности, плохой погоды и других внешних факторов.

Есть также общие факторы, благодаря которым строители предпочитают фахверковые металлоконструкции:

• Если приобрести готовые секции, на площадке не останется отходов от обрезки;
• Договорившись о дате доставки, ориентируясь на начало строительства, не придется организовывать место для хранения материалов.
• Расширить дом на металлическом каркасе реально, конструкция перемычек позволяет «открывать» стены для расширения. Предварительно лучше проконсультироваться с архитектором или строителем, чтобы не нарушить структурную целостность сооружения).
• Термиты и опасность быстрого возгорания для металлических фахверков не страшны, однако при мощном воздействии огня стойки поплавятся и деформируются, — даже металл не является гарантией целостности здания при сильном пожаре.
• Каркас из металла не мешает телефонному, радио- и ТВ-сигналу, а также не подвержен высокому риску удара молнией. Хотя такие слухи встречаются среди людей, на практике фахверк из металла не отличается от деревянного по этим параметрам.

Особенности разновидностей

Неполный металлокаркас делается без колонн у наружных стен, а колонны входят в систему основного каркаса. На полный несущий фахверк из металла воздействует вес стен и ветровые нагрузки от них, а также другие вертикальные и горизонтальные нагрузки. И на несущий, и на вспомогательный металлокаркас крепят дверные и оконные проемы, профлист, сэндвич-панели. Для безопасных работ и эксплуатации здания потребуется профессиональный расчет и монтаж металлического каркаса.

Понятие «фахверк» пришло с немецкого языка, именно в Германии зародилась фахверковая технология строительства каркасников. В переводе на русский fachwerk означает решетчатая конструкция или ферма. Более всего востребован фахверк металлический при строительстве промышленных объектов. Строительные фахверк металлоконструкции считаются самыми прочными, надежными и долговечными.

Конструкция, классификация и преимущества фахверкового каркаса

Конструктивно фахверк из металла состоит из пространственной секции, в основе которой находятся металлические балки, размещенные под углами. У фахверка металлоконструкции делятся на горизонтальные элементы (ригели) и вертикальные (стойки из профилей или прокатного швеллера). Фахверковый каркас классифицируют в зависимости от места расположения следующим образом:

• торцевой;
• продольный;
• фахверковые металлоконструкции перегородок и внутренних стен.

Вот что говорят специалисты по поводу плюсов материала:

1. Широкие возможности на этапе проектирования и стройки — фахверк из металла обладает значительным разнообразием форм.
2. Надежность металлического фахверка не имеет альтернатив.
3. Когда из элементов составляют систему, ее геометрия неизменяема. Это дополнительный плюс к прочности и возможность организации большого открытого пространства.
4. Фахверковые металлоконструкции относительно легко устанавливать. Стальной каркас просто соединяется болтами между собой.
5. Для сооружения заводских цехов, ангаров, торговых и выставочных павильонов трудно подобрать аналог в качестве основы. Также монтаж металлического фахверка незаменим для зданий, в которых планируют задействовать мостовые краны. И даже для жилых домов металлоконструкции часто выбирают в качестве основы.

Полезное:   Каркасный гостевой дом-баня — идеальное решение практичных домовладельцев

Конструкционные особенности каркасного дома

Стены, перекрытия и крыша в каркасном доме несут основную нагрузку.

Обвязка каркасного дома – связующий элемент строения на столбчатом или свайном фундаменте. Нижние узлы обеспечивают соединение частей конструкции основания между стойками и стенами. Обвязка по верху выступает объединяющей системой для перегородок, а также распределяет нагрузку от крыши.

Выделяют две категории узлов каркасных деревянных домов.

Основные узлы:

• стеновая система;
• перекрытия (потолки и пол);
• кровельная система.

Вспомогательные узлы:

• соединения различных частей;
• крепления и места состыковки перемычек.

Для некоторых типов зданий обвязка не нужна. К примеру, если строение имеет небольшую площадь, а высота свай от земли меньше 0,5 м. Необязательной обвязка является, когда дом строится на монолитно-ленточном фундаменте. Но если здание имеет 2 и более этажей, а также сложную конструкцию, связующие элементы должны присутствовать.

Возведение каркаса

Процесс возведения каркаса можно разделить на несколько этапов:

1. Создание нижней обвязки.
2. Установка цокольного перекрытия.
3. Монтаж стоек.
4. Изготовление верхней обвязки.
5. Возведение потолочного перекрытия.

Наиболее трудоемкая и продолжительная процедура – установка стоек. Стойки соединяются с обвязкой и фиксируются временными укосинами, чтобы во время дальнейшей установки они сохраняли вертикальное положение.

Узлы соединения

Цель обвязки – укрепить каркас, соединить кровлю и фундамент, а также придать прочности конструкции. Нижние и верхние узлы выполняют разные задачи, но принцип сборки у них одинаков. Вспомогательные элементы, которым нужно уделить не меньшее внимание, – углы стены и строительной системы.

Конструкция узлов каркасного дома

Вертикальные каркасные стойки устанавливают поверх нижней обвязки и крепят ней гвоздями. Крепление с помощью металлических уголков используют при Т-образном соединении балок без вырубки. Его выполнить проще. Фиксацию балок металлическими гвоздями используют при стыке с частичной вырубкой нижней балки. Это – более сложное к выполнению своими руками соединение.

Стык без вырубки используют для угловых каркасных опор. Соединением встык с фиксацией пластинами или уголками используют в основных узлах каркасного дома, если строительство ведётся своими руками, без привлечения профессионалов. Если же работают опытные строители, то они используют соединение с частичной врезкой. Оно предупреждает сильные подвижки бруса и досок каркаса при усыхании.

На заметкуРазмер вырубки под вертикальную каркасную стойку составляет 30-50% от толщины бруса нижней обвязки.

Угловой стык без вырезки фиксируют металлическими пластинами с помощью саморезов по дереву. При этом используют усиленные стальные уголки с несколькими перфорационными отверстиями. А также прочные саморезы светлого золотистого и серебристого цвета.

Усиление уголков для крепления углов дома выполняют за счёт технологической обработки — металлических пластины в процессе изготовления закаливают. Либо за счёт использования металла с большой толщиной сечения, до 2-3 мм.

Способы крепления стоек.

Соединение с вырубкой часто используют для крепления стоек в середине стены. Опоры вставляют в подготовленные выемки и дополнительно фиксируют гвоздями. После чего дополняют их фиксацию в вертикальном положении укосинами – наклонёнными в диагональ планками, которые упираются с одной стороны в вертикальную стойку, с другой – в горизонтальную обвязку. Для удобства упора торцы укосин выполняют скошенными – спиливают часть торца.

Временные укосины

В процессе сборки каркаса устанавливают также временные укосины, которые фиксируют несколько вертикальных стоек. Временные укосины располагают между верхней и нижней обвязкой под наклоном. Они соединяют несколько вертикальный стоек и фиксируются гвоздями.

Временные укосины располагают с наружной стороны каркаса. Для их крепления не нужно делать вырубку, а фиксировать их нужно так, чтобы по окончании строительства временные вспомогательные балки можно было легко демонтировать. Поэтому для их фиксации используют гвозди.

Временные укосины для стоек.

Временные укосины удерживают стойки в вертикальном положении до тех пор, пока не будут установлены постоянные укосины в нижней и верней частях каждой стойки. Как только постоянные укосины займут своё место, временные фиксирующие балки можно будет снять.

На заметкуПроект строительства содержит описание узлов каркасного деревянного дома в чертежах. Он часто не описывают подробно способ крепления временных укосин, поскольку они не несут основной нагрузки и поддерживают каркас временно.

Варианты крепления

Крепление пластинами и уголками

Евгений

Более 10 лет занимаюсь строительством и ремонтом. В этом блоге делюсь своими знаниями и опытом. Буду рад помочь в вопросах подбора и применения крепежа.

Задать вопрос

1. Если нижняя обвязка на гвоздях или анкерах, то угловая стойка крепится при помощи стального уголка.
2. После крепления нижней обвязки нагелем надевают угловые стойки на оставленные выпуски 6-8 см.

Способы установки стоек из бруса

Фиксация неугловых стоек производится двумя способами: методом вырубки, стальными уголками. Уголки надежней держат конструкцию, имеют только один недостаток — стоимость. Сами уголки крепят к брусу при помощи саморезов. Метод вырубки подразумевает крепление с помощью специального углубления, имеющего глубину 50% от толщины нижней обвязки. Пример: если брус имеет толщину 80 мм, тогда глубина вырубки составит 40 мм.

Укосины, закрепляющие стойки

Неугловые стойки обязательно скрепляют укосинами, которые держат конструкцию и не дают ей расшатываться. Укосины нужны до того момента, пока не будет сделана верхняя обвязка конструкции брусьями, после этого укосины можно снять.

Крепление балки перекрытия

Брусья верхней обвязки удобнее стыковать на вырубке или при помощи уголков из оцинкованной стали. Если выбран метод вырубки, тогда необходимо сделать точные разметки под вырубку на каждый вертикально установленный брус (стойка). Пазы верхней обвязки должны совпадать с пазами нижней обвязки, в противном случае получится перекошенная конструкция, которая постепенно сама развалится.

Способы фиксации вертикальных стоек

При сборке конструкции каркасного дома применяют три способа соединения стоек и нижней обвязки:

1. С использованием уголков. Самый простой метод, который обычно используют начинающие строители. Кроме того, такой стык применяют для монтажа угловых опор. При фиксации встык для крепления используют усиленные стальные уголки и прочные саморезы.
2. Частичная вырубка. В балке нижней обвязки делают отверстие под заведение вертикальной стойки. Размер вырубки составляет порядка 30-50% от общей толщины балки нижней обвязки. Такой вариант сложнее в реализации, но надежнее – стыковка уменьшает подвижки каркаса и бруса при усыхании.
3. Соединение с вырубкой. Подготавливают выемку под размеры сечения вертикальной опоры. Метод задействуют для фиксации стоек посередине стены. Положение опор закрепляют укосинами.

Установка угловых стоек

Стойки на углах можно установить самостоятельно. Монтаж выполняют двумя способами:

1. Уголки из металла. Для этих целей подойдут уголки из упрочненной стали. Рекомендуется выбирать крепеж с цинковым покрытием.
2. Деревянные нагели. Нагель – это штифт круглого сечения. Его забивают на этапе создания угла нижнего обвязочного бруса, заранее просверлив под него отверстие. При этом нагель должен возвышаться над поверхностью обвязки минимум на 8 см. На него устанавливают стойку каркаса. Такое решение обеспечивает высокую прочность узла соединения стойки с обвязкой.

Второй способ требует серьезных физических усилий, но имеет ряд преимуществ:

• Высокая надежность, если сравнивать с резьбовым крепежом, который через некоторое время ослабевает, потому что дерево рассыхается.
• Отсутствие в конструкции металлических изделий, подверженных воздействию коррозии.

В поверхности стойки проделываются отверстия, равные по диаметру нагелю. Их глубина должна составлять не менее 8 мм. После этого элемент соединяется с нагелем и фиксируется раскосами. Крепление, выполненное с помощью однородных материалов более пластично и устойчиво к боковому воздействию.

Читайте также:  Пошаговая инструкция по установке пластиковых панелей на стену

Крепление боковых стоек к нижней обвязке

Перед креплением боковых стоек к нижней обвязке следует несколько раз проверить геометрические размеры: правильность выставления диагоналей и углов. Брусья закрепляются не только между собой, но и к фундаменту. Если при создании ростверка были вставлены шпильки, то от анкеров можно отказаться. В брусе можно заранее просверлить отверстия для шпилек. После этого приступают к фиксации бруса основания.

Если заложить шпильки не удалось, тогда в качестве крепления придется использовать анкерные болты диаметром не менее 16 мм. Крепеж должен погружаться в фундамент минимум на 10 см. Если высота обвязки составляет 10 см, то длина болта должна составлять 20 см. Отверстия под анкер проделывают в затвердевшем бетоне. Надежность крепления обеспечивается гайками с широкими шайбами. Благодаря шайбе увеличивается пятно контакта дерева и гайки.

Болты необходимо выбирать с шестигранными гайками для отвинчивания ключом. Квадратные, круглые, отверточные разновидности в этом случае не подходят. В углах анкер не устанавливают, если брусья соединяются нагелями либо гвоздями. В противном случае первый анкерный болт располагают в углу и в пространстве между соседними углами с промежутками 1-1,3 м. При необходимости шаг можно увеличивать. Но практика показывает, что это значение не должно превышать 2,5 м. На одном брусе обвязки нижнего типа размещают не менее двух болтов.

По завершению всех работ мастер проверяет уровень бруса, углы и диагонали верхней обвязки. Если возникнет потребность, то плоскость выравнивается электрорубанком. После сцепления элементов нижней обвязки и фиксации на фундаменте, монтируют вертикальные стойки.

Крепеж для вертикальных стоек в землю KS используется при установке беседок, заборов и других конструкций. Этот элемент позволяет отказаться от заливного фундамента для кольев. Главной особенностью изделия является уникальная форма: верхушка выполнена в форме параллелепипеда, плавно переходящего в острый конец. Нижняя конструктивная часть уходит под землю. Заточенная стойка монтируется в верхний элемент и закрепляется шурупами.

крепеж KS для стоек защищает подземную область стойки, поскольку он выполнен из оцинкованной стали высокой прочности, препятствующей разрушению в результате гниения. Забивной элемент применяется для создания долговечных конструкций с минимальными физическими и временными затратами.

Элементы креплений

Способы креплений в каркасном доме.

Фиксаторы для зданий из дерева изготавливают из высокопрочной стали. Несущие элементы скрепляются усиленными уголками. Крепежи используют из закалённой стали или толщиной 3-4 мм. Фиксация второстепенных деталей выполняется обычными уголками 2-3 мм.

В каркасных деревянных домах в качестве крепёжных элементов используются:

1. Ровные перфорированные пластины и уголки. Соединение узлов проводится с помощью саморезов по дереву.
2. Прямые и угловые скобы – проволочные элементы разного диаметра. Края загибаются и вставляются в торец или боковую часть балки.
3. Болты применяются для стягивания соседних узлов, например, стропил. Они вставляются в сквозные отверстия и закручиваются гайками.
4. Традиционный крепёж – гвозди.

Гидроизоляция – важный этап при строительстве деревянного дома. На бетонном покрытии разложите рубероид или нанесите на поверхность мастику. После установки гидроизоляционных материалов проверьте горизонт. Допускаются отклонения не больше 0,5° на 3 м.

Крепёжные элементы

В качестве крепежей для узлов каркасного деревянного дома используют следующие элементы:

• Крепёжные пластины (уголки или ровные пластины с отверстиями или без них). Пластины и уголки крепят к балкам или опорам с помощью саморезов по дереву.
• Скобы (прямые и угловые) – проволочные крепежи определённого диаметра. Их края загибают и вставляют в торцы или боковые поверхности балок.
• Болты – используют для стягивания соседних балок и стропил, вставляют в сквозные отверстия и фиксируют в них гайками.
• Гвозди.

Все соединяющие фиксирующие и крепёжные элементы для каркасных строений изготавливают из металла. Для крепления несущих элементов используют усиленные уголки из закалённой стали или повышенной толщины, 3-4 мм. Для крепления поддерживающих элементов используют уголки из обычной стали толщиной 2-3 мм.

Разнообразие крепежных элементов.

В целях защиты от коррозии для изготовления уголков, пластин используют оцинкованную сталь. Защита от ржавчины особенно важна при наружном строительстве, когда металлические крепежи в стенах могут становиться центром конденсации влаги, намокания участка стены. Поэтому оцинкованные крепёжные элементы весьма востребованы в различных узлах каркасного дома.

Распространённые ошибки соединения узлов

Чтобы дерево не намокало от бетона, фундамент изолируют рубероидом или битумной мастикой

Чертёж узловых соединений предполагает наличие у застройщика или собственника эскизов с описанием конструкции. Невзирая на техническую документацию, начинающие строители часто допускают досадные промахи.

Распространённая ошибка – расположение столбов или свай не по одной линии. Подобный недочёт выявляется на этапе установки фундамента. При таком промахе не все стены будут опираться на сваи, т. к. обвязка будет происходить не по технологии. Устранение ошибки потребует финансовых вложений и привлечения мастеров.

Ввиду этого на этапе обустройства фундамента каркасного деревянного дома учитывайте геометрию будущего объекта. Наносите разметку точно, аккуратно и сверяйтесь с техническими документами.

Придерживайтесь рекомендаций экспертов для повышения надёжности будущего дома:

1. В местах соединения дерева и фундамента установите изоляционные материалы, т. к. цемент негативно воздействует на пиломатериалы.
2. Несколько раз проверяйте точность обрезки бруса или доски для строительства.
3. Щели заполняйте джутом, вспененным полиэтиленом или синтепоном.
4. После каждого этапа сборки каркасного дома проверяйте его геометрию.
5. Размещайте крепёжные элементы с шагом минимум 1,5 м.

Строительство каркасных домов – технология, отличающаяся простотой исполнения. Однако перед возведением здания необходимо учесть все нюансы и особенности. Это позволит предупредить ошибки и их негативные последствия.

Оцените полезность статьи, нам будет приятно 🙂