Несучий остов приватного будинку, builderclub

Несучий остов це «скелет» будь-якого будинку. З чого він складається, як він працює і які існують види несучих кістяків приватного будинку буде розказано в цій статті.

Що таке несучий кістяк будинку

Несучий кістяк - це сукупність конструктивних елементів (стіни, колони, фундаменти, балки, перекриття) об'єднаних в єдину систему, яка забезпечують міцність, жорсткість і стійкість будинку. Міцність несучого кістяка - це здатність його чинити опір впливу діючих на нього навантажень (ваги конструкцій, людей, вітру, снігу, меблів і т.д.), не руйнуючись і не отримуючи критичних прогинів і деформацій. Жорсткість несучого кістяка - здатність не змінювати форму кістяка під дією таких навантажень, а стійкість - це опірність перекидання або зсуву. Будинок повинен бути запроектований таким чином, щоб при дії навантажень не було втрачено жодне з цих якостей. Відзначимо, що кожна конструкція виконує свою окрему функцію (сходи повідомляють поверхи, стіни захищають від вулиці і сприймають навантаження від перекриттів і т.д), іноді не одну. але в складі несучого кістяка вони всі взаємопов'язані і працюють як єдиний «скелет» будинку, тобто робота конструкцій розглядається в комплексі.

Необхідність застосування конкретного виду несучого кістяка будинку обумовлена:

• Функціональним фактором (в залежності від призначення приміщень і всього будинку; наприклад, Ви хочете отримати будинок з вільним плануванням, багато нерозмежованість простору, для цього краще використовувати каркасний остов, а для стандартного котеджу, з безліччю кімнат підійде безкаркасний остов з розмежуванням стінами);
• Архітектурним фактором (завдяки різним видам несучого кістяка будинку можна надати архітектурну виразність. Наприклад котедж в стилі «хай тек» краще і легше виконати в каркасному несучому кістяку, а будинок в «російською стилі» в бескаркасном);
• Техніко-економічним фактором (при проектуванні можливо провести розрахунок вартості і термінів будівництва з різного виду несучими остовами, виходячи з отриманих даних приймати остаточне рішення);
• Крім усього, вибір залежить від того, з чого Ви хочете будинок (матеріал і конструкція стін). Наприклад, якщо Ви вирішили будувати будинок з безкаркасним несучим остовом, то стіна з піноблоку без додаткових конструктивних рішень (монолітні пояси, армування сітками) неможливо.

На початковій стадії проектування котеджу дуже важливо для архітектора і конструктора визначити, що в даному випадку буде виступати несучим остовом, які конструкції буде його складовими, яким чином вони будуть з'єднані, як вони будуть чинити опір дії навантажень. Грамотне поєднання в Вашому домі всіх побажань: планування, архітектурного стилю, ергономіки будинку, відповідності сучасним технологіям і вимог жорсткості, міцності та стійкості і є головним завданням для тандему «архітектор-конструктор». Архітектор в даному випадку розповість і покаже яким буде Ваш будинок, а конструктор розрахунками покаже як здійснити цю задумку і який несе остов (може бути і кілька варіантів) застосуємо в даному випадку.

Види несучого кістяка

На даному етапі будівництва приватних будинків існують і застосовуються 3 види несучих кістяків:

• Безкаркасний (стіновий) несучий кістяк;
• Каркасний несучий кістяк;
• Комбінований несучий кістяк (неповний каркас).

Описи, недоліки і переваги кожного виду будуть описані нижче.

Безкаркасний (стіновий) несучий кістяк

перекриттів і стін. Наприклад цокольний поверх котеджу може бути виконаний з керамічної цегли товщиною 510 мм, а другий поверх може мати більш тонкі стіни 380 мм. Таким чином стіни повинні виконувати роль несучої конструкції і теплоізолірующе-огороджувальної.

Стіни в даному типі остова можуть бути виконані з цегли, залізобетонних блоків, блоків з легких бетонів, природного каменю, дерева і т. Д. Товщина несучих стін в залежності від матеріалу може бути від 250 мм до 700 мм. Товщина несучих стін і перегородок від 100мм. Плити перекриття зазвичай збірні або монолітні, товщиною від 150 мм.

Безкаркасний несучий кістяк може бути таких видів:

• з поздовжніми несучими стінами

В даному випадку основою кістяка виступають несучі стіни, які розташовуються уздовж довгої сторони приватного будинку, перекриття укладаються поперек будинку (тобто перпендикулярно стінам). Стійкість і жорсткість таких будівель забезпечується сходовими маршами, торцевими і поперечними стінами, перекриття виконують роль жорсткої горизонтальної діафрагми. Крок поздовжніх стін в таких будинках зазвичай дорівнює довжині плити перекриття (4,2 м; 5,4 м; 6 м). Такий тип остова застосовують в будинках мають витягнуту форму.

• з поперечними несучими стінами

Несучі стіни розташовуються уздовж меншої сторони будинку і перекриття укладаються на них. Стіни уздовж довгої сторони будинку можна робити не несуть або самонесучими (стіни здатні витримувати навантаження тільки від власної ваги), але при цьому вони повинні володіти теплоізоляційними властивостями і захищати від вуличної температури. Остов з поперечними несучими стінами володіє в порівнянні з несучим остовом з поздовжніми несучими стінами більшою поперечної жорсткістю і стійкістю. Недолік цієї конструктивної системи пов'язаний з неможливістю варіювати ширину житлових приміщень, яка раз і назавжди обмежена поперечними несучими стінами.

• з поздовжніми і поперечними несучими стінами

Ця схема являє собою комбінацію з поздовжніх і поперечних несучих стін, перекриття укладаються в поздовжньому і поперечному напрямках. Такі схеми застосовуються для котеджів, в яких архітектурну форму важко вирішити за допомогою тільки поздовжніх або тільки поперечних несучих стін. Тобто коли котедж має неординарну форму в плані і складно вирішити простір тільки поздовжніми або тільки поперечними стінами.

Жорсткість і стійкість несучого кістяка в таких будинках забезпечена за рахунок взаємозв'язку стін і перекриттів, сходових маршів (в разі якщо сходовий марш виконаний з монолітного залізобетону або металлаі жорстко пов'язаний з несучими елементами кістяка).

Каркасний несучий кістяк

Каркасні будівлі до недавнього часу були атрибутом промислового будівництва, але зараз такий несучий кістяк все частіше почали застосовувати в приватному будівництві.

Каркасний несучий кістяк являє собою пов'язані в єдину систему колони, ригелі, перекриття, сходи, фундаменти. Колони каркаса розміщені як по периметру, так і всередині будинку. на них укладають ригеля (балки), які підтримують плити перекриття. Жорсткість і стійкість таких будинків надають діафрагми жорсткості (залізобетонні стіни), перекриття пов'язані з колонами, сходи. Вони сприймають горизонтальні і вертикальні навантаження діють на будинок. Стіни виконуються самонесущими або навісними (кріпляться до зовнішніх колони каркасу) і виконують огороджувальні і теплоизолирующую функції. Таким чином досягається економія матеріалів: несучі конструкції мають товщину необхідну по конструктивному розрахунку, а огороджувальні конструкції розраховану з теплотехнічного розрахунку товщину. Крок колон і ригелів в таких будинках зазвичай становить від 3 до 7 м. Товщина колон від 200 * 200 мм до 500 * 500 мм, товщина перекриття від 150 мм.

Такий вид остова застосуємо:

• У будинках з вільним плануванням (взагалі без перегородок). Планування поверхів можуть відрізнятися, через те що все навантаження бере на себе каркас, а внутрішні стіни служать тільки для вирішення архітектурних обсягів;
• Для будівництва будинків в сейсмічних районах (Крим, Карпати);
• Якщо архітектурою будинку задано велике (5-6 м) відстань між колонами або складна форма перекриття (немає можливості укласти збірні плити перекриття або складно вести кладку).

Каркасний остов приватного будинку може бути виконаний з бетонних конструкцій виготовлених на заводі, в основному це конструкції для цивільного будівництва, вони має певні розміри, крок колон, розміри перетинів і їх важко застосовувати для приватного будівництва. Наприклад стандартний крок колон в цивільному будівництві 6-9 метрів, він навряд чи знадобиться в приватному будинку, де крок колон не перевищуватиме 4-5 метрів. В основному такий остов виконується з монолітного залізобетону класу В15-В30. Крок колон, висоту перекриттів, поверхів вибирають в залежності від архітектури будинку і немає необхідності «підлаштовуватися» під типові вироби. Будинок в такому випадку представляє з себе залізобетонний монолітний каркас і самонесучі стіни з легкого бетону або природного каменю (черепашник).

Для каркасного типу будівель можуть застосовуватися схеми:

• Ригельна (перекриття спираються на ригелі, які покладені на колони. Рігеля зазвичай висотою 200-400 мм, за рахунок їх висоти пропадає корисна висота поверху, тому така схема малоефективна в приватному будівництві);

• Безрігельной (застосовується зазвичай в котеджах з оригінальними компонувальними рішеннями планів, в таких будинках немає ригелів, все навантаження сприймають перекриття і передають їх на колони. За рахунок цього товщина перекриття зростає до 200-250 мм).

Комбінований несучий кістяк

Як зрозуміло з назви, остов являє собою спільну модель каркасного і безкаркасного типу. В даному випадку несучими конструкціями виступають колони і ригеля (що знаходяться всередині) і масивні стіни (які знаходяться по периметру). Перекриття спираються одним кінцем на стіни, іншим на ригеля (балки). Таким чином стіни виконують несучу і теплозахисну функцію. Колони, в свою чергу, несуть тільки вертикальні навантаження. Зазвичай в приватних будинках до трьох поверхів колони виконуються з керамічної цегли армованого арматурними сітками або залізобетону. Стійкість і жорсткість будинку забезпечена стінами жорсткості (стіни виконані з залізобетону або цегли, розташовуються уздовж або поперек будинку), сходами (так само як і в бескаркасном кістяку) та перекриття пов'язаними з стінами і колонами.

Такий вид остова застосуємо:

• Якщо Ви хочете раціонально використовувати площу, але при цьому є необхідність в масивних стінах по периметру будинку для забезпечення теплоізоляції;
• У будинках із застосуванням технології «незнімної пенопластовой опалубки».

Комбінований несучий кістяк дозволяє ефективно використовувати площі котеджу і ділити житловий простір як Вам захочеться. Наприклад на першому поверсі будинку Ви вирішили зробити просторий хол і велику вітальню, а на другому спальні і робочий кабінет за допомогою комбінованого несучого кістяка можна легко вирішити таку планування. Плити перекриття можуть застосовуватися збірні залізобетонні або монолітні. Матеріал для таких видів будівель може бути залізобетон, цегла, керамічні блоки, дерево і т.д. Розміри колон від 200 * 200 мм до 500 * 500 мм, товщина несучих стін від 380 мм, товщина перекриття від 150 мм (монолітне перекриття) або 220 мм (збірна плита).

Приклади конструювання несучого кістяка

Тепер на кількох прикладах я покажу Вам яким чином можна здійснити вибір для Вашого майбутнього будинку. Я буду ставити умову у вигляді декількох фраз-опису будинку і тут же давати схема несучого кістяка для втілення такої схеми в життя.

Умова №1. Майбутній будинок повинен мати масивні стіни з Глиняни кіріпча, які будуть захищати його від температурних впливів і зраджувати вид «англійського будинку». Фундаменти повинні бути монолітні, так як я знаю технологію їх будівництва і мені легко буде розрахувати витрати.

Варіанти несучого кістяка

Найпростішим і вірним несучим остовом для такого будинку буде безкаркасний несучий кістяк з несучими поперечними і поздовжніми стінами. Стіни будуть служити конструктивно (нести навантаження) і декоративно (надавати бажану стилістику. Під такі стіни просто і економічно влаштувати стрічковий фундамент, що відповідає 2-му вимогу.

• Умова №2. Передбачається будівництво будинку в сучасному стилі, вигляд будинку повинен бути в стилі «хайтек» або «мінімалізм», не повинно бути округлих форм, всі кути тільки під 90 градусів. Будинок буде прямокутної форми в плані. Дах повинна бути плоскою, частково експлатіруемой- буде влаштована тераса.

Сам собою напрошується несучий кістяк у вигляді монолітного каркасного кістяка. за допомогою такої конструктивної схеми легко виконати плоску покрівлю та дати можливість господареві будинку її використовувати. Чітка (прямокутна або квадратна) сітка колон і ригелів дасть можливість господареві виконати його в заданому стилі.

• Умова №3. Необхідно створити проект будинку на 2 сім'ї. Будинок буде розташований уздовж вулиці і мати 2 окремі входи. Матеріал стін - цегла або пінобетон.

Для такого виду будинку добре підходить безкаркасний несучий кістяк з поздовжніми несучими стінами з цегли. Плити перекриття будуть укладатися на несучі стіни. Жорсткість дому додасть сходовий марш.

• Умова №4. На першому поверсі необхідно створити багато вільного простору, без стін і перегородок. Перекриття виконати монолітними через неможливість застосування збірних плит перекриття.

Як писалося вище тут можна застосувати комбінований несучий кістяк. Роль несучих конструкцій будуть виконувати монолітні залізобетонні колони (в середині будинку) і капітальні стіни (по його периметру). Колони легко зв'язати з монолітним перекриттям і стінами, таким чином забезпечити жорсткість і стійкість будівлі.

Таким чином, кожен вид несучого кістяка дає свої позитивні і негативні риси. При його виборі на самому початку проектування необхідно чітко усвідомити будинок якого типу і з якими параметрами Ви хочете отримати в результаті.