Автор:
mistigri
Несучий кістяк 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.
Зміст: (приховати)
Що таке несучий остов домаВиды несучого остоваБескаркасный (стіновий) несе остовКаркасный несе остовКомбинированный несе остовПримеры конструювання несучого остоваВарианты несучого кістяка
Що таке несучий остов будинку
Несучий кістяк це сукупність конструктивних елементів стіни, колони, фундаменти, балки, перекриття) об’єднаних в єдину систему, що забезпечують міцність, жорсткість і стійкість будинку. Міцність несучого кістяка — це його здатність чинити опір впливу діючих на нього навантажень (ваги конструкцій, людей, вітру, снігу, меблів тощо), не руйнуючись і не отримуючи критичних прогинів і деформацій. Жорсткість несучого кістяка — здатність не змінювати форму остова під дією таких навантажень, а стійкість — це опірність перекидання або зсуву. Будинок повинен бути запроектований таким чином, щоб при дії навантажень не було втрачено ні одна з цих якостей. Зазначимо, 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 неразграниченного 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. Приміром котедж в стилі «хай тек» краще і легше виконати в каркасному несучому остові, а будинок в «російською стилі» безкаркасний);
- Техніко-економічним фактором (при проектуванні можливо зробити розрахунок вартості і строків 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 у Вашому домі всіх побажань: планування, архітектурного стилю, ергономічності будинку, відповідності сучасним технологіям і вимог жорсткості, міцності та стійкості і є головним завданням для тандему «архітектор-конструктор». Архітектор в даному випадку розкаже і покаже, яким буде Ваш будинок, а конструктор розрахунками покаже як здійснити цей задум і який несучий остов(може бути декілька варіантів) застосовується в даному випадку.
Види несучого кістяка
На даному етапі будівництва приватних будинків існують і застосовуються 3 види несучих кістяків:
- Безкаркасний (стіновий) несучий остов;
- Каркасний несучий остов;
- Комбінований несучий остов (неповний каркас).
Описи, недоліки та переваги кожного виду будуть описані нижче.
Безкаркасний (стіновий) несучий остов
Це найпоширеніший в котеджному будівництві тип. Найпростіший тип будівництва приватних будинків і тому його застосовують при будівництві котеджів і приватних будинків повсюдно. В даному випадку несучий остов утворюється з масивних поздовжніх і поперечних стін, пов’язаних з фундаментом, перекриття (балкові чи плитні, докладніше про перекриттях у статті «Перекриття в приватному заміському будинку») покладених на стіни, сходів (вони надають жорсткість остова по вертикалі і горизонталі. Можна сказати, що несучий остов представлений у вигляді твердої і стійкої коробки, що складається з пов’язаних стін і перекриттів. Нижня частина стін зазвичай більш масивна, ніж стіни верхніх поверхів, із-за того що вона повинна сприймати вага вищерозміщених
перекриттів і стін. Приміром 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 теплоизолирующе-огороджувальної.
Стіни в даному типі кістяка 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 остов може бути таких видів:
- з поздовжніми несучими стінами
У даному випадку основою остова виступають несучі стіни, які розташовуються уздовж довгої сторони приватного будинку, перекриття укладаються поперек будинку (тобто перпендикулярно стінам). Стійкість і жорсткість таких будинків забезпечується сходовими маршами, торцевими і поперечними стінами, перекриття виконують роль жорсткої горизонтальної діафрагми. Крок поздовжніх стін у таких будинках зазвичай дорівнює довжині плити перекриття (4,2 м;5,4 м;6 м). Такий тип остова застосовують у будинках мають витягнуту форму.
- з поперечними несучими стінами
Несучі стіни розташовуються уздовж меншої сторони будинку та перекриття укладаються на них. Стіни уздовж довгої сторони будинку можна робити не несучими або самонесучими (стіни здатні витримувати навантаження тільки від своєї ваги), але при цьому вони повинні володіти теплоізоляційними властивостями і захищати від вуличної температури. Остов з поперечними несучими стінами володіє порівняно з несучим остовом з поздовжніми несучими стінами більшою поперечною 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 у 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(у разі якщо сходовий марш виконано з монолітного залізобетону або металлаи жорстко пов’язаний з несучими елементами остова).
Каркасний несучий остов
Каркасні будівлі до недавнього часу були атрибутом промислового будівництва, але зараз таке несучий остов все частіше став застосовуватися в приватному будівництві.
Каркасний несучий остов представляє собою пов’язані в єдину систему колони, ригелі, перекриття, сходи, фундаменти. Колони каркаса розташовані як по периметру, так і всередині будинку , на них укладають ригеля(балки), які підтримують плити перекриття. Жорсткість і стійкість таким будинкам надають діафрагми жорсткості (залізобетонні стіни, перекриття пов’язані з колонами, сходи. Вони сприймають горизонтальні і вертикальні навантаження діючі на будинок. Стіни виконуються самонесучими або навісними (кріпляться до зовнішніх колон каркаса) і виконують ограждающюю і теплоізолюючу функції. Таким чином досягається економія матеріалів: несучі конструкції мають необхідну товщину по конструктивному розрахунку, а огороджувальні конструкції розраховану по теплотехнічному розрахунку товщину. Крок колон та ригелів у 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, з-за того що все навантаження бере на себе каркас, а внутрішні стіни служать тільки для вирішення архітектурних обсягів;
- Для спорудження будинків у сейсмічних районах (Крим, Карпати);
- Якщо архітектурою будинку задано велику (5-6 м) відстань між колонами або складна форма перекриття (немає можливості укласти збірні плити перекриття або складно вести кладку).
Каркасний кістяк 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 перерізів і їх важко застосовувати для приватного будівництва. Приміром стандартний крок колон в цивільному будівництві 6-9 метрів, він навряд чи знадобиться у приватному будинку, де крок колон не буде перевищувати 4-5 метрів. В основному такий каркас 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 у такому разі являє собою залізобетонний монолітний каркас і самонесучі стіни з легкого бетону або природного каменю (черепашник).
Для каркасного типу будівель можуть застосовуватися схеми:
- Ригельна (перекриття спираються на ригеля, які покладені на колони. Ригеля зазвичай заввишки 200-400 мм, за рахунок їх висоти пропадає корисна висота поверху, тому така схема малоефективна в приватному будівництві);
- Безригельная (застосовується зазвичай в котеджах з оригінальними компоновочными 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 остов
Як зрозуміло з назви, остов являє собою спільну модель каркасного і безкаркасного типу. В даному випадку несучими конструкціями виступають колони і ригелі (знаходяться всередині) і масивні стіни (які знаходяться по периметру). Перекриття одним кінцем спираються на стіни, іншим на ригеля(балки). Таким чином стіни виконують несучу і теплозахисну функцію. Колони, в свою чергу, несуть тільки вертикальні навантаження. Зазвичай у приватних будинках до трьох поверхів колони виконуються з керамічної цегли армованого арматурними сітками або залізобетону. Стійкість і жорсткість будинку забезпечена стінами жорсткості (стіни виконані із залізобетону або цегли, розташовуються уздовж або впоперек хати), сходами (так само як і в безкаркасний остові) і перекриття пов’язаними з стінами і колонами.
Такий вид остова застосуємо:
- Якщо Ви хочете раціонально використовувати площу, але при цьому є необхідність у масивних стінах по периметру будинку для забезпечення теплоізоляції;
- У будинках із застосуванням технології незнімної пінопластової опалубки».
Комбінований несучий остов дозволяє ефективно використовувати площі котеджу і ділити житловий простір як Вам захочеться. Приміром 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 кількох 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 глинянного кирипча, 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
Самим простим і вірним несучим остовом для такого будинку буде безкаркасний несучий остов 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 під 90 градусів. Будинок прямокутної форми в плані. Дах повинна бути плоскою, частково эксплатируемой — буде влаштована тераса.
Сам собою напрошується несучий остов у вигляді монолітного каркасного остова, за допомогою такої конструктивної схеми легко виконати плоску покрівлю і 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 окремих входу. Матеріал стін — цегла або пінобетон.
Для такого виду вдома добре підходить безкаркасний несучий остов з поздовжніми несучими стінами з цегли. Плити перекриття будуть укладатися на несучі стіни. Жорсткість будинку додасть сходовий марш.
- Умова №4. На першому поверсі необхідно створити багато вільного простору, без стін і перегородок. Перекриття виконати монолітними з-за неможливості застосування збірних плит перекриття.
Як писалося вище тут можна застосувати комбінований несучий остов. Роль несучих конструкцій будуть виконувати монолітні залізобетонні колони (в середині будинку) і капітальні стіни (по периметру). Колони легко зв’язати з монолітним перекриттям і стінами, таким чином забезпечити жорсткість і стійкість будівлі.
Таким чином, кожний вид несучого кістяка дає свої позитивні і негативні риси. При його виборі в самому початку проектування необхідно чітко усвідомити будинок якого типу і з якими параметрами Ви хочете отримати в результаті.
