Каркасный дом

Выбор конструктивной системы здания – ключевое решение. Для крупных и уникальных сооружений конструкция означает саму возможность постройки. Для других объектов конструктивная система задаёт важнейшие параметры:

1. Стоимость
2. Способность противостоять нагрузкам и воздействиям
3. Возможности планировки и решения фасадов
4. Технологию подготовки участка
5. Характер эксплуатации и обслуживания.

История и логика развития строительных конструкций поначалу была обусловлена местными ресурсами строительных материалов, развитием инженерных познаний, климатическими условиями. Интересно, как современное традиционное народное самодеятельное зодчество сохраняет такой же уровень использования строительных конструкций, что и много лет назад.

Родь местных условий ярко отображается в истории каркасного строительства. В местах, к примеру, где немного пригодных для строительства материалов или все сооружения носят временный характер, развивалось только каркасное строительство. Там, где есть возможность использовать камень, кирпич, лес каркасные конструкции появились только на поздних этапах, близких к настоящему времени.

С развитием уровня социальных контактов инженерные познания стали распространяться интенсивным образом, а это привело к совершенствованию строительных технологий и конструкций. В современных условиях любой застройщик не только может выбрать наиболее пригодную конструкцию, но и оценить выигрыш такого решения в сопоставлении с прочими вариантами.

Идея каркасной конструкции

Как и в других областях техники, смысл каркасной конструкции в строительном деле состоит в том, что все нагрузки, испытываемые зданием, передаются на каркас - специальный остов, роль которого аналогична скелету живого организма. Вот главные преимущества такой технологии:

1. Каркас рассчитывается только на механический характер работы, исключающий функции теплоизоляции, светопропускания. Такое назначение значительно упрощает расчёт и конструирование
2. Отсутствие существенных ограничений в размерах, конфигурации и материалах позволяет создавать наиболее эффективные конструкции. Неспроста именно каркасная схема позволяет строить самые высокие сооружения
3. Единственное предназначение каркаса - обеспечение прочности и устойчивости здания упрощает не только проектирование, но и монтаж, и устройство других конструкций – стен, перекрытий, окон

Фахверк, традиционный западноевропейский каркас

Высокая эффективность каркасного здания очень часто обеспечивает наиболее рациональный порядок затрат на строительство. Это достоинство в сочетании с высокой надёжностью очень часто является решающим при выборе такой схемы. Иногда для застройщика достаточно значительного удешевления фундамента, характерного для многих типов каркасных зданий в сопоставлении с аналогами.

Технология возведения каркасного сооружения позволяет вести строительство очень оперативно. Темпы строительства возрастают из-за возможности вести практически все работы на всех этажах одновременно и начинать их, как только формируется очередной уровень.

При строительстве таких зданий нередко бывает, что солидные поставщики отделочных конструкций и изделий уже завозят свои материалы на нижние этажи, а на верхних уровнях только завершается заполнение оконных проёмов или даже возведение наружных стен.

Каркасные дома

Здания каркасной конструкции применяют во всех областях строительного дела – от малоэтажного жилищного до высотных офисных комплексов, от сельскохозяйственных сооружений до промышленных объектов.

 В каждом виде объектов используются соответствующие достоинства таких конструкций.

Виды каркасов

Конструкции такого рода имеют немало классификационных признаков. Одним из основных можно считать полные и неполные каркасы.

Полным считается такой каркас, который полностью обеспечивает прочность и устойчивость здания. Неполный каркас исполняет такую функцию частично и работает совместно с другими несущими конструкциями – балками, стенами, плитами или панелями.

Решение о виде каркаса принимается из соображений наиболее рациональной конструкции. Во внимание принимается полное сочетание факторов – стоимость, темпы строительства, детали архитектурного плана и многие другие соображения.

Конструкции

Каркасные здания и сооружения различаются по материалам, из которых сделана несущая основа. Вот эти материалы:

1. Дерево – наиболее древний материал каркасного строительства, дополнявшийся некогда даже крупными костями животных. Древесина не устарела и широко используется в самых современных технологиях этого вида строительного дела
2. Железобетон стал материалом каркасов в конце 19 века, хотя некоторые элементы зданий, работающие, как каркасная конструкция появились ещё в Древнем Риме. Удачное сочетание качеств делают железобетон очень выгодным материалом каркасов, особенно в технологиях заводского изготовления частей таких конструкций
3. Стальной прокат позволяет достичь наиболее впечатляющих результатов по величине пролётов, этажности, весу сооружений
4. Некоторые другие конструкции обладают множеством недостатков и используются для каркасов в единичных случаях. К примеру, роль каркаса могут исполнять надувные конструкции арок.

При необходимости можно сооружать конструкции в сочетании этих материалов, подбирая нужные элементы по необходимости.

Преимущества и недостатки каркасных конструкций

Здания, сооружаемые в каркасной системе, отличаются большой свободой планировки. Эта возможность очень важна для того, чтобы планировочное решение можно было модифицировать по мере наступления необходимости. Этим достоинством каркасных систем широко пользуются и при реконструкции зданий, полностью меняя их первоначальное предназначение.

Структуры из стоек и ригелей, в которые иногда включают плоскостные элементы можно изготавливать в заводских условиях. Строительный процесс основы здания при этом превращается в сборку каркасной системы на месте и выполняется очень быстро. Это преимущество особенно характерно для деревянных и стальных конструкций. Их при необходимости можно разобрать и заново собрать на другом месте.

В малоэтажном индивидуальном домостроении каркас хорош очень большой прочностью и надёжностью. Эти качества позволяют компенсировать многие недостатки архитектурных и конструктивных решений, а главное – сооружать смелые и новаторские здания.

Современное строительство малоэтажных зданий ориентируется на каркасы из-за возможностей удешевления и упрощения, применения многих современных отделочных и стеновых материалов.

Проектировщики зданий такой системы умеют учитывать недостатки каркасных конструкций. Вот некоторые из них:

1. Потребность в недопущении механических повреждений. Повреждённая или разрушенная, к примеру, стойка может стать причиной серьёзной аварии или обрушения всей системы
2. Очень высокие требования к пожарной безопасности, к защите от коррозии и повреждений древесины
3. Невозможность или чрезвычайная дороговизна внесения изменений в запроектированную и реализованную конструкцию
4. Необходимость повышенного внимания к звукоизоляции конструкций, обусловленная способностью материалов каркаса хорошо предавать звук.

Стальной каркас крупного объекта начала минувшего века

Именно по этой причине многие элементы стальных или деревянных конструкций нельзя оставлять видимыми – они требуют соответствующей защиты.

Индивидуальный каркасный дом

Всё большее число индивидуальных застройщиков выбирает для строительства своего дома каркасные системы. Вот какие на это есть причины:

1. Стремление добиться стилевого решения, напоминающего или копирующего некоторые образцы западной архитектуры, в том числе – народной. Такие сооружения могут копировать идеи фахверкового дома Швейцарии или Германии, норвежского или японского традиционного жилища
2. Желание получить своё жилище как можно быстрее
3. Необходимость строительства с минимальным бюджетом
4. Достижение максимально возможной прочности дома
5. Требования формообразования – некоторые архитектурные решения можно получить только в каркасных конструкциях.

Любители самостоятельного и самодеятельного строительства находят своё удовольствие в сооружении таких объектов. Возведение стоечно-ригельной системы из дерева и даже стали вполне по силам одному человеку с помощником.

Конструктивная система

Каркас индивидуального дома принципиально не отличается от несущей основы любых других зданий. Вот что он собой представляет:

1. Стойки и колонны – вертикальные элементы, на которые передаётся вес здания и которые передают этот вес на фундамент. Стойки также являются необходимыми элементами системы, обеспечивающей пространственную жёсткость здания
2. Ригели или балки, укреплённые на стойках. На них укладываются конструкции перекрытий и покрытий
3. Раскосы или другие диагональные элементы в прямоугольной структуре каркаса. Эти элементы работают на обеспечение пространственной жёсткости объекта
4. Конструкции скатных крыш, как правило, представляют собой своеобразную независимую каркасную структуру.

Архитектура дома может потребовать оставить каркас видимым, заметным или даже главным компонентом архитектурного решения. Несущая основа может быть спрятана, включена в тело стен и перекрытий.

Фундамент

Одно из ключевых достоинств каркасных систем – простой и недорогой фундамент. Это объясняется тем, что наружные стены такого здания нет необходимости делать прочными и несущими. Как правило, это эффективные ограждающие конструкции небольшого веса.

Фундамент каркасного дома может быть свайным или столбчатым. В таком случае каждая стойка каркаса опирается на сваю или столб. Эта конструкция идеальна в случае ненадёжных грунтов, эффективна при любом другом основании. Главное достоинство таких фундаментов – полное соответствие идее каркаса, что делает всю конструкцию дома логичной и оправданной, а все её элементы работают с полной нагрузкой.

Широко применяют сплошную фундаментную плиту. Такая основа, аккуратная ровная поверхность плиты, делает строительный процесс более удобным, а результаты – более качественными.

Небольшой вес каркасного дома позволяет использовать любые фундаменты, в том числе – мощные монолитные ленточные, мелкозаглублённые, а на надёжных грунтах основания можно соорудить дом вообще без фундамента. В таком случае нижние концы стоек должны быть связаны обвязкой или ригелем.

Стены

Наружные ограждающие конструкции каркасных домов могут быть выполнены в нескольких вариантах. Наиболее распространённая технология заключается в том, что каркасная структура заполняется теплоизолирующим материалом и обшивается с внутренней и внешней стороны защитным покрытием.

В некоторых зданиях используются навесные элементы наружных стен, панели. Такие части обычно имеют крупные размеры, их применение значительно ускоряет строительство.

Используются также технологии возведения наружных стен из традиционных штучных материалов – кирпича, легкобетонных блоков. При необходимости создают стены индивидуальной структуры, например – с использованием органического заполнителя или уникальной легкобетонной композиции.

Особенно впечатляют здания с фасадным остеклением, сплошным или фрагментарным. Такие стены обладают ограниченной теплоизолирующей способностью, которая компенсируется многочисленными эффектами от прозрачных ограждений.

Планировка и перегородки

В каркасных зданиях можно устраивать перегородки без каких-либо ограничений. Важно, чтобы вес таких перегородок не оказывал значительного влияния на несущую структуру. Вот несколько примеров конструкций таких перегородок:

1. Гипсокартонные системы
2. Тонкие кирпичные перегородки и их аналоги из керамических блоков
3. Легкобетонные конструкции
4. Перегородки из стекла и другие современные решения.

Один из наиболее распространённых планировочных приёмов в устройстве каркасного дома состоит в том, что вертикальные элементы несущей системы включают в состав перегородок. Качественный проект здания каркасного типа предусматривает наиболее подходящий для такого приёма шаг несущих конструкций.

Второй способ планировки помещений заключается в том, что перегородки обходят стойки каркаса и те остаются видимыми элементами помещений. Это приём позволяет создавать помещения свободной или криволинейной конфигурации, обеспечивает и другие технические и эстетические преимущества.

Окна и двери

При размещении проёмов окон и дверей важно учесть расположение элементов каркаса. Как и при создании перегородок, важно продуманным образом использовать его элементы  – например, включить соответствующие колонны или стойки в конструкции поёмов, остекления или дверных блоков. Такие вертикальные элементы органично сочетаются с оконными структурами и могут совмещаться с импостами (стойками витражного остекления).

Сплошное остекление, ради которого возводят некоторую часть каркасных зданий, может быть устроено по-разному. Плоскость стекла можно не только совмещать со стойками каркаса, но и делать на относе, небольшом расстоянии от несущих конструкций здания.

Каркасные системы зданий индивидуального строительства пригодны не только для установки дверных блоков, но и для устройства других устройств защиты помещений:

1. Навески традиционных распашных ворот
2. Установки различных жалюзи, решёток и ролет
3. Устройства сложных подъёмно-поворотных или рулонных защитных конструкций.

Архитектурные решения

Применение каркасной конструктивной системы позволяет создавать узнаваемые и понятные архитектурные решения. Архитекторы по-разному используют достоинства этих систем, например:

1. Создают совершенно свободные формы, никак не связанные с несущими структурами
2. Используют чёткие и логичные структуры каркаса для лаконичных и точных форм
3. Образуют формы, невозможные без применения каркасных систем, с большими пролётами, крупными консольными элементами, сплошным остеклением.

Строительство индивидуального каркасно-панельного дома современной массовой серии

Проектировщик здания в каркасной конструкции может скрыть её наличие, если это выгодно для архитектурного решения. Стойки и колонны небольшого сечения нетрудно упрятать в тело стен или перегородок, а балки и ригели могут быть размещены в толще перекрытий и покрытий.

При необходимости обычный каркас регулярной прямоугольной структуры может быть заменён на сложную систему индивидуальной непрямоугольной конфигурации, с разным направлением ригелей и осей стоек. Есть возможности создать каркас в криволинейной структуре, с изогнутыми в плане ригелями.

Интересно, что каркас, стоечно-балочная система, создаёт определённый конструктивный и даже художественный образ. Такой образ ассоциируется, прежде всего, с эпохой развития и становления таких конструкций, с современными технологиями строительного дела.

В индивидуальном доме каркасной системы можно обеспечить гармоничное дизайнерское решение интерьера, основанное на использовании такого образа. Стилистика технического характера может отражаться на построении интерьеров, на обработке деталей, выборе мебели и оборудования. К примеру, удачно подобранные к каркасному дому потолочные карнизы и шторы с характерным геометрическим узором сделают архитектуру такого объекта более полновесной и убедительной.

Лестницы, ограждения балконов и антресолей, детали оконных решёток, дверные приборы – все эти большие и малые детали можно привести в соответствие с каркасной структурой своего дома. Развитое чувство гармонии может заставить самодеятельного и профессионального дизайнера продолжить развитие идей каркасной системы:

1. в благоустройстве участка и сада
2. в строительстве вспомогательных и хозяйственных объектов
3. в заранее продуманных перспективных планах реконструкции дома по истечении определённого срока.

Каркасные дома – эффективная инвестиция в хозяйство и образ жизни.