Несущий остов – это конструктивные элементы (балки, перекрытия, стены, колонны, фундаменты и прочее), объединенные в одну систему, обеспечивающую прочность, устойчивость и жесткость конструкции.
- Прочность несущего остова – это его способность к сопротивлению любым нагрузкам: ветру, снегу, нагрузке от людей, мебели и других факторов, без критических прогибов и деформации.
- Жесткость остова – это способность не менять форму под воздействием нагрузок.
- Устойчивость несущего остова – это сопротивляемость к сдвигу и опрокидыванию.
Дома проектируются так, что при нагрузках не должно быть утрачено ни одного из этих свойств. Каждая конструкция в составе дома должна выполнять отдельную функцию, а иногда и не одну, но в составе несущего остова они взаимосвязаны друг с другом и составляют скелет дома, поэтому их работа и противодействие нагрузкам должны рассматриваться в комплексе.
Потребность в использовании определенного типа несущего остова обуславливается следующими нюансами:
- Функциональным фактором. Например, вы хотите дом со свободной планировкой и большие неразграниченные пространства. Для этого понадобится каркасный остов. А для стандартного коттеджа с большим количеством комнат бескаркасный основ с разграничением стен подойдет лучше.
- Архитектурным фактором. Разные виды несущего остова придают разные архитектурные свойства. Коттедж в дизайне hi-tech лучше делать в каркасном остове, а дом в «русском стиле» - в бескаркасном.
- Технико-экономическим фактором. В проектировании можно сделать расчет цены и сроков возведения разных видов остова, и уже на основе этих данных принять решение.
- А еще выбор будет зависеть от того, из чего будет делаться дом. Если его строят с бескаркасным несущим остовом, стена из пеноблока без дополнительных монолитных армированных поясов не подойдет.
В начальной стадии составления проекта важно определить, что будет выступать несущим остовом, какие элементы будут его составлять, как они будут соединяться друг с другом и как будут противодействовать нагрузкам. Грамотное совмещение планировки, стиля, эргономичности, технологичности и прочности, жесткости и устойчивости – это главная задача конструктора и архитектора. Архитектор скажет, каким будет дом, а конструктор покажет, как реализовать проект архитектора и какой несущий остов подойдет лучше.
Разновидности несущего остова
Есть и применяются три основных вида несущих остовов:
- · Бескаркасный (стеновой) несущий остов;
- · Каркасный несущий остов;
- · Комбинированный несущий остов (неполный каркас).
Пройдемся подробнее по плюсам и минусам каждого вида.
Бескаркасный (стеновой) несущий остов
Это наиболее популярный и простой тип в строительстве коттеджей. Тут несущий остов формируется из продольных и поперечных стен, связанных с фундаментом, перекрытий, уложенных на стены, лестниц. То есть, остов представляет собой устойчивый и жесткий короб. Нижняя часть стен тут зачастую более массивная, чем стены верхних этажей, поскольку должна принимать больший вес всех вышележащих элементов.
Например, цокольный этаж коттеджа может быть сделан из кераического кирпича толщиной в 510 миллиметров, а у второго этажа могут быть тонкие стены в 380 мм толщиной. Так, стены должны играть роль и несущей и теплоограждающей конструкции.
Стены можно делать из кирпича, ж\б блоков, легких бетонов, камня, дерева и прочего. Толщина стен в зависимости от материала, проекта и нагрузок будет от 250 до 700 миллиметров. Толщина ненесущих стен и перегородок будет от 100 миллиметров. Плиты перекрытия должны иметь толщину от 150 миллиметров.
Разновидности бескаркасного остова следующие:
· с продольными несущими стенами
Тут основой остова будут несущие стены, располагающиеся вдоль длинной стороны дома, перекрытия укладываются перпендикулярно стенам. Устойчивость и жесткость зданий обеспечивается лестничными маршами, поперечными и торцевыми стенами, а перекрытия выполняют роль горизонтальной диафрагмы. Шаг продольных стен в подобных дома равняется длине пути перекрытия. Этот вид остова используется в домах, которые имеют вытянутую форму.
· с поперечными несущими стенами
Несущие стены находятся вдоль меньшей стороны дома, и перекрытия кладутся на них. Стены вдоль длинной стороны могут быть и не несущими или быть самонесущими, но они должны быть хорошо теплоизолированы и должны защищать от уличных температур. Такой вид остова имеет большую поперечную жесткость и устойчивость, но ширину жилых помещений варьировать не получится, так как она навсегда будет ограничена поперечными несущими стенками.
· с продольными и поперечными несущими стенами
Такая схема является комбинацией из поперечных и продольных несущих стен. Эти схемы используются для домов, где архитектурную форму трудно разрешить с помощью одних продольных или поперечных стен. Особенно когда коттедж имеет неординарную форму.
Устойчивость и жесткость остова обеспечивается взаимодействием стен и перекрытий, лестничных маршей, если они сделаны из монолитного железобетона или металла и жестко связаны с несущими конструкциями.
Каркасный несущий остов
Каркасные здания еще донедавна часто использовались в промышленном строительстве, но сейчас такой остов используется и в частной стройке.
Каркасный остов – это связанные в одну систему колонны, перекрытия, ригели, лестницы и фундаменты. Колонны каркаса находятся как по периметру, так и внутри здания, на них укладываются ригели, поддерживающие плиты перекрытия. Жесткость и устойчивость дома обеспечиваются диафрагмами жесткости, перекрытиями связанными с колоннами и лестницами. Они принимают вертикальные и горизонтальные нагрузки на себя. Стены делаются самонесущими или навесными и выполняют только теплоизолирующие и ограждающие функции.
Так достигается экономия стройматериалов: несущие конструкции будут иметь толщину по конструктивному расчету, а ограждающие конструкции – толщину по теплотехническому расчету. Шаг колонн и ригелей будет составлять от трех до семи метров. Толщина колонн от 200х200 миллиметров до 500х500 миллиметров, а толщина перекрытия от 150 миллиметров.
Такой несущий остов используется:
- В домах без перегородок. Планировки могут отличаться, поскольку нагрузку на себя берет каркас, а внутренние стены служат для решения архитектурных объемов.
- Для домов в сейсмически активных районах.
- Если архитектура дома предполагает большое расстояние между колоннами или у перекрытий сложная форма.
Каркасный остов для гражданских конструкций делается из бетонных заводских конструкций определенных размеров, шага колонн, размеров сечений и их тяжело использовать для частных домов. Например, в гражданском строительстве шаг колонн составляет 6-9 метров, а в частных домах шаг колонн не превышает 4-5 метров. В основном такой остов делается из монолитного ж\б класса В15-30. Шаг колонн, высота перекрытий и этажей выбирается в зависимости от архитектуры дома и не нужно подстраиваться под типовые изделия. Дом в этом случае является монолитным каркасом и самонесущих стен из легкого бетона или камня.
Для каркасных зданий можно использовать следующие схемы:
· Ригельная схема – перекрытия опираются на ригели, уложенные на колонны. Ригеля имеют высоту 20-40 сантиметров, из-за высоты теряется полезная высота этажа, поэтому схема редко используется в частном строительстве;
· Безригельная – используется в коттеджах с оригинальными решениями планов. В них нет ригелей, а всю нагрузку принимают на себя перекрытия и передают на колонны. Из-за этого толщина перекрытия увеличивается до 20-25 сантиметров.
Комбинированный несущий остов
Этот остов – комбинация бескаркасного и каркасного типа. Тут несущими будут колонны и ригеля и массивные стены по периметру. Перекрытия опираются одним концом на стены, другим на ригеля. Так, стены выполняют теплозащитную и несущую функции. Колонны несут только вертикальные нагрузки. Как правило, в частных домах до 3-х этажей колонны делаются из керамического кирпича армированного сетками или из железобетона. Устойчивость и жесткость дома обеспечивается стенами жесткости из железобетона или кирпича, лестницами и перекрытиями, которые связаны с колоннами или стенами.
Этот вид остова используется в следующих случаях:
- Если хочется рационально использовать полезную площадь, но есть необходимость в массивных стенах по периметру дома для теплоизоляции.
- В конструкциях с «несъемной пенопластовой опалубкой».
Комбинированный остов позволит эффективно использовать площадь коттеджа и зонировать жилье по своему усмотрению. Например, на первом этаже может быть расположен просторный холл и гостиная, а на втором – спальни и рабочий кабинет. Плиты перекрытия используются как сборные железобетонные, так и монолитные. Материал для этих зданий может использоваться самый разный: дерево, кирпич, железобетон, керамические блоки и т.д. Размеры колонн от 200х200 миллиметров до 500х500 миллиметров, толщина несущих стен от 38 см, толщина перекрытия от 15 мм монолитного перекрытия или 22 см сборной плиты.
Примеры обустройства несущего остова
Рассмотрю несколько примеров и покажу как выбрать несущий остов для будущего дома. Буду ставить условия и давать схему остова для воплощения схемы в жизнь.
Первое условие. Дом должен иметь массивные стены из глиняного кирпича, защищающего дом от температурных воздействий и придающего внеший дизайн «английского дома». Фундамент будет монолитным, поскольку с ним легко рассчитать затраты.
Разновидности несущего остова
Простейшим и надежным остовом для такого дома будет бескаркасный остов с несущими продольными и поперечными стенками. Стены служат и конструктивно, и декоративно. Под такие стены легко обустроить ленточный фундамент, что отвечает второму требованию условия.
Второе условие. Подразумевается постройка дома в современном стиле, вид дома должен быть в стиле «минимализм» либо «хайтек», не должно быть никаких округлых форм, все углы должны быть под 90 градусов. Дом имеет прямоугольную форму в плане, крыша будет плоской и часто эксплуатируемой. В доме будет терраса.
Тут будет актуален монолитный каркасный остов – с его помощью легко сделать плоскую кровлю и использовать её. Четкая сетка колонн и ригелей позволит хозяину выполнить дом в заданном стиле.
Третье условие. Нужно сделать проект дома на две семьи. Дом находится вдоль улицы и имеет два отдельных входа. Материал стен – это пенобетон или кирпич.
Для этого вида дома отлично подходит бескаркасный несущий остов с продольными несущими стенами из кирпича. Плиты перекрытия укладываются на несущие стены, а жесткость дому придает лестница.
Четвертое условие. На первом этаже создается много свободного пространства без перегородок и стен. Перекрытия делаются монолитными из-за невозможности использования сборных плит перекрытия.
Тут может примениться комбинированный несущий остов. Роль несущих конструкций выполняют ж\б колонны и капитальные стены. Колонны можно связать с монолитным перекрытием и стенами, обеспечив жесткость и устойчивость конструкции.
То есть, каждый вид несущего остова обеспечивает как плюсы, так и минусы. А при его выборе нужно четко понять, какой дом и какие его параметры вы хотите увидеть в итоге.