Что называют островом или каркасом здания
§ 2.1. Конструктивные схемы зданий
Основные несущие элементы (фундаменты, стены и т. д.) в совокупности образуют несущий остов здания, который воспринимает все нагрузки, воздействующие на здание, и передает их на основание, а также обеспечивает пространственную неизменяемость (жесткость) и устойчивость здания.
По конструктивной схеме несущего остова здания подразделяются на бескаркасные, каркасные и с неполным каркасом. В бескаркасных зданиях основными вертикальными несущими элементами служат стены, в каркасных — отдельные опоры (колонны, столбы), в зданиях с неполным каркасом — и стены, и отдельные опоры.
Жилые и общественные здания, как правило, строят из кирпича, камней и из крупноразмерных деталей и элементов: крупноблочные, крупнопанельные и объемно-блочные.
Рис. 2. Конструктивные схемы бескаркасных зданий с несущими стенами:
а — продольными, б — поперечными и продольными
Бескаркасные здания из кирпича и мелких камней возводят обычно с продольными несущими (рис. 2, а) наружными и внутренними стенами. Поперечные стены в таких зданиях устраивают преимущественно в лестничных клетках, в местах, где проходят дымовые и вентиляционные каналы, а также в промежутках между ними для придания большей устойчивости продольным стенам и зданию в целом. В зданиях с поперечными несущими стенами продольные наружные стены являются самонесущими, а перекрытия опираются на поперечные стены. Возводятся также бескаркасные здания, у которых несущими являются как поперечные, так и продольные стены (рис. 2, б). В таких зданиях панели перекрытий размером на комнату опираются всеми четырьмя сторонами на поперечные и продольные стены.
Бескаркасные крупноблочные здания со стенами из бетонных и других блоков имеют конструктивную схему с поперечными и продольными несущими стенами (рис. 3). Общественные многоэтажные здания чаще возводят с продольными несущими стенами. При этом в зависимости от ширины здания может быть не одна, а две внутренние продольные стены.
Бескаркасные крупнопанельные здания бывают: с тремя продольными несущими стенами; с поперечными несущими стенами-перегородками, устанавливаемые с малым или большим шагом (расстоянием) друг от друга.
В домах с поперечными несущими стенами-перегородками (рис. 4) все основные элементы несущие: поперечные стены-перегородки, внутренняя продольная и наружные стены. Панели перекрытий имеют опоры по четырем сторонам. При этом наружные стеновые панели 2, которые мало отличаются от наружных панелей в домах с продольными несущими стенами, считаются также несущими. Перегородочные панели 4 и панели внутренней продольной стены в таких домах изготовляют из тяжелого (конструктивного) бетона.
Рис. 4. Конструктивная схема крупнопанельного дома с несущими стенами-перегородками:
1 — наружные панели, 2 — санитарно-технические кабины, 3 — несущие перегородки, 4 — внутренние несущие поперечные стены (перегородки), 5 — панели перекрытия, 6 — цокольные панели, 7 — блоки фундаментов
Каркасными сооружают, как правило, общественные и административные здания. В последние годы начали строить также и каркасные многоэтажные жилые дома.
Несущий каркас состоит из колонн и ригелей, выполняемых в виде балок с четвертями для рпирания конструкций перекрытий. Скрепленные между собой колонны и ригели образуют несущие рамы, воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагрузки здания. Наружные стены зданий могут выполняться как самонесущие. В этом случае они опираются непосредственно на фундаменты или на фундаментные балки, устанавливаемые по столбчатым фундаментам. Ненесущие наружные стены в виде навесных панелей прикрепляют к наружным колоннам каркаса.
В зданиях с неполным каркасом наружные стены делают несущими, а колонны располагают лишь по внутренним осям здания. При этом ригели укладывают между колоннами, в иногда и между колоннами и наружными стенами.
Объемно-блочные здания возводят из крупноразмерных элементов — объемных блоков, которые представляют собой готовую часть здания, например комнату. Размеры объемных блоков зависят от схемы разрезки здания на блоки-комнаты. Такие дома имеют две конструктивые схемы: блочную и блочно-панельную. Блочные здания возводят только из объемных блоков, устанавливаемых вплотную друг к другу, в блочно-панельных — объемные блоки устанавливают на расстоянии один от другого так, что между ними образуется комната, которую перекрывают панелями.
Производственные здания строят одно-и многоэтажными. Основные конструктивные элементы их выполняют те же функции, что и в гражданских.
Одноэтажные бескаркасные здания возводят с несущими наружными и внутренними стенами.
Здания с неполным каркасом имеют внутренний каркас (колонны или столбы, ригели) и несущие наружные стены. Конструктивная схема таких зданий аналогична схеме гражданских; в таких зданиях может быть один ряд или несколько внутренних несущих колонн или столбов в зависимости от ширины здания.
Рис. 5. Схемы каркасов одноэтажных промышленных зданий:
а — с плоской, б — со скатной кровлей; 1 — фундаментные балки (рандбалки), 2 — фундаменты, 3 — колонны крайнего ряда, 4 — колонны среднего ряда, 5 — подкрановые балки, 6 — балки покрытия, 7 — панели покрытия, 8 — воронка водостока, 9 — утеплитель и кровля, 10 — парапет, 11 — панели стены, 12 — оконные переплеты, 13 — пол по грунту, 14 — фонарь, 15 — стропильные фермы
Одноэтажные каркасные здания возводят с самонесущими или ненесущими навесными наружными стенами, все конструкции внутри здания опираются на элементы каркаса. Здания бывают многопролетные с пролетами одинаковой (см. рис. 5) или разной ширины и высоты или однопро-летные. Покрытия делают плоские (рис. 5, а) или скатные (рис. 5, б), с бесфонарными или фонарными надстройками.
Основные элементы каркаса: колонны 3 и 4, балки 6 покрытий или стропильные фермы 15, которые образуют плоские поперечные рамы. Рамы устанавливают на расстоянии 6 или 12 м друг от друга. Эти элементы каркаса бывают стальными и железобетонными. На рамы опирают продольные элементы каркаса: подкрановые балки 5, по которым прокладывают пути для мостовых кранов: ригели стенового каркаса (фахверка), используемого для крепления оконных переплетов 12 и стеновых ограждающих панелей в случае вертикальной разрезки их; панели покрытий 7 или прогоны кровли, по которым укладывают листы профилированной стали или панели из асбестоцементных листов и других материалов: фонари 14, назначение которых — обеспечить естественную аэрацию и освещение зданий.
Стены устраивают из кирпича, панелей, навесных крупноразмерных железобетонных, армопенобетонных, асбестоцементных и других плит, которые прикрепляют непосредственно к колоннам каркаса.
Каркасные здания
Бескаркасная система с продольными несущими стенами
Без каркасная система зданий
Конструктивные системы зданий
Конструктивные элементы здания
1)Фундаменты-подземные конструкции, на которые опираются несущие элементы здания(стены, колоны, ДЖ, ЯЖ).
2)Стены по расположению бывают наружные и внутренние
По несущей способности стены могут быть:
а)несущие-это стены на которые опираются конструкции перекрытия и покрытия (фермы, балки, плиты, арки).
б)самонесущие стены-это стены, которые передают собственный вес от фундамента до крыши, на них не опираются другие элементы, они имеют только ограждающую функцию.
в)не несущие стены и навесные-это стены, которые передают собственный вес на другие элементы, навешиваются или опираются на перекрытие –перегородки.
3)Колонны, столбы-это внутренние опоры для перекрытия здания.
4)Перекрытие служит для разделения здания на этаже.
5)Крыша венчающий элемент здания для защиты от атмосферных осадков.
Существуют следующие конструктивные системы:
а)с продольными несущими стенами
б)с поперечными несущими стенами
а)с полным каркасом
б)с неполным каркасом
Виды конструктивной схемы зависят от основных несущих элементов(стен или колон)
Выбор конструктивной схемы зависит от назначения здания, его будущей планировки и высотности здания.
Всю нагрузку от плит перекрытий л-м, площадок, людей оборудования воспринимают несущие стены.
Жёсткость в без каркасных зданиях обеспечиваются прочной связью, продольных и поперечных стен и горизонтальным диском жёсткости, плитами перекрытия.
а)с поперечными несущими стенами
Такая система применяется для зданий с мелкими помещениями, с одинаковой планировкой на этажах, для жилых зданий, общежитий, гостиниц и для зданий с кабинетной системой.
Применяются для зданий с большими площадями помещений, с большой длинной.
Внутри поперечные стены ДЖ обязательно необходимы через 9-12м для обеспечения устойчивости продольных несущих стен и восприятию ветровой нагрузки.
Основными несущими элементами являются колонны, ДЖ и ЯЖ.
На колонны опираются ригели или балки, а на них опираются плиты перекрытия и покрытия.
Жёсткость в каркасных зданиях обеспечивается прочной связью элементов каркаса и горизонтальным диском жёсткости.
Каркасные здания не имеют несущих стен и по этому внутри здания возможна свободная планировка.
Такую схему в основном применяют для общественных зданий с различной планировкой на этажах и для высотных зданий(столовые, торговые центры, вокзалы и др. общественные здания).
а)Здания с полным каркасом
Колонны расположены внутри здания и возле наружных стен.
Наружные стены имеют только ограждающую функцию и являются только навесными и самонесущими стенами.
б)Здание с неполным каркасом
Колонны устанавливают только внутри здания. Ригели и балки опираются на внутренние колонны и наружные стены. Планировка свободная.
Основные сведения о каркасных зданиях
Рамная схема – это элементы каркаса, жестко соединенные в конструктивных узлах в устойчивую и жесткую пространственную схему, воспринимающую вертикальные и горизонтальные усилия.
Связевая схема – это схема, при которой горизонтальные усилия воспринимаются жесткими перекрытиями, диафрагмами и ядрами жесткости. Вертикальные усилия воспринимаются колоннами и фундаментами. Соединения вертикальных и горизонтальных элементов при этом принимается условно шарнирными.
Рамно-связевая схема представляет собой комбинацию рамных и связевых схем. При этом в одном направлении жесткость обеспечивается вертикальными элементами жесткости (диафрагмами или связями), а в другом – самой рамой.
Для гражданских зданий применяют в основном сборный железобетонный каркас. Для рамного каркаса применяют разрезку на Г-, Т-, Н-, П-образные плоские элементы. Для связевого каркаса применяются прямолинейные элементы (рис. 56). 
Рис. 56. Способы членения каркаса на элементы:
а – двухэтажные колонны и однопролетные ригели; б – Г-образные и Т-образные колоны и ригели-ставки;
в – многоэтажные однопролетные рамы; г – Ж-образные рамы; д – двухпролетные многоэтажные рамы;
е – одноэтажные колонны и однопролетные ригели; ж – Н-образные рамы; и – П-образная рама;
к – одноэтажная двухпролетная рама.
Фундаменты под колонны каркасных зданий устраиваются, как правило, из сборных железобетонных блоков стаканного типа.
Сборные железобетонные колонны каркасных зданий выполняются обычно сечением 300х300 и 400х400 мм с одной или несколькими консолями, а также с вынесенными консолями. По высоте колонны изготавливаются на один или два этажа (рис. 57). 
Рис. 57. Колонны каркасов:
I – одноэтажные колонны; II – двухэтажные колонны; III – пример размещения
закладных деталей (показаны штриховкой) в колонне унифицированного каркаса;а – фасадные и рядовые колонны с обычными консолями; б – фасадные, рядовые и колонны лоджий со скрытыми консолями; в – фасадные и рядовые колонны с вынесенными консолями: г – колонны одноэтажной разрезки (с платформенным стыком).
Ригели, воспринимающие нагрузку от междуэтажных перекрытий и передающие ее на колонны, в зависимости от перекрываемого пролета и расположения в здании назначаются различных сечений: прямоугольного, таврового, в виде обратного тавра и т.д. В случае опирания плит перекрытий на боковые полки ригелей экономится высота этажа и здания в целом (рис. 58). 
Рис. 58. Ригели каркасов:
I – сечения; II, III – общие виды: а – парный прямоугольного сечения;
б – одиночный прямоугольного сечения; в – тавровый; г, д – рядовые ригели в виде перевернутого тавра; е, ж, и, к, л – варианты фасадных ригелей; м – коридорный ригель; н, о, п – варианты лестничных ригелей.
Перекрытия каркасных зданий выполняются из сплошных, пустотных или ребристых железобетонных панелей. При этом часть плит выполняет роль связей или распорок, которые укладывают по осям колонн. Рядовые панели укладывают между связевыми панелями (рис. 59). 
Рис. 59. Диафрагмы жесткого каркаса:
I – вертикальные: а – фрагмент диафрагмы жесткости;
б – стенка жесткости каркаса; 1 – колонна; 2 – стенка жесткости;3 – элементы стыков; 4 – шпонки; 5 – крайние стержни арматуры стенки;6 – выпуск арматуры для соединения с колонной; 7 – настил;
II – горизонтальные: а – узел соединения настилов-распорок с ригелями;б, в, г – связевые элементы перекрытия пустотные, ребристые и фасадные;1 – колонна; 2 – ригель; 3 – связевая панель; 4 – рядовые панели.
Вертикальные диафрагмы жесткости проектируют на всю высоту здания, начиная от фундамента. Элементы диафрагм имеют поэтажную разрезку и представляют собой глухие железобетонные стенки с полками поверху для опирания плит перекрытия. С колоннами диафрагмы соединяются сваркой закладных деталей, а стыки замоноличиваются.
Наружные стеновые панели могут опираться на ригели каркаса (в случае продольного их расположения), на крайнюю панель перекрытия или непосредственно на колонну (рис. 60).
Рис. 60. Варианты опирания наружных панелей на каркас:
а – крепление к колоннам; б – опирание на продольные ригели; в – опирание на перекрытие;
1 – ограждающая панель; 2 – колонна; 3 – перекрытие; 4 – ригель;5 – консоль; 6 – закладные детали.
Каркасные дома: преимущества, недостатки и нюансы технологии, проекты, этапы сборки
Отправим материал на почту
Как понятно из самого названия, каркасный дом – постройка на основе каркаса. Изготавливается каркас из толстого деревянного бруса или металла. Материалом для строительства стен обычно служат СИП-панели или доски.
Проекты домов каркасного типа – это комплекты документов, которые содержат полную информацию о будущем здании. Состоят они из двух разделов: архитектурный и конструктивный. В первом показан внешний вид здания с разных сторон. Второй содержит строительные планы, схемы, чертежи, спецификации, сметы, инструкции по монтажу. Причём, это касается не только строительных конструкций, учтены также основные коммуникации (электрика, сантехника, вентиляция).
Преимущества и недостатки каркасных домов
По надёжности и прочности каркасные дома не уступают постройкам из других материалов. Их основные преимущества:
Но есть у «каркасников» и определенные слабые стороны. Но «предупрежден – значит вооружен» – на каждый недостаток есть успешный пример решения проблемы:
Виды каркасного строительства
Прежде чем купить проект каркасного дома, необходимо разобраться, какие бывают виды каркасных домов. Выделяют 4 основных типа, все остальные разновидности – сочетание элементов от разных модификаций в одном здании. Применяются такие типы строений:
Рамные дома из каркаса с перекрытиями
Такие постройки также называют «канадскими домами» Считается, что при их разработке в России за основу брались канадские нормы строительства.
Главное отличие в том, что состоят они из нескольких слоёв. Каждый слой – это этаж, закреплённый на своём основании-платформе. Основу (обвязку) первого этажа, принято называть подвальным перекрытием. Название условное, постройка может быть без подвала. Монтируется обвязка сразу на фундамент и выступает в качестве опоры для брусков перекрытий, соединённых лагами. Таким образом, получается щит, внешне напоминающий поддон для транспортировки и хранения грузов.
Вертикальные брусья являются главными несущими конструкциями. Внизу они прикрепляются к горизонтальным балкам, вверху соединяются такими же балками, создавая основание для второго этажа.
Дома из каркаса с неразрезными стойками
Ещё такие строения называют финскими. Неизвестно, придумали их именно в Финляндии или нет, но именно там и на территории прилегающих к ней стран они широко распространены.
От других типов они отличаются тем, что основной несущий элемент у них – цельные вертикальные стройки, проходящие через два этажа (отсюда и название – неразрезные). Перекрытия между этажами монтируются на опорные доски, врезанные в основные стойки на уровне второго этажа. Доски являются не только опорой, они стягивают стойки между собой, за счёт чего повышается общая прочность конструкции.
При строительстве неразрезных стоек необходимо особое внимание уделять правильности их установки. Если будет допущено хотя бы небольшое отклонение в сторону на первом этаже, постройка второго этажа будет сильно затруднена, либо невозможна совсем.
Дома стоечно-балочного типа
Такой вид строений распространён в Германии, ещё они называются фахверковые. По внешнему виду их легко отличить от других – все наружные столбы, поперечные и наклонные балки стен видны снаружи. Срок эксплуатации дольше, чем у других домов. Существуют памятники архитектуры, возраст которых 5-6 веков.
В этих конструкциях используются только брусья толстого сечения. Из них делают не только вертикальные стойки, но горизонтальные перекрытия и диагональные опоры. Это основное отличие, в других конструкциях для перекрытий и лаг применяются доски меньшего сечения.
Строительство таких домов более трудоёмко из-за того, детали конструкций крепятся с помощью врезных соединений. Но, существуют проекты небольших каркасных домов, в которых брусья крепятся на болты.
Каркасно-стоечные конструкции
В отличие от вышеперечисленных строений вертикальные стойки таких конструкций не только поддерживают стены и перекрытия. Дополнительно они используются как сваи. Их забивают в грунт или ставят на опоры из бетона. Это даёт возможность поднять строение выше уровня грунта. Такая особенность будет полезна при возведении зданий на заболоченной местности или в зонах подтопления. Ещё одно преимущество – хорошая вентиляция нижней части дома. Доски остаются сухими, что препятствует образованию плесени и грибка.
В домах данного типа нагрузка от крыши и поперечных перекрытий равномерно распределёна на вертикальные стойки. В пространство между ними монтируются двери, окна или утеплённые панели. При необходимости дополнительного усиления устанавливаются диагональные подпорки.
Что входит в базовую комплектацию проекта
Стандартной постройкой принято считать дома с размером 6х8 м. Разные поставщики предлагают как стандартные проекты, так и индивидуальные, учитывающие пожелания заказчика. Но, несмотря на все отличия в архитектуре и дизайне, есть понятие базовой комплектации. В неё входят:
Обратите внимание! Фундамент обычно не входит в базовые проекты домов по каркасной технологии. Связано это с тем, что подобрать необходимый тип фундамента можно только осмотрев место строительства. В некоторых случаях могут потребоваться геологические изыскания. Это особенно касается проблемных грунтов (повышенное содержание влаги, толстый слой перегноя, глинозём).
Если предполагается постройка дома выше, чем один этаж, такую работу лучше доверить специалистам, неправильный выбор может принести серьёзные разочарования в будущем.
Этапы сборки каркасного дома
Технология строительства напоминает классическую постройку деревянного дома, но имеются отличия. Последовательность следующая:
Самые ответственные этапы – фундамент и установка несущих конструкций. Почему важен фундамент, понятно. Особое внимание уделяется точности сборки и установки каркаса потому, что он служит основанием для всей конструкции. Любой перекос или уклонение от уровня в дальнейшем создаст сложности при установке других элементов.
Видео описание
Наглядно смотрите пошаговую демонстрацию строительства каркасного дома в следующем видео:
Можно ли вносить изменения в уже готовые проекты
Очень часто заказчиков не устраивают типовые проекты, и они хотят внести в них определённые изменения. Все организации, которые разрабатывают проекты, могут это сделать. Вопрос только в том, сделают ли они это бесплатно.
Бывает, что изменения будущему владельцу дома кажутся несущественными, и их можно осуществить нажатием двух-трёх клавиш, дальше всё сделает программа. На практике может выясниться, что для осуществления задуманного необходимо сделать новый проект.
Например, пересчитать материал для утепления или изменить назначение помещений проектировщик согласится бесплатно. Добавить веранду или крыльцо от другого проекта, убрать дверь или окно – в большинстве случаев, но, не всегда. Если потребуется изменение размеров дома – вряд ли. Для этого потребуется пересчитать размеры всех несущих конструкций, перекрытий, фундамента, фасада. Правда, такие случаи довольно редки, любой каталог проектов каркасных домов позволяет каждому подобрать либо типовой проект, либо с небольшими изменениями адаптировать его под себя.
Видео описание
В следующем видео смотрите, что из себя представляет полноценный проект каркасного дома:
Как выбрать подходящий проект дома для постоянного проживания
Постройки для постоянного проживания предполагают возможность их эксплуатации в любое время года, как в жару летом, так в холод зимой. При проектировании будущего дома надо обратить на это особое внимание. Если нет необходимости проживания в постройке при низких температурах, можно сэкономить на теплоизоляции. Для того чтобы летняя жара не мешала комфортному пребыванию в доме, достаточно небольшого слоя этого материала. Если же предполагается постоянное пребывание людей, необходимо предусмотреть такую толщину, чтобы тепло сохранялось даже при самых низких температурах. Для центральной полосы России толщина утеплителя рекомендуется не менее 150 мм, оптимальной считается 200 мм.
Видео описание
В следующем видео рекомендации архитектора по выбору проекта дома:
Заключение
Правильно сделанные (с соблюдением всех требований технологии) каркасные строения нельзя назвать самыми дешёвыми. Перед строительством дома по каркасной технологии проекты и цены на материалы можно посмотреть в каталоге у поставщика и оценить свои финансовые возможности. Но, неоспоримые их достоинства – разнообразие вариантов исполнения и технологий строительства. Это даёт возможность каждому подобрать для себя наиболее оптимальный вариант.