Каркас из металла и дерева

Обновлено: 03.07.2024

В большинстве случаев стальной каркас используют для строения промышленных зданий или хозяйственных построек. Однако конструкции такого типа применимы и в частном строительстве при сооружении каркасных домов. Технология для многих из нас незнакомая, вызывает много вопросов и сомнений, а потому нуждается в изучении. Вдруг это тот самый вариант, который будет полезен именно вам?

Каркас дома необязательно должен быть деревянным

Принцип строительства дома с каркасом из ЛСТК

У металлокаркасного дома он практически тот же, что и в случае с обычным, деревянным. Главное отличие — в используемых для возведения основы материалах. Металлический каркас делают из ЛСТК — легких стальных тонкостенных конструкций.

Фиксировать элементы допускается болтовыми соединениями, пристреливаемыми дюбелями, а также заклепками. Некоторые мастера отдают предпочтение последнему варианту, так как он обеспечивает большую стойкость конструкции. Сварные соединения допустимы только при сборке в заводских условиях с нанесением антикоррозийного состава.

Дом из ЛСТК собирается как конструктор

Как и дома с деревянной основой, постройки на металлокаркасе относятся к легким и не требуют монолитных фундаментов.

На основе ЛСТК можно построить и двухэтажный дом, и более высокие постройки. Экономически оправданной считается постройка не выше 4 этажей.

Металлический каркас подходит даже для многоэтажного строительства

Для справки: вполне вероятно, что каркасную технологию в скором будущем будут применять для высотного жилья. Материалы и тонкости монтажа, скорее всего, несколько изменятся, но cуть останется прежней. Ведь неоспоримое достоинство каркасных домов — скорость и простота их возведения.

Как и любая технология, которая хоть немного отличается от привычной, традиционной, возведение каркасного дома на металлической основе требует особенно тщательного поиска строительной бригады. Это должны быть специалисты, опытные именно в данном направлении, так как здесь есть немало нюансов. Если ими пренебречь, жизнь в доме может оказаться не самой простой, а иногда и небезопасной.

Ищите опытных и квалифицированных строителей

Важно! Изучите СП 260 «Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей и гофрированных листов. Правила проектирования». В данном документе описаны требования к характеристикам профиля, а также предоставлены формулы для необходимых расчетов. Даже если вы строите дом не сами, контроль рабочей бригады лишним не будет.

Плюсы и минусы домов на металлическом каркасе

Сравнивая дома с деревянным и металлическим каркасом, не хотелось бы четко разграничивать их качества на достоинства и недостатки. Многие нюансы неоднозначны. Что для определенных условий — минус, для иных — плюс. А некоторые опасения и вовсе не обоснованны.

Мостики холода

В понимании большинства из нас железный каркас — это сплошной мостик холода. Кажется, существенных теплопотерь и локального промерзания у такой конструкции не избежать. На самом же деле все не совсем так. Конечно, если вы будете использовать цельностенные металлические детали, проблема наверняка проявится. Но для строительства домов применяют специальный термопрофиль. Его особенность — в перфорации: сформированные воздушные полости не позволяют стенке промерзать. Профиль бывает толщиной от 0,8 до 2 мм, что позволяет найти оптимальный вариант для планируемых нагрузок.

Стабильность и долговечность

Раз в 5-7 лет деревянный каркас необходимо пропитывать защитными составами. Но это — в теории. На практике он зашит, и добраться до него нет возможности. Поэтому обработка во время строительства, как правило, единственная мера защиты древесины. В принципе, это недостаток деревянного каркаса, о котором непременно расскажут строители каркасов из ЛСТК, но насколько он значим? Опираясь на свои наблюдения, могу сказать, что стоят каркасники без постоянных обработок внутренних конструкций и не обнаруживают никаких проблем. Если у вас есть какие-то иные наблюдения, напишите в комментариях. Вероятно, мне просто повезло. Ведь периодическую обработку деревянного остова все-таки рекомендуют проводить.

Что же касается стального каркаса, то специальный профиль изготовлен из оцинкованной стали. Она не нуждается в дополнительной защите и без проблем переносит и повышенный уровень влаги, и температурные перепады, и УФ-лучи.

С деревом дела обстоят не так радужно. Чтобы возвести деревянный каркас, необходимо подобрать качественный пиломатериал. К сожалению, сейчас это стало настоящей проблемой. Для конструкции основания рекомендуют использовать не брус, а скрепленные между собой доски. Так каркас получается более устойчивым и менее подверженным деформациям. Это дополнительные временные затраты.

К слову, строитель, благодаря которому появилась добрая половина домов в нашем СНТ, этому факту сначала немного удивился, но, увидев, какой теперь продают брус и в каких условиях его хранят, с современным подходом согласился.

Для деревянного каркаса нужно выбрать качественный лес, что очень непросто

Металлический профиль более стабилен, чем дерево. Его не «поведет», он не рассохнется и не набухнет от излишней влаги. И он уже готов к сборке, то есть никаких дополнительных скреплений, как в случае с досками для каркаса, не требуется.

Пожарная безопасность

Очень важный момент, который никак нельзя упустить из виду, — пожарная безопасность. Казалось бы, металлический каркас должен быть надежнее, ведь металл не горит. На самом деле более безопасным считается дом с деревянной основой. Проблема — в том, что при нагревании металл теряет несущую способность, и строение может сложиться. Происходит это быстрее, чем обрушивается деревянный каркас. На промышленных объектах проблему решают обработкой несущих металлических конструкций специальными огнезащитными составами, которые замедляют прогрев металла.

Сейсмоустойчивость

В противовес этой особенности можно привести следующий аргумент — дома с металлическим каркасом более безопасны во время землетрясения, поэтому их зачастую строят в сейсмоопасных зонах.

Экологичность

Безопасность для здоровья — еще один значимый вопрос. Есть мнение, что металлический каркас каким-то образом негативно сказывается на самочувствии жителей дома. Строители, как правило, относят такие подозрения к чисто субъективным ощущениям.

Более того, многие производители термопрофиля указывают, что, по данным Канадского общества астматиков (The Asthma Society of Canada), людям с таким заболеванием, а также склонным к аллергии комфортнее и безопаснее находиться в домах с металлокаркасом. Найти подтверждение этой информации на официальных сайтах ассоциации, которая сейчас называется Asthma Canada, мне лично не удалось. Опровергнуть ее также не берусь. Хотелось бы подробностей исследования, на которые ссылаются чуть ли не в каждой статье по теме. Поэтому можно лишь предположить, что роль играет сокращение деревянных элементов и замена их инертной оцинкованной сталью. Металл не накапливает в себе влагу, на нем не развиваются грибок и прочие микроорганизмы. Как результат — более чистый воздух в помещении. Правда, многое здесь зависит и от других используемых при строительстве материалов (от обшивки, утеплителя, отделки).

Электробезопасность

Металлический каркас накладывает определенные требования к электрической безопасности. Например, необходимо обеспечить защиту таких домов от ударов молнии. Запрещено также прокладывать электропроводку в профилях несущей конструкции.

Варианты сборки каркаса из ЛСТК

Закупить металлические детали, самостоятельно их нарезать и собрать. Такой вариант может показаться дешевле остальных, однако надо понимать, что не все так просто. Например, обычный металлический профиль требует особого внимания к утеплению. Если вы покупаете термопрофиль, придется высчитать его нужное количество, учитывая все разновидности (стоечный, направляющий и т.п.).
Купить нарезанный в размер и промаркированный термопрофиль. Из него, как из конструктора, достаточно просто собрать каркас, а затем обшить его. В данном случае не понадобится никакой техники.
Заказать собранные элементы каркаса уже с обшивкой и утеплителем. Они могут быть изготовлены в заводских условиях или непосредственно на стройплощадке. В любом случае без подъемной техники не обойтись.

Как видите, каких-то значимых отличий от строительства дома на деревянном каркасе нет. Скорость возведения во многом зависит от знаний и умений работников, а долговечность постройки — от качества используемого материала и соблюдения технологии.

Металлический или деревянный каркас - что лучше?

Несмотря на некоторое недоверие россиян к каркасным домам, эта технология победно шагает по стране. Причиной тому служит доступная стоимость домов, быстрое их возведение и простота внутренней и внешней отделки конструкций. Основой каркасного частного дома служит конструкция из дерева или металла – каркас. О тот и другой материал имеют собственных приверженцев, но оценить их в полной мере поможет детальное изучение плюсов и минусов каждого.

Деревянный каркас

Деревянный каркас делается из бруса, свойства которого регламентируются рядом документов, в первую очередь — СП 31-105-2002. По этим правилам для каркаса подходит хорошо просушенный хвойный брус сечением от 150х150, 150х100, 250х50 мм. Перед использованием древесину обрабатывают антипиренами и антисептиками.

Преимущества

На основе брусового каркаса строится почти 80% каркасных частных домов, так что его плюсы известны и проверены опытом.

Древесину очень легко обрабатывать. Для этого достаточно распространенных инструментов и минимальных навыков. Высокая скорость обработки означает высокую скорость строительства, то есть экономию средств на оплате труда рабочих, аренде техники и пр.
Низкая теплопроводность облегчает утепление зданий, позволяет обойтись без мостиков холода.
Дерево — экологически безупречный природный материал, оно легко утилизируется, не выделяет вредных веществ.

Недостатки

Недостатки деревянного каркаса – продолжение его достоинств.

Древесина быстро разрушается под действием воды, боится жучков, грызунов, грибка и плесени. Такой каркас надо регулярно обрабатывать защитными средствами, что достаточно сложно.
Деревянный каркас – тяжелый. Для такого дома нужен основательный фундамент, который выдержит и сами брусья каркаса, и слои утеплителя, паро- и гидроизоляции, и отделку фасада и комнат.
Несмотря на защитные пропитки, дерево отлично горит, то есть пожаробезопасность постройки на деревянном каркасе невысока.
Со временем древесина ссыхается и такой каркасный частный дом деформируется. Исключением является клееный брус.
Требует легкой кровли, керамическую черепицу такой каркас не выдержит.
Сборка каркаса проводится обвязками и перемычками, брус нарезается на месте. Это занимает много времени, а результат полностью зависит от мастерства и опыта строителей.

Металлический каркас

Металлический каркас – это в большинстве случаев конструкция из оцинкованной стали толщиной около 3 мм. Профильные листы, похожие в сечении на букву «Z», называют легкими стальными тонкостенными конструкциями (ЛСТК). Они могут быть как горячей, так и холодной оцинковки, но первые прочнее, дороже и дольше служат.

У металлических каркасов немало плюсов, но, чтобы воспользоваться всеми из них, необходимо правильно его смонтировать.

Срок службы каркаса из металла – около 100 лет, но только при условии, что покрывающий сталь слой цинка не повреждён. Если вы построите каркасный частный дом из ЛСТК, то вам минимум полвека не придется беспокоиться о капитальном ремонте.
ЛСТК заметно дешевле клееного бруса.
Такой каркас не горит, он устойчивее к действию огня, чем деревянный.
Здание на каркасе из металла имеет меньший вес, чем на брусовом. Квадратный метр стены на металлокаркасе весит около полусотни килограммов, без учета внутренней отделки, а такой же метр на основе бруса – 110-130 кг. Это значит, что для частного каркасного дома на металлической основе не нужен особо прочный и глубокий фундамент, что сокращает расходы на него почти на 20%.
Позволяет использовать тяжелые материалы для покрытия крыши, например, керамическую черепицу.
Такой каркасный частный дом совсем не дает усадки, в отличие от брусового. Его можно строить на слабых грунтах, а отделочные работы начинать сразу после установки кровли.
Каркас не подвержен действию биологических факторов. Его не прогрызут мыши и жуки, он не покроется плесенью или грибком, причем специальная обработка ему не требуется.

Минусов у каркаса из оцинкованной стали немного, но они достаточно серьезны.

ЛСТК выдерживает температуру до 350 градусов, а нагревшись до 600 – деформируется. Такой дом горит медленнее, но восстановить его после пожара намного сложнее.
У металла высокая теплопроводность, он моментально остывает. Вам потребуется потратить много времени, денег и сил на теплоизоляцию. Стены дома на металлокаркасе должны включать, кроме качественного утеплителя, также ветрозащиту, пароизоляцию и гидрозащиту. Только в этом случае дом на металлокаркасе будет теплым.
Металлический каркас шумный, так что звукоизоляция тоже потребуется.

Сборка металлического каркаса

ЛСТК-профиль изготавливается в заводских условиях, поставляется упакованным в коробки. На каждом элементе имеется маркировка, аналогичная маркировка фигурирует в чертежах. Каркас строения собирается подобно конструктору: все подготовлено и даже крепёжные отверстия прорублены. Детали устанавливаются на место, совмещаются пазы и устанавливается крепление. После сборки каркаса наступает очередь утепления и отделки, внешней и внутренней.

Обратите внимание – если отделка каркасного частного дома проводится на основе обрешетки, то обрешетка может быть только металлической. Связано это с тем, что и металл, и древесина под действием внешних факторов постоянно расширяются и сжимаются. Чтобы отделка держалась прочно, каркас и обрешетка должны иметь равные или близкие коэффициенты расширения. Если вы нарушите это правило, то через 2-3 года обрешетка разболтается и фасад начнет «гулять» и дребезжать.

Какой каркас лучше

Если кратко суммировать сказанное выше, то дом на металлическом каркасе быстрее строится, не требует времени на усадку, реже нуждается в капитальном ремонте. Дом на деревянном каркасе теплее, экологически чище, и, вероятно, все-таки дешевле. Что именно станет основанием для вашего выбора — решать вам.

ЛМК против ЛСТК – какой каркас выигрывает, сравнение — преимущества и недостатки

Не так давно я писал про виды каркасных домов (познавательно, советую почитать). Но как понятно из этой статьи каркасы есть деревянные и металлические. А вот какой из них лучше? Какой надежнее и дешевле, давайте сегодня подумаем …

Все дело в том, что у меня один знакомый хочет построить своими руками каркасный дом. Но хочется, чтобы дом простоял как можно дольше и не доставлял особых проблем. Он рассматривает каркас деревянный и металлический (а именно каркас из ЛСТК). И на уровне проектировки дома выявились плюсы и минусы того и другого вида.

Преимущества каркасного домостроения

Металлический каркас дома
Отличительные особенности металлических каркасных домов:

прочность;
долговечность;
короткие сроки строительства зданий;
инертность к погодным и климатическим условиям;
невысокая стоимость;
устойчивость к теплопотерям;
высокая пожаробезопасность;
сейсмоустойчивость;
экологичность;
свобода в выборе архитектурных решений;
безусадочная технология.

Железный каркас, его элементы – легкие стальные тонкостенные конструкции, состоит из оцинкованных профилей и термопрофилей, крепежных лент и пластин для сборки каркаса, разного вида уголков. Они не подвержены гниению, выдерживают температурные перепады, осадки, устойчивы к стихиям. Стальной профиль может служить основой строения без повреждений больше 100 лет.

Построить здание на каркасе из ЛСТК можно в течение месяца. Детали основы постройки обладают малым весом, что позволяет исключить применение подъемников и кранов. Крепление деталей каркаса осуществляют при помощи резьбовых соединений. К ним относятся: шурупы самосверлящиеся или нарезающиеся винты, болтовые соединения.

Достоинства деревянного каркаса

Дерево — самое дешевое решение для каркаса. Тем более, что хвойные породы, из которых традиционно изготавливается брус, распространены по территории РФ. Даже упрощенный расчет показывает, что для строительства двухэтажного деревянного каркаса дома по типовому проекту понадобится около 2м3 бруса сечением 150 х 150 мм и длиной 6 м. Расчет ведется из общей площади дома 80 м2. Обвязка делается доской, которая всегда дешевле бруса.

Дерево легко обрабатывается — его можно резать болгаркой или электролобзиком, скреплять шурупами, гвоздями при помощи шуруповерта, и комбинировать с другими стройматериалами. Все строительные работы для минимизации сметы можно проделать самостоятельно, без помощи профессиональных строителей.

Теплопроводность дерева всегда привлекает строителей – она самая низкая из применяющихся стройматериалов.

Особенности домов на металлическом каркасе

Каркас для дома из металла
Каркасное домостроение не привязано к особенностям климата в регионе. Металлический каркас для дома можно собирать в любой климатической зоне, основное условие к погодным условиям – комфорт для работников, выполняющих монтаж.

Появление и развитие технологии строительства жилых сооружений на металлических каркасах вызвано необходимостью быстрого возведения малоэтажных зданий из более дешевых, чем дерево, материалов и возможностью наладить промышленное производство деталей каркаса.

Конечная стоимость каркасного дома из металлического профиля и сэндвич-панелей значительно ниже, чем строительство из кирпича, газоблоков, дерева и керамоблоков. Высокие теплоизоляционные характеристики конструкций обеспечиваются высококачественным утеплителем. Обогревать такие постройки значительно проще и экономичнее. Сопротивление теплопередаче каркасной стены толщиной 25 см равно показателям каменной кладки толщиной 1,5 м.

Каркасная технология хорошо зарекомендовала себя в сейсмоактивных районах. Дома, построенные по данной технологии, могут выдерживать землетрясения до 8 баллов по шкале Рихтера.

Сэндвич-панели, применяемые в каркасном строительстве, используют минераловатный утеплитель. Его температурный диапазон – -60…+400ᵒС. Характеристики стеновых панелей делают дом устойчивым к воздействию кислот и других агрессивных сред, температурным перепадам, огню. Материал, из которого они изготавливаются, не накапливает влагу, устойчив к порче грызунами и микроорганизмами.

Минераловатный утеплитель отличается натуральностью и экологичностью. Элементы каркаса из ЛСТК можно использовать вторично. Это свойство очень ценится добывающими компаниями, которые строят вахтовые поселки. Так экологии регионов наносится меньший ущерб.

Из-за небольшого веса основы и сэндвич-панелей постройки не дают усадки. В зданиях, построенных по данной технологии, есть возможность использовать разные архитектурные возможности, так как пролеты без установки промежуточных опор могут достигать 14-24 м.

Металлическая или деревянная крыша

Стропильную систему выбрать можно из двух наиболее популярных материалов: пиломатериалы (брус, доска) или металлические профили ЛСТК.

Какая стропильная система лучше? Каждый потенциальный застройщик может сделать выбор на основании важных для него потребительских и технических свойств систем, которые описаны в следующей таблице:

Критерии оценки	Тип стропильной системы
Критерии оценки	Деревянная	Металлическая ЛСТК
Конструкция кровельного «пирога»
Стоимость	Стоимость пиломатериалов (брус, доска) для крыши S=230м2 в среднем обойдется в 280000руб, что в 2,4 раза дешевле системы ЛСТК. Т.е. примерно на 390 000руб дешевле для кровли площадью 230м2	Высокая стоимость — основной недостаток данной системы. Стоимость металлического профиля ЛСТК для крыши S=230м2 в среднем обойдется в 670000руб, что в 2,4 раза дороже деревянной системы. Т.е. примерно на 390000руб дороже для кровли площадью 230м2
Теплопроводность, коэффициент теплопроводности λ=Вт/(м*С)	λсосна =0,15 Вт/(м*С). Примерно такой же коэффициент теплопроводности у стены из газобетона. У сосны теплопроводность ниже стали (в 386 раз. ), соответственно меньше (в 386 раз!) потери тепла из дома через элементы стропильной системы. Для справки: теплопотери через крышу в загородном доме в среднем составляют около 25%. Для Ленинградской и Московской области рекомендуется утепление кровли минеральными ватами (или другими материалами с соответствующими теплотехническими характеристиками) толщиной не менее 200мм и дополнительное внутреннее контрутепление толщиной не менее 50мм.	λсталь =58 Вт/(м*С). Соответственно у стального профиля теплопотери значительно выше (в 386 раз. ) по сравнению с пиломатериалами из сосны. Производители ЛСТК предлагают решить данную проблему с помощью специального термопрофиля, в котором в шахматном порядке прорезаны сквозные отверстия для увеличения пути прохождения (зигзагообразного) теплового потока.
Вес	1м3 пиломатериалов (сосна обыкновенная) весит около 400кг. Пиломатериалы для крыши S=230м2 имеют общий вес около 10,4 тонны, что в 1,3 раза (на 30%) тяжелее профиля ЛСТК. Т.е. на 2,4 тонны тяжелее металлической системы для кровли площадью 230м2	Профиль ЛСТК для крыши S=230м2 имеет общий вес около 8 тонн, что в 1,3 раза (на 30%) легче пиломатериалов. Т.е. на 2,4 тонны легче деревянной системы для кровли площадью 230м2
Пожаробезопасность, молниезащита, биостойкость	Древесину необходимо обрабатывать антисептиками и антипиренами, либо комплексными средствами защиты от огня, от поражения микроорганизмами и насекомыми	Оцинкованный стальной профиль, химически пассивный, не горит, не подвержен воздействию коррозии, устойчив к биоповреждениям
Пожаробезопасность, молниезащита, биостойкость	Устройство молниезащиты рекомендуется для всех типов крыш
Усадка	Древесина естественной влажности дает усадку. Требуется контроль мест соединений элементов стропильной системы и подтягивание крепежа.	Усадка отсутствует

Стропильная система из ЛВЛ-бруса — является разновидностью деревянной системы, сопоставима с ней по стоимости, но превосходит её по всем техническим параметрам.

Стропильная система лучше та, характеристики которой важны именно для Вас, т.к. у обоих систем есть свои преимущества и недостатки.

Специалисты компании Фул Хаус имеют опыт строительства коттеджей с обоими видами стропильной системы. Практический опыт применения показал, что обе системы при правильном монтаже являются надежными и долговечными.

Недостатки каркаса из металлопрофиля

Основа из металлических деталей имеет несколько недостатков.

При пожаре основа из оцинкованного железа теряет жесткость, постройку сворачивает по спирали, она опадает, перекашивается. Эта особенность уменьшает время эвакуации жильцов. Деревянный брус, в противовес железу, под воздействием огня обугливается, но форму держит.
Сложность монтажа встроенной мебели и бытовой техники. Для решения проблемы на этапе проектирования дома определяются с местами их установки, которые усиливаются дополнительными профилями и деревянными панелями.
Ограниченная этажность дома и невозможность применения тяжелых строительных материалов.
Высокая проводимость электрического тока металлическим каркасом. Защитой от этой проблемы является система уравновешивания потенциалов.

О деревянном каркасном доме

Деревянные каркасные дома очень популярны в Европе, и особенно в Скандинавии. Почему? Их главные преимущества — стоимость, скорость и красота.

Естественно, есть и минусы в данной технологии. В частности, многие переживают из-за того, что дома из дерева обладают большой усадкой, страдают от грызунов и паразитов, промерзают, продуваются ветром и так далее…Но это мы разберем этапе сравнение металла с деревом.

Сложные расчеты и быстрое строительство

Для любителя сделать бюджетный дом самостоятельно, металлический каркас может преподнести сюрпризы. Сложные расчеты по силам только специалистам. Сам расчет нагрузок балок соответствует уровню первого семестра сопромата. Но в строительстве существует понятие безопасности. На все узлы имеется определенный запас прочности. Необходимо учитывать:

удельный вес самого металлического профиля каркаса;
на него укладывается обшивка, давит вес перекрытий;
мебель и различное оборудование;
наружные нагрузки от снега на крыше, ветра;
надо знать коэффициент сопротивления статистическим и динамическим нагрузкам;
допустимое усилие на скручивание и растяжение металлического профиля данного сечения;
старение и текучесть металла;
сейсмические колебания в данной местности.

Перечень данных для расчета не полный. Мой друг, ученый математик, задался целью рассчитать металлический каркас с квадратного профиля. Сделать это оказалось непросто. Он отказался от существующих программ и написал свою. Я постоянно помогаю ему со строительством и ремонтом его дома и квартиры. Он в благодарность подарил мне эту программу.

Критерии качества быстровозводимого металлокаркасного здания

Базовым показателем качества объекта является его энергоэффективность, этот параметр подразумевает такие составляющие:

затраты на отопление;
появление зазоров между стыками и коррозии в местах соединений.
наличие сквозняков;
качество шумоизоляции.
уровень влажности и наличие грибка и плесени.

Самыми распространенными причинами некачественного строительства быстровозводимого металлокаркасного здания являются:

неудовлетворительное качество монтажа;
второсортные недорогие строительные материалы.

Экономия на материалах – это самое распространенное явление, в конечном итоге владелец объекта будет переплачивать:

Ремонт сооружения.
Коммунальные услуги.

Небольшая экономия денежных средств выливается через несколько лет в значительные расходы. Следует также учитывать: некондиционные дешевые материалы часто бывают экологически небезопасны. Металлический каркас быстровозводимого здания рекомендуется делегировать опытным строителями с хорошими рекомендациями, они соблюдают в работе все стандарты.

Дерево и металл в каркасном домостроении

Допустим, требуется построить загородный дом. Относительно недорогой, теплый, комфортный, современный. Вы прикидываете варианты: строить из кирпича, ячеистого блока или дерева. Обратите внимание на каркасное домостроение.

В советские времена каркасная технология воплощалась в виде щитовых домиков, которые, несмотря на все нарекания, все же неплохо послужили своим хозяевам.

Между тем понятие «каркасный дом» довольно широкое и включает в себя разные типы домов. А срок службы качественно построенного каркасного здания может достигать сто лет (в Европе есть примеры каркасных домов, простоявших несколько столетий).

Речь идёт о специальных технологиях над созданием которых трудятся лучшие специалисты, а составные элементы производятся в заводских условиях. Как говорится, почувствуйте разницу.

Стандартная стена каркасного дома

Особенностью каркасного дома является разделение функций несущей и ограждающей конструкций. Несущие функции выполняет каркас, ограждающие берет на себя утеплитель в комбинации с ветро-, гидро- и парозащитными материалами.

В разрезе каркасная стена подобна слоёному пирогу:

Внутрь конструкции прячутся инженерные коммуникации. В итоге конструкция надежна даже в сложных условиях эксплуатации - при сильных ветровых нагрузках, сейсмических колебаниях и т.п.

Основа всего дома

Основу каркасной постройки составляет сам каркас, обшитый листовыми или погонажными материалами. Каркас держит на себе все, что находится выше фундамента, его несущая способность рассчитывается с учетом статических и динамических нагрузок, возникающих внутри и снаружи здания. Прочность и долговечность дома обеспечивается прочностью и долговечностью материалов, конструктивной схемой каркаса и способом соединения его элементов. А так же тем, насколько надежно они защищены от воздействия неблагоприятных факторов.

Конструктивная схема каркаса варьируется в зависимости от конкретной технологии. В общем виде такая схема представляет собой жесткую сотовую структуру, состоящую из вертикальных стоек, горизонтальных лежней и раскосов, увеличивающих жесткость конструкции. В современном малоэтажном строительстве применяются два основных типа каркасов: деревянные и металлические. У каждого такого типа есть свои плюсы и минусы.

Традиционный каркас из деревянного бруса

Каркас дома, как правило, всегда закрыт, поэтому для его изготовления выбирают брус и обрезную доску как наиболее экономичные пиломатериалы. Сечение бруса выбирается в соответствии с проектом, в зависимости от нагрузки на каждый конкретный элемент.

Хотя каркасная конструкция спрятана внутри стены и защищена от попадания влаги гидро- и пароизоляционными барьерами, необходимо антисептирование древесины и обработка деревянных элементов повышающими их огнестойкость составами (антипиренами). Это является необходимыми условиями долговечности деревянной каркасной конструкции.

Причём составы должны наноситься на исходные материалы, так как при обработке каркаса в сборе остаются незащищенными места стыков, чего категорически нельзя допускать.

Ширина проемов между несущими опорами каркаса, сделанного из обрезных пиломатериалов, составляет три-четыре метра. Для увеличения ширины пролётов может использоваться клееный брус, но его стоимость существенно выше.

Несколько обязательных условий долговечности каркасного дома:

использование только высушенной древесины;
обязательная обработка конструкций антисептиками и антипиренами;
использование долговечных и эффективных утеплителей;
применение качественных гидроизоляционных материалов и их правильный монтаж.

Современный каркас из металлического профиля

Металлический каркас выполняется на основе легких стальных тонкостенных конструкций. Для вертикальных стоек и горизонтальных лежней применяются стальные оцинкованные перфорированные профили различной конфигурации, толщиной 0,7-2 мм. Профили соединяются саморезами или с помощью заклёпок, без применения сварки. В остальном начинка дома на металлическом каркасе такая же, как домов с деревянными каркасами, да и внешне они неотличимы.

Металлические конструкции стабильны по размерам и не подвержены усадке, что увеличивает скорость строительства. Их прочность позволяет делать более широкие пролёты между несущими элементами. Благодаря оцинковке срок службы стальных каркасов составляет не менее 80-100 лет.

Однако металл отличается высокой теплопроводностью, поэтому, для того чтобы дом не промерзал зимой, необходимо позаботиться о теплоизоляции каркаса, не допускать прерывания теплового контура здания, образования «мостиков холода». Любой элемент, выходящий за пределы теплового контура, будь то балкон или эркер, требует дополнительного качественного утепления, что неизбежно удорожает строительство.

Разновидности металлических стропильных конструкций

Система стропил составляет основу для скатной крыши. Чаще всего для них используется дерево. Металлические стропила применяются в тех случаях, когда требуется придать несущей конструкции повышенную прочность. Рассмотрим подробно достоинства, недостатки, правила выбора материала и особенности монтажа конструкции, а также необходимые условия предпочтения именно металла для каркаса.

Роль стропил в постройке

Стропильный каркас представляет собой основу формирования ската крыши. Для того чтобы эта система выдерживала нагрузки, должны быть проведены соответствующие расчеты.

Каркас кровли выполняет следующие функции:

придание крыше требуемого уклона для лучшего стока дождевой воды;
формирование формы ската;
создание основы для монтажа кровли;
распределение нагрузки, которое зависит от расстояний между стропилами и их сечения.

Несущая конструкция каркаса должна выдерживать общий вес:

Кроме этого, следует учитывать нагрузки, которые могут возникать периодически. Например, сильный ураганный ветер, сейсмическая нестабильность.

Какие бывают стропила

Существует несколько видов стропильных систем, включающих каркас и обрешетку. Чаще всего для этих целей применяется древесина, но при большой нагрузке и значительных площадях наклонных поверхностей этот материал не подходит.

Металлические конструкции

В качестве материала изготовления выбирается профиль из оцинкованной стали. Обрешетка и стропила из данного материала влагоустойчивы, прочны и достаточно легки.

Допустимый шаг может составлять до 200 см. Применяется этот вариант для скатов от 7 м. Кровля по металлическим балкам крепится при помощи специальных дополнительных деталей, сварки. Применение гнутого профиля позволяет минимизировать расход материала.

Деревянные стропила

Древесина подходит для скатов до 7-10 м.

Крепеж может выполняться при помощи металлических элементов, саморезов и гвоздей.

Допустимый шаг – порядка 0,8 м.

Комбинированные системы

Сочетание деревянных и металлических элементов позволяет построить стропильную систему, которая дешевле металлической. И имеет шаг стропил шире, чем у деревянной системы.

Комбинированная система монтируется с соблюдением определенных условий: специальной обработки используемых деревянных элементов и применения гидроизоляции. Это необходимо для увеличения эксплуатационных качеств древесины при ее близости к металлу.

Достоинства металлического каркаса

Металлоконструкции для кровли имеют следующие плюсы:

Большой срок службы. При правильном подборе материала и качественном монтаже конструкция прослужит более века.
Пожаробезопасность. Изготовление производится с применением негорючих материалов.
При локальных возгораниях подобная система дольше сохраняет форму и удерживает крышу, чем дерево.
Минимум отходов при монтаже.
Простое обслуживание. Специальное покрытие стали выполняет защитную функцию, что предотвращает разрушение материала, и приводит к отсутствию необходимости ежегодной обработки.
Отсутствует серьезная нагрузка на несущие стены и основание здания.
Экологичность сооружения, отсутствие необходимости обработки химическими реагентами.

Недостатки применения металлоконструкций

Несмотря на большое число достоинств, каркас крыши из металла используется реже, чем деревянный. Минусы металлических стропил:

Сложность монтажа, при котором зачастую требуется задействовать специальную технику для поднятия тяжелых элементов.
Необходимы слесарные навыки для выполнения работ.
Высокая цена, в сравнении с деревом.
Неудобство транспортировки.
Большая теплопроводность.
При высоких температурах металл деформируется. Это может представлять опасность обрушения во время пожара.
Возможно промерзание при низких температурах.

Существует большое количество стропильных конструкций (ферм), которые отличаются друг от друга по качественным характеристикам:

Стропила подразделяются на следующие группы:

арочные (отличаются высокой эстетикой, с ними возможно создание сложных форм, что влияет на увеличении расходности материала);
винтовые;
балочные (имеют небольшой вес и требуют минимального расхода материала);
рамные.

Основные элементы конструкции

Существует определенный перечень конструкционных элементов стропильных систем. К нему относятся пояса, которые и образуют контур, а также решетка, собираемая из роскосов.

Металлические стропила для крыши изготовляются из таких элементов:

Все элементы должны хорошо примыкать друг к другу. Решетка крепится к поясам при помощи специальных элементов.Для опоры несущих сооружений служат подстропильные элементы. Их применяют в тех случаях, когда балки имеют неравномерный шаг.

К сведению! Правильный подбор конструкционных элементов и особенности монтажа должны учитывать временные и постоянные нагрузки.

Пояса

По форме поясов фермы бывают:

Треугольные. Они оптимальны для большого угла наклона. Требуют значительного расхода материалов.
Полигональные. Ориентированы на мощные строения и большие пролеты. Для небольших построек подобный вариант будет излишне усложненным и нерентабельным.
Односкатные (трапециевидные). Имеют высокие показатели прочности с узлами рам высокой жесткости.
Параллельно расположенные. Этот вариант подходит для мягкой кровли в качестве универсального варианта, включающего повторяющиеся узлы.

Решетки

Системы решеток подразделяются на 3 вида:

Раскосные, требующие значительного расхода материала.
Треугольные, применяемые чаще всего при монтаже параллельных или поясов-трапеций.
Прочие специальные, например, крестовые.

Обоснованность выбора металла

Стропила из металла – это основательная конструкция, которая обладает повышенной прочностью к нагрузкам. Металл применяется в тех случаях, когда каркасу нужна высокая жесткость, используется брус от 7 или 10 метров, уклон ската от 1º.

Металлические стропила требуют наличия навыков и подходящих инструментов для монтажа. Крепление стропил должно быть особенно тщательным, с привариванием уголков.

Конструкция металлической кровли будет оправдана экономически только в том случае, когда проведены расчеты нагрузки, и она составляет не менее 450 кг. И скат имеет длину более 10 метров.

Материалом изготовления служит оцинкованный металл. Чаще всего это парный профиль. Для крепежа применяется:

При расчете металлоконструкции учитываются сечения элементов, просчитывается количество сварочных швов и количество дополнительных расходных материалов.

Профильные трубы – наиболее частый выбор для организации стропил частного дома. В сравнении с другими системами, эта выигрывает за счет более простого монтажа и меньшего веса. Размер сечения подбирается в зависимости от конкретной системы стропил, размера крыши, угла наклона ската, расчетной нагрузки и других параметров.

Видео описание

В видео можно увидеть стропильную систему с применением металлического каркаса:

Заключение

Если от каркаса крыши требуется повышенная прочность, то металл – именно тот материал, который способен выполнить это требование. Но надо помнить, что монтажные работы требуют определенных навыков и квалификации. При изготовлении каркасов из металла лучшим выходом будет доверить эту работу специалистам.

Читайте также: