Использование бруса для создания каркаса

Использование бруса для создания каркаса

В строительном деле наметилась чёткая тенденция к повышению изоляционных характеристик зданий при существенном снижении массы конструкций и их стоимости. Не последнее место занимает оптимизация темпов возведения, его всесезонность. Лёгкое строительство шагает по планете семимильными шагами, и именно всевозможные каркасы помогают создавать качественные дома по-новому.

Теоретически металлы и полимеры тут тоже могут присутствовать в качестве несущих элементов, но лидирующие позиции занимают подсистемы из пиломатериалов. Апофеозом идеи лёгкого деревянного строительства стали каркасные дома (которые у нас ещё называют «канадскими»), где буквально всё собирается, как конструктор, даже фундамент вместо бетонного литья часто заменяется штучными винтовыми сваями… Если разобрать «по полочкам» такой домик, то очень многое станет понятно о том, как система работает, и как подобные конструкции делать. Но ведь в каменных зданиях каркасы тоже применяются, и чаще, чем кажется на первый взгляд.

Где используется деревянный каркас

Самыми известными каркасами можно считать кровельные скаты, где совместно работают: стропила, мауэрлаты, короба свеса, подкосы и распорки, обрешётка/контробрешётка, прогоны, фермы и прочие элементы. Деревянная крыша является частью, наверное, 90 процентов частных домов на постсоветском пространстве.

Далее можно назвать сборные полы, львиная доля которых стелется на лагах – несущих балках из древесины.

Потом из бруса делают обрешётку при обшивке дома с фасада, допустим, при помощи сайдинга, блок-хауса, имитации бруса.

Внутри помещения (стены и потолки) на брусовые подсистемы в виде фальшстен можно крепить гипсокартон, фанеру, пластиковую и деревянную вагонку…

Из сосновых брусьев и брусков делают сложные лестницы, короба, тумбы, подиумы (в том числе стационарные шкафы и кровати…).

Перекрытия в каменных домах тоже не всегда создают из плит, нередко их собирают с применением мощных деревянных балок.  

Лёгкие простенки или перегородки – сам бог велел монтировать каркасными, причём из хвойного обрезного бруса.

Различные конструкции на участке: крыльцо, приставной балкон, терраса, навес, гараж, ограждения, кессон для колодца/скважины, пергола, туалет, домик для собаки, теплица…
Опалубка из дерева, даже с применением фанеры или ОСП – это тоже каркасное изделие.

То же можно сказать о подмостях и деревянных лесах.

Для крупных дорогостоящих предметов при транспортировке делают защиту в виде реечной каркасной конструкции.

И, конечно, несущие стены – домов, беседок, бань, сараев. Это могут быть стойки, заполненные современными утеплителями, саманом, тюками соломы и т.д.

Какие преимущества даёт применение каркасной технологии

1. Снижение веса. Используя брус для создания конструкций, мы получаем пустотелую подсистему, которая при этом обладает высокой пространственной жёсткостью. Так удаётся упростить требования к несущим стенам и к возводимому фундаменту, делать глубокую реконструкцию старых зданий, строить на слабых грунтах.  

2. Возможность улучшить изоляционные свойства дома. Имея искусственно созданные полости, мы можем укладывать в них необходимой толщины утеплители и звукоизоляцию, получить характеристики, недоступные для массивных конструкций. Причём отстоящий от основы каркас из бруса даёт возможность в должной мере модернизировать уже существующие полнотелые элементы дома: каменные и бревёнчатые стены, плоские крыши, перекрытия и простенки. Важно, что деревянный брус из сосны сам отличается очень низкой теплопроводность и мостом холода не становится.

3. Появляется место для скрытой разводки инженерных коммуникаций. Крайне удобное решение особенно при реконструкции, ведь современное жилище буквально напичкано проводами, трубами, каналами… Например, каркасный подвесной потолок часто выбирают именно для того, чтобы проложить там электрическую проводку, вместо того, чтобы заниматься штроблениями. В межпотолочном пространстве прекрасно живут вентиляционные короба и даже сантехнические трубы.

4. Работы на каркасе дают возможность в несколько раз быстрее произвести строительство. Занятие это проще, а также интереснее и намного приятнее. Замечено, что непрофессионалу легче освоить сборку из пиломатериалов, чем вертикальное литьё бетонов в скользящую опалубку, кладку кирпича или штукатурку со шпаклёвками.

5. Каркас по определению – сухой способ строительства. Поэтому совершенно нет проблем порчи других поверхностей от воды при ремонте. Строить и реконструировать дома можно и зимой, и в жару.

6. Выравнивание. Например, огромная ценность пристенного каркаса заключается в возможности сделать чётко отвесным и абсолютно плоским фасад с прямыми углами, который изначально не блещет качеством. Главное, выбрать правильные кронштейны, научиться выставлять плоскости, и любой перепад можно будет скрыть. Это же касается потолков, стен изнутри.

7. Вариативность. При желании из брусьев получится собрать буквально любую пространственную конструкцию, всё ограничивается лишь полётом дизайнерской мысли. Можно даже изгибать дерево, получая криволинейные, арочные каркасные варианты.

8. Экологичность – как говорится, «без комментариев».

9. Красота. На обрешётках мы обшиваем поверхности различными материалами, улучшаем внешний вид дома. Но качественно собранный деревянный каркас сам по себе красив, не зря довольно часто можно встретить открытые его участки, в качестве декоративной «фишки». Например, есть техника, когда стропила не обрываются возле стены, а идут («голыми» и неподшитыми, лишь вскрытыми краской/лаком) далеко вниз, формируя фальшнавес.

10. Надёжность. У почитателей кирпичной кладки есть мнение, что каркасный дом и любая обрешётка – это «фанерная, бумажная конструкция». Но на самом деле сборные системы, обладая упругостью и некоторой подвижностью, показывают очень неплохие результаты по устойчивости к различного рода динамическим нагрузкам, в том числе сейсмическим или к силам морозного пучения грунтов. Если говорить о долговечности каркаса из деревянного бруса в плане гниения, пожаробезопасности, вредителей – то факты гласят, что современные методы защиты древесины дают возможность строить из леса на века.  

11. Ценовое преимущество каркасной технологии – под вопросом. По крайней мере, не все лёгкие конструкции выходят дешевле массивных, но иногда экономия бывает существенной. Кроме того, тут нужно учитывать также скрытые возможности для оптимизации расходов, например, более дешёвый фундамент, не такая дорогая эксплуатация (не нужно каждый год перекрашивать поверхность фасада), меньше платится за отопление и т.д.

Какой брус подходит для сборки каркасных конструкций

Сечение пиломатериалов подбирается в зависимости от предполагаемых нагрузок. В некоторых случаях нужны мощные изделия, в других – нормально отработает брусок и даже рейка. Очень часто сечение элементов подсистемы рассчитывают с привязкой к толщине утепляющих материалов. По этой причине самые востребованные варианты – кратные 50 мм: 50Х50, 50Х100, 50Х150, 100Х200 мм и т.д. Например, утепляя фасад, есть смысл применить бруски со сторонами 5 см, которые шьются в два взаимно противоположных яруса (обрешётка и контробрешётка) + дистанционная рейка для создания вентиляционного зазора под финишной обшивкой.

Не обязательно приобретать только ГОСТовские сечения. Если нужно иметь определённое количество деталей и заниженные габариты могут быть применены – то есть вариант использовать более недорого брус осина ТУ.

Длина изделий должна быть такой, чтобы стойки каркаса получились цельными, что устраняет торцевые стыки и способствует сохранению прочностных характеристики скелета. Обычно это не проблема, ведь можно купить хвойный брус длиной до 6 метров.

Если говорить о качестве нарезки и обработки, то, однозначно, следует отдавать предпочтение продукции с минимальными отклонениями по толщине и ширине. Иначе, выставить каркас в одну плоскость будет очень затруднительно. Не менее принципиально иметь прямые углы, а также прямые грани. Искривлённые заготовки лучше использовать на поперечины или другие вспомогательные элементы.

Сортность пиломатериала в каркасе зачатую играет важную роль, ведь сучок/трещина снижает несущие способности бруса, а вредители – его долговечность. Визуальным дефектам, конечно, можно не уделять особого внимания, ведь скелет обычно зашит. Брус второго сорта тоже востребован.    

Очень важно, чтобы каркас был стабилен – не рассыхался и не деформировался после сборки и обшивки. Именно поэтому для ответственных конструкций лучшим вариантов будет сухой строганный брус.

Некоторые особенности подготовительных и монтажных работ

Подготовительные работы обычно сводятся к удалению с основания слабо держащихся слоёв и последующему провешиванию/обмеру плоскостей и разметке.
Отдельной операцией проходит осмотр и отбор материала, его калибровка по размеру и качеству. 

Сборка каркаса из хвойных брусьев может производиться без использования дополнительных крепежей. Врубки и врезки до сих пор применяются отечественными плотниками.

Наиболее удобный способ монтировать каркасы является технология использования перфорированных крепежей (углы, пластины, кронштейны…). Они позволяют крепить брусья между собой встык.

В качестве фиксирующих элементов рекомендуется применять самонарезные винты с защитным покрытием (жёлтые и белые), так как они надёжнее чёрных фосфатированных. Гвозди уступают саморезам, так как на них сложно выставлять, и получается не такая надёжная фиксация, хотя некоторые модели современных гвоздей относительно технологичны (винтовые, с накаткой и т.д.). Для сборки особо нагруженных элементов есть смысл купить болты или резьбовые шпильки, которые проходят сквозь обе детали и стягивают их.

Для привязки деревянных каркасов к основе применяют резьбовые крепежи (к металлу), самонарезные винты (к дереву и металлу), анкера распорные и дюбели (к бетону и камню). Фиксация производится как через тело, так и при помощи кронштейнов.

Выставление подсистем выполняется по ниткам, которые натягиваются между крайними уже зафиксированными стойками, что выступают в качестве маяков. Сам каркас набирают в основном на месте, но, например, стены иногда собирают в цеху, а постом просто при помощи крана (или нескольких дюжих парней) ставят на фундамент и перевязывают.

Всегда рекомендуется делать каркас с полным периметром. Многие мастера между стойками предпочитают ставить перемычки для контроля за шагом и для стабилизации скелета. В стеновых конструкциях (особенно по углам) желательно ставить диагональные подкосы, устраняющие поперечное движение стоек. При сборке есть смысл также пользоваться временными фиксирующими наладками из рейки или узкой доски.
Перевязку двух смежных каркасов (внутренний угол или Т-образное соединение стен/перегородок) лучше производить через обшивку.

Расставляя брус, рекомендуется на важную сторону выбирать более чёткую сторону бруса, а также найти его «базовый угол» (где есть максимально чёткие 90 градусов), по которому выполняется промер дистанции между стойками конструкции.

Шаг, с которым элементы подсистемы собираются, может быть разным. Допустим, лаги ставят через 40-70 см, для стропил нормально будет 900-1200 мм, под гипсокартон традиционно делают расстояние по осям в 40 или 60 см (50 см – если применен американский способ горизонтального расположения листов ГКЛ на стенах). Для хорошего сайдинга можно делать обрешётку с пролётами в 60-70 см. Каркасные дома часто собирают из стоек, удалённых друг от друга на 300 мм. В каждом конкретном случае нужно учитывать свойства финишного материала для обшивки, нагрузки и другие технически условия.