Несущий остов частного дома.

Несущий остов это «скелет» любого дома. Из чего он состоит,как он работает и какие существуют виды несущих остовов частного дома будет рассказано в этой статье.

Что такое несущий остов дома

Несущий остов - это совокупность конструктивных элементов (стены, колонны, фундаменты, балки, перекрытия) объединеных в единую систему, которая обеспечивают прочность, жесткость и устойчивость дома. Прочность несущего остова - это способность его сопротивляться воздействию действующих на него нагрузок (веса конструкций, людей, ветра, снега, мебели и т.д.), не разрушаясь и не получая критических прогибов и деформаций. Жесткость несущего остова — способность не менять форму остова под действием таких нагрузок, а устойчивость - это сопротивляемость опрокидыванию или сдвигу. Дом должен быть запроектирован таким образом, чтобы при действии нагрузок не было утрачено ни одно из этих качеств. Отметим, что каждая конструкция выполняет свою отдельную функцию (лестницы сообщают этажи, стены ограждают от улицы и воспринимают нагрузки от перекрытий и т.д), иногда не одну , но в составе несущего остова они все взаимосвязаны и работают как единый «скелет» дома, то есть работа конструкций рассматривается в комплексе.

Необходимость применения конкретного вида несущего остова дома обусловлена:

• Функциональным фактором (в зависимости от назначения помещений и всего дома; к примеру, Вы хотите получить дом со свободной планировкой, много неразграниченного пространства, для этого лучше использовать каркасный остов, а для стандартного коттеджа, с множеством комнат подойдет бескаркасный остов с разграничением стенами);
• Архитектурным фактором (благодаря разным видам несущего остова дому можно придать архитектурную выразительность. К примеру коттедж в стиле «хай тек» лучше и легче выполнить в каркасном несущем остове, а дом в «русском стиле» в бескаркасном);
• Технико-экономическим фактором (при проектировании возможно произвести расчет стоимости и сроков строительства с разного вида несущими остовами, исходя из полученных данных принимать окончательное решение);
• Кроме всего, выбор зависит от того, из чего Вы хотите дом (материал и конструкция стен). Например, если Вы решили строить дом с бескаркасным несущим остовом, то стена из пеноблока без дополнительных конструктивных решений (монолитные пояса, армирование сетками) невозможно.

На начальной стадии проектирования коттеджа очень важно для архитектора и конструктора определить, что в данном случае будет выступать несущим остовом, какие конструкции будет его составляющими, каким образом они будут соединены, как они будут сопротивляться действию нагрузок. Грамотное совмещение в Вашем доме всех пожеланий: планировки, архитектурного стиля, эргономичности дома, соответствия современным технологиям и требований жесткости, прочности и устойчивости и является главной задачей для тандема «архитектор-конструктор». Архитектор в данном случае расскажет и покажет каким будет Ваш дом, а конструктор расчетами покажет как осуществить эту задумку и какой несущий остов(может быть и несколько вариантов) применим в данном случае.

Виды несущего остова

На данном этапе строительства частных домов существуют и применяются 3 вида несущих остовов:

• Бескаркасный (стеновой) несущий остов;
• Каркасный несущий остов;
• Комбинированный несущий остов (неполный каркас).

Описания, недостатки и преимущества каждого вида будут описаны ниже.

Бескаркасный (стеновой) несущий остов

Это самый распространенный в коттеджном строительстве тип. Самый простой тип строительства частных домов и поэтому его применяют при строительстве коттеджей и частных домов повсеместно. В данном случае несущий остов образуется из массивных продольных и поперечных стен, связанных с фундаментом, перекрытия (балочные или плитные, подробнее о перекрытиях в статье «Перекрытия в частном загородном доме») уложенных на стены, лестниц (они придают жесткость остову по вертикали и горизонтали. Можно сказать, что несущий остов представлен в виде жесткой и устойчивой коробки, состоящей из связанных стен и перекрытий. Нижняя часть стен обычно более массивна чем стены верхних этажей, из-за того что она должна воспринимать вес вышележащих

перекрытий и стен. К примеру цокольный этаж коттеджа может быть выполнен из керамического кирпича толщиной 510 мм, а второй этаж может иметь более тонкие стены 380 мм. Таким образом стены должны выполнять роль несущей конструкции и теплоизолирующе-ограждающей.

Стены в данном типе остова могут быть выполнены из кирпича, железобетонных блоков, блоков из легких бетонов, природного камня, дерева и т. д. Толщина несущих стен в зависимости от материала может быть от 250 мм до 700 мм. Толщина ненесущих стен и перегородок от 100мм. Плиты перекрытия обычно сборные или монолитные, толщиной от 150 мм.

Бескаркасный несущий остов может быть таких видов:

• с продольными несущими стенами

В данном случае основой остова выступают несущие стены, которые располагаются вдоль длинной стороны частного дома, перекрытия укладываются поперек дома (то есть перпендикулярно стенам). Устойчивость и жесткость таких зданий обеспечивается лестничными маршами, торцевыми и поперечными стенами, перекрытия выполняют роль жесткой горизонтальной диафрагмы. Шаг продольных стен в таких домах обычно равен длине плиты перекрытия (4,2 м;5,4 м;6 м). Такой тип остова применяют в домах имеющих вытянутую форму.

• с поперечными несущими стенами

Несущие стены располагаются вдоль меньшей стороны дома и перекрытия укладываются на них. Стены вдоль длинной стороны дома можно делать не несущими или самонесущими (стены способные выдерживать нагрузку только от своего веса), но при этом они должны обладать теплоизолирующими свойствами и защищать от уличной температуры. Остов с поперечными несущими стенами обладает по сравнению с несущим остовом с продольными несущими стенами большей поперечной жесткостью и устойчивостью. Недостаток этой конструктивной системы связан с невозможностью варьировать ширину жилых помещений, которая раз и навсегда ограничена поперечными несущими стенами.

• с продольными и поперечными несущими стенами

Эта схема представляет собой комбинацию из продольных и поперечных несущих стен, перекрытия укладываются в продольном и поперечном направлениях. Такие схемы применимы для коттеджей, в которых архитектурную форму тяжело решить при помощи только продольных или только поперечных несущих стен. То есть когда коттедж имеет неординарную форму в плане и сложно решить пространство только продольными или только поперечными стенами.

Жесткость и устойчивость несущего остова в таких домах обеспечена за счет взаимосвязи стен и перекрытий, лестничных маршей(в случае если лестничный марш выполнен из монолитного железобетона или металлаи жестко связан с несущими элементами остова).

Каркасный несущий остов

Каркасные здания до недавнего времени были атрибутом промышленного строительства, но сейчас такой несущий остов все чаще стал применяться в частном строительстве.

Каркасный несущий остов представляет собой связанные в единую систему колонны, ригели, перекрытия, лестницы, фундаменты. Колонны каркаса размещены как по периметру, так и внутри дома , на них укладывают ригеля(балки), которые поддерживают плиты перекрытия. Жесткость и устойчивость таким домам придают диафрагмы жесткости (железобетонные стены), перекрытия связанные с колонами, лестницы. Они воспринимают горизонтальные и вертикальные нагрузки действующие на дом. Стены выполняются самонесущими или навесными (крепятся к наружным колоннам каркаса) и выполняют ограждающюю и теплоизолирующую функции. Таким образом достигается экономия материалов: несущие конструкции имеют толщину требуемую по конструктивному расчету, а ограждающие конструкции рассчитанную по теплотехническому расчету толщину. Шаг колон и ригелей в таких домах обычно составляет от 3 до 7 м. Толщина колон от 200*200 мм до 500*500 мм, толщина перекрытия от 150 мм.

Такой вид остова применим:

• В домах со свободной планировкой (вообще без перегородок). Планировки этажей могут отличаться, из-за того что всю нагрузку берет на себя каркас, а внутренние стены служат только для решения архитектурных объемов;
• Для постройки домов в сейсмических районах (Крым, Карпаты);
• Если архитектурой дома задано большое (5-6 м) расстояние между колоннами или сложная форма перекрытия (нет возможности уложить сборные плиты перекрытия или сложно вести кладку).

Каркасный остов частного дома может быть выполнен из бетонных конструкций изготовленных на заводе, в основном это конструкции для гражданского строительства, они имеет определенные размеры, шаг колонн, размеры сечений и их тяжело применять для частного строительства. К примеру стандартный шаг колонн в гражданском строительстве 6-9 метров, он вряд ли понадобится в частном доме, где шаг колон не будет превышать 4-5 метров. В основном такой остов выполняется из монолитного железобетона класса В15-В30. Шаг колонн, высоту перекрытий, этажей выбирают в зависимости от архитектуры дома и нет необходимости «подстраиваться» под типовые изделия. Дом в таком случае представляет из себя железобетонный монолитный каркас и самонесущие стены из легкого бетона или природного камня (ракушечник).

Для каркасного типа зданий могут применяться схемы:

• Ригельная (перекрытия опираются на ригеля, которые уложены на колонны. Ригеля обычно высотой 200-400 мм, за счет их высоты пропадает полезная высота этажа, поэтому такая схема малоэффективна в частном строительстве);

• Безригельная (применяется обычно в коттеджах с оригинальными компоновочными решениями планов, в таких домах нет ригелей, всю нагрузку воспринимают перекрытия и передают их на колонны. За счет этого толщина перекрытия возрастает до 200-250 мм).

Комбинированный несущий остов

Как понятно из названия, остов представляет собой совместную модель каркасного и бескаркасного типа. В данном случае несущими конструкциями выступают колонны и ригеля (находящиеся внутри) и массивные стены (которые находятся по периметру). Перекрытия опираются одним концом на стены, другим на ригеля(балки). Таким образом стены выполняют несущую и теплозащитную функцию. Колонны, в свою очередь, несут только вертикальные нагрузки. Обычно в частных домах до трех этажей колонны выполняются из керамического кирпича армированного арматурными сетками или железобетона. Устойчивость и жесткость дома обеспечена стенами жесткости (стены выполненые из железобетона или кирпича, распологаются вдоль или поперек дома), лестницами (так же как и в бескаркасном остове) и перекрытия связанными с стенами и колоннами.

Такой вид остова применим:

• Если Вы хотите рационально использовать площадь, но при этом есть необходимость в массивных стенах по периметру дома для обеспечения теплоизоляции;
• В домах с применением технологии «несъемной пенопластовой опалубки».

Комбинированный несущий остов позволяет эффективно использовать площади коттеджа и делить жилое пространство как Вам захочется. К примеру на первом этаже дома Вы решили сделать просторный холл и большую гостиную, а на втором спальни и рабочий кабинет при помощи комбинированного несущего остова можно легко решить такую планировку. Плиты перекрытия могут применяться сборные железобетонные или монолитные. Материал для таких видов зданий может быть железобетон, кирпич, керамические блоки, дерево и т.д. Размеры колонн от 200*200 мм до 500*500 мм, толщина несущих стен от 380 мм, толщина перекрытия от 150 мм (монолитное перекрытие) или 220 мм (сборная плита).

Примеры конструирования несущего остова

Теперь на нескольких примерах я покажу Вам каким образом можно осуществить выбор для Вашего будущего дома. Я буду ставить условие в виде нескольких фраз-описания дома и тут же давать схема несущего остова для воплощения такой схемы в жизнь.

Условие №1. Будущий дом должен иметь массивные стены из глинянного кирипча, которые будут защищать его от температурных воздействий и предавать вид «английского дома». Фундаменты должны быть монолитные, так как я знаю технологию их строительства и мне легко будет расчитать затраты.

Варианты несущего остова 

Самым простым и верным несущим остовом для такого дома будет бескаркасный несущий остов с несущими поперечными и продольными стенами. Стены будут служить конструктивно(нести нагрузку) и декоративно (придавать желаемую стилистику. Под такие стены просто и экономично устроить ленточный фундамент, что отвечает 2-му требованию.

• Условие №2. Предполагается постройка дома в современном стиле, вид дома должен быть в стиле «хайтек» или «минимализм», не должно быть округлых форм, все углы только под 90 градусов. Дом будет прямоугольной формы в плане. Крыша должна быть плоской, частично эксплатируемой- будет устроена терраса. 

Сам собой напрашивается несущий остов в виде монолитного каркасного остова, при помощи такой конструктивной схемы легко выполнить плоскую кровлю и дать возможность хозяину дома ее использовать. Четкая(прямоугольная или квадратная) сетка колонн и ригелей даст возможность хозяину выполнить его в заданном стиле.

• Условие №3. Необходимо создать проект дома на 2 семьи. Дом будет расположен вдоль улицы и иметь 2 отдельных входа. Материал стен - кирпич или пенобетон.

Для такого вида дома хорошо подходит бескаркасный несущий остов с продольными несущими стенами из кирпича. Плиты перекрытия будут укладываться на несущие стены. Жесткость дому придаст лестничный марш.

• Условие №4. На первом этаже необходимо создать много свободного пространства, без стен и перегородок. Перекрытия выполнить монолитными из-за невозможности применения сборных плит перекрытия.

Как писалось выше здесь можно применить комбинированный несущий остов. Роль несущих конструкций будут выполнять монолитные железобетонные колонны (в середине дома) и капитальные стены (по его периметру). Колонны легко связать с монолитным перекрытием и стенами, таким образом обеспечить жесткость и устойчивость здания.

Таким образом, каждый вид несущего остова дает свои положительные и отрицательные черты. При его выборе в самом начале проектирования необходимо четко уяснить дом какого типа и с какими параметрами Вы хотите получить в итоге.