Каркасно-щитовой дом

Тема 6. Стены. Воздействия. Требования. Классификация. Конструктивные решения. Деревянные стены. Каменные стены. Архитектурно-конструктивные детали каменных стен. Каменная кладка, системы перевязки. Конструкции многослойных стен.

Наружные стены – это не только конструктивные элементы, их внешняя сторона является элементом фасада здания.

Воздействия на стены

Как наружные, так и внутренние стены зданий подвергаются воздействию ряда факторов, тесно связанных с процессами, происходящими внутри и вне здания.

К силовым воздействиям относятся:

- нагрузка от перекрытий и покрытий (крыш);

- нагрузка от собственного веса стен;

- ветровая нагрузка (напор и отсос);

- нагрузка от неравномерной деформации грунта (осадки, пучение);

- сейсмические воздействия.

Несиловыми воздействиями являются:

- атмосферные осадки;

- водяной пар, содержащийся в воздухе помещений;

- влага почвы;

- солнечная радиация;

- температура наружного воздуха, ее перепады;

- агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе;

- воздушный шум снаружи и внутри здания.

Рис. Нагрузки и воздействия на конструкцию наружной стены: P₁ – собственная масса стены; Р₂ – вертикальная нагрузка от перекрытия; Р₃ и М – вертикальная нагрузка и изгибающий момент от бал-конной плиты; W – давление ветра; R – солнечная радиация; А – атмосферные осадки; Δ T и W – переменные температура и влажность воздуха; L₁, L₂

– внешний и внутренний шум; S₁, S₂ – сейсмические воздействия; Q – тепловой поток; Е – поток пара

Требования

Стены должны удовлетворять следующим требованиям:

· быть прочными и устойчивыми;

· обладать долговечностью, соответствующей классу здания;

· соответствовать степени огнестойкости здания;

· быть энергосберегающим элементом здания;

· отвечать требованиям воздухо- и звукоизоляции;

· быть индустриальными с целью повышения производительности труда;

· обладать, по возможности, минимальной массой и материалоемкостью;

· отвечать современным архитектурно-художественным качеством;

· быть экономичными в процессе строительства и эксплуатации.

Внутренние стены проектируют из условий прочности и звукоизоляции. Эти два требования по своим физическим свойствам совпадают, чем плотнее материал внутренней стены, тем она более прочная и менее звукопроводная.

Классификация стен.

В зависимости от восприятия нагрузок стены зданий могутбыть несущими, самонесущими и ненесущими.

По положению в здании стены подразделяют на внутренние и наружные (попериметру здания).

По роду основного материала несущие и самонесущие стены могут быть деревянными, каменными, бетонными, комбинированными. Для стен используют следующие основные материалы и изделия:

- древесину (бревна, брусья, доски, панели);

- обожженную глину (кирпич, камни);

- силикатную массу (кирпич);

- природный камень;

- стабилизированный грунт (блоки);

- легкие бетоны (камни, блоки, панели, монолит);

- ячеистые бетоны (камни, блоки, монолит);

- тяжелые бетоны (панели, монолит).

В зависимости от типа и размера применяемых изделий стены бывают:

- из мелкоразмерных стеновых изделий – кирпичей, камней, мелких блоков;

- крупноэлементными –из стеновых элементов высотой от1/4до полной высоты этажа и более; крупноэлементные стены подразделяют на крупноблочные и крупнопанельные.

По способу возведения различают стены из кладки (сборки)мелкоштучных изделий, сборные, монолитные, сборно-монолитные.

По конструктивным признакам стены бывают однослойными (как правило, внутренние) и слоистыми, сплошными и пустотелыми.

По наличию и расположению теплоизоляции наружные стены подразделяют

на:

- стены без специального устройства теплоизоляции –из конструкционно-

теплоизоляционных материалов (древесины, деревобетона, ячеистых бетонов, поли-стиролбетона);

- стены с теплоизоляционными слоями, располагаемыми внутри стены, с

наружной стороны конструкционного слоя стены, с наружной и внутренней сторон совместно.

По наличию специального воздушного зазора (прослойки)стены подразделяют

на:

- вентилируемые –с воздушными прослойками, располагаемыми либо внутриконструкционного слоя (между конструкционными слоями), либо между утеплителем

и защитной облицовкой;

- невентилируемые –без воздушной прослойки.

В процессе проектирования следует учитывать в качестве исходных следующие основные предпосылки:

- климатические факторы района строительства (летнюю и зимнюю температуру наружного воздуха, атмосферные осадки, скорость ветра, инсоляцию);

- особые условия строительства (подработки, сейсмические, грунтовые и т.п.);

- характеристики здания (назначение, этажность, степень огнестойкости, темпера-турно-влажностный режим и т.п.);

- технические возможности строительных организаций;

- финансовые возможности заказчика.

Деревянные стены

Чисто деревянные стены выполняют из бревен или брусьев. Дерево экологически чистый материал, оно «дышит». Бревенчатые и брусчатые стены накапливают тепло и равномерно распределяют его по помещению, поддержи-вая постоянный, комфортный температурно-влажностный режим.

Рубленные стены возводят из бревен венцами с соединением углов с остатком (выбло, чашу) или без остатка (в лапу). Горизонтальные пазы и швы врубок заполняют паклей, льняным полотном, джутом.

В местах врубок и по длине венцов не реже, чем через два метра ставят деревянные шипы. Углы и врубки пересекающихся стен, в целях избежания их продувания, иногда зашивают дощатыми пилястрами.

Элемент фасадной стены

Порядовка стен

наружной внутренней

Угловые сопряжения

Рубка с остатком Лапа с

присеком Простая лапа

Сопряжение бревен по длине

Шип Нагель

Врубка балок в наружные стены Врубка балок во внутренние стены

Проектное Повернутое

Рубленные стены большой протяженности для устойчивости усиливаются сжимами из брусьев или окантованных бревен. Болты, стягивающие сжимы ставятся через 1, 2-1, 5 м.

Конструктивное решение сжима рубленых стен

Брусчатые стены возводят из бруса прямоугольной формы, упрощающая сборкудома. Наружные и внутренние стены устраиваются из бруса равной высоты. Между ря-дами прокладывают уплотнительный материал. Для уменьшения продуваемости через швы и простоты сборки в брусьях делают шпунты и гребни – профилированный брус.

Прямоугольные шипы и цилиндрические нагели служат для соединения рядов брусьев между собой и размещаются на расстояниях 1, 5-2, 0 м.

При устройстве наружных углов здания и для сопряжения внутренних стен с наружными применяют прием врубки в лапу.

Фрагмент фасада брусчатой стены

Сопряжение стен в полдерева

Оцилиндрованный брус может в углах здания соединяться с остатком при помощи крестообразного замка. Благодаря продольным пазам в оцилиндрованном брусе, при сборке в стенах здания образуются замкнутые воздушные полости, повышающие тер-мическое сопротивление.

Наружный угол (план) Угловая лапа Крестообразный замок

Сопряжение стен впритык

Каркасные и каркасно-щитовые стены собирают или непосредственно на пло-щадке, или из заводских элементов.

Каркасные стены поэлементной сборки

Схемы каркасов

Одноэтажное здание

Двухэтажное здание

Деревянный каркас –это пространственная конструкция из стоек, установленных на нижнюю обвязку и соединенных верхними обвязками, балками перекрытий и подкосами в жесткую систему. Все соединения отдельных элементов осуществляют на гвоздях. По стойкам каркаса выполняют внутреннею и наружную обшивки, а пространство заполняют утепляющим материалом, (сыпучие материалы, маты и т.п.). Со стороны теплого помещения перед утеплителем прокладывается пароизоляция, что создает ему осушающий режим.

Каркас для двухэтажных зданий собирают из стоек, установленных с шагом 0, 6 м.

Каркас наружных стен двухэтажных зданий состоит, из основных стоек с шагом 1, 2 м и промежуточных между ними, нижней обвязки, промежуточной и верхней обвязок соответственно под балками междуэтажного и чердачного перекрытий, распорок, расположенных между стойками в уровне низа, верха и середины оконных проёмов каждого этажа.

Для обеспечения жесткости наружных стен в их плоскости, как минимум в крайних пролетах, устанавливают раскосы.

Монтажная схема плоскости стены

Каркас может быть решен по типу «платформы» – стойки последующего этажа опираются на платформу перекрытия предыдущего этажа.

Каркасно-щитовой дом

Схема каркасно-щитового дома

Устройство щита