Особенности несущих конструкций

В индивидуальном домостроении используется целый ряд конструкций, принимающих нагрузку. Причем несущими конструкциями являются не только фундамент и стены — это могут быть элементы каркаса, межэтажных перекрытий и т. д.

Рынок несущих конструкций весьма богат и разнообразен, поэтому остановимся на самых популярных вариантах. Все несущие должны быть прочными, жесткими, надежными и с гарантией воспринимать полезную нагрузку. А материал, конфигурация, размеры этих конструкций могут быть самыми разными.

Конструкции из железобетона

Начнем обзор с железобетонных конструкций. Каркас некоторых каменных построек может быть сооружен из железобетонных колонн. Эти конструкции изготавливаются из тяжелого бетона, поскольку главное требование к ним — прочность и устойчивость под воздействием нагрузки. Кроме того, прочность обеспечивается благодаря внутреннему каркасу из металлической арматуры. В индивидуальном домостроении обычно применяются колонны малой длины (до 5–7 м) и небольшого сечения: 200×200, 250×300 мм и т. д.

Среди строительных элементов из железобетона, используемых при возведении загородных домов, значительное место занимают железобетонные балки. Подробно с их техническими параметрами можно ознакомиться, если открыть ГОСТ 24893–81. Мы же ограничимся беглым рассмотрением этой продукции. Железобетонные балки могут различаться по типу, форме, размеру, а также способу изготовления. Если говорить о типах поперечных сечений этих балок, то можно выделить следующие: прямоугольное, тавровое с полкой поверху, тавровое с полкой понизу, двутавровое, трапециевидное. С целью уменьшения массы балки используются новые технологии изготовления, в частности дополнение полостями. Тип сечения балок определяет особенности их производства. При изготовлении балок применяются монолитный, сборный либо монолитно-сборный способы производства. Как показывает практика рынка, наиболее востребованы в строительстве балки с прямоугольным сечением и двутавровые.

В загородных домах с кирпичными стенами применяют также перекрытия из железобетонных панелей с круглыми пустотами. Длина таких панелей от 4,8 до 7 м, ширина — от 1 до 2,4 м, высота 22 см. Кроме того, чтобы повысить надежность и долговечность здания, укрепить его конструкцию, в строительстве применяются железобетонные перемычки. Их функция — перекрытие оконных и дверных проемов в зданиях из кирпича или бетонных блоков. Разнообразие перемычек из железобетона позволяет выбрать в каждом случае именно тот тип, который обусловлен применением того или иного строительного материала.

В рамках статьи нет возможности привести подробный ценник на железобетонные несущие конструкции. Скажем только, что их использование сопряжено с немалыми расходами. Так, балка прямоугольного сечения длиной 5,5 м, шириной 30 см и высотой 18 см может стоить от 7 до 8 тыс. руб. Кроме того, эти материалы требуют использования при монтаже тяжелой грузоподъемной техники.

Несущие конструкции из дерева

Деревянные несущие конструкции гораздо «старше» железобетонных. Из дерева испокон веку возводили стены, делали меж­этажные перекрытия, а с наступлением эпохи каркасного домостроения стали сооружать и каркасы домов. Так, для возведения каркаса используется профилированный брус сечением 150×150 мм и стандартной длиной 6 м. При строительстве более массивных каркасных построек может быть использован профилированный брус большего сечения. Для каркаса также используется клееный брус — более надежный материал, фактически не меняющий геометрии с течением времени. Но это и дорогой материал. К примеру, стоимость одного кубометра клееного бруса сечением 140×160 мм может доходить до 16 тыс. руб.

Теперь перейдем к деревянным перекрытиям. Несущими конструкциями перекрытий, как правило, служат деревянные балки преимущественно из хвойных пород. Среди достоинств таких перекрытий относительно небольшой вес и невысокая по сравнению с железобетонными перекрытиями стоимость. Недостатки — слабое сопротивление загниванию и в связи с этим недолговечность. Впрочем, ряд мероприятий позволяет повысить долговечность деревянных балок. Их следует изготавливать из сухой древесины (влажностью не более 15%), а также обрабатывать антисептическими и огнезащитными составами.

Применение деревянных балок по экономическим соображениям рекомендуется только при пролетах не более 5–6 м. При больших пролетах непропорционально увеличиваются сечения балок. В качестве балок перекрытия можно использовать бревно, но чаще для этих целей применяется брус прямоугольного сечения. Как выбирать брус для перекрытий? Один из критериев — прогиб балки под нагрузкой. Как показывает практика, наиболее прочная на изгиб балка — это брус с соотношением высоты и ширины 7:5. При этом прогиб балки в основном зависит от ее высоты, а не ширины. С другой стороны, уменьшать ширину можно лишь до определенного предела, поскольку слишком узкая балка прогнется в сторону.

Высота балок для межэтажных и чердачных перекрытий должна составлять не менее 1/24 ее длины. Брус при необходимости можно заменить двумя досками суммарным сечением, равным сечению бруса. Такие доски обычно соединяют гвоздями, располагая их в шахматном порядке через 200 мм. При более частой укладке вместо брусьев можно использовать обыкновенные толстые доски, поставленные на ребро.

Если говорить о практическом выборе материала для балочных перекрытий, то рынок предлагает деревянные балки прямоугольного сечения высотой 140–240 мм и шириной 50–160 мм. Сечение деревянных балок перекрытий зависит от нагрузки, подшивки с засыпкой и дощатого пола, настеленного по лагам. Расход материалов для традиционных деревянных перекрытий составляет примерно 0,1 м³ на один квадратный метр перекрытия. Стоимость одного кубометра деревянного балочного бруса 40–150 дол. Доски обходятся примерно в 200 дол. за кубометр.

Клееные конструкции

Эти несущие конструкции также изготавливаются из древесины, но мы решили рассказать о них отдельно. Клееный конструкционный брус (клееная балка) — современный строительный материал, созданный с помощью прогрессивных технологий и получивший широкое распространение в развитых странах благодаря высоким эксплуатационным качествам. В Европе около трети несущих конструкций домов выполнены из клееной балки, а в США — почти половина перекрытий между этажами смонтированы из клееного конструкционного бруса.

Клееная балка обладает высокими прочностными характеристиками и способна выдерживать значительные эксплуатационные нагрузки. Этот материал применяется при устройстве межэтажных перекрытий, полов, балконов и других силовых конструкций, он нетяжелый и легко монтируется. Благодаря однородной структуре клееная балка обладает высокой прочностью и способностью выдерживать постоянные весовые нагрузки; что позволяет перекрывать большие пролеты (15 м и более).

Кроме того, клееная балка не деформируется при нагрузках и не подвержена поражению грибком благодаря специальной обработке, а потому служит долго.

Если говорить о стоимости, то клееные конструкции как минимум вдвое дороже бревна или бруса. Стоимость балки перекрытия высотой и шириной 100–200 мм составляет примерно 19–20 тыс. руб. за один кубометр. Недешево, конечно, однако иногда альтернативы практически нет. Допустим, в современном загородном доме большого метража предусмотрен просторный холл без всяких опор. В этом случае нужно перекрывать очень большой пролет и клееная балка — оптимальный выход. Другой пример — зимний сад или крытый бассейн, где подпорные столбы-колонны тоже не очень-то уместны. Не годятся для зимнего сада и металлические, а тем более железобетонные балки перекрытий. А вот клееная конструкция подходит идеально. Современное производство позволяет создавать клееные перекрытия для пролетов более 20 м, но этот вид несущих конструкций практически не применяется в частном домостроении.

Еще один вид несущих конструкций на деревянной основе появился на рынке в последние годы. Это двутавровые деревянные балки перекрытия, которые используются при строительстве кирпичных, каркасных, деревянных и других типов домов. Появление такой продукции стало возможным благодаря производству такого нового материала, как OSB — ориентированно-стружечная плита. Как правило, OSB используется в качестве ограждающей конструкции при строительстве каркасных домов. Однако высокие прочностные характеристики этого материала дают возможность использовать его и в несущих конструкциях. При этом из OSB изготавливается вертикальное ребро жесткости, а верхние и нижние полки — из массива древесины. Эти конструкции производятся в заводских условиях согласно всем требованиям промышленных стандартов и отличаются очень высокими эксплуатационными характеристиками.

Преимуществ использования двутавровых деревянных балок много. Это высокая скорость монтажа, отсутствие необходимости применять тяжелые подъемные механизмы, исключение усадки, кручения, а также скрипа, характерного для деревянных перекрытий и полов. К достоинствам таких несущих конструкций можно также отнести их легкость и возможность прокладки внутри перекрытия инженерных коммуникаций.

Двутавровые конструкции дешевле клееных балок. Цена балки перекрытия стандартного сечения — примерно 200–250 руб. за погонный метр. Как правило, такие балки выпускаются шестиметровые, хотя по заказу можно изготовить и другой длины.

Несущие металлические конструкции

Несколько слов о металлических несущих конструкциях, тоже занимающих в общем ряду достойное место. При строительстве каменных индивидуальных домов вместо тяжелых железобетонных балок часто применяют металлические двутавровые. Между балками помещают сборные железобетонные пустотелые плиты, на них насыпаю слой шлака и делают железобетонную стяжку толщиной 8–10 см. Масса квадратного метра такого перекрытия будет, конечно, немалой, зато прочность и надежность гарантированы.

В качестве металлических несущих конструкций, как правило, используют балки двутаврового сечения. Можно также взять швеллер или даже списанные рельсы.

Безусловным плюсом, кроме прочности и долговечности, здесь является возможность перекрывать большие пролеты. Но есть, конечно, и недостатки. Металлические балки довольно тяжелые, значит, без подъемного крана перекрытие не смонтировать. Ну и цена кусается. Килограмм металлопроката сейчас стоит около одного доллара, так что металлические перекрытия обойдутся дорого.

Преодолеть хотя бы отчасти эти недостатки стало возможным благодаря использованию в индивидуальном домостроении легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК). Изготавливаются такие профили на современных автоматизированных линиях, поэтому отличаются высокой точностью размеров. Оцинковка несущих профилей исключает коррозию и повышает долговечность перекрытий.

ЛСТК значительно легче железобетонных и обычных металлических балок, а, в отличие от деревянных балок, более стабильны в размерах. При их использовании увеличивается скорость строительства, поскольку предусмотрены специальные элементы, облегчающие монтаж конструкций. При этом из ЛСТК можно создавать не только перекрытия, но и каркас дома. Тысячи таких каркасных домов построены в Европе и Америке, и их популярность с каждым годом растет.