Загальні принципи складання дерев’яних будинків

Левова частка неприємностей, що приносять розчарування і збитки гаманця власника дерев’яного будинку, відбувається із-за помилок, допущених при складанні зрубу. Якщо заготовлювати і обробляти ліс у нас погано-бідно вміють, то з монтажем найчастіше біда. Не вистачає кваліфікованих кадрів: фахівці, що володіють традиційними прийомами рубки, нині майже перевелися; а сучасним методикам навчені поки небагато. До того ж, сучасні будинки збираються не зовсім так, як сільські хати. І не факт, що бригада досвідчених плотніков, успішно поставили не один сільський будинок, впорається з монтажем сучасного будинку з клеєного бруса або оциліндрованного колоди.

В цій частині нашої статті ми розповімо про загальні принципи складання дерев’яних будинків. Знання принципів монтажу дозволить нашим читачам здійснити грамотний контроль за діяльністю найнятої бригади або допоможе без помилок зібрати зруб самостійно.

Щоб розуміти, як правильно побудувати дерев’яний будинок, потрібно знати, яким впливів (навантаженням) він піддається. Трохи теорії:

Загальні принципи складання деревяних будинків

Навантаження і впливи

Вага дерев’яного будинку невеликий. Навіть якщо дах покрита важким матеріалом, а зверху лежить шар снігу. Товщина колоди рідко буває менше 15 см, цього з надлишком вистачає, щоб витримати вертикальне навантаження. Вітрова навантаження для одно-двоповерхової будівлі також особливо не страшна.

Існує два види потенційно небезпечних впливів, які необхідно враховувати:

  • Діагональна навантаження від кроквяної системи. У зрубі простої конструкції, до якої відносяться традиційні хати і дачні будиночки з мансардою, кроквяні ноги жорстко зв’язані з балками перекриття. Вони утворюють замкнутий трикутник, що не піддається скільки-небудь серйозних деформацій. Конфігурація трикутника може бути ламаної, всередині розташовуватися укосини, затягування або стійки. Важливо, що балки перекриття несуть функцію нижнього пояса кроквяної конструкції і не дають можливості крокв зміщуватися горизонтально в опорних точках.
    Більшість сучасних дерев’яних будинків, за основу яких взяті фінські проекти, будуються за іншим принципом. Щоб раціонально використовувати площу мансарди, стіни піднімають над рівнем перекриття. З балками вони не пов’язані і в горизонтальному положенні не зафіксовані. Кроквяні ноги розташовані під нахилом, «роз’їжджаються», передаючи на стіни навантаження від даху не вертикально, а діагонально, вектор сили спрямований назовні. Кроквяна система в місцях обпирання прагне розсунути стіни. Якщо мова йде про невеликому зрубі-четырехстенке, де всі цільні колоди і кути ретельно врублены, це не страшно. Можливо, стіни вигнуться на пару-трійку сантиметрів, не більше. Але для великих будинків складної форми з безліччю кутів, перетинів і стиків колод по довжині такий вплив може бути критичним. Якщо не вжити певних заходів, зруб може «роз’їхатися»: стіни деформуються, візьмуть бочкоподібної в плані форму. В гіршому випадку замки зламаються, будинок раскатится на окремі колоди.
  • Деформації в елементах зрубу, пов’язані із зміною їх вологості — інший біч дерев’яного будинку. Після того, як зруб поставлений під дах, колода або брус поступово втрачають вологу. Зменшуються їхні геометричні розміри, деревина «всихає». Це не велика біда, зруб просто «сідає» по висоті. Значно більша проблема полягає в тому, що в дереві виникають внутрішні напруги. Колоди «крутить», вигинає в різних напрямках, згортає «пропелером» вздовж осі. Нерівномірні щілини між вінцями, перекручення колоди, нерівні стіни, дірки і протяги — результат подібних дій. Максимальна деформація відбувається в перші рік-два після установки зрубу. Проте внутрішні напруги не зникають і змінюють свій вектор зі зміною вологості повітря весь термін служби дерев’яного будинку.
    Більше всього схильні до подібних деформацій будинку, виготовлені з лісу природної вологості. В клеєному брусі, завдяки складальної конструкції і технічної сушінні, яку проходить деревина, внутрішні напруги не настільки великі. До того ж «правильний» брус має замок, що утримує колоди від взаємного горизонтального зміщення. Однак, заяви багатьох виробників про те, що клеєну деревину не «крутить», не відповідає дійсності. «Крутить», просто в меншій мірі.

Недоліки сучасних будинків у порівнянні з традиційною хатою

  • Один ми вже окреслили: у будинках з мансардою кроквяна система не зав’язана з балками і конструкція даху прагне деформувати, «розсунути» стіни.
  • Другий — будинки великі, мають складну форму, вінці доводиться робити складеними з окремих елементів. Оциліндровані колоди рідко виробляють довжиною більше 6 метрів, а 10-метровий ліс сьогодні — ексклюзив. Більшість сучасних зрубів не може похвалитися наявністю цілісних колод, що перекривають всю довжину будівлі. Видимих стиків у якісних зрубах ми не спостерігаємо, вони розташовані в місцях перетину стін. Жорсткість конструкції такого будинку набагато нижче, ніж у традиційної хати.

Загальні принципи складання деревяних будинків

Посилення конструкцій дерев’яного будинку

Щоб протистояти виникаючим зовнішнім і внутрішнім навантажень і запобігти можливі деформації, використовуються традиційні та розроблено нові конструктивні прийоми:

  • Застосування ковзної зв’язку для опори кроквяної системи.
  • «Правильна» конструкція з’єднань в місцях перетину стін.
  • Збірка вінців з використанням нагелів.
  • Установка вертикальних стяжок на всю висоту будівлі.
  • Посилення несучих балок.
  • Монтаж колон на регульованих опорах.
  • Установка вікон і дверей в обсадну конструкцію.
  • Зниження швидкості втрати деревиною вологи.

Жоден з цих методів не є самодостатнім. Стійкість і довговічність зрубу в змозі забезпечити тільки грамотне поєднання заходів щодо посилення дерев’яних конструкцій. При цьому дерево буде мати можливість помірно «ворушитися» в ході зміни температурно-вологісного фону. Розглянемо кожен з монтажних прийомів окремо:

Ковзаюча опора

Кроквяна нога не кріпиться безпосередньо до стіни. Зв’язок здійснює сталева ковзаюча опора, що дозволяє крокви вільно ковзати вздовж верхнього вінця. Діагональне вплив на стіну не виключається, але мінімізується. Сьогодні ковзні опори вже не в дивину, їх можна купити у великих будівельних магазинах, спеціалізованих компаніях. Наявність ковзної опори не є підставою для економії на перетин крокв. А до жорсткості конструкції даху (наявності затяжок, стійок) пред’являються навіть більш високі, ніж зазвичай, вимоги.

З’єднання в місцях перетину стін

Про особливості різних конструкцій замків в кутах (в чашу, лапу, вус, ластівчин хвіст, німецький кут, шип, полдерева і т. д.) ми розповімо пізніше, коли дамо характеристику різних типів дерев’яних будинків. Поки скажемо лише, що вона повинна бути міцною і непродуваемой.

З’єднання колод по довжині, якщо вони є, повинні бути не менш міцними. Практикується використання сталевих скоб. Пару штук забивають у місці стику. На перший погляд, добре. Однак, деревина в процесі сушіння зменшується не тільки в діаметрі, але і по довжині, нехай і незначно. Буває, скобу, забивна частина якої сплощена, просто вириває. Дерево дає тріщину і зв’язок послаблюється. Правильним рішенням буде додаткове посилення, крім скоби, накладної пластиною. Бажано використовувати метал товщиною не менше 2 мм Пластину прикручують з кожної з сторін не менш, ніж чотирма саморізами завдовжки від 70 мм.

До цих пір можна зустріти нові будинки з цільної деревини, які зрубами не є. Цей курйоз з’явився в часи боротьби з «надмірностями» в будівництві. Брус або кругляк з прямокутним перерізом у місці з’єднання просто з’єднують встик. Замість складного і міцного замку роблять простецкую вибірку і шип. Рідше вставляють шпонку. Збивають деталі довгими цвяхами, скобами. У подібній конструкції трохи зменшується довжина елементів і витрата деревини. З короткого колоди можна поставити будинок більшого розміру. Однак, ця економія навряд чи виправдана. З’єднання цвяхами і скобами значно поступається замкового по надійності. З часом кути і стики деформуються, з’являються щілини, виникає кривизна. Доводиться постійно посилювати з’єднання, конопатити діри. Та й зовні така споруда з часом стає непривабливим. Не рекомендуємо зв’язуватися з подібною конструкцією. А якщо вже такий будинок дістався у спадок, його варто як слід зміцнити і обшити зовні. Приватним випадком подібної конструкції є досить поширене рішення, коли внутрішню стіну ставлять без замка, у вибірку. Нестачі тут відразу два: тип з’єднання не здатний забезпечити належної жорсткості зрубу; вибірка значно знижує міцність зовнішніх стін.

Загальні принципи складання деревяних будинків

Нагеля

Німецькі будівельники, у яких росіяни теслі запозичили це слово, іменували нагелем цвях. У тому числі дерев’яний. Насправді те, що ми сьогодні називаємо нагелем, цвяхом по суті не є. Це штифт, але так вже склалася в народі практика застосування цього слова. Нагель (штифт, палець) вставляють вертикально у відповідні один одному отвору (не наскрізні) внизу і вгорі кожної колоди. Нагель скріплює два сусідніх вінця, утримуючи колоди від деформації кручення і горизонтальних зміщень. Штифти виготовляють з деревини, прямокутної або круглої форми, кінці слід трохи загострити, щоб вони легше входили в отвори. Ідеально підходить береза (легка в обробці, міцна, дає невелику усушку), в крайньому випадку можна використовувати хвойні породи. Застосовувати сталеву арматуру, що нерідко відбувається сьогодні, не варто. Діаметр або прямокутний перетин нагеля — 20-40 мм, він повинен входити в верхнє і нижнє отвір щільно. Довжина штифта — 6-10 см, сукупна довжина отворів повинна бути більше на 3-4 см. Це запас на усадку, нагель ні в якому разі не повинен «впиратися» в верхнє колоду. Ставлять штифти в кожному вінці, поблизу кутів, вікон, дверей. На ділянках без прорізів монтують приблизно через 2 метри. Процес розмітки і монтажу нагелів в будинках ручної рубки досить трудомісткий, але воно того варто.

Стяжки

У дерев’яних будинках-конструкторах» високої заводської готовності є можливість просвердлити всі необхідні отвори ще в цеху. Замість або на додаток до нагелям використовують стяжки. Отвори виконуються наскрізними на всю висоту зрубу. Дерев’яний цвях такого розміру не виготовити, тому використовують сталеві оцинковані різьбові стяжки. Вони випускаються довжиною від одного метра. По мірі збірки зрубу їх вставляють в отвори, з’єднуючи спеціальними муфтами. На верхньому вінці на стяжку встановлюють шайбу великого діаметру або пластину і фіксують контрагайкой. Знизу теж повинна розташовуватися шайба і гайка. У нижньому вінці необхідно зробити вибірку для обслуговування. Вона повинна дозволяти не тільки підкручувати гайку, але і обрізати стяжку болгаркою, якщо це знадобиться. В процесі усадки будинку стан стяжок постійно контролюють. Як тільки стяжка прослабла, шайба бовтається, її підтискають. Вибірка для обслуговування повинна залишатися доступною протягом усього терміну служби будівлі, її закривають декоративною кришкою.

Застосування стяжок замість (або разом) нагелів дозволяє зменшити трудовитрати при складанні, забезпечивши належну якість. Економити на стяжках не варто — діаметр різьбового прута повинен бути не менше 14 мм, краще від 16 мм. Розташовують їх за тим же принципом, що і штифти: в 10-15 см від кутів (з кожного боку), прорізів і через 2-2,5 м по довжині стіни.

Сталева стяжка, щоб уникнути псування стіни від можливого утворення конденсату, не повинна стосуватися деревини. Тому метал вміщують у пластикову трубку, внутрішній діаметр якої відповідає діаметру з’єднувального елемента. Труба і сталевий стрижень повинні входити в отвір досить щільно, припустимо люфт в 2-3 мм.

Посилення несучих балок

У дерев’яних будинках слід уникати великих прольотів, перекриті дерев’яними балками без додаткових опор. Як правило, такі перекривають прольоти балками, що складаються з декількох вінців. Але особливість зрубу така, що кожне з колод працює окремо, не розподіляючи навантаження між собою. В результаті з вигляду потужна балка може відчутно прогнутися. Подібне явище може спостерігатися і над дуже широкими віконними прорізами. Чим менше діаметр колоди або висота бруса, тим більше буде прогин.

Завдання монтажників — змусити всі вінці працювати як єдину конструкцію. Звичайних нагелів в даному випадку недостатньо. Складову балку можна з’єднати стяжками, поставивши їх часто, через метр-півтора, не забуваючи регулярно підкручувати. Якщо стяжки поставити складно, можна скрутити колоди по висоті між собою довгими шурупами (120-180 мм). В колоді, де буде розташовуватися шестигранна головка, повинно бути засверлено глибоке отвір, щоб мінімізувати вплив осідання.

Існує ще один, трудомісткий і вимагає наявності спеціального інструменту, але дуже надійний спосіб. Він дозволяє не тільки підсилити складову дерев’яну балку при будівництві, але і виправити безнадійно провісшимі конструкцію, попередньо її підперши. На всю висоту балки під кутом 30-45 ? назустріч один одному (назустріч — обов’язково) дуже довгим свердлом виготовляють наскрізні отвори. Вставляють стяжки і, звичайно, не забувають постійно їх перевіряти і підкручувати.

Загальні принципи складання деревяних будинків

Регульовані опори

Про них ми вже згадували, в першій частині статті. Вертикальні колони, якщо такі є, мають набагато меншу величину осідання, ніж стіни. Щоб компенсувати різницю, їх встановлюють на регульовані опори (компенсатори). Вони являють собою дві опорні майданчики (нижню і верхню) з регульованою різьбовий стійкою. Є ряд російських підприємств, що пропонує подібні вироби в якісному виконанні. Економити на них не варто, краще взяти діаметром більше. Де встановити компенсатор: знизу або зверху колони, принципового значення не має. Частіше ставлять внизу, так легше обслуговувати. Опори доводиться регулювати кілька разів на рік, в кінці і на початку сезону обов’язково.

Обсадна конструкція вікон та дверей

Про правильній установці вікон і дверей в дерев’яному будинку ми розповімо в наступних частинах нашої статті. Поки скажемо лише, що технологія кардинально відрізняється від тієї, що застосовується в кам’яних будівлях.

Зниження швидкості втрати вологи деревиною

Про це ми також згадували. Щоб мінімізувати утворення тріщин в колоді, сповільнюють процес сушіння. Для цього захищають торці колод, адже волога в першу чергу втрачається поперечних розпилів. Дерево треба закрити в два-три шари плівкотвірних складом: оліфою, олійною, алкидной або акриловою фарбою, лаком. Просочення недостатньо, потрібно, щоб утворилася плівка. Якщо будинок згодом планується покрити прозорим тонуючим складом, підкреслює структуру деревини, можна поступити наступним чином: поки стіни не готові, надати необхідний відтінок тільки торцях. Потім, щоб не порушувати колірне рішення, закрити їх шаром прозорого гелю для просочення торців віконного бруса. Подібні препарати виробляють всі великі хімічні концерни, що випускають склади для обробки деревини. Вони рідко продаються в магазинах, краще відразу зателефонувати постачальникам в офіс. Коштують дорого, але ж і знадобиться небагато. Являють собою густий желеподібний склад, наносяться шпателем. Дуже якісно і надовго консервують деревину. Ми спеціально заостряем увагу на цьому питанні в розділі, що розповідає про збірку, а не в частині про оздоблювальних роботах. Справа в тому, що ця робота повинна проводитись в першу чергу, бажано відразу після прибуття колод на будмайданчик.

Складування

Пару слів про складуванні. Напевно, всі знають, що до монтажу пиломатеріали повинні бути складені на рівній майданчику, не торкатися землі і трави. При складуванні в штабель перекладені прокладками. В період дощів необхідно вкривати деревину. Зруб потрібно збирати не поспішаючи, але швидко. Навіть правильно складированное дерево, не зафіксоване в загальній конструкції, «коробить» і «крутить».

Проект і розрахунок
Будівництво сучасного великого дерев’яного будинку складно здійснити без попереднього проектування. Як правило, поряд з архітектором, над проектом працює і конструктор. Теоретично, документації повинні бути враховані всі необхідні моменти. На практиці, вітчизняним будівельникам нерідко не вистачає досвіду. Контроль за дерев’яним будівництвом рекомендується здійснювати щільніше, ніж за звичним для нас цегляно-блочно-бетонним. При високому бюджет будівництва має сенс вдатися до послуг досвідченого фахівця з технічного нагляду у сфері дерев’яного будівництва.

Поділитися з друзями
Ремонт та вироби своїми руками