ДЕРЕВЯННЫЙ КАРКАС ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при строительстве жилых и социально-бытовых малоэтажных зданий, а именно: не более трех этажей.
Наиболее близким к предлагаемому является каркас здания, который может быть выполнен деревянным. Каркас состоит из стоек и горизонтальных балок, соединенных в рамочные элементы в форме буквы «П». Рамочные элементы стойками закреплены на противоположных сторонах фундамента и установлены на нем вертикально, параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга. Рамочные элементы соединены в каркас здания балками, которые прикреплены снаружи к стойкам рамочных элементов параллельно фундаменту и на которые крепят наружные стеновые элементы (РФ, патент №2397295, Е04В 1/26, 20.08.2010).
Недостаток известного каркаса здания состоит в следующем. Прежде всего, известный каркас здания позволяет сооружать на его основе только одноэтажные здания, поскольку дома, построенные по известной технологии, не обладают достаточной жесткостью каркаса. Последнее обусловлено тем, что горизонтальные элементы (балки) рамочного элемента являются перекрытием здания и опираются на одиночную стойку, при этом роль обвязки рамочных элементов каркаса выполняет наружная боковая обшивка здания брусом. Кроме того, поскольку балки рамочного элемента являются перекрытием здания, то для повышения жесткости каркаса их необходимо ставить как можно ближе друг другу. В результате это накладывает ограничения на выполнение и размеры оконных и дверных проемов. При этом конструкция рамочных элементов не позволяет использовать их для формирования каркаса внутренних несущих стеновых ограждений, что усложняет сборку каркаса здания, снижает технологичность сборки.
Предлагаемая полезная модель решает задачу создания деревянного каркаса здания, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в возможности увеличения этажности здания за счет повышения жесткости конструкции каркаса, в повышении технологичности и упрощения сборки каркаса за счет универсальности рамочных элементов.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что в деревянном каркасе здания, состоящем из идентичных деревянных рамочных элементов, установленных вертикально и на расстоянии друг от друга, новым является то, что каркас содержит обвязку из бруса размером в сечении 150×200 мм, закрепленную на фундаменте здания, а рамочные элементы образованы двумя боковыми стойками из доски, размером в сечении 50×150 мм, и средней стойкой из бруса, размером в сечении 150×150 мм, связанными по верху общей обвязкой из сдвоенной доски, каждая размером в сечении 150×100 мм, которые в угловых стыках здания соединяются на угловых стойках из бруса, размером в сечении 150×200 мм, причем относительная отметка верха обвязки из сдвоенной доски и угловых стоек из бруса одинаковы, при этом рамочные элементы установлены и закреплены на обвязочном брусе с образованием каркаса несущих стеновых ограждений, наружного и внутренних, первого этажа каркаса здания, а на обвязке из сдвоенной доски по верху рамочных элементов предыдущего этажа установлены и закреплены рамочные элементы, образующие каркас несущих ограждающих конструкций последующих этажей здания, причем рамочные элементы установлены друг от друга на расстоянии, равном расстоянию между средней и боковой стойкой, при этом угловые стойки из бруса первого этажа закреплены на обвязке из бруса, а угловые стойки из бруса последующих этажей закреплены на обвязке из сдвоенной доски рамочных элементов предыдущего этажа, кроме того в каркасе между средними стойками соседних рамочных элементов выполнены оконные и дверные проемы, которые закреплены перемычками, выполненными из бруса, размером в сечении 150×100 мм и 150×150 мм соответственно.
Заявленный технический результат достигается следующим образом. Существенные признаки формулы полезной модели: «Деревянный каркас здания, состоящий из идентичных деревянных рамочных элементов, установленных вертикально и на расстоянии друг от друга,…» являются неотъемлемой частью заявленного устройства и обеспечивают его работоспособность, а, следовательно, обеспечивают достижение заявленного технического результата.
В заявленном каркасе идентичные рамочные элементы установлены и закреплены на обвязочном брусе с образованием каркаса несущих стеновых ограждений, наружного и внутренних, первого этажа каркаса здания, а на обвязке из сдвоенной доски рамочных элементов предыдущего этажа установлены рамочные элементы, образующие каркас несущих ограждающих конструкций последующих этажей здания Возможность использования в заявленном каркасе здания идентичных рамочных элементов для образования каркаса как для наружных, так и для внутренних стеновых ограждений, повышает технологичность и скорость сборки каркаса. При этом в заявленном каркасе рамочные элементы образованы двумя боковыми стойками из доски, размером в сечении 50×150 мм, и средней стойкой из бруса, размером в сечении 150×150 мм, связанными по верху общей обвязкой из сдвоенной доски, каждая размером в сечении 150×100 мм, которые в угловых стыках здания соединяются на угловых стойках из бруса, размером в сечении 150×200 мм, то есть, в заявленном каркасе рамочные элементы формируют в процессе монтажа каркаса здания, что упрощает монтаж каркаса здания и ускоряет процесс строительства. Возможность соединения рамочных элементов общей обвязкой повышает жесткость конструкции, а выполнение относительной отметки верха обвязки из сдвоенной доски и угловых стоек из бруса одинаковыми, в совокупности с первым, обеспечивает выровненную поверхность обвязки, что позволяет выполнить здание этажным, используя обвязку рамочных элементов для установки каркаса стеновых ограждений выше стоящих этажей здания: «…при этом рамочные элементы установлены и закреплены на обвязочном брусе с образованием несущих стеновых ограждений, наружного и внутренних, первого этажа каркаса здания, а на обвязке из сдвоенной доски рамочных элементов предыдущего этажа установлены рамочные элементы, образующие несущие ограждающие конструкции последующих этажей здания,…». При этом, наличие обвязки из бруса, закрепленной на фундаменте здания, общей обвязки из сдвоенной доски по верху рамочных элементов, крепление угловых стоек из бруса первого этажа на обвязке из бруса, угловых стоек из бруса последующих этажей на обвязке из сдвоенной доски рамочных элементов предыдущего этажа, а также установка и закрепление рамочных элементов на обвязочном брусе по периметру и на обвязке из сдвоенной доски рамочных элементов предыдущего этажа, а также заявленные размеры сечения обвязочного бруса, угловых стоек из бруса, стоек рамочных элементов и обвязочной доски (рамочные элементы образованы двумя боковыми стойками и средней, размером в сечении 50×150 мм и 150×150 мм. соответственно; обвязочный брус и брус в угловых стыках размером в сечении 150×200), обеспечивают требуемую жесткость каркаса и позволяют формировать каркас многоэтажного деревянного здания, выполняющего функции несущей конструкцией здания, обеспечивающего прием статических и динамических нагрузок и перенос их на фундамент здания.
В заявленном каркасе рамочные элементы установлены друг от друга на расстоянии, равном расстоянию между средней и боковой стойкой. В результате все стойки стенового ограждения установлены на равном расстоянии друг от друга. Это позволяет, выбирая величину расстояния между стойками рамочного элемента, выполнять необходимые стеновые проемы в каркасе здания между средними стойками рамочного элемента, не снижая жесткости конструкции вцелом. Одновременно это позволяет, выбирать расстояние между средней и боковой стойкой рамочного элемента исходя из условий повышения технологичности сборки каркаса здания и технологичности выполнения в дальнейшем отделочных внутренних и наружных работ. В частности, выбор расстояния между средней и боковой стойкой рамочного элемента, исходя из принятых разработчиком проекта здания размеров оконных и дверных проемов, позволяет выполнять для них в каркасе здания стеновые проемы, не нарушая целостности средних стоек рамочных элементов, выполненных из бруса 150×150 и принимающих основную нагрузку на стеновое ограждение, т.е. не снижая жесткости конструкции. При этом, поскольку оконные и дверные проемы закреплены перемычками, выполненными из бруса, размером в сечении 150×100 мм и 150×150 мм соответственно, то жесткость конструкции не снижается.
В свою очередь, возможность выполнения дверных и оконных проемов без нарушения целостности средних стоек рамочных элементов из бруса, т.е. не снижая жесткости конструкции каркаса, позволяет практически на любом этапе строительства варьировать планировкой квартир в широких пределах, особенно в случае квартир-студий, что повышает технологичность конструкции заявленного каркаса. Это позволяет, имея первоначально запроектированные квартиры студии, т.е. без внутренних перегородок, единым пространством, трансформировать планировку внутри здания под индивидуальный заказ с возможностью совмещения помещений в пространстве одного этажа и помещений друг над другом (двух ярусные квартиры).
Возможность выбора расстояния между средней и боковой стойками рамочного элемента с учетом ширины утеплительного материалов позволяет избежать «мостиков холода», а выбор этого расстояния с учетом ширины отделочного материала повышает эстетичный вид здания, как изнутри, так и снаружи, и, кроме того, ускоряет процесс сборки здания, так как устраняет операцию раскроя отделочного материала. В результате упрощается сборка каркаса и повышается его технологичность.
Кроме того, выполнение рамочных элементов из бруса и доски с размерами, соответствующими формуле изобретения, позволяет получить ячеистую конструкцию стенового ограждения, готовую к использованию в качестве многослойной стеновой панели, что упрощает и ускоряет сборку здания и повышает технологичность заявленного каркаса.
Из вышеизложенного следует, что рамочный элемент, используемый в заявленном каркасе деревянного здания, является унифицированным, позволяющим его использовать как в качестве несущей конструкции для наружных и внутренних стеновых ограждений, обеспечивающей требуемую жесткость каркаса, так и в качестве ячеистой конструкции для многослойной стеновой панели. В результате за счет универсальности рамочных элементов повышается технологичность и упрощается сборка каркаса деревянного здания, сокращается время для его возведения, обеспечивается возможность увеличения этажности здания.
Таким образом, предлагаемый деревянный каркас здания при осуществлении обеспечивает технического результата, заключающегося в возможности увеличения этажности здания за счет повышения жесткости конструкции каркаса, в повышении технологичности и упрощения сборки каркаса за счет универсальности рамочных элементов.
На фиг.1 изображен деревянный каркас первого и второго этажей здания; на фиг.2 - узел соединения средней стойки рамочного элемента и обвязочной доски; на фиг.3 - то же, вид А-А; на фиг.4 - узел крепления средней стойки рамочного элемента к обвязочному брусу; на фиг.5 - то же, вид Б-Б; на фиг.6 - устройство перемычки над дверным или оконным проемом; на фиг.7 - то же, вид сбоку; на фиг.8 - узел стыковки обвязочного бруса поверх фундамента; на фиг.9 - то же, вид А-А -; на фиг.10 - устройство углового соединения обвязочного бруса; на фиг.11 - то же, вид Б-Б.
Заявленный деревянный каркас здания содержит обвязочный брус 1, размером в сечении 150×200, закрепленный на фундаменте 2 здания, и идентичные деревянные рамочные элементы 3, установленные вертикально и на расстоянии друг от друга. Рамочные элементы 3 образованы боковыми стойками 4, 5 из доски, размером в сечении 50×150 мм, и средней стойкой 6 из бруса, размером в сечении 150×150 мм, и, связывающей их по верху общей обвязкой 7 из сдвоенной доски 8, 9 каждая размером в сечении 150×100 мм, которые в угловых стыках соединяются на угловых стойках 10 из бруса, размером в сечении 150×200 мм. Относительная отметка верха обвязки 7 из сдвоенной доски 8, 9 и угловых стоек 10 из бруса одинаковы. Рамочные элементы 3 установлены и закреплены на обвязочном брусе 1 с образованием несущих стеновых ограждений, наружного и внутренних, первого этажа каркаса здания, а на обвязке 7 по верху рамочных элементов предыдущего этажа из сдвоенной доски 8, 9 установлены рамочные элементы 3, образующие несущие ограждающие конструкции последующих этажей здания. Рамочные элементы 3 установлены друг от друга на расстоянии, равном расстоянию между средней 6 и боковой стойкой 4 (5). Угловые стойки 10 из бруса на первом этаже установлены на обвязке из бруса 1, а угловые стойки 10 из бруса на последующих этажах установлены на обвязке 7 из сдвоенной доски 8, 9 предыдущего этажа. В каркасе между средними стойками 6 соседних рамочных элементов 3 выполнены оконные и дверные проемы (на фиг.1 не показано), которые закреплены перемычками 11, выполненными из бруса 12, размером в сечении 150×100 мм и 150×150 мм соответственно (фиг.6, 7). Брус 12 крепится к боковой стойке 4 (5) встык саморезами по дереву 13 и усиленным крепежным уголком 14.
Заявленный деревянный каркас здания собирают следующим образом. Рекомендуемое максимальное количество этажей - три. Обвязочный брус 1 укладывают на гидроизоляцию 15 фундамента 2 и закрепляют на нем посредством анкеров 16 и самореза по дереву 17 (фиг.8, 9).
Устройство углового соединения обвязочного бруса изображено на фиг.10, 11. Угловое соединение выполняют таким образом, чтобы относительная отметка поверхности соединения брусов и бруса обвязки были одинаковы. Присоединяемый обвязочный брус 18 крепится к основному брусу саморезом 19 по дереву. При этом основной брус 1 по обе стороны от места соединения крепится анкерами 20.
Затем на обвязочный брус 1 устанавливают вертикально средние стойки 6 рамочных элементов 3 из бруса, размером 150×150 мм (фиг.4, 5). Стойки 6 крепят к обвязочному брусу 1 временными откосами (не показано) и с двух сторон - крепежными усиленными уголками 21.
После чего между стойками 6 из бруса на обвязочный брус 1 ставят на равном расстоянии и фиксируют по две вертикальные стойки 4, 5 из доски, размером 50×150 мм. Стойки 4, 5 крепят к обвязочному брусу 1 гвоздями крест накрест.
Стойки 4, 5, 6 связывают по верху общей обвязкой 7 из сдвоенной доски 8, 9, каждая размером в сечении 150×100 мм, которые в угловых стыках здания соединяются на угловых стойках 10 из бруса, размером в сечении 150×200 мм. При этом относительная отметка верха обвязки 7 и угловых стоек 10 из бруса одинаковы. В результате образуется каркас несущих наружных и внутренних стеновых ограждений здания из рамочных элементов 3 с двумя боковыми стойками 4, 5 из доски, размером в сечении 50×150 мм, и средней стойкой 6 из бруса, размером в сечении 150×150 мм с общей обвязкой 7 по верху из сдвоенной доски 8, 9, каждая размером в сечении 150×100 мм, которые установлены друг от друга на расстояние, равное расстоянию между средней 6 и боковой 4 (5) стойкой.
Затем в каркасе между средними стойками 6 соседних рамочных элементов 3 выполняют оконные и дверные проемы (на фиг.1 не показаны), которые закрепляют перемычками, выполненными из бруса, размером в сечении 150×100 мм и 150×150 мм соответственно (фиг.6, 7).
Далее собирают каркас второго этажа здания. На обвязку 7 рамочных элементов 3 первого этажа устанавливают вертикально средние стойки 6 рамочных элементов 3 из бруса, размером 150×150 мм (фиг.4, 5). Стойки 6 устанавливают на обвязку 7 по общей вертикальной осевой линии со стойками 6 нижнего этажа (фиг.4, 5).
Соединение средних стоек из бруса 6 с досками 8, 9 обвязки 7 выполняют следующим образом (фиг.2, 3). Нижнюю доску 8 обвязки 7 соединяют со стойкой 6 ниже лежащего этажа гвоздями 22. После наложения второй доски 9 обвязки 7, стойку 6 следующего этажа соединяют с обеими досками 8, 9 посредством усиленных уголков 23, закрепленных на стойке 6 и второй доске 9 саморезами 24 по дереву с длиной, обеспечивающей соединение досок 8, 9.
После чего, по аналогии с вышеописанным, на обвязку 7 между стойками 6 из бруса, так же по общей вертикальной осевой линии с нижними стойками 4, 5, ставят на равном расстоянии и фиксируют по две вертикальные стойки 4, 5 из доски, размером 50×150 мм. Стойки 4, 5 крепят к обвязке 7 гвоздями крест накрест.
Стойки второго этажа 4, 5, 6 связывают по верху общей обвязкой 7 из сдвоенной доски 8, 9, каждая размером в сечении 150×100 мм, которые в угловых стыках здания соединяются на угловых стойках 10 из бруса, размером в сечении 150×200 мм. При этом относительная отметка верха обвязки 7 и угловых стоек 10 из бруса одинаковы. Далее последовательность сборки вышестоящих этажей каркаса здания повторяется.
Для обеспечения технологичности целесообразно перед установкой рамочных элементов выполнять установку в проектное положение балок перекрытия пола на обвязочный брус 1 и далее - на обвязку 7. Балки перекрытия пола на фиг.1 не показаны, чтобы не затемнять чертеж.