Отсутствие усадки каркасных строений: причины
Необычайно малая величина усадки каркасных строений, связана с качеством калибрования древесных строительных единиц и с конструктивными особенностями, применения их в силовом каркасе жилища.
Калибрование – это термическое высушивание древесины до нормативных показателей и фрезерование либо строжка заготовки, в необходимую форму и размер.
Термальная сушка в конвекционных камерах выгоняет свободную и связанную влагу из древесины, тем самым обеспечивая ее допустимую размерную стабильность.
![Фото 1. Строительство каркасного дома](/upload/medialibrary/c45/upgb3um9jygig9158pfu68cda1a6u18s/watermark/stroitelstvo-karkasnogo-doma.jpg)
Фото 1. Строительство каркасного дома
Причины минимальной усадки каркасных сооружений
- Профессиональная постройка каркасного строения полагает применение деревянных элементов термальной сушки. Это выступает надежным гарантом стабильности всех используемых строительных единиц. Их усадка - не велика.
- Все вертикально сориентированные элементы конструктива здания, испытывают только один вид усадки влияющий на общую геометрию здания. Это линейная усадка вдоль волокон, чьи показатели 0.1 – 0.3%, изучены учеными, и закономерно признаны - не критичными.
Не сушеный материал
Пиломатериалы различаются и классифицируются специалистами по степени влажности
- Пиломатериалы естественной сушки, из воздушно-сухой древесины. Влажность 15 – 20%. В строительном языке их зачастую называют пиломатериалы естественной влажности
- Пиломатериалы технологической сушки, из комнатно-сухой древесины. Влажность 8-12%. В одном из строительных определений, такую влажность древесины, именуют монтажной влажностью.
![Фото 2. Каркасные дома на сваях](/upload/medialibrary/080/bk3q2pak6i0azojvd3x91ldktpshab3s/watermark/karkasnie-doma-na-svayah.jpg)
Фото 2. Каркасные дома на сваях
Строительные единицы (брус, доски) естественной сушки, стоят намного дешевле, чем те же самые пиломатериалы, высушенные технологическим путем в термокамерах. В это нет ничего удивительного, древесина которая не прошла техническую сушку, не пригодна для создания каркасов в объектах высокой степени ответственности (жилых зданий). Снижение уровня влажности у таких строительных материалов всегда ведет к их усушке и короблению. Все эти процессы на деревянных материалах естественной влажности, выражены чрезвычайно сильно.
По единому мнению, ученых и инженеров – архитекторов, нестабильность пиломатериалов естественной влажности, может стать критически опасной для качества каркасной конструкции, каркасного здания. СНиП 2 – 25 – 80 «Деревянные конструкции», прямо рекомендует, применять для построек высокой степени ответственности, пиломатериал с влажностью от 8-12%. Это, как раз градация деревянных строительных единиц технической сушки. Что бы не произошла усадка каркасного дома, надо применять именно такой пиломатериал технической сушки.
![Фото 3. Дом каркасный на винтовых сваях](/upload/medialibrary/1bf/eh9w4l3cpk0txa8nbekxgda1hougz3c2/watermark/dom-karkasniy-na-vintovih-svayah.jpg)
Фото 3. Дом каркасный на винтовых сваях
Каркас естественной влажности
Решение о создании каркаса, каркасного здания, из пиломатериалов естественной влажности - глубоко ошибочное, чем бы оно не было вызвано. Это единственный вариант, где усадочные процессы в каркасном домостроении, будут столь ярко видны, что могут привести к печальным последствиям.
Причин выбирать такие губительные для будущего здания, технические решения - не столь много:
- Желание сэкономить деньги. Пиломатериалы естественной влажности, стоят намного дешевле, чем точно такие же по сортаменту, но прошедшие сушку в термальных камерах. Разница в цене у такой древесины, дифференцировано равна разнице в качестве.
- Отсутствие специальных знаний. Зачастую, заказчик просто не разбирается на должном уровне в свойствах древесины, или добросовестно обманывается не этичными «строителями». Которые готовы построить, но совершенно не планируют нести ответственность перед клиентом за свою работу.
![Фото 4. Каркас естественной влажности](/upload/medialibrary/ea1/a7hy9391ce2hcjkuwqi49jjl2bzquy8t/watermark/karkas-estestvennoy-vlajnosti.jpg)
Фото 4. Каркас естественной влажности
Каркасная конструкция из таких пиломатериалов, это как мина замедленного действия с включённым обратным отсчетом на таймере. Пиломатериалы естественной сушки, после установки будут стремительно терять влагу. Тангенциальная, радиальная и объемная усушки, проявят себя очень ярко. Начнутся процессы усадки каркасного дома. Элементы конструкции станут уменьшатся в диаметре, и при этом менять свою геометрию. Учитывая, что усушка будет идти форсировано, и при этом не равномерно, а древесина имеет сильно выраженные ортотропные и анизотропные свойства, - начнется коробление всех деревянных элементов каркаса. Каркас из бруса естественной влажности, будет крутить и выгибать.
![Фото 5. Каркас дома](/upload/medialibrary/54d/iaqhqzm0be6867mp1ds3xxcf1aqzxr6j/watermark/karkas-doma.jpg)
Фото 5. Каркас дома
В следствие этого во всех узлах конструкции, в местах крепления стоек, балок, перемычек, обвязок, стропил и их подкосов, возникнут излишние напряжения. Каркас сооружения утратит стабильность. В практике многократно бывало, что усыхающий материал, «срезал», не только саморезы, но и даже ершенные гвозди, при этом полностью разрушая узел конструкции. Те, кто говорит, что жестко закрепленные в каркасе доски не пострадают от ее усадки, либо не разбирается в вопросе, либо лукавит, обманывая клиента. Усушка пиломатериалов естественной сушки смонтированных в каркас жилья, переходит в усадку, а в след за ней начинается утрата формы деревянным изделием, выраженная в короблении.
Спустя достаточно короткое время, заказчик, спланировавший применение в каркасе древесины естественной влажности, поймет, что полученная экономия выявляется в дополнительных расходах на ремонт уже построенного жилья. К сожалению, есть много случаев которые говорят даже о частичном разрушении подобных каркасных сооружений. Ситуации поучительные, но заказчиков по-человечески – жалко.
![Фото 6. Каркасное домостроение](/upload/medialibrary/0df/8dyusljgt325m0zbqorpwlglbnfbk2ft/watermark/karkasnoe-domostroenie.jpg)
Фото 6. Каркасное домостроение
Следует помнить, качественное каркасное домостроение проводить древесинным материалом естественной влажности, невозможно даже технически. Это - грубейшее нарушение строительной технологии. Профессиональные строители, всегда этичны к заказчику, они ответственно относятся результатам своей работы, и никогда не посоветуют применять в каркасе здания пиломатериал естественной влажности.
Усадка каркасов из металла
Коэффициент теплового расширения металлов (сплавов) – это измеряемое качество металлического тела, характеризующее его (объемную и линейную) реакцию на увеличение температуры тела на 1 К, при стабильном атмосферном давлении.
Металл каркаса имеет коэффициент теплового расширения, причем у каждого сплава он свой. Работа коэффициента выражается в том, что при нагреве, металлическое изделие расширяется, при остывании - сужается.
![Фото 7. Металлический каркас дома](/upload/medialibrary/176/7wozeyzlun9uu2zv10onr8xe8tvl5aio/watermark/metallicheskiy-karkas-doma.jpg)
Фото 7. Металлический каркас дома
Чем выше коэффициент, тем сильнее расширение. Отрицательные значения этого коэффициента в расчет не берем, это лишь исключения касающиеся редких прецензионных сплавов и композитов с заданными свойствами, подтверждающие правила.
Усталость металла каркаса – это постепенное разрушение структуры металла на молекулярном уровне, в следствие (постоянных, цикличных, переменных) деформационных нагрузок, выражаемое в деградации его механических свойств.
Металлические каркасные конструкции подвержены тепловым расширениям, и усталости. При нагреве они увеличиваются в размерах, при остывании уменьшаются, во время постоянных нагрузок накапливают усталость металла внутри своей структуры, и разрушаются. Это не усадка в чистом виде, как у древесины, но механизмы и реакции металлических каркасов – схожие. Оценив эти свойства и реакции металлических изделий на нагрев и нагрузки, вдумчивый читатель уже понимает, что каркас из металла — это не незыблемая математическая константа, он тоже может по-своему «усаживаться».
Каркасные постройки из металла, не плохи и не хороши. В них есть свои плюсы и минусы. Это дело вкуса заказчика из чего строить свое жилище. Металлические каркасы, должны обязательно быть покрыты термозащитой. Без этого коэффициенты температурного расширения, будут негативно влиять на них. Конструкция утратит пространственную жесткость, и станет зыбкой, в итоге жилище будет «ходить ходуном». Проектирование такого жилища требует величайшей скрупулезности, в расчётах несущих конструкций, ребер жесткости и прочих узлов.
![Фото 8. Металлокаркас для частного дома](/upload/medialibrary/2e4/az7mk4iqwn0104yuwxbqr8p9bq36wqni/watermark/metallokarkas-dka-chastnogo-doma.jpeg)
Фото 8. Металлокаркас для частного дома
Осадка и усадка фундамента
Осадка фундамента (основания) – это процесс погружения фундамента здания в почву, вызванный уплотнением грунта (переориентацией почвенных фракций в более плотную структуру), под фундаментом в результате давления здания на почву.
Осадки фундаментов классифицируются на следующие:
- Не равномерная осадка. Это разность абсолютных осадок структуры или связанных элементов, одного и того же фундамента.
- Усадка – это изменение линейных размеров и формы деревянного (брусового, бревенчатого или каркасного) дома, в результате утраты влажности (усушки) его деревянными элементами.
- Чрезмерная осадка. Это осадка фундамента, происходящая в результате уплотнения грунта или его деформации под основанием, от нагрузок сооружения на него выше расчетных.
Здесь отчетливо видно, что усадка деревянного каркаса конструкции, с точки зрения фундаментальной строительной науки, оценивается лишь, как частный случай осадки фундамента. В нескорых семантических построениях (словосочетаниях), этот процесс называют усадкой фундамента.
Обычная осадка фундамента, как и типовая усадка каркасного сооружения, это естественные, прогнозируемые и изученные физико – механические строительные процессы.
![Фото 9. Дом на железобетонных сваях](/upload/medialibrary/928/juit1apmx0fhmwz1152k94p2cupnsatj/watermark/dom-na-jelezobetonnih-svayah.jpg)
Фото 9. Дом на железобетонных сваях
Неправильная осадка фундамента: причины
Неправильная осадка фундамента здания является следствием:
- Ошибки в анализе геомеханической модели грунта
- Неправильными расчетами несущих способностей фундамента.
- Ошибки в расчете несущих способностях грунта под его подошвой.
- Нарушение норм заглубления фундамента. Заложение его выше норматива.
- Увеличение выше проектируемого веса сооружения, превышающее запас несущих возможностей, как фундамента, так грунта под ним.
- Нарушение технологии любой из основных строительных операций по созданию уплотнённой песчано - гравийной «подушки», неправильно выполненный дренаж, плохое армирование фундамента, ошибки в его бетонировании.
- Низкая квалификация исполнителей в любом из звеньев, выполняющих работы по созданию фундамента, инженера – геотехника, проектировщика, инженера архитектора, прораба, рядовых монтажников – монолитчиков.
- Чрезмерно длительная эксплуатация здания.
- Резкое природное увеличение выше прогнозируемых нормативов, количества или уровня залегания грунтовых вод, внутри геомеханической модели под подошвой фундамента.
Любая из этих ситуаций или сумма нескольких из них, приведет к неправильной осадке фундамента. Результатом неправильной осадки фундамента могут быть трещины в фундаменте, цоколе, несущих стенах, плитах перекрытий. Для здания и его владельца - это может грозить очень неприятными, и даже трагическими последствиями.
![Фото 10. Возведение каркаса дома на железобетонных сваях](/upload/medialibrary/e14/hvt0cfpuv9tan2h0j13tzxgpozjn97hq/watermark/vozvedenie-karkasa-na-jelezobetonnih-svayah.jpg)
Фото 10. Возведение каркаса дома на железобетонных сваях
Обычно все эти вышеуказанные факторы (кроме 8 и 9) вызваны, ошибочной попыткой заказчика, сэкономить на качестве применяемых материалов, и профессиональном уровне исполнителей проекта жилища.
Осадки свайного фундамента каркасного дома
Осадка свайного фундамента – это изменение уровня залегания свай внутри грунта, в результате получения нагрузок от эксплуатируемого дома. Причинами осадки свайного основании (фундамента) являются неверные расчеты несущей способности геомеханической модели почвы на заданной глубине под свайную группу, и устойчивости фундамента в ней. Обычно эти недочеты происходят на стадии проектирования.
Каркасное строение на свайном основании - это один из самых надежных вариантов. Если применяются винтовые сваи, то к надежности, добавляется, что не мало важно, еще и практичность. Каркасный дом на сваях - это технологически верное решение.
Чем глубже в геомеханической модели находятся слои почвы, тем в результате давления, там плотнее структура грунта, и закономерно выше его несущая способность. Поэтому сваи, уходящие в почву глубже уровня промерзания, опираясь на очень плотный грунт, надежно держат на себе фундамент и стоящее на нем каркасное строение. Взаимосвязь очень несложная, чем плотнее порода под подошвой сваи, тем меньше будет осадка фундамента.
![Фото 11. Каркасный дом на винтовых сваях](/upload/medialibrary/6e6/j3q1oykrazzqfbjvnldenhdu3kbd9e3l/watermark/karkasniy-dom-na-vintovih-svayah.jpg)
Фото 11. Каркасный дом на винтовых сваях
СНиП 2.02.01 «Деформация зданий и сооружений», с научной дотошностью предусматривает допустимый диапазон осадки свайных фундаментов. Допустимая осадка основания происходит равномерно по всему пятну застройки, и не ведет к разрушительным последствиям для фундамента и здания.
Каркасные строения под усадку: зачем?
С точки зрения научного подхода к строительству, эта фраза звучит технически ошибочно, так как усадка каркасного сооружения не является значимым показателем. В некоторых, очень редких случаях, заказчик разбивает строительство каркасного дома на этапы, с точки зрения пошаговых инвестиций в свой проект.
Технические решения, растянутые в общем на год, выглядят примерно так:
- Фундамент из винтовых свай с ростверком.
- Монтаж каркаса стен и стропильной группы.
- Завершение «теплого контура». Монтаж пирога утепления в стены, обшивка их фасадными панелями и настил кровли.
- Внутренняя отделка.
Экономии средств заказчику - это не принесет, а напротив в общем, будет стоить дороже. Если строит крупная клиентоориентированая строительная компания, то возможно они возьмутся за такой долгий поэтапный проект, но только сугубо по причине этичности к заказчику.
Профессионалы, которые могут в спокойном режиме сделать всю работу по постройке каркасного дома «под ключ» (вместе с внутренней отделкой), за 2 – 3 месяца, чрезвычайно не любят растягивать подобный производственный процесс - на год. В таком случае им придется на каждом этапе заново организовывать работы, а перед этим еще инженер архитектор и прораб будут проверять, не повреждена ли конструкция, которая стояла несколько месяцев, без ее онлайн контроля через камеры.
![Фото 12. Дом каркасный под усадку](/upload/medialibrary/81e/acn2xk5ulia76k8ls5w6r90z0r2wijkr/watermark/dom-karkasniy-pod-usadku.jpg)
Фото 12. Дом каркасный под усадку
Специалисты компании «Домостроительные технологии Павла Усманова» считают. Постройка каркасного дома «под усадку», - это последовательное, без пауз, выполнение 1, 2, 3 этапов, (в виде полного создания «теплого контура») каркасного дома под крышей. Потом, после паузы, необходимой заказчику, выполнение комплекса всей внутренней отделки. В процессе паузы, клиент, как раз может оценить «усадку» здания, и финансово организоваться для оплаты внутренней отделки. В таком технологически верном варианте, крупные строительные компании работают с удовольствием.
Конструктивные элементы, которые могут усаживаться
Все деревянные строительные единицы примененные в процессе постройки и отделки фасада каркасного сооружения, могут быть подвержены процессам усушки. Внутренней отделки из дерева - это тоже касается. Усадка - это физика поведения древесины.
- Ростверк.
- Обвязка стен.
- Стропильная группа (каркас крыши).
- Пол.
- Деревянные облицовочные панели на фасаде и внутри дома.
Резюмируем
Любой дом из любого материала - подвержен осадке (усадке). Это естественный процесс, равнозначно связанный с гравитационным полем Земли и с индивидуальными свойствами применяемых строительных материалов. В деревянных строениях из бревен или бруса, усадка - очень велика, она продолжается по несколько лет. По сравнению с ними, каркасный дом - фактически не усаживается.
Для того, чтобы построить хороший каркасный дом, не надо пытаться экономить на строительных процессах, качестве применяемых материалов и профессиональном уровне исполнителей. Это - очень рискованная экономия.
Следует обращаться в крупную клиентоориентированую строительную компанию. Ее производственная база и интеллектуальный потенциал проектировщиков, инженеров – архитекторов, прорабов и монтажников, сгенерирует вашему дому профессиональное качество. Стоимость работ в рынке среди крупных компаний, примерно одинаковая, плюс минус 10 – 15% от сметы.
![Фото 13. Строительство каркасных домов и бань](/upload/medialibrary/818/rsfrnp99wloanq5s8spjyju5j1y0vnb1/watermark/stroitelstvo-karkasnih-domov-i-ban.jpg)
Фото 13. Строительство каркасных домов и бань
Наша компания «Домостроительные технологии Павла Усманова», именно такая. Мы уже больше 10 лет строим загородные дома и коттеджи в полном цикле, и «под ключ». Помимо капитальных домов из теплой керамики, автоклавного газобетона, мы строим, и каркасные дома. Проектирование домов каркасного типа — это тоже наш профиль. Если пожелаете мы с радостью, построим и вам. Мы работаем для вас в Москве и Санкт – Петербурге.