Обрамление (конструкция)

редактировать

Строящийся деревянный каркасный дом - в этом примере каркаса платформы расположение верхнего этажа легко определяется широкие балки между этажами, и верхняя конструкция опирается на эту платформу. Возведение деревянного каркаса в Сабах, Малайзия

Каркас, в строительстве, является соединение частей вместе для придания конструкции опоры и формы. Материалы для обрамления обычно: дерево, инженерное дерево или конструкционная сталь. Альтернативой каркасной конструкции обычно называют массовую конструкцию стен, где горизонтальные слои уложенных друг на друга материалов, таких как бревенчатое здание, кладка, утрамбованная земля, саман и т. Д. Используются без каркаса.

Каркас здания делится на две большие категории: конструкция с тяжелым каркасом (тяжелый каркас), если вертикальных опор мало и они тяжелые, например в деревянный каркас, каркас здания из столбов или стальной каркас ; или конструкция легкого каркаса (легкий каркас), если опор больше и меньше, например, баллон, платформа или каркас из легкой стали. Конструкция легкого каркаса с использованием стандартизированных размерных пиломатериалов стала доминирующим методом строительства в Северной Америке и Австралии из-за экономичности метода; Использование минимального количества конструкционного материала позволяет строителям огораживать большую площадь с минимальными затратами, достигая при этом широкого разнообразия архитектурных стилей.

Современные легкие каркасные конструкции обычно получают прочность за счет жестких панелей (фанера и других подобных фанере композитов, таких как ориентированно-стружечная плита (OSB), используемых для формирования всех или часть секций стен), но до недавнего времени плотники использовали различные формы диагональных связей для стабилизации стен. Диагональные распорки остаются жизненно важной внутренней частью многих кровельных систем, а внутренние ветровые распорки требуются строительными нормами во многих муниципалитетах или отдельными законами штата в Соединенных Штатах. Специальные каркасные стены со сдвигом становятся все более распространенными, чтобы помочь зданиям соответствовать требованиям сейсмостойкости и ветроэнергетики.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Стены
    • 2.1 Углы
    • 2.2 Стенки наружной стены
    • 2.3 Внутренние перегородки
    • 2.4 Перемычки (коллекторы)
    • 2.5 Секции стены
  • 3 Баллонный каркас
  • 4 Материалы
  • 5 Крыши
  • 6 Конструкция
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

История

Исторически сложилось так, что люди соединяли деревянные столбы естественной формы вместе в качестве каркаса, а затем начали использовать соединения для соединения бревен, этот метод сегодня называется традиционным деревянным каркасом или деревянным каркасом. В Соединенных Штатах деревянный каркас был заменен на баллонный каркас, начиная с 1830-х годов. В обрамлении воздушного шара используется множество легких стеновых элементов, называемых шпильками, а не меньшее количество более тяжелых опор, называемых столбами; Компоненты каркаса баллона скрепляются вместе, а не подгоняются с помощью столярных изделий. Шпильки в раме баллона простираются на два этажа от подоконника до плиты. Платформенный каркас заменил баллонный каркас и сегодня является стандартным методом деревянного каркаса. Название происходит от того, что каждый этаж обрамлен как отдельная единица или платформа.

Каркасное строительство редко использовалось в Скандинавии до 20 века из-за обилия древесины, обилия дешевой рабочей силы и превосходства теплоизоляции из бревен; поэтому деревянные каркасы не применялись в первую очередь для неотапливаемых зданий, таких как хозяйственные постройки, хозяйственные постройки и летние виллы, а также для домов до тех пор, пока не была разработана изоляция стен.

Стены

Каркас стен в домостроении включает вертикальные и горизонтальные элементы наружных стен и внутренних перегородок, как несущих стен , так и ненесущих стен. Эти стержневые элементы, называемые шпильками, стеновыми пластинами и перемычками (иногда называемыми заголовками), служат в качестве основы для крепления всего укрывного материала и поддерживают верхнюю напольные площадки, обеспечивающие боковую прочность вдоль стены. Платформы могут быть коробчатой ​​конструкцией потолка и крыши или потолка и этажа балок из рассказа выше. В строительстве эта техника по-разному называется палкой и рамой, палкой и платформой или палкой и ящиком, поскольку палки (стойки) придают конструкции вертикальную опору, а секции пола в форме коробки с балками находятся в пределах длины. -длинные стойки и перемычки (чаще называемые заголовками), выдерживают вес всего, что находится выше, включая следующую стену и крышу над верхним этажом. Платформа также обеспечивает боковую поддержку против ветра и удерживает вертикальные и квадратные стенки палки. Любая нижняя платформа выдерживает вес платформ и стен выше уровня составляющих ее компонентов и балок.

Обрамление пиломатериалов подлежит регламентированным стандартам, требующим марки и влажности не более 19%.

Есть три исторически распространенные способы оформления дома.

  • Стойка и балка, которые сейчас используются преимущественно в строительстве сараев.
  • Обрамление воздушных шаров с использованием техники подвешивания полов к стенам было обычным явлением до конца 1940-х годов, но с тех пор каркас платформ стал становятся преобладающей формой строительства дома.
  • Каркас платформы часто формирует секции стены горизонтально на черновом полу перед возведением, облегчая позиционирование стоек и повышая точность, сокращая при этом необходимую рабочую силу. Верхняя и нижняя пластины прибиваются концами к каждой стойке двумя гвоздями длиной не менее 3,25 дюйма (83 мм) (16d или 16 гвоздей для пенни). Шпильки как минимум удваиваются (образуя стойки) в отверстиях, шпилька домкрата обрезается, чтобы принять перемычки (коллекторы), которые устанавливаются и прибиваются к концам через внешние стойки.

Обшивка стен, обычно из фанеры или другого ламината, является обычно применяется к каркасу перед монтажом, что устраняет необходимость в строительных лесах и снова увеличивает скорость и сокращает потребности в людях и расходах. Некоторые типы наружной обшивки, такие как пропитанная асфальтом древесноволокнистая плита, фанера, плита с ориентированной стружкой и вафельная плита, обеспечат надлежащую фиксацию выдерживать боковые нагрузки и сохранять квадратную форму стены. (Строительные нормы в большинстве юрисдикций требуют жесткой фанерной обшивки.) Другие, такие как жесткое стекловолокно, древесноволокнистая плита с асфальтовым покрытием, полистирол или полиуретан, не подойдут. В этом последнем случае стена должна быть усилена диагональной деревянной или металлической распоркой, вставленной в стойки. В юрисдикциях, подверженных сильным ветрам (страны с ураганами, аллеи торнадо ), местные нормы или законы штата, как правило, требуют наличия диагональных ветровых скоб и жесткой внешней оболочки независимо от типа и вида наружных атмосферостойких покрытий.

Углы

Стойка с несколькими стойками, состоящая, по крайней мере, из трех стоек или их эквивалента, обычно используется на внешних углах и пересечениях для обеспечения хорошей связи между прилегающими стенами и обеспечения опора для гвоздей для внутренней отделки и внешней обшивки. Углы и перекрестки, однако, должны быть обрамлены как минимум двумя стойками.

Гвоздями опора для краев потолка требуется в месте соединения стены и потолка, где перегородки проходят параллельно потолочные балки. Этот материал обычно называют валежной древесиной или основой.

Стойки наружных стен

Каркас стен в доме конструкция включает вертикальные и горизонтальные элементы наружных стен и внутренних перегородок. Эти элементы, называемые шпильками, стеновыми плитами и перемычками, служат в качестве основы для крепления всего облицовочного материала и поддерживают верхние этажи, потолок и крышу.

Шпильки наружных стен являются вертикальными. элементы, к которым крепятся обшивка стены и облицовка. Они опираются на нижнюю плиту или фундаментный подоконник и, в свою очередь, поддерживают верхнюю плиту. Шпильки обычно состоят из пиломатериалов размером 1,5 на 3,5 дюйма (38 мм × 89 мм) или 1,5 дюйма × 5,5 дюйма (38 мм × 140 мм) и обычно расположены с интервалом 16 дюймов (410 мм) по центру. Это расстояние может быть изменено на 12 или 24 дюйма (300 или 610 мм) по центру в зависимости от нагрузки и ограничений, накладываемых типом и толщиной используемого настенного покрытия. Можно использовать более широкие шпильки размером 1,5 дюйма × 5,5 дюйма (38 мм × 140 мм) для обеспечения места для дополнительной изоляции. Изоляция сверх той, которая может быть размещена в пространстве для стойки 3,5 дюйма (89 мм), также может быть обеспечена другими средствами, такими как жесткая или полужесткая изоляция или войлок размером 1,5 дюйма × 1,5 дюйма (38 мм × 38 мм) по горизонтали планки обшивки или жесткая или полужесткая изоляционная оболочка с внешней стороны стоек. Стойки прикрепляются к горизонтальным верхним и нижним стеновым плитам из пиломатериалов 1,5 дюйма (38 мм), которые имеют ту же ширину, что и стойки.

Внутренние перегородки

Межкомнатные перегородки, поддерживающие пол нагрузки на потолок или крышу называются несущими стенами; другие называются ненесущими или просто перегородками. Внутренние несущие стены оформляются так же, как и внешние стены. Шпильки обычно представляют собой пиломатериалы размером 1,5 дюйма × 3,5 дюйма (38 мм × 89 мм), расположенные на расстоянии 16 дюймов (410 мм) по центру. Это расстояние может быть изменено на 12 или 24 дюйма (300 или 610 мм) в зависимости от поддерживаемых нагрузок, а также типа и толщины используемой отделки стены.

Перегородки могут быть построены с размером 1,5 дюйма × 2,5 дюйма (38 мм × 64 мм) или 1,5 дюйма × 3,5 дюйма (38 мм × 89 мм) с шагом 16 или 24 дюйма (410 или 610 мм) по центру в зависимости от типа и толщины используемой отделки стены. Если перегородка не содержит качающейся двери, иногда используются стойки 1,5 дюйма × 3,5 дюйма (38 мм × 89 мм) с шагом 410 мм (16 дюймов) по центру, при этом широкая поверхность стойки параллельна стена. Обычно это делается только для перегородок, ограждающих гардеробные или шкафы, для экономии места. Поскольку перегородки не поддерживают вертикальную нагрузку, в дверных проемах можно использовать одиночные стойки. Верх проема можно перекрыть цельным куском бруса толщиной 1,5 дюйма (38 мм) такой же ширины, как и стойки. Эти элементы служат опорой для крепления гвоздей для отделки стен, дверных коробок и отделки.

Перемычки (заголовки)

Перемычки (или заголовки) - это горизонтальные элементы, размещаемые над окнами, дверьми и другими проемами для переноски. нагрузки на прилегающие стойки. Перемычки обычно состоят из двух кусков пиломатериалов номиналом 2 дюйма (38 мм), разделенных распорками на ширину стоек и прибитых гвоздями вместе, чтобы сформировать единое целое. Перемычки преимущественно прибиваются вместе без прокладок, чтобы сформировать сплошную балку и позволить заполнить оставшуюся полость изоляцией изнутри. Предпочтительный материал прокладки - жесткий утеплитель. Глубина перемычки определяется шириной проема и поддерживаемыми вертикальными нагрузками.

Секции стены

Затем полные секции стены поднимаются и ставятся на место, добавляются временные распорки, а нижние плиты прибиваются через черный пол к элементам каркаса пола. Раскосы должны иметь больший размер по вертикали и позволять регулировать вертикальное положение стены.

После того, как собранные секции прикреплены, они прибиваются вместе по углам и пересечениям. Полоса из полиэтилена часто помещается между внутренними стенами и внешней стеной и над первой верхней пластиной внутренних стен перед установкой второй верхней пластины, чтобы обеспечить непрерывность воздушного барьера , когда эту функцию выполняет полиэтилен.

Затем добавляется вторая верхняя пластина с соединениями, смещенными по крайней мере на одно пространство для стоек от стыков в плите ниже. Эта вторая верхняя пластина обычно перекрывает первую пластину по углам и пересечениям перегородок и, будучи прибита гвоздями, обеспечивает дополнительную связь с каркасными стенами. Если вторая верхняя пластина не перекрывает пластину непосредственно под ней на пересечении углов и перегородок, они могут быть связаны с помощью оцинкованных стальных пластин 0,036 дюйма (0,91 мм) шириной не менее 3 дюймов (76 мм) и длиной 6 дюймов (150 мм), прибивается как минимум тремя гвоздями диаметром 2,5 дюйма (64 мм) к каждой стене.

Обрамление из воздушных шаров

Balloon frame.jpg

Обрамление из воздушных шаров - это метод строительства из дерева, также известный как «Чикагское строительство» в XIX век - использовался в основном в районах, богатых хвойными лесами: Скандинавия, Канада, США до середины 1950-х годов. и около Thetford Forest в Норфолке, Англия. В нем используются длинные непрерывные элементы каркаса (стойки), которые проходят от подоконника к верхней пластине, а промежуточные конструкции перекрытия впускаются внутрь и прибиваются к ним. Здесь высота подоконников, подоконников и высота следующего этажа будут отмечены на шпильках с помощью этажного столба. Когда-то популярный, когда было много длинных пиломатериалов, каркас из воздушных шаров в значительной степени был заменен каркасом платформ.

Неизвестно, кто ввел создание конструкции из воздушных шаров в США. Однако первым зданием, в котором использовался каркас из воздушных шаров, был, вероятно, склад, построенный в 1832 году в Чикаго, Иллинойс, г. Архитектурный критик Зигфрид Гидион сослался на атрибуцию 1880-х годов чикагского архитектора Джона М. Ван Осдела, а также на книгу А.Т. Андреаса «История Чикаго 1885 года», назвав Сноу «изобретателем каркаса воздушного шара. метод '. В 1833 году Августин Тейлор (1796–1891) построил католическую церковь Святой Марии в Чикаго, используя метод баллонного каркаса.

В 1830-х годах Хузье Солон Робинсон опубликовал статьи о революционно новой системе обрамления, которую более поздние строители называли «обрамлением из воздушных шаров». Система Робинсона требовала стандартных пиломатериалов 2х4, скрепленных вместе, чтобы образовать прочный и легкий каркас. Строители не хотели принимать новую технологию, однако к 1880-м годам некоторая форма каркаса 2х4 стала стандартной.

В качестве альтернативы, предшественник каркаса воздушного шара, возможно, использовался французами в Миссури целых тридцать один год.

Название происходит от французского типа конструкции в штате Миссури, maison en boulin, где boulin - это французский термин, обозначающий горизонтальную опору строительных лесов. Историки также сфабриковали следующую историю: когда Тейлор строил свое первое такое здание, церковь Святой Марии, в 1833 году, опытные плотники посмотрели на сравнительно тонкие элементы каркаса, скрепленные вместе гвоздями, и заявили, что этот метод строительства является удачным. не более существенный, чем воздушный шар. Это наверняка унесет следующий ветер! Хотя критика оказалась безосновательной, название прижилось.

Хотя пиломатериалов в Америке было много, квалифицированной рабочей силы там не было. Появление в начале 19 века дешевых гвоздей машинного производства наряду с водными лесопильными заводами сделало каркас из воздушных шаров весьма привлекательным, поскольку для него не требовались высококвалифицированные плотники, как это было с соединениями типа ласточкин хвост, пазы и шипы, необходимые для стоечно-балочной конструкции. Впервые любой фермер мог построить свои собственные здания, не требуя трудоемкого обучения.

Говорят, что конструкции из воздушных шаров населяли запад США и западные провинции Канады. Без этого западные быстроразвивающиеся города не смогли бы расцвести в одночасье. Также вероятно, что за счет радикального снижения затрат на строительство конструкция воздушного шара улучшила возможности укрытия для более бедных жителей Северной Америки. Например, многие рабочие кварталы Новой Англии XIX века состоят из построенных на воздушном шаре трехэтажных жилых домов, называемых трехэтажными домами. Однако для создания конструкции из воздушных шаров требовались очень длинные гвоздики, и, поскольку в 1920-х годах высокие деревья истощились, обрамление платформ стало преобладать.

Необычный пример обрамления воздушных шаров: Круглый сарай Джима Кейни, Аделина, Иллинойс, США

разница между платформой и обрамлением шара - в линиях пола. Стенка баллона шпильками простирается от подоконника первого этажа до верхней плиты или торцевого стропила второго этажа. Стена с платформой, с другой стороны, является независимой для каждого этажа.

Материалы

Материалы для легкого каркаса чаще всего представляют собой дерево или прямоугольную сталь, трубы или С-образные каналы. Деревянные детали обычно соединяются с помощью гвоздей, гвоздей или шурупов; стальные детали соединяются рамными винтами с полукруглой головкой или гайками и болтами. Предпочтительными породами для линейных структурных элементов являются мягкие породы древесины, такие как ель, сосна и пихта. Размеры материала легкой рамы варьируются от 38 на 89 мм (1,5 на 3,5 дюйма); т. е. размерное число от двух на четыре до 5 см на 30 см (два на двенадцать дюймов) в поперечном сечении и длины от 2,5 метров (8,2 фута) для стен до 7 метров (23 фута) или больше для балок и стропил. Недавно архитекторы начали экспериментировать с предварительно вырезанными модульными алюминиевыми каркасами, чтобы снизить затраты на строительство на месте.

Стеновые панели, построенные из стоек, прерываются секциями, которые обеспечивают грубые проемы для дверей и окон. Проемы обычно перекрываются коллектором или перемычкой, которые выдерживают вес конструкции над проемом. Заголовки обычно устанавливаются на триммеры , также называемые домкратами. Области вокруг окон определяются подоконником под окном и калеками, которые представляют собой более короткие стойки, которые охватывают область от нижней пластины до подоконника, а иногда и от верхней части окна до заголовка или от заголовка до верхней пластины. Диагональные связи из дерева или стали обеспечивают сдвиг (горизонтальную прочность), как и панели листового материала, прибитые к стойкам, порогам и коллекторам.

Каркас из легких металлических стоек

Секции стен обычно включают нижнюю пластину, которая крепится к конструкция пола и одна или чаще две верхние плиты, которые связывают стены вместе и обеспечивают опору для конструкций над стеной. Деревянные или стальные рамы перекрытий обычно включают балку обода по периметру системы балок перекрытия и часто включают перекрывающий материал около центра пролета для предотвращения бокового коробления перекрывающих элементов. В двухэтажном строительстве в системе перекрытий оставляют проемы для лестничной клетки, в которых подступенки и ступени лестницы чаще всего крепятся к квадратным граням, вырезанным в наклонные косые балки.

Внутренние покрытия стен в легкокаркасном строительстве обычно включают стеновую плиту, планку и штукатурку или декоративные деревянные панели.

Внешняя отделка стен и потолков часто включает фанеру или композит обшивку, кирпич или камень облицовка, а также различные штукатурки отделки. Полости между стойками, обычно размещаемые на расстоянии 40–60 см (16–24 дюйма) друг от друга, обычно заполняются изоляционными материалами, такими как стекловолокно ватин или целлюлоза заполнение иногда выполняется из переработанной газетной бумаги, обработанной борными добавками для предотвращения пожара и борьбы с вредителями.

В естественном строительстве, тюки соломы, глыбы и саман могут использоваться как для внешних, так и для внутренних стен.

Часть структурного здания, которая проходит по диагонали через стену, называется Т-образной балкой. Он предотвращает обрушение стен при порывистом ветре.

Крыши

Строитель покрывает крышу дома в Фениксе, Аризона. В США обрамляют крышу около 1955 года

Крыши обычно строятся так, чтобы обеспечить наклонную поверхность, предназначенную для проливания дождя или снега, с уклоном от 1:15 (менее дюйма на погонный фут горизонтального пролета) до крутых уклонов более 2: 1. Легкая каркасная конструкция, возведенная в основном внутри наклонных стен, которые также служат кровлей, называется А-образной рамой.

. Крыши чаще всего покрывают черепицей из асфальта, стекловолокна и мелкого гравия., но используется широкий спектр материалов. Расплавленный деготь часто используется для гидроизоляции плоских крыш, но новые материалы включают резину и синтетические материалы. Стальные панели - популярные кровельные покрытия в некоторых областях, предпочитаемые из-за их долговечности. Сланцевые или черепичные крыши предлагают более исторические покрытия для крыш с легким каркасом.

Методы легкого каркаса позволяют легко создавать уникальные конструкции крыш; вальмовые крыши, например, имеют наклон к стенам со всех сторон и соединяются вальмовыми стропилами, которые простираются от углов до конька. Долины образуются, когда две наклонные части крыши стекают навстречу друг другу. Слуховые окна - это небольшие участки, в которых вертикальные стены прерывают линию крыши, и которые завершаются скатами, обычно под прямыми углами к основной секции крыши. Фронтоны образуются, когда продольный участок наклонной крыши заканчивается, образуя треугольный участок стены. Фонарь образован перерывом вдоль склона крыши, где короткая вертикальная стена соединяет его с другой секцией крыши. Плоские крыши, которые обычно имеют как минимум номинальный уклон для отвода воды, часто окружены парапетными стенами с отверстиями (так называемые шпигаты ), позволяющими воде стекать. Наклонные сверчки встраиваются в крыши, чтобы направлять воду от участков с плохим дренажем, например, за дымоходом на дне наклонной секции.

Конструкция

Легкокаркасные здания в районах с малой глубиной промерзания или его отсутствием часто возводят на монолитных фундаментах из бетонных плит, которые служат одновременно перекрытием и опорой. для конструкции. Другие здания с легким каркасом строятся над подвальным помещением или подвалом, с деревянными или стальными балками, используемыми для перекрытия фундаментных стен, обычно построенных из литого бетона или бетонных блоков.

Инженерные компоненты обычно используется для формирования конструкций пола, потолка и крыши вместо массивной древесины. Двутавровые балки (фермы с закрытой стенкой) часто изготавливаются из клееной древесины, чаще всего из колотой древесины тополя, в виде панелей толщиной до 1 см (0,39 дюйма), склеенных между горизонтально ламинированными элементы размером менее 4 см на 4 см (два на два), чтобы охватить расстояние до 9 м (30 футов). Стропильные балки и стропила с открытыми стенками часто состоят из деревянных элементов размером 4 см на 9 см (два на четыре) для поддержки полов, кровельных систем и отделки потолка.

Каркас платформы традиционно ограничивался четырьмя этажами, но некоторые юрисдикции изменили свои строительные нормы и правила, чтобы разрешить строительство шести этажей с дополнительной противопожарной защитой.

См. Также

  • icon Архитектурный портал

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-20 13:19:49
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте