Изготовление металлоконструкций работая своими руками используя профильную трубу и другие материалы

Основные достоинства домов на металлическом каркасе

Технологию возведения домов на основе металлических каркасов используют во всем мире. Наибольшее распространение такая технология получила в США, Японии  и Западной Европе. Жилые строения этих стран, возведенные по каркасной технологии, занимают в среднем около 60%, причем такое строительство продолжает расти.

Каркасные дома имеют следующие достоинства:

• Низкая себестоимость. По сравнению со строениями, при возведении которых использовалась традиционная технология, каркасные дома не требуют больших затрат. Однако стоит помнить, что каркас из деревянных балок будет стоить дешевле, чем аналогичная конструкция из профильной трубы. Также стоимость металлических элементов для каркаса зависит от сечения трубы.
• Быстрое возведение. Жилые дома с использованием каркасной технологии возводятся быстрее, чем при традиционном строительстве. Используя в качестве основного материала для каркаса профильную трубу, можно в несколько раз сократить срок возведения жилья.
• Исключение мокрых процессов. Каркас дома из профильной трубы позволяет строить дома круглый год при любой погоде. Исключение составляет только обустройство фундамента. Хотя, можно сделать столбчатый фундамент из пластиковых труб своими руками, что весьма практично.
• Отсутствие усадки. Каркасные дома не требуют времени на усадку ни при проведении строительных процессов, ни во время эксплуатации здания.
• Низкие трудозатраты. Можно возвести каркас дома из профильной трубы своими руками. Для возведения дома по каркасной технологии понадобятся услуги всего нескольких помощников. При этом возможно выполнить основное строительство дома в течение одного месяца. Останется только отделка внутри дома. В тоже время традиционное строительство при таких условиях просто невозможно.

Наряду с множеством положительных характеристик у каркасных строений имеются и недостатки. Основным минусом технологии, по которой возводится дом из проф трубы, можно назвать сложное проектирование. Чтобы правильно рассчитать нагрузку на профильную трубу в определенном месте дома, понадобится помощь профессионала. Только он может точно рассчитать вес, который может выдержать профильная труба.

Также сложно самостоятельно выбрать сечение и толщину материала и высчитать размер профильной трубы. Стоит учесть, что расчет деревянных балок выполняется намного проще.

Виды стальных профилей

Используют для производства конструкционный легкий металл, из которого делают тонкостенные профили. От коррозии материал защищают цинковым слоем.

Используют метод:

• горячей оцинковки;
• холодной обработки.

При горячем способе сталь погружают в жидкий цинк, и процесс происходит при 460°С. Цинк реагирует с поверхностью железа, и получается прочный слой толщиной до 120 мкм. Защита выдерживает механические усилия, противостоит кислотам, щелочам, содержащимся в атмосфере.

При холодном методе сталь покрывают средствами на базе цинка. Различают гальванический процесс нанесения и обработку грунтом, в составе которого есть цинк.

Используют типы профильного проката:

• направляющие;
• шляпные;
• стоечные.

Применяют балки и прогоны для перекрытия потолка и пола, а также для сборки стропильной структуры металлического каркаса для дома. Соединяют детали остова с применением саморезов, заклепок, болтов. Иногда используют метод контактной сварки. Больше распространены профиля в виде Z, C, П-образного сечения.

Кроме тонкостенного металлического проката используют соединительные детали, обрешетки, другие конструктивные элементы. Термопрофиль относят к категории энергосберегающих стройматериалов.

Из каких материалов строятся?

По СП 260 (п. 5.6.5) применяют не только холодногнутые оцинкованные профили, но и горячекатаные, а также составные сварные детали. Цинковое покрытие обычно толщиной от 18 до 40 мкм. Горячекатаные элементы дороже, но намного долговечнее. Толщина листов, из которых они создаются 0,7…2 мм.

Параметры конкретизирует СП 260:

1. Для холодногнутых профилей применяют холоднокатаный прокат (1…4,5 мм) из углеродистой стали, покрытой цинком на оборудовании непрерывного цинкования. Категория точности по толщине, ширине при этом повышена, плоскостность нормальная, кромка обрезная, цинковый слой не ниже 275 г/кв. м. Марка стали: в диапазоне от 220 до 450 или по ГОСТу 14918.
2. Можно использовать стальной тонколистовой профиль, покрытый алюмоцинком, цинкалюминием. Защитный слой должен отвечать классам, обеспечивающим нужную коррозионную стойкость.
3. Если нужно усилить, антикоррозионность, то применяют гнутый и гофрированный сортовой прокат из горячеоцинкованных, холоднокатаных окрашенных листов.
4. Можно применять импортные стали с параметрами по СП 260.
5. Вспомогательные элементы – фасонки, крепежи, опорные плиты – из стали не ниже класса С255.
6. Основные виды соединений:
   • болтовые (самонарезающие, самосверлящие винты);
   • на вытяжных заклепках;
   • другие метизы – пристреливаемые дюбели, комбинированные заклепки – могут применяться в соответствии с действующими техусловиями и стандартами организаций.
7. Сварные соединения могут применяться при необходимости по ТУ. Они должны соответствовать СП 16.13330 (подразд. 14.1) и выполняться в заводских условиях с антикоррозионной защитой зоны шва. Но запрещены в неотапливаемых помещениях (при ниже -45° C) ЛСТК с электродуговым соединением и контактной сваркой.

Каркас сборный, стоечно-балочный – это основа ограждающих конструкций. Профиль первого класса оцинкования (275 г/кв. м, антикоррозионный слой от 18 до 40 мкм), его толщина чаще всего в диапазоне 1…2 мм.

Для жилья только термопрофиль – для понижения теплопроводности, с высокой теплосопротивляемостью, что достигается минимальным сечением, щелевой перфорацией.

Если же требования к сохранению тепла низкие (сезонные дачные домики, теплый климат), то можно взять обычный.

Подробно требования к профилю есть в СП 160:

Кроме профтрубы, используют особые балки для перекрытия пола, потолка. Из схожих деталей создается стропильная система.

Рассмотрим материалы стен, изоляции:

1. Изнутри помещение чаще всего обшивают двумя листами гипсокартона (12,5 мм) или ГВЛ.
2. Далее (в сторону улицы) на ГКЛ закрепляют пароизоляцию – полиэтилен 0,1…0,2 мм, стойкий к старению.
3. Затем – утеплитель: минеральная вата (чаще всего). Для лучшего эффекта часто устанавливают еще один слой: минплита, пенополистирол.
4. Дальше – гидроветрозащита.
5. Обрешетка под сайдинг, вентфасад, сэндвич-панели.

Применяют обычные изоляционные материалы. Есть много типов утеплителя, но самым популярным является минеральная базальтовая вата – она дешевая и с хорошими параметрами, в том числе создает отличную шумоизоляцию, что для каркасников из ЛСТК особо важно.

Когда и где уместно строительство?

Каркасники из металлопрофиля возводятся в любых условиях – особых ограничений нет. Рассмотрим, как среда влияет на данный тип конструкции:

• Иногда считают, что такие постройки не для особо холодного климата, но это не так: применяются утеплители, которые способные полностью решить проблему теплоэффективности. Тут особо важно обратить внимание на качество изоляции, чтобы минимизировать мостики холода.
• Морской климат, казалось бы, будет иметь больше всего предостережений – воздух в таких регионах особенно сильно провоцирует интенсивную коррозию. Но это не так: на профиль это никак не повлияет, так как он защищен обшивкой, изоляционными прослойками.
• Повышенная влажность тоже никак не повлияет. По этому параметру ЛСТК намного лучше деформирующегося профилированного бруса (клееный лучше, но намного дороже).
• Нет никаких предостережений для сухих, жарких условий.
• Сейсмически опасные зоны. Тут ЛСТК не только возможные, но и желательные – конструкция чрезвычайно устойчивая именно к вибрациям, толчкам. Такие дома популярные в Японии. Строение (но только до 3 этажей) не дает усадки, выдерживает толчки даже в 9 баллов.

Сфера металлопрофиля для каркасных сооружений для жилья та же, что и для древесины – малоэтажки, коттеджи, дачи, надстройки/пристройки (мансарды, балконы).

Особенно в последнем случае профтруба более удобная из-за быстроты сборки. Это отличное решение для гаража, хозяйственных построек, включая таковые с возможностью проживания в них.

Еще в 2023 году в РФ много строителей и граждан зачастую считали, что из ЛСТК строят только технические конструкции, объекты торговли. Но на сегодняшний день такое мнение изменилось кардинально. Жилые дома из металлопрофиля возводят повсеместно, они такие же обычные, как из древесины.

Стандартные популярные строения на основе ЛСТК: двухэтажные коттеджи на 150 – 200 м² и одноэтажные постройки, метраж которых почти неограниченный, начиная с нескольких кв. м, заканчивая полноценным жильем с гаражом. Из профиля удобно делать разнообразные пристройки, кладовые, небольшие технические помещения.

Направляющие

Выпускают в виде П-образной балки для выполнения горизонтальных связей для стоечных элементов металлокаркаса для дома. Различают направляющие обыкновенного типа и термопрофили с перфорацией.

Простые используют в монтаже:

• направляющих элементов для плит внутренних и внешних стен;
• дополнительных элементов в системе балочного покрытия;
• узлов в рамной структуре;
• перемычек под окнами;
• креплений стеновых стоек;
• нашивки на С-профиль.

Термопрофильные элементы применяют в качестве несущего каркаса внутренних перегородок, перекрытий и стен, а также в несущих системах скатных кровель и ангаров. Их ставят в конструкции металлокаркасного дома малой и большой этажности. Утепленные профили применяют в наружном слое остова строений, усиливают слабые места кровли (возле труб, выходов вентканалов).

Наружная и внутренняя обшивка

Для обшивки стен идеально подходит профилированный лист. Погонаж требуется выбирать с тем расчётом, чтобы стены можно было зашить без горизонтальных стыков. При этом зашивка фронтонов выполняется отдельно с нахлёстом поверх стен около 20 см. При выборе длины листов для покрытия кровли нужно руководствоваться тем условием, чтобы перехлёст на стыках не был меньше 30 см.

Перед обшивкой стен нужно сформировать проёмы под двери и окна. Для этого в нужных местах следует вырезать перекладины и сформировать рамки по периметру проёмов. Для правильного монтажа двери со стороны петель нужно установить массивную стойку из стального уголка или профильной трубы.

Перед обшивкой кровли поверх обрешётки рекомендуется настелить гидроизоляцию. Подойдёт рубероид, который раскатывается горизонтальными полотнами, начиная от низа ската с перехлёстом в 10 см. Покрытие кровли выполняется профлистом, который защищается на коньке кровельной планкой, торцы можно оставить открытыми.

Внутри садовый домик можно оставить совсем без отделки, возведя только перегородку, отделяющую кладовую от зоны отдыха. Однако если планируется хранить в бытовке овощи зимой, лучше обшить помещение изнутри деревянной рейкой и стружечными плитами. Даже такой простой обшивки будет достаточно, чтобы за счёт одной небольшой буржуйки поддерживать внутри плюсовую температуру.

Полы в обоих помещениях устроены очень просто. В технической зоне нужно снять верхний слой грунта и выполнить обратную засыпку гравием или керамзитом. В бытовой части выполняется пол на лагах — бруски 75х75 мм, уложенные поперёк перемычки фундамента, и настил из дюймовых досок.

Особенности процесса и технологии постройки

Сборка:

1. Обустраивают цоколь (ростверк, забирка из плит, кирпича, бетона, заполняющих пространство между столбами), обязательно предусматривают вентиляционные отверстия.
2. Полы. По ростверку монтируют гидроизоляцию из слоя рубероида, унифлекса. Затем – прогоны из ЛСТК, по ним – лаги. Кладут плиты утеплителя, пароизоляцию, сверху – слой OSB, на него – напольное покрытие.
3. Стены. По прогонам фиксируется каркас из ЛСТК. Дальше изнутри помещения: 2 листа ГКЛ, пароизоляция, утеплитель (2 или 3 слоя минплит вразбежку), гидроветрозащита, обрешетка из шляпного профиля ЛСТК и сайдинг;
4. Кровля. Собирают стропила, шаг 0,6…0,65 м, по ним – обрешетка, например, из профилированного оцинкованного листа. Кровлю также утепляют, делают гидрозащиту.
5. Фасад: вагонка, блок-хаус, сайдинг, плиточные материалы, декоративный кирпич, камень, оштукатуривание по листам пенополистирола, наклеенных на наружную стену.

Рекомендации по звукоизоляции (реальный опыт специалистов, описанный на стройфорумах):

• На стеновые направляющие, перекрытия приклеивали отрезки резины толщиной 3 – 4 см, 200×200 мм с шагом 400 мм, дополнительно крепили в центре шурупом. Если сборка сделана правильно, то все виброразвязано, а утеплитель глушит шум настолько, что звуки шагов не слышные на первом этаже.
• Акустические прокладки между профилем перекрытия главным и шляпным (обрешеткой для ГКЛ или иной плитной облицовкой).

Рекомендации по изоляции, вентиляции:

• Вариант терморазрыва – изнутри на профиль закреплен брусок 50×50, а к нему зафиксирован ГВЛ (один слой). Между брусками утеплитель толщиной в 5 см. Стены теплые, никогда не промерзают, не наблюдаются мостики холода.
• Паро-, ветро-, гидроизоляция должна быть сделана как можно тщательнее, чтобы каркас не был продуваемым – это очень актуально. Около оконных и дверных проемов этому надо уделить повышенное внимание.
• Надежная интенсивная вентиляция в подкровельном пространстве (под металлочерепицей) обязательная – ее отсутствие угрожает обратным ходом конденсата.

Важно! Самое важное при возведении дома из ЛСТК – свести к минимуму появление мостиков холода. Если они есть, то эффективность утеплителя падает в разы.

Соединение на заклепках лучше – саморезы расшатываются ветровой пульсацией. Но если объект планируют разбирать/собирать (характерно для небольших размеров, бытовок и подобного), то лучше для этой цели применить именно их. Впрочем, вопрос, что лучше намного обширнее – для вариантов профилей, балок лучшими могут быть разные крепежи.

Другие советы:

• Чтобы повысить несущую способность для перекрытий, через одну балку монтируют «спарки» с прокладками из вспененного полиэтилена, которые хорошо сплачиваются посредством кровельных саморезов 5,5×25 мм с шайбой.
• Для мансардной кровли термопрофиль монтируют лишь по обрезу стены. А для выпусков (кобылок) применяют дерево.

Для небольших построек (дачный домик) можно использовать сварку. Для одноэтажного строения для угловых стоек подойдет труба 80×80 мм, для промежуточных – меньшие. Шаг монтажа диктует утеплитель: просвет должен быть 58 – 59 см (чуть уже стандартной ширины минваты).

Плюсы и минусы

Достоинства каркаса из ЛСТК:

• Заглубленный фундамент на 1,5…2 м может не потребоваться. Подойдет основание мелкого заложения или буронабивные сваи, для них будет актуальная система обогрева «теплый пол».
• Сам каркас для строения 150…200 кв. м можно собрать за 2 – 3 недели бригадой из 3 – 4 человек.
• Устойчивый к вибрациям, толчкам. Каркас обладает некой амортизацией, что делает его сейсмоустойчивым.
• Долговечность (срок службы 100 лет). Металл, несомненно, долговечнее дерева. Даже в морском климате срок службы не уменьшается, так как профиль с увеличенным защитным покрытием, защищенный слоями изоляции.
• Не страшны плесень, грибок, вредители.
• Универсальность. Намного проще можно создавать любые проекты и архитектуру: профиль нарезается под любые конструкции.
• Простота сборки, минимум трудозатрат, простота инструментов, отсутствие тяжелой техники. По этому параметру у ЛСТК пальма первенства. Дома популярные в США, где много пользователей отдают предпочтение практичности: дешевым, быстровозводимым конструкциям.

  Собираются как конструктор, профили легкие – достаточно совместить их по чертежу и соединить крепежами. Понадобится минимум измерений, действий по подгонке, кривизна почти исключена самим принципом сборки. По перечисленным причинам экономия значительная, комфорт стройки значительный.

  Этот факт решающий, если надо быстро создать жилье в минимальные сроки в труднодоступных местностях или при ограниченных возможностях.

• Можно не консервировать на зиму не до конца собранную раму на любом этапе – просто оставить так как есть до весны без какого-либо укрытия, обработки.
• Стены легкие, но это не понижает их выдающуюся эффективность. Особыми преимуществами обладают конструкции с вентилируемым фасадом, который рекомендован для жилья. Панель в 150 мм заменяет 1 м кирпичного массива. Создается «термос». Такое закрытое помещение хранит тепло 2 – 3 суток без отопления.
• Многовариантность отделки для фасада, систем внешней облицовки. Упрощенно это выглядит так (начиная от сооружения): сэндвич наружной стены – зазор – внешний экран. Утеплитель проветривается, происходит санация воздуха изнутри помещения.

  Экономия в том, что отсутствует необходимость в дорогих стройматерилах под отделку. Достаточно будет вагонки, декоративной кирпичной кладки или винилсайдинга с комбинацией из деталей из камня.

• Идеальная точность стен.
• Свободная планировка внутри.
• Экологичность стали.

Недостатки:

• Дом образует герметичную капсулу, поэтому вентиляция должна быть хорошо продуманной. Лучшее решение проблемы – вентилируемые фасады, кровли, штольни, камины, применение дышащих окон, климат-контроль.
• Необходимость тщательно укладывать теплоизоляцию, в том числе, чтобы минимизировать мостики холода. Это же касается и иных защитных материалов.
• Сложно найти квалифицированных сборщиков каркасов.
• Для встраиваемой мебели нужно предусмотреть место изначально, так как она из-за большого веса должна крепиться на каркасе, а не на обшивке.
• Отсутствие отечественных норм проектирования.
• Создается психологическое ощущение пустоты, картонного домика.

Развенчание мифов:

• «Картонный домик», «стену можно пробить кулаком». Утверждения полностью ошибочное. Профили зачастую шириной как брус. Стены, конечно же, менее прочные по выдерживанию прямого удара, но каркас ЛСТК – это в намного большей мере взаимосвязанная цельная структура, которая целиком берет участие в распределении нагрузки, поэтому в конечном итоге сейсмоустойчивость выше, чем у деревянных каркасников.
• «Это все химия, не экологичное». Пленки, утеплитель выделяют не больше вредных веществ (а даже меньше), чем пластмассовые корпусы бытовой техники в доме или виниловый/ламинатный пол. Сталь полностью экологичная.
• Низкое сохранение тепла, отсутствие шумоизоляции – как мы уже сказали, эту проблему полностью ликвидируют изоляционные материалы.

Считается, что главным минусом каркасника из ЛСТК является низкая теплоизолирующая эффективность, мостики холода. Это справедливо только по отношению к объектам из простой профтрубы, без утепления. Жилье обычно все делается из термпрофиля с надежной изоляцией, что решает проблему полностью.

Недостаток лишь в том, что теплоэффективность зависит не только от типа защитного материала, способа укладки, но и от качества ветро-, гидро- и пароизоляции. То есть к указанной части работы надо приложить больше усилий.

Преимущества и недостатки зданий

Прогрессивная технология легких каркасных строений их стальных профилей имеет множество положительных моментов, которые делают ее популярной. Первым из них является скорость производства работ по монтажу конструкций от фундамента до крыши за счет малой трудоемкости отдельных процессов сборки. Типовые профили имеют стандартные стыки, поэтому соединяются шаблонным методом.

Отмечают другие достоинства:

• современный экстерьер строения;
• небольшая по численности бригада сборщиков;
• легкость внутренней и наружной отделки за счет продуманных деталей остова;
• нет усадки, отсутствует потребность в массивном фундаменте;
• экономичный дом легко отапливать;
• жесткость и прочность строения;
• долгий срок эксплуатации (около 100 лет).

Дома из металлоконструкций можно легко отремонтировать без больших затрат. Каркас выдерживает сейсмическую активность до 9 баллов. Строительные работы проводят в разное время года.

К недостаткам можно отнести факт, что дом собирают профессионалы, или работы ведутся под их контролем. Ошибки при сборке снижают качество и ведут к преждевременному разрушению.

Сборка каркаса

Дальнейшие работы можно проводить спустя 5–7 дней после заливки фундамента, для сборки каркаса бетону не обязательно набирать полную прочность. Но нужно действовать аккуратно, не допуская падения на ленту тяжестей, чтобы не сколоть кромки.

Несущая основа стен состоит из стоек и четырёх рядов перекладин. Можно использовать любой металлопрокат, в том числе сваренный из отрезков. Для стоек подойдёт швеллер, уголок или профильная труба шириной от 40 мм и высотой 2,5–3 м. Перемычки лучше делать из материалов с плоскими гранями, что облегчит крепление обшивки.

Проще всего собрать каркас так: сначала сварить стойки с верхними и нижними перекладинами, формируя две короткие стены. Перекладины следует приваривать по наружной стороне каркаса. Короткие стены устанавливаются на место и соединяются двумя длинными перекладинами, при этом расстояние между низом и верхом стоек должно быть одинаковым.

Когда основа собрана, её нужно усилить, установив оставшиеся стойки и добавив распорки над перемычками фундамента. Теперь необходимо выровнять геометрию. Для этого верхние внешние углы каркаса следует соединить диагональными связями, предварительно убедившись, что нижние и верхние диагонали равны.

Рекомендуется крепить нижний пояс обвязки с отступом в 20 см от фундамента, верхний — в единой горизонтальной плоскости. Если высота стоек заранее не была выверена, их можно обрезать после того, как каркас будет окончательно собран. Два средних пояса обвязки должны делить высоту стойки на равные отрезки по 60–80 см.

После сборки каркаса нужно обить шлак со сварных швов, зачистить металл наждачной бумагой, обезжирить и тщательно покрыть грунтовкой, а затем алкидной эмалью. Такая металлоконструкция прослужит не один десяток лет.

Сборка каркаса и устройство крыши

Жесткость остова создается, если соблюдается пространственная геометрия. При выставлении стоек, подкосов и других вертикальных элементов используют для контроля отвес или лазерный уровень. Разметка мест установки проводится нивелиром с выдерживанием прямых углов и отметок по высоте. Горизонтальность поперечных элементов контролируют строительным или водяным уровнем.

Порядок работ:

• наружные ограждения выполняют перфорированными стойками, внутренние облицовывают гипсокартоном, если позволяет требования к огнестойкости строения;
• высота потолков может быть устроена до 4,0 м;
• перекрытия между этажами делают профилированным настилом по оцинкованным балкам, их дополнительно звукоизолируют и утепляют;
• если пролет больше 4,8 метра, то конструируют фермы доля перекрытия такого промежутка;
• по стропильным звеньям ферм делают обрешетку шляпным профилем.

Между сдвоенными стойками наружной стены прокладывают вспененную ленточную подложку, чтобы через щель не поступал холод.

Защитные материалы укладывают в наружных ограждениях в границах высоты сечения звеньев остова, закрывают пленками с двух боков. Внешнюю облицовку делают в виде вентилируемого фасада, ставят пенополистирол или минвату.

Порядок работ для утепления:

1. Заделывают пеной все полости внутри металлических стоек, прогонов, подкосов.
2. Внутри площадь стен покрывают пароизоляционной пленкой, снаружи фиксируют плотный целлофан для ветрозащиты.
3. Для монтажа минваты нужна перегородка, чаще применяют г/картон.
4. Промежуток между панелями закладывают утеплителем, отрезанные куски крепят на скобяные выступы, пробивая ими материал, прижимая вату к стене.

Напыляемый утеплитель прочный, позволяет делать изоляцию внутри и снаружи. После нанесения увеличивается объем и все щели закрываются. Высокая скорость напыления сокращает сроки утепления, для работы используют установку, под давлением подающую смесь. Задача оператора — сделать равномерный слой и покрыть всю площадь без промежутков.

Ставим обвязку и лаги

Далее к лежню крепится доска обвязки. Ее размеры тоже 150-50 мм, но она ставится на ребро. Выравнивается по наружному краю фундамента, прибивается длинными гвоздями (9 см) к лежню через каждые 40 см.

Следующий этап — установка и монтаж лаг. Это те же доски 150*50 мм, поставленные на ребро. Они крепятся двумя косыми гвоздями (9 см) в торец к доске обвязки, по два гвоздя справа и слева к лежню. Так каждая лага с двух сторон.

На фото видно, что первая лага установлена близко ко второй — так лучше передается нагрузка на фундамент. Ее устанавливают по второму краю лежня. Шаг установки — 40-60 см. Зависит от длины пролета и сечения используемого пиломаетриала: чем больше длина, тем меньше шаг.

Если лаги получаются длинные, и есть поперечная балка, как на фото выше, чтобы лаги не «уехали» над поперечной балкой набиваются перемычки. Они по длине равны шагу установки лаг за вычетом удвоенной толщины доски: если шаг лаг 55 см, толщина доски 5 см, то перемычка будет 45 см длиной.

Стоечные

В ассортименте представлен С-образной балкой большой жесткости, предназначенной для вертикального расположения. Применяют для установки несущих опор и подкосов в каркасе различной конфигурации. Звенья воспринимают главные продольные вертикальные усилия, поэтому к ним предъявляют максимальные требования по несущим характеристикам.

Простые профили без утеплительных слоев используют в случаях:

• установки стоек в линии внутренних и наружных стен;
• в качестве колонн;
• в виде основных звеньев в системе балочного междуэтажного перекрытия и стропильной структуры;
• для создания раскосов и поясов ферм и стропильной системы;
• в виде стеновых балок и прогонов;
• для усиления кровельных прогонов в виде сборных конструкций.

Стоечный термопрофиль имеет перфорированные вставки и используется для установки вертикальных компонентов дома из металла (стропил, стоек, прогонов покрытия и обвязок стропильных ферм).

Технология возведения металлокаркасного дома

Кажущая простота дома на металлическом каркасе – это всего лишь иллюзия. На самом деле конструкция таких строений достаточно сложная. Ее основными элементами можно назвать:

• Основание дома. Можно использовать облегченные типы фундамента, но пренебрегать этой частью нельзя. Основание не требуется для транспортируемых строений, к которым можно отнести парники или теплицы. В этом случае расчет профильной трубы проводится с соответствующими корректировками.
• Металлический каркас. Для возведения этой части здания подходит профильная труба, имеющая квадратное сечение 10*10 см или 6*6 см. Определить нужные габариты трубы можно с помощью калькулятора профильной трубы, взяв размеры строящегося дома.
• Обшивка стен внутри дома. Оптимальным вариантом для внутренней отделки является шпунтованная доска шириной 4-6 см из хвойных деревьев. Материал должен в обязательном порядке пройти обработку антисептическими составами и растворами, препятствующими возгоранию.
• Черновой пол и его отделка. Лаги настилаются из аналогичной профильной трубы, поверх них укладывают черновой пол из досок и застилают любым профильным покрытием.
• Утеплитель. Самым популярным материалом для утепления каркасного дома является экструдированный пенополистирол толщиной 6-10 см. Для дополнительного утепления каркаса из профильной трубы можно использовать полоски пеноизола.
• Отделка внешних частей дома. Для выполнения отделочных работ снаружи строения может использоваться фасадная штукатурка или сайдинг. При достаточном бюджете строительства не исключается возможность отделки дома натуральным деревом.
• Кровля. Каркас крыши их профильной трубы может возводиться как отдельной конструкцией или как одним из элементов каркаса. В зависимости от кровельного материала и угла установки кровельных стропил выполняется расчет параметров трубы. Чем легче кровельный материал и больше угол между стропилами, тем более токая труба может использоваться.

Требования к параметрам и конструкциям

Главные нормы к ЛСТК изложены в СП 260.1325800, но нормативов именно по каркасникам из профиля почти нет или они очень размытые, поэтому чаще применяются зарубежные правила (EN), проекты и техусловия (ТУ) производителей (например, Балтпрофиль, пожалуй, самый авторитетный), фирм-застройщиков.

Заказать профиль, балки уголки любого сортамента можно на большинстве заводов, специализирующихся на металле. Используются стандартные крепежи, метизы, поэтому проблемы с ними также не будет.

Требования:

• Каркас и обрешетка крыши собирается из одинаковых по своим качествам профилей. Материал должен иметь одинаковые коэффициенты расширения для качественного объединения элементов в цельную структуру, которая гарантирует прочность, отлично гасит вибрацию.

  При использовании металла с разным коэффициентом обшивка будет дребезжать, соединения расшатываться и ослабевать.

• Для жилья берут профиль не простой, а термо. Исключения составляют объекты в теплом климате, сезонные дачные домики.
• Гидро-, ветрозащитные прослойки обязательные, так как рама легкая, элементы тонкие, узкие, есть риск продуваемости повышенный.

  Это же касается пароизоляции, чтобы не скапливался конденсат. Обычно теплоизоляцию применяют всегда, даже для теплого климата, так как она одновременно выполняет роль шумоизоляции.

• Появление мостиков холода надо свести к минимуму за счет правильной укладки утеплителя.

Подробные требования по толщине, весу, сечению, форме профиля есть в СП 260, в нем же указаны основные формулы для расчетов.

Углы каркасного дома

Больше всего вопросов возникает при строительстве углов. Если поставить брус в углу, то никаких сложностей вроде нет, кроме той, что угол получается холодным. В регионах с непродолжительной и мягкой зимой это не проблема, а уже в средней полосе России требует какого-то решения.

Есть несколько способов того, как сделать угол каркасного дома теплым. Все они показаны на схемах, так нагляднее.

После сборки каркаса чаще всего снаружи его обшивают ОСП, фанерой или другим подобным материалом.

Строительство дровника описано в этой статье.

Укосы или раскосы

Если наружная обшивка планируется из плитного материала выскоой прочности — ОСП, ГВЛ, ГВК, фанера — укосы ставят временные и изнутри помещения. Они нужны для выравнивания и поддержания геометрии до тех пор, пока не прикреплена наружная обшивка. Прочности этого материала хватит для создания требуемой жесткости конструкции.

Если же обшивка планируется наборная — из вагонки, и т.п. установка постоянных укосин обязательна. Причем лучший вариант — не те, которые ставят на несколько стоек, а по четыре небольшие штуки на каждую: две сверху и две снизу (как на фото внизу).

Обратите внимание, на фото выше стойки сборные: две доски сбиты вместе гвоздями на всем протяжении в шахматном порядке. Такие стойки имеют еще большую несущую способность, чем цельные, стоят меньше. Это реальный способ снизить затраты на строительство без потери качества. Но увеличивается время на строительство: гвоздей приходится забивать много.

Устройство фундамента

Используют малозаглубленный тип основания. Выбирают столбчатый вариант, делают монолитную ленту из бетона или применяют сваи. Для ленточного фундамента выполняют жесткую раму горизонтального расположения, что дает возможность перераспределять усилия в слабых и нестабильных почвах.

Столбчатый фундамент делают вместе с балочной рамой, при этом ее элементы жестко соединяют с применением специальных опорных деталей. Столбы ставят из железобетона, кирпича (силикатного), применяют сборные монолитные изделия. По сваям делают ростверк с использованием несущих металлических прогонов.

Выбирают фундамент после изучения качеств грунта в области строительства. Принимают во внимание глубину промерзания земли и уровень поднятия почвенной жидкости. Для нестандартных строений собирают нагрузки, чтобы узнать общую величину, которая действует на фундамент.

В типовых проектах расчеты уже есть, а для нестандартной планировки нужно заказывать индивидуальный проект, чтобы основание выдержало вес дома вместе с кровлей.

Утепление и настил пола

После того как основа под настил пола смонтирована, наступает время для утеплением пола. Его можно делать по-разному, с разными материалами. Покажем эконом-вариант — с плитами пенополистирола плотностью 15 кг/м3 (можно больше, меньше — нет). Он, конечно, неэкологичен, но единственный не боится влаги и может монтироваться без чернового пола.

Для начала по нижнему краю лаг набивается черепной брусок 50*50 мм. Он будет удерживать пенопласт.

Пенопласт нарезается обычной ножовкой. Полотно можно взять по дереву — режется быстрее, но получается рваный край или по металлу — идет медленнее, но край ровнее. Нарезанные плиты укладываются в два слоя, швы перекрываются. Затем по периметру проклеиваются герметиком — для обеспечения гидроизоляции.

Далее настелить черновой пол из досок, выровнять его и поверху настелить фанеру (лучше ФСФ 5-6 мм).  Чтобы черновой настил из досок не перекосило, укладывайте доски перемежая направление волны. Если взглянуть на поперечный срез доски, годовые кольца идут полукругом. Так вот, нужно чтобы дуга то смотрела вверх, то вниз (смотрите фото).

Можно обойтись без настила из досок. Тогда толщина фанеры должна быт не менее 15 мм. Считайте что выгоднее в вашем регионе и выбирайте.

В любом случает листы должны укладываться в разбежку — швы не должны совпадать (как в кирпичной кладке). Еще не стоит забывать между листами фанеры оставлять зазор в 3-5 мм для компенсации изменения размеров при изменении влажности.

Фанера крепится на саморезы 35 мм длиной (лучше белые — меньше брака) по периметру с шагом 12 см,  внутри в шахматном порядке с шагом 40 см.

Пример использования каркасной технологии для строительства деревянного сарая описан тут. 

Шаг 1: фундамент под каркасный дом

Выбор фундамента — это отдельная сложная и объемная тема. Учитывается геологическая картина на участке, высота расположения подземных вод, вес здания и сезонность проживания в нем, регион, в котором происходит строительство, снеговые и ветровые нагрузки. Но в общем и целом, под каркасники делают чаще всего свайный, свайно-ростверковый или ленточный фундаменты.

В нашей стране пальма первенства при каркасном домостроении своими руками принадлежит свайно-ростверковому фундаменту. Он быстро строится, требует небольших материальных вложений, правильно рассчитанный и построенный, он надежен. Сочетая в себе преимущества и свайного и ленточного, он равномерно передает нагрузку всем опорам.

Более надежными при строительстве свайного или свайно-ростверкового фундамента являются сваи ТИСЭ. За счет расширенной пятки они имеют большую несущую способность и лучше сопротивляются силам пучения.

Бурить скважины под сваи можно ручным буром или моторизованным. В качестве опабулки используют свернутый в трубы нужного диаметра рубероид (должно быть навернуто не менее трех слоев), закрепленный при помощи скотча. Другие варианты — асбестоцементные или ПВХ трубы подходящего диаметра.

Внутрь свай устанавливают три-четыре прута арматуры, связанных между собой в виде треугольника или квадрата. Пруты арматуры нарезаются так, чтобы над поверхностью сваи торчало не менее 0,7-0,8 метра. Заливается все бетоном марки не ниже М25 (о марках бетона читайте тут).

После заливки свай устанавливается опалубка для ленты (ростверка), в нее укладывается и вяжется арматура. Продольные прутки соединяются с загнутыми выпусками арматуры из свай. На этом этапе в ленте оставляют отверстия для подвода коммуникаций и вентиляции (вставляйте отрезки пластиковых труб поперек ленты).

К ленте фундамента впоследствии будет крепиться обвязочный брус. Для его монтажа в ленте закрепляются шпильки. Устанавливаются они с шагом 1-2 метра. От каждого угла в обе стороны отступают по 30 см. Тут шпильки обязательны, остальные в зависимости от габаритов дома, но не реже чем через 2 метра.

Когда все готово, заливается бетон.

После заливки бетона, чтобы он не сох, а набирал крепости, его лучше укрыть полиэтиленом (смотрите на фото). Если температура после заливки фундамента держится в пределах 20°C, примерно через 3-5 дней можно продолжать строительство. За это время при таких условиях бетон наберет более 50% своей прочности.

Шаг 2: нижняя обвязка и пол

Чтобы древесина каркаса не тянула влагу из бетона, необходима отсечная гидроизоляция фундамента. Надежнее всего это сделать битумной мастикой. И лучше — в два слоя. Также можно использовать рулонную гидроизоляцию. Дешевле рубероид, но он со временем ломается. Более надежен гидроизол или другой подобный современный материал.

Можно промазать ростверк один раз мастикой, а сверху раскатать гидроизол. Еще вариант для отсечной гидроизоляции под каркасный дом — два слоя гидроизола, промазанные мастикой: чем ближе находится подземные воды, тем более тщательной должна быть гидроизоляция.

Затем укладываются лежни — доски размером 150*50 мм. Они должны быть сухими, пропитанными биозащитными и антипиренными составами. Край лежня выравнивается по наружному краю фундамента. В необходимых местах под шпильки сверлятся отверстия (диаметр отверстия на 2-3 мм больше диаметра шпильки). Затем укладывается вторая доска. Ее кладут так, чтобы перекрыть стык первого ряда. Получается замок.

Вообще, можно уложить один брус 100-150 см, но цена его намного выше, чем двух досок, которые в сумме дают такую же толщину, а правильно скрепленные две доски имеют большую несущую способность, правда на их укладку уходит больше времени. Чтобы они работали как единый брус, их сбивают гвоздями с шагом 20 см в шахматном порядке.

Шаг 3: каркасные стены

Есть два способа: собирается каркас стены (всей или части — зависит от размеров) на полу, затем поднимается, выставляется и закрепляется. Иногда при таком способе прямо на полу крепят OSB, ГВЛ, фанеру с внешней стороны каркаса: жесткость получается больше.

Эту технологию называют каркасно-щитовой или «платформа». По такому принципу в основном работают заводы: они строят в цеху готовые щиты по проекту, привозят на участок и там только монтируют. Но каркасно-щитовое домостроение возможно и своими руками.

Второй способ: собирается все постепенно, по месту. Прибивается брус нижней обвязки, выставляются угловые стойки, потом промежуточные, верхняя обвязка, и т.д. Это та технология, которая называется  «каркасное домостроение» или «баллун».

Какой из них удобнее? Смотря сколько человек работает и есть ли возможность, хотя бы периодически, привлекать помощников. На полу работать быстрее и удобнее, чем прыгать несчетное количество раз вверх/вниз по стремянке. Но если секция собрана большая, то поднять ее даже вдвоем будет тяжело. Выход — или звать помощников, или разбивать каркас стены на небольшие сегменты.

Шаг 4: перекрытие

Балки перекрытия опираются на брус верхней обвязки. Есть несколько способов крепления:

• на опорные стальные кронштейны;
• на уголки;
• с врезкой;

Размеры балок, шаг их установки зависят от того, что будет сверху. Если второй жилой этаж или мансарда, сечение берется больше, шаг делается меньше: чтобы пол не прогибался. Если сверху только кровля и чердак предполагается нежилой — это совсем другие расчеты и размеры.

Если достраивается второй этаж, перекрытие обшивают черновым полом второго этажа. Так работать над созданием второго этажа каркасного дома будет проще. Его сборка ничем не отличается от строительства первого. Разве только тем, что все пиломатериалы приходится затаскивать на второй этаж.

Шаг 6: утепление

Утеплять каркасный дом можно любым из имеющихся на рынке материалов с соответствующими характеристиками. Все они неидеальны, но все проблемы имеют стандартные решения.

Наиболее популярным утеплителем для каркасных стен является базальтовая вата. Она выпускается в виде рулонов или матов разной плотности. Устанавливать в стены удобнее маты: они более плотные и хорошо сами держатся за счет распирающей силы. Для этого, как говорили выше, их размеры должны быть на 2-3 см больше расстояния между стойками каркаса. Маты, конечно, дополнительно фиксируются специальным крепежом, но работать удобнее, чем с мягким рулоном.

Минеральная вата имеет высокие теплоизоляционных характеристики, неплохая звукоизоляция. Но есть и солидный недостаток: она боится намокания и ее необходимо со всех сторон ограждать не только от влаги (дождя), но и от проникновения пара. Потому со стороны помещения она закрывается слоем пароизоляционной мембраны, которая не дает парам проникнуть внутрь.

Со стороны улицы теплоизоляция из минеральной ваты закрывается еще одной мембраной, но другого типа с другими характеристиками: гидро- ветро- защитная паропроницаемая мембрана. Она не продувается, со стороны улицы не пропускает влагу в жидком и газообразном состоянии, а из утеплителя пары выходить могут: паропроницаемость односторонняя. После установки утеплителя остаются только отделочные работы. Собственно, все, стройка окончена.

Теперь вы знаете как построить каркасный дом. Детализация некоторых процессов далеко не полная, но общая последовательность сборки у вас есть.

Видео «Каркасник под ключ за 2 месяца».

Возможно, вам помогут еще видео от профессионального плотника, который десятилетия занимается возведением каркасных домов (смотрите ниже).

Шаг установки и сечение стоек

Угловые стойки должны быть 150*150 мм или 100*100 мм в зависимости от нагрузки и требуемой ширины утеплителя. Для одноэтажного каркасного дома достаточно 100 мм, для двухэтажного — не менее 150 мм. Промежуточные стойки по глубине такие же, как угловые, а их толщина  — не менее 50 мм.

Шаг установки стоек выбирается с учетом нагрузки, но реально его чаще подбирают исходя из ширины утеплителя. Если утеплять будете минеральной ватой в рулонах или матах, предварительно узнайте реальную ширину материала. Просвет между стойками должен быть на 2-3 см меньше, чем ширина утеплителя.

Тогда отходов почти не будет, зазоров и щелей, через которые уходить будет тепло — тоже. Плотность установки утеплителя в каркасниках — основной момент, ведь только он будет служить защитой от холода. Малейшее нарушение приведет к тому, что в доме будет холодно. Потому к подбору утеплителя и его установке необходимо отнестись с полным вниманием.

Крепление стоек возможно несколькими способами: деревянными нагелями, с врубкой или на уголки. Врубка в доску нижней обвязки должна быть не более чем на 50% ее глубины. Уголки крепятся с двух сторон. Крепление нагелями — старая технология, но сложная в исполнении: выстругивают длинные нагеля,  наискосок через стойку и брус нижней обвязки сверлят отверстие, в него вбивается деревянный шип, излишки которого обрезаются.

По канадской технологии балки, к которым крепятся окна и двери, делают двойными. Нагрузки тут больше, следовательно и опора должна быть мощнее.

Как сделать беседку из дерева (тоже по каркасной технологии) читайте тут. 

Шляпные

Такие компоненты системы металлического каркаса применяют в виде аналога стандартной обрешетке из древесины. Изделие имеет характерное сечение и выпускается из тонких стальных листов цельнолитым способом с отверстиями в форме перфорации. Защищают изделия от коррозии порошковой окраской и гальванической оцинковкой.

Шляпные разновидности классифицируют по свойствам, которые указываются в сопроводительных документах:

• ширине плоскости;
• высоте боковой части;
• виду окрашивания;
• длине.

Выпускают изделия длиной 0,5 – 12 м, при этом толщина стенки составляет 0,5 – 2,0 мм, а высота полки варьируется в пределах 20 – 61 мм. Погонаж применяют для монтажа обрешетки при шаге стропильных ног 0,6 – 4,5 мм. От устройства контробрешетки часто отказываются, т. к. перфорация на поверхности способствует проветриванию, и необходимость в вентилируемом промежутке отпадает.

Материал не разрушается от конденсата, выдерживает легкие и тяжелые кровельные покрытия, при этом имеет значение высота реек.

Построить металлокаркасное строение самостоятельно очень трудно без опыта и специальных знаний. Инструкция предназначена для людей, которые имеют навыки в сборке подобных конструкций или будут работать в команде с опытными работниками.

Тонкостенные материалы в виде опоры дома требуют надежной фиксации всех стальных профилей. Для крепления обшивки предназначаются ребра жесткости. К стойкам и перекладинам будут монтировать окна и дверные коробки, поэтому эти звенья должны быть максимально прочными и устойчивыми.

Этапы возведения здания:

1. устройство фундамента;
2. сборка остова и монтаж элементов крыши;
3. утепление вертикальных и горизонтальных ограждений.

https://www.youtube.com/watch?v=a4oABEOqKq0

После окончания монтажа каркаса обшивают фасад, фронтон и боковые стены. В системе утепления применяют гидроизоляцию, чтобы не намокал защитный материал.