Расчёт анкеровки ограждающих конструкций деревянного каркасного дома

Ответственность за принятые в проекте решения касающиеся анкеровки

Обычно в Норвегии расчёт анкеровки ограждающих конструкций здания производит сам проектировщик, так называемый «ansvarlig prosjekterende» — (PRO). В некоторых случаях, в частности для двухэтажных домов с высотой потолков ~ 2,4 м и шириной дома 9 м окончательное решение может принять дипломированный плотник, руководствуясь приведёнными выше таблицами, не прибегая к сложным расчётам. При этом он должен хорошо знать и применять на практике норвежское технических руководство №520.241. В таком случае именно дипломированный плотник будет выполнять функцию проектировщика (PRO) и нести ответственность за принятые решения.

Если строение находится в месте с неблагоприятными климатическими условиями, располагается высоко по отношению к окружающему ландшафту, имеет длинные свесы кровли, фасады не закрытые стенами, небольшой угол кровли и т.п., то дипломированный плотник не имеет права самостоятельно принимать решения. Закон, норвежские национальные стандарты NS и строительные правила обязывает его обратиться за помощью к инженеру-консультанту, так называемому «rådgivende ingeniør» — (RIB). При этом, дипломированный плотник может продолжать выполнять функции PRO. Таким образом, достигается оптимальное распределение труда и эффективное использование ресурсов высококвалифицированного инженерно-технического персонала.

Обратите внимание на то, что «простые» конструкции не всегда являются таковыми – например, нужно уделять особое внимание анкеровке навесов и др. сооружений с фасадами, не закрытыми наружными стенами. Если подобное сооружение будет строиться в месте с неблагоприятными климатическими условиями – привлечение инженера-консультанта обязательно.

 

Пример выбора анкеровки деревянных каркасных стен к бетонной плите фундамента

Исходные данные:

Одноэтажный дом шириной 7,0 м и длиной 12,0 м с стропильной системой из свободной опёртых ферм, углом уклона кровли 40 градусов необходимо закрепить к бетонной плите фундамента. Климатические условия в месте застройки – неблагоприятные, скорость ветра — 40 м/сек, проектом предусмотрено использование двойной нижней обвязки деревянных каркасных стен – 2 шт. 36х198 мм.

Решение:

В данном случае потребуется анкеровка стен для противодействия как горизонтальным, так и вертикальным ветровым нагрузкам. Следовательно, необходимо использовать разжимные анкерные болты совместно с усиленными металлическими уголками. В таблице 9.10 мы видим, что разжимной анкерный болт М10 обладает способностью воспринимать горизонтальные нагрузки до 3 кН. При использовании вместе с усиленными уголками и 6 шт. гвоздями 4,0х40, болт М10 обладает способностью воспринимать вертикальные нагрузки до 7 кН.

В этой же таблице видим, что минимальное расстояние от оси разжимного анкерного болта до края плиты фундамента должно быть ≥ 65 мм. Разжимной анкерный болт должен заглубляться в плиту фундамента минимум на 60 мм. Т.к. проектом предусмотрено использование двойной нижней обвязки деревянных каркасных стен – 2 шт. 36х198 мм, то минимальная длина болтов составит минимум 134 мм (36+36+60+2). Следовательно, в данном случае выбираем разжимные анкерные болты М10, L=140 мм.

По таблице 9.9 видим, что шаг элементов анкеровки в данном случае составит 1,3 м вдоль всех наружных стен дома. Т.к. способность воспринимать горизонтальные / вертикальные нагрузки у данного типа элементов анкеровки — 3,0/7,0 кН.

Это означает, что выбранными разжимными анкерными болтами совместно с усиленными металлическими уголками нужно закрепить к плите фундамента все углы дома и каждую вторую стойку.

 

Пример выбора анкеровки деревянных каркасных стен к каркасу цокольного перекрытия

Исходные данные:

Одноэтажный дом шириной 8,0 м и стропильной системой из свободной опёртых ферм, углом уклона кровли 20 градусов необходимо закрепить к каркасу цокольного перекрытия. Дом строится в месте плотной городской застройки. Скорость ветра в месте застройки — 30 м/сек. Цокольное перекрытие уже закреплено к фундаменту, необходимо рассчитать анкеровку наружных стен для противодействия вертикальным ветровым нагрузкам.

Решение:

Принимаем в качестве элементов анкеровки стальные перфорированные ленты 2,0х25 мм с креплением на 4 гвоздя 4,0х40 с каждой стороны. Согласно таблице 9.10 способность воспринимать вертикальные нагрузки для данного типа элементов – 4,5 кН. По таблице 9.9 видим, что шаг элементов анкеровки в данном случае (2,5/4,5 кН) составит 2,8 м вдоль всех наружных стен дома. Зная что межосевое расстояние между стойками – 600 мм, принимаем решение смонтировать стальные перфорированные ленты по всем углам дома и вдоль стен по каждой четвёртой стойке, что даст нам шаг элементов анкеровки ~2,4 м.

Нужно внимательно следить за тем, чтобы расстояния между гвоздями и торцами/продольными краями деталей стен и перекрытия были не меньше, приведённых на рис. 9.34.

 

Расчёт анкеровки ограждающих конструкций деревянного каркасного дома

Расчёт анкеровки производится в соответствии с ветровыми условиями на месте строительства. Другие немаловажные факторы – угол наклона кровли, длина свесов кровли и ширина дома. Большой угол наклона кровли увеличивает воздействие на конструкцию дома горизонтальных сил. В то время как малый угол наклона кровли совместно с длинными свесами – увеличивает подъёмную силу, а значит, увеличивается потребность в анкеровке для противодействия вертикальным силам. Эти принципы нужно знать и понимать каждому застройщику, решившему построить настоящий качественный норвежский деревянный каркасный дом. В противном случае результат труда может не выдержать испытания сложными погодными условиями.

Чем легче строение, тем в большей степени требуется анкеровка для восприятия наружными стенами как горизонтальных, так и вертикальных нагрузок. Стены одноэтажного дома, стоящие на бетонной плите фундамента имеют бо́льшую потребность в анкеровке, чем стены двухэтажного. Т.к. в этом случае каркасы наружных стен одноэтажного дома должны быть надёжно закреплены для противодействия как горизонтальным (давление ветра), так вертикальным (подъёмным) силам. См. рис. 9.32.

Если стены второго этажа двухэтажного дома или мансарды устанавливаются на основательно закреплённое к стенам первого этажа перекрытие, то крепления нижней обвязки к торцевым и рядовым балкам перекрытия будет достаточно для восприятия горизонтальных нагрузок, дополнительная анкеровка понадобится только для противодействия вертикальным силам.

Рис. 9.32 Анкеровка наружных стен одноэтажного и двухэтажного дома для противодействия вертикальным и горизонтальным силам.

1. Анкеровка стен для противодействия вертикальным ветровым нагрузкам

2. Анкеровка стен для противодействия горизонтальным ветровым нагрузкам

3. Бетонная плита фундамента

4. Деревянное каркасное цокольное перекрытие, надёжно закреплённое к фундаменту

5. Анкеровка деревянных каркасных стен к каркасу цокольного перекрытия

Собственный вес двухэтажного дома с одним или двумя деревянными каркасными междуэтажными перекрытиями настолько велик, что стены первого этажа нужно крепить к фундаменту только из расчёта на восприятие горизонтальных нагрузок.

Наибольшая потребность в анкеровке приходится на период строительства, когда каркас дома собран и обшит, а окна и двери не установлены. В этом случае из-за открытых проёмов создаётся избыточное давление внутри строения, что в совокупности с нормативными ветровыми нагрузками на стену и кровлю может привести к весьма плачевным последствиям.

Таблицы 9.9 и 9.10 основаны на оригинальном норвежском техническом руководстве №520.241. и используется для определения шага элементов анкеровки, исходя из их способности воспринимать горизонтальные и вертикальные нагрузки.

Таблица 9.9 Определение шага элементов анкеровки
Рекомендации действительны только для двухэтажных домов с высотой потолков ~ 2,4 м и шириной дома 9 м.

*) См. таблицу 9.10.

Таблица 9.10 Способность элементов анкеровки совместно с металлическими уголками и гвоздями 4,0х40 воспринимать горизонтальные / вертикальные нагрузки.