Остановимся на общих специальных требованиях (по пунктам), которые необходимо соблюсти при проектировании и строительстве деревянного каркаса в каркасном индивидуальном жилом доме.
Требования для деревянных конструкций здания приведены в следующих нормативных документах:
- СП 352.1325800.2017 Здания жилые одноквартирные с деревянным каркасом. Правила проектирования и строительства. (актуальный и действующий по приказу 687 в 2020 г.)
- СП 31-105-2002 Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом. (рекомендательный)
- СП 64.13330.2017 Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80 (действующий и обязательный к применению по пост.985 в 2020 г.)
Выделим несколько наиболее важных общих требований приведенных в данных документах, которые касаются частного индивидуального домостроения:
СП 352.1325800.2017 Здания жилые одноквартирные с деревянным каркасом
Данный СП распространяется на проектирование, строительство и реконструкцию одноквартирных жилых зданий с деревянным каркасом, отдельно стоящих, с количеством этажей не более чем три.
Деревянный каркас — это строительная система, состоящая из деревянных вертикальных стоек, нижней и верхней обвязки, системы связей (горизонтальных и вертикальных), элементов перекрытия и покрытия (крыши) (п.3.1).
п.4.4 Конструктивное решение одноквартирного жилого здания с деревянным каркасом принимают с учетом раздела 11 СП 352.1325800.2017.
11 Конструктивные решения одноквартирных жилых зданий с деревянным каркасом
11.1.1 Несущие конструкции (элементы каркаса) одноквартирных жилых зданий с деревянным каркасом изготовляют из пиломатериалов хвойных пород, высушенных и защищенных от увлажнения в процессе хранения.
11.1.2 При проектировании и строительстве одноквартирных жилых зданий с деревянным каркасом общим и обязательным требованием является выполнение антисептирования древесины, предусмотренного ГОСТ 10950 и ГОСТ 20022.1.
11.2.3 Отметка низа каркасных стен первого этажа должна быть не менее чем на 150 мм выше планировочной отметки земли.
Если наружные стены первого этажа имеют отделку деревянной обшивкой или штукатуркой по деревянной обрешетке, расстояние от низа обшивки (штукатурки) до уровня планировочной отметки земли должно составлять не менее 250 мм.
11.3.4 Жесткость балочного перекрытия обеспечивается путем подшивки потолка и устройства черного пола из жестких листовых или плитных материалов, а также путем раскрепления балок жесткими связями.
Балки и прогоны разделяют внутреннее пространство перекрытия на замкнутые ячейки и выполняют функции противопожарных диафрагм.
11.4.7 Жесткость каркаса при восприятии ветровых нагрузок и предотвращение потери устойчивости стоек обеспечиваются выполнением обшивок каркаса из жестких плитных или листовых материалов или пиломатериалов.
11.4.8 В отсутствие жестких обшивок следует использовать диагональные связи жесткости или распорки.
11.4.9 Вертикальные и горизонтальные элементы каркаса стен разделяют внутреннее пространство стены на замкнутые ячейки и выполняют функции противопожарных диафрагм.
11.4.10 Сечение и шаг стоек каркаса стен следует рассчитывать в зависимости от положения стоек по высоте дома и передаваемой на них нагрузки. При этом следует учитывать размеры пиломатериалов по ГОСТ 24454 и их прочностные характеристики по СП 64.13330 (для древесины хвойных пород 2-го сорта).
11.4.11 Принимаемые без проверочного расчета размеры сечения стоек должны быть не менее, а шаги стоек — не более соответствующих размеров, приведенных в [таблица 7.1 СП 31-106-2002].
СП 31-105-2002. Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом.
(Данный СП разработан на основе Национальных норм по жилищному строительству Канады (National Housing Code of Canada 1998 and Illustrated Guide) с учетом условий строительства на территории РФ и действующих российских нормативных документов на 2002 г.)
4.3 Общие требования к используемым материалам
4.3.1 Несущие конструкции (элементы каркаса) домов данной системы изготовляются из пиломатериалов хвойных пород, высушенных и защищенных от увлажнения в процессе хранения.
4.3.2 Деревянные элементы конструкций, отметка низа которых в проектном положении ниже планировочной отметки земли или превышает ее менее чем на 250 мм, должны быть изготовлены из пиломатериалов, обработанных антисептиками в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11. Пиломатериалы, применяемые для изготовления других элементов конструкций, не нуждаются в антисептировании, если выполняется требование 4.3.1.
4.3.3 Выбираемые для применения при строительстве домов отделочные, кровельные, облицовочные, герметизирующие, теплоизоляционные и другие материалы должны соответствовать условиям эксплуатации. Применяемые материалы должны удовлетворять требованиям распространяющихся на них стандартов или технических условий (при отсутствии стандарта), а покупные материалы зарубежного производства — техническим свидетельствам. Материалы должны иметь сопутствующую документацию, включая: сертификаты соответствия, гигиенические заключения (для материалов, включенных в утвержденный Минздравом России перечень материалов, подлежащих гигиенической оценке), сертификаты пожарной безопасности (для продукции, подлежащей обязательной сертификации в области пожарной безопасности Российской Федерации), инструкции по применению.
4.3.4 Применяемые при строительстве плитные материалы на основе древесины, в которых содержание свободного формальдегида превышает 5 мг на 100 г плиты, должны быть обработаны специальными детоксицирующими грунтовками.
5.5 Колонны, столбы и пилястры
5.5.1.2 Колонны (столбы) должны быть закреплены в центре фундаментов. Конструкция колонн должна обеспечивать их связь с опирающимися на них элементами конструкций перекрытия.
5.5.1.3 Наружные колонны (столбы) должны быть заанкерены в фундаментах и соединены с конструкциями перекрытий с помощью анкерных болтов.
5.5.1.4 Деревянные колонны при их установке должны отделяться от бетона полиэтиленовой пленкой или кровельным материалом.
5.5.2 Размеры колонн
5.5.2.1 Размеры поперечного сечения колонн (столбов) при нагрузках по 5.5.1 должны составлять не менее:
для деревянных колонн круглого сечения — диаметр 184 мм; прямоугольного сечения — 140х140 мм;
5.5.2.2 Ширина верхних опорных плит колонн должна быть не менее опирающихся на них элементов перекрытия. Допускается не устраивать верхнюю опорную плиту для металлической
5.5.3 Пилястры должны устраиваться в стенах подвалов, имеющих толщину не более 140 мм, в местах опирания элементов перекрытия. Пилястры должны быть надежно соединены со стеной подвала по всей высоте.
5.5.4 Верхняя часть стен подвалов и пилястр высотой не менее 200 мм в местах опирания элементов перекрытия должна иметь сплошное сечение.
6 ПЕРЕКРЫТИЯ
6.1.1 Перекрытия состоят из каркаса, черного пола, подшивки потолка или конструкции подвесного потолка, отделочного покрытия пола (чистого пола).
6.1.2 Для изготовления деревянных элементов каркаса должны использоваться пиломатериалы хвойных пород не ниже 2-го сорта по ГОСТ 8486.
6.1.3 Влажность и плотность древесины, сопротивление которой механическим воздействиям учтено при проектировании конструкций, должны удовлетворять требованиям СНиП II-25.
6.1.4 В настоящем Своде правил указаны минимальные размеры сечений элементов конструкций из строганых пиломатериалов. Предусмотренные для применения при строительстве конкретных домов номинальные размеры сечений таких элементов должны быть указаны в рабочей документации на дом. Отклонения фактических размеров сечений этих элементов от номинальных не должны превышать предельных, указанных в ГОСТ 8242. Элементы не должны иметь пороков, превышающих нормы, установленные в ГОСТ 8242.
6.1.5 Изготовление элементов конструкций путем сращивания пиломатериалов, имеющих размеры, меньшие чем номинальные размеры этих элементов, недопустимо, за исключением случаев, указанных в тексте настоящего Свода правил.
6.1.6 Для крепления и соединения элементов конструкций должны применяться строительные гвозди с плоской или конической головкой, в том числе гвозди трефовые с перемычкой по ГОСТ 4028, шурупы по ГОСТ 1145 и самонарезающие винты по ГОСТ 11652.
6.1.7 При соединении элементов конструкций могут использоваться оцинкованные накладки из листовой стали толщиной не менее 0,40 мм.
6.1.8 Для крепления элементов обшивок могут использоваться металлические скобки. Диаметр (толщина) скобки должен быть не менее 1,6 мм, а размер ее верхней части, которая вбивается параллельно элементу каркаса, должен быть не менее 10 мм.
6.1.9 Для крепления и соединения элементов конструкций могут использоваться не предусмотренные в данном Своде правил виды крепежных деталей (например, металлозубчатые пластины, Н-образные скобы), а также различные клеящие составы. В этом случае соответствие прочности соединений той прочности, которая достигается при применении предусмотренных в настоящем Своде правил способов крепления и соединения элементов конструкций, должно быть подтверждено расчетами или испытаниями.
7 СТЕНЫ И ПЕРЕГОРОДКИ. 7.1 Общие требования к конструкции
7.1.1 Стены и перегородки состоят из деревянного каркаса, обшивки (наружной и внутренней по отношению к ограждаемому помещению) и отделочных (облицовочных) слоев. При необходимости в стенах располагают слои, обеспечивающие теплозвукоизоляцию, пароизоляцию и защиту от проникновения воздуха и воды. Каркас стен воспринимает нагрузки от перекрытий и крыши дома. На каркас перегородок нагрузки от перекрытий и крыши не должны передаваться.
7.1.2 Положения 6.1.2—6.1.9 настоящего Свода правил распространяются также на стены домов. (см пункты выше)
СП 64.13330.2017 Деревянные конструкции
Требования к материалам
5.1 Для изготовления ДК следует применять древесину преимущественно хвойных пород. Древесину твердых лиственных пород следует использовать для нагелей, подушек и других деталей.
5.2 Качество древесины, используемой для элементов несущих ДК, должно соответствовать дополнительным требованиям, указанным в приложении Б.
Прочность древесины соответствующих сортов или классов прочности должна быть не ниже нормативных сопротивлений, приведенных в приложении В.
Приложение Б
Б.1 К древесине цельнодеревянных элементов и слоям клееных конструкций кроме требований ГОСТ 8486 на пиломатериалы хвойных пород и ГОСТ 9463 на круглые лесоматериалы следует предъявлять дополнительные требования:
а) ширина годичных слоев в древесине элементов и слоев классов К26 и К24 должна быть не более 5 мм, а содержание в них поздней древесины — не менее 20%;
б) в слоях клееных изгибаемых и растянуто-изогнутых элементов 1-го и 2-го сорта или классов прочности не ниже С24 для крайней растянутой зоны (на 0,15 высоты сечения) и в цельнодеревянных элементах толщиной 60 мм и менее, работающих на ребро при изгибе или на растяжение, не допускается сердцевина.
5.3 В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации (классов условий эксплуатации) следует предъявлять требования к максимальным значениям эксплуатационной влажности древесины и учитывать зависимость ее прочности от этих значений.
Классификация условий эксплуатации приведена в таблице 1, особенности их учета при проектировании и изготовлении конструкций — в таблице А.2 приложения А.
5.5 В конструкциях из цельной древесины, эксплуатируемых в условиях классов эксплуатации 2, 3 и 4, когда усушка древесины не вызывает расстройства или увеличения податливости соединений, допускается применять древесину с влажностью не более 40% при условии ее защиты от гниения.
Таблица 1
|
Класс условий эксплуатации |
Эксплуатационная влажность древесины, % |
Максимальная относительная влажность воздуха при температуре 20°С, % |
|
|
1 (сухой) |
1а |
Не более 8 |
40 |
|
1б |
Не более 10 |
50 |
|
|
2 (нормальный) |
Не более 12 |
65 |
|
|
3 (влажный) |
Не более 15 |
75 |
|
|
4 (мокрый) |
4а |
Не более 20 |
85 |
|
4б |
Более 20 |
Более 85 |
|
|
Примечания |
|||
Согласно таблицы А.2 приложения А, класс эксплуатации индивидуального жилого дома при нормальном режиме помещений относиться ко 2 классу эксплуатации.
Согласно таблицы А.2 приложения А, при сухом режиме помещений с относительной влажностью воздуха в отопительный сезон менее 40% — относиться к классу эксплуатации- 1а. Применение в данных условий клееных деревянных конструкций не допускается!
Требования к прогонам обрешеткам и настилам
9.15 Прогоны, обрешетки, настилы и другие изгибаемые элементы следует рассчитывать по двум предельным состояниям на прочность и прогиб. Значения максимальных прогибов, а для междуэтажных перекрытий и предельных физиологических прогибов, должны быть не выше указанных в СП 20.13330.
Приложение Д СП 20.13330.2016
Д.2 Предельные прогибы
Д.2.1 Вертикальные предельные прогибы элементов конструкций
Таблица Д.1
|
Элементы конструкций |
Предъявляемые требования |
Вертикальные предельные прогибы |
Нагрузки для определения вертикальных прогибов |
|
2 Балки, фермы, ригели, прогоны, плиты, настилы (включая поперечные ребра плит и настилов): |
|||
|
а) покрытий и перекрытий, открытых для обзора, при пролете l, м: |
Эстетико-психологические |
Постоянные и длительные |
|
|
l≤1 |
l/120 |
||
|
l=3 |
l/150 |
||
|
l=6 |
l/200 |
||
|
Обозначения, принятые в таблице Д.1: |
|||
9.16 Настилы и обрешетки под кровлю следует рассчитывать на следующие сочетания нагрузок:
а) постоянная и временная от снега (расчет на прочность и прогиб);
б)постоянная и временная от сосредоточенного груза 1 кН с умножением последнего на коэффициент перегрузки n=1,2.
При сплошном настиле или при разреженном настиле с расстоянием между осями досок или брусков не более 150 мм нагрузку от сосредоточенного груза следует передавать на две доски или два бруска, а при расстоянии более 150 мм — на одну доску или брусок. При двойном настиле (рабочем и защитном, направленном под углом к рабочему) или сплошном листовом настиле (из фанеры, ОСП, LVL) сосредоточенный груз следует распределять на ширину 500 мм рабочего настила.
Балки из цельной древесины и составные балки
9.17 Балки следует рассчитывать по двум группам предельных состояний на прочность, устойчивость плоской формы деформирования и прогиб.
9.23 Составным балкам на податливых связях следует придавать строительный подъем путем выгиба элементов до постановки связей. Величину строительного подъема (без учета последующего распрямления балки) следует принимать увеличенной в полтора раза по сравнению с прогибом составной балки под расчетной нагрузкой.
9.24 Брусчатые и клееные деревянные составные балки следует сплачивать не более чем из трех брусьев с помощью пластинчатых нагелей, МЗП, наклонно вклеенных стержней или наклонных винтов.
Составные балки из досок следует сплачивать с помощью гвоздей, шурупов, МЗП и др.
9.25 Расчет на прочность составных балок следует выполнять, руководствуясь положениями 7.9 и 7.11 СП 64.13330.2017.
Конструкционные требования по обеспечению надежности деревянных конструкций
9.44 Принятие конструкционных мер, обеспечивающих просыхание элементов деревянных конструкций и их защиту от увлажнения, обязательно независимо от срока службы здания или сооружения, а также от того, производят химическую защиту древесины или нет.
В тех случаях, когда древесина имеет повышенную начальную влажность и ее быстрое просыхание в конструкции затруднено, а также когда конструкционными мерами нельзя устранить постоянное или периодическое увлажнение древесины, следует применять химические меры защиты (консервирование, антисептирование, гидрофобизацию, нанесение влагозащитных покрытий и др.). Сказанное относится также к конструкциям из фанеры, LVL и других древесно-плитных материалов.
9.45 Конструкционные меры должны предусматривать:
- предохранение древесины конструкций от непосредственного увлажнения атмосферными осадками, грунтовыми и талыми водами (за исключением опор воздушных линий электропередачи), эксплутационными* и производственными водами;
- систематическую просушку древесины конструкций путем создания осушающего температурно-влажностного режима (естественная и принудительная вентиляция помещения, устройство в конструкциях и частях зданий осушающих продухов, аэраторов).
9.46 Несущие деревянные конструкции (фермы, арки, балки и др.) должны быть открытыми, хорошо проветриваемыми, по возможности доступными во всех частях для осмотра, а также проведения профилактического ремонта, включающего работы по химической защите элементов конструкций.
9.47 В отапливаемых зданиях и сооружениях, при расположении несущих КДК (балок, рам, арок и др.) частично внутри отапливаемого помещения, а частично снаружи, конструкции должны иметь прямоугольное сплошное сечение и усиленную защиту в местах пересечений ограждающих конструкций (стен, перекрытий, покрытий) от увлажнения и биоразрушения (рисунки Н.1 и Н.2 приложения Н).
При возможности, несущие конструкции следует располагать таким образом, чтобы они целиком находились либо в пределах отапливаемого помещения, либо вне его.
9.48 Для зданий классов функционального назначения 1а, 1б и 2а не допускается заделка поясов, опорных и промежуточных узлов, концов элементов решетки ферм в толщу стен, совмещенных покрытий или чердачных перекрытий.
Опорные части несущих конструкций (ферм, арок, балок и др.) при их размещении в гнездах каменных стен должны быть открыты. Запрещается заделывать наглухо зазоры между стенками гнезд и опорными частями конструкций кирпичом, раствором, герметизирующими материалами и т.п.
В наружных каменных стенах отапливаемых зданий и сооружений, а также во внутренних стенах, разделяющих отапливаемые и неотапливаемые помещения, стенки гнезд следует утеплять во избежание их промерзания в соответствии с теплотехническим расчетом.
9.49 В отапливаемых зданиях и сооружениях несущие конструкции (фермы, арки и др.), имеющие на опорах металлические башмаки, следует располагать на железобетонных опорах (колоннах), пилястрах стен и других опорах, выступающих внутрь помещения, а также на наружные каменные стены с выделкой гнезд (при условиях, исключающих выпадение конденсата на металле).
9.50 В местах опирания несущих конструкций на фундамент, каменные стены, пилястры, железобетонные колонны между древесиной конструкций и более теплопроводным материалом опоры следует вводить гидроизоляционные прокладки.
В том случае, если опорную часть несущих конструкций устанавливают на деревянные подкладки (подушки), последние также следует отделять от более теплопроводного материала опоры гидроизоляционными прокладками. Подкладки (подушки) следует изготавливать из древесины твердых лиственных пород и консервировать невымываемыми или трудновымываемыми биозащитными составами.
9.51 При эксплуатации конструкций в условиях, где возможно выпадение конденсата на металлических поверхностях, следует принимать меры по предохранению древесины от увлажнения в местах контакта с металлическими крепежными элементами (накладки, уголки, шайбы под болты и пр.). Для этого между древесиной и металлическим элементом следует вводить гидроизоляционный слой (мастичные или самоклеющиеся ленточные герметики, эластичные прокладки или уплотнительные ленты).
9.52 При расположении деревянных рам, арок и стоек (колонн) внутри помещений обрез опоры следует устраивать на такой высоте от уровня пола, чтобы в процессе эксплуатации исключалась возможность увлажнения опорного узла.
В том случае, если опорная часть несущей конструкции находится на открытом воздухе, обрез фундамента должен быть устроен таким образом, чтобы обеспечивался быстрый отвод воды, попадающей на него в виде атмосферных осадков, и исключалось затопление опорного узла дождевыми и талыми водами.
9.53 При организации внутреннего водоотвода водоприемные воронки следует располагать таким образом, чтобы в случае протечек вода не попадала на несущие конструкции.
9.54 В зданиях и сооружениях с повышенной относительной влажностью воздуха (более 85%), а также с сильной и средней химически агрессивной средой несущие деревянные конструкции должны иметь сплошное сечение и минимальное число металлических элементов.
В зданиях с химически агрессивной средой следует также ограничивать применение сквозных несущих конструкций из-за наличия большого числа промежуточных узлов и открытых горизонтальных и наклонных граней у деревянных элементов решетки, на которых скапливается химически агрессивная пыль.
9.55 Несущие конструкции, эксплуатируемые на открытом воздухе, должны иметь сплошное массивное сечение и изготавливаться из брусьев, круглого леса, ДК или LVL. Конструкции из брусьев или круглого леса следует проектировать с зазорами между элементами вне зон соединений, которые способствуют более быстрому высыханию древесины в процессе эксплуатации.
В открытых сооружениях необходимо использовать средства, предохраняющие деревянные элементы конструкций от прямого попадания на них атмосферной влаги.
Для защиты от атмосферных осадков открытые горизонтальные и наклонные грани ответственных несущих конструкций следует защищать обшивками, консервирующими биозащитными составами, козырьками из атмосферо- и коррозиестойкого материала.
9.56 Опорные части и узловые соединения несущих конструкций, эксплуатируемые на открытом воздухе или в зданиях с повышенной относительной влажностью воздуха, следует проектировать таким образом, чтобы концы элементов были проветриваемыми и имели минимальную площадь контакта с металлом. Не допускается использование глухих металлических башмаков при опирании несущих конструкций на фундамент в опорных узлах арок, рам и др.
9.57 В тех зданиях, где возможно образование конденсата на потолочных поверхностях, верхние грани несущих конструкций (ферм, рам, арок и др.), на которые опираются плиты покрытий, следует защищать досками толщиной не менее 30 мм, консервированными невымываемыми или трудно вымываемыми биозащитными составами, с последующей укладкой поверху самоклеющейся герметизирующей ленты или подплавляемого рулонного гидроизоляционного материала.
9.58 В ограждающих конструкциях отапливаемых зданий и сооружений должно быть исключено влагонакопление в процессе эксплуатации.
В панелях стен и плитах покрытий в случаях, предусмотренных теплотехническим расчетом, следует предусматривать использование пароизоляционного слоя.
При использовании для наружной обшивки стеновых панелей отапливаемых зданий паронепроницаемых материалов между обшивкой и утеплителем следует предусматривать вентиляционный продух.
9.59 Пароизоляцию ограждающих конструкций следует предусматривать из рулонных и пленочных материалов. При этом пароизоляционный слой должен быть сплошным и непрерывным (рулонные полотнища склеивают, пленки сваривают или склеивают) и укладываться между каркасом и внутренней обшивкой.
9.60 Вентилирование плит покрытия под рулонную кровлю следует осуществлять через продухи, специально устраиваемые между наружной обшивкой и утеплителем.
В плитах покрытия под кровлю из волнистых листов, профилированного металлического настила такие продухи не устраивают. Карнизный узел должен быть спроектирован таким образом, чтобы наружный воздух имел свободный доступ под кровельные листы. Не допускается закрывать снаружи подкровельное пространство от задувания снега с помощью гребенок без оставления продухов для вентиляции.
9.61 Не допускается устанавливать панели на фундамент (цокольную стеновую панель) без прокладки гидроизоляционного слоя, герметизации и утепления швов между ними.
9.62 В целях предохранения наружных стен от намокания расстояние от отмостки до низа панелей должно быть не менее 40 см, а вынос карниза (свес кровли) при неорганизованном водоотводе — не менее 50 см.
10.1 В случаях, предусмотренных противопожарными требованиями действующих нормативных документов, деревянные конструкции должны быть запроектированы и выполнены с пределом огнестойкости и показателем пожарной опасности, регламентируемыми этими требованиями. (Раздел 10 СП 64.13330.2017)
Толщина фанеры, ОСП, ЦСП, ГВЛ, доски на пол по лагам