для чего нужен ригель в каркасном доме
Усиление оконных и дверных проемов в каркасном доме
Основные вертикальные нагрузки на каркас дома несут стойки каркасных стен. Это в первую очередь вес кровли дома, к которому в зимнее время добавляется вес лежащего на кровле снега. Каркасные стены в большинстве своем имеют естественные проемы для окон и дверей, что изменяет распределение нагрузок. Стены с оконными и дверными проемами приходится дополнительно усиливать за счет такого инженерного решения, как установка ригелей.
1. Что такое ригель
В общем случае ригель – это опорная балка, на которую опираются другие элементы строительного сооружения, к которым относятся балки, стойки, колонны.
Она устанавливается горизонтально и распределяют нагрузку, оказываемую стропилами на все остальные балки, в то числе, стойки каркасных стен.
Рассмотрим вертикальные нагрузки, которым подвергаются стены каркасного дома. В первую очередь – это вес стропильной системы и кровли.
Стропила, принимают на себя нагрузку от кровли и передают ее через стены на фундамент. Равномерная передача нагрузок на каждую стойку каркасной стены обеспечивается за счет верхней обвязки каркаса.
Однако если в стене имеется оконный или дверной проем, равномерное распределение нагрузки нарушается. Некоторые опорные стойки в таком случае отсутствуют, и верхняя балка обвязки испытывает дополнительную нагрузку на изгиб.
Дополнительная нагрузка при отсутствии стоек
2. Канадский и финский ригель
Решением этой проблемы – дополнительной нагрузки на несущие балки – и является установка ригеля.
Основные вертикальные нагрузки на стойки каркаса исходят от
Нужно отметить, что существуют разные варианты усиления опорных балок. Так, в постройках по так называемой канадской технологии, ригели используются при сооружении каждого проема – дверного или оконного.
Более простая схема используется в строительстве по финской технологии. В данном случае ригель соединяет все стойки, и нагрузка распределяется по ним равномерно.
О преимуществах того или иного варианта можно спорить, но задачу свою они выполняют в обоих случаях.
3. Ригель в канадской технологии
В канадском домостроении дверной и оконный проем устраивается следующим образом. На ширину проема монтируются основные стойки (их называют целиковыми). Над окном или дверью ставится ригель (в данном случае его еще называют хидером, что в принципе разновидность ригеля). Его составляют из двух или трех сбитых друг с другом досок, так, чтобы толщина общей доски сравнилась с шириной стойки.
Именно ригель в данном случае принимает на себя нагрузку от балки перекрытия непосредственно над проемом.
Под ригелем целиковые стойки усиливаются дополнительными стойками – такими же досками. Прибивают их друг к другу гвоздями.
Монтаж ригеля и усиление стоек по канадскому варианту
Под окном устанавливаются дополнительные укороченные стойки. Иногда укороченные стойки прибиваются между ригелем и балкой перекрытия – если окно ставится намного ниже потолка. В верхней части доски желательно забить два гвоздя рядом, затем вниз с разбежкой 60 см, нижний гвоздь можно забить по центру в 15 см от пола.
Схематическое расположения ригеля по канадской технологии
Ригель в канадском варианте
Таким образом, нагрузка от стропил передается на ригель, а нагрузка от веса самого окна – на нижние укороченные стойки. В целом, вес кровли и окон распределяется по стене равномерно, так же, как она и распределялась бы при наличии недостающих стоек.
4. Ригель в финской технологии
В финской технологии дополнительно не усиливают сразу все стойки каркасной стены, так как в этом случае вес от стропил передается на общий ригель, а от него – на каждую стойку.
Таким образом, каждая стойка испытывает одну и ту же нагрузку. То есть, отсутствие стоек в местах оконного и дверного проема не меняет нагрузку на каждую оставшуюся стойку.
В данном случае ригель – это длинная доска (или сбитые между собой доски) протяженностью во всю стену и связанная со всеми стойками.
По сравнению с канадской технологией возникают две сложности – нужно использовать достаточно длинные доски и очень прочно крепить их к стойкам. Ведь нагрузка в данном случае перераспределяется между стойками и ригелем.
Обычно доски не производят длиной более 6 метров, тогда как стены зачастую имеют большую протяженность. Это решается просто – используют дополнительные доски, увеличивающие общую длину ригеля. Нагрузочная схема при этом не меняется, так как доска ригеля жестко связана со стойками.
Вторую проблему решают усиленным скреплением воедино стоек каркаса и доски ригеля – ее врезают в стойки.
Конечно, данные работы существенно усложняют создание каркасной стены, но дополнительно укреплять каждый оконный или дверной проем, как в канадской технологии – тоже долгая и трудоемкая операция.
Впиливать общий ригель можно изнутри и снаружи стены. Более удобно это делать снаружи, так как облегчается подъем каждой каркасной ячейки вертикально по периметру.
В защиту финской технологии стоит добавить, что сдвоенные доски, которые поддерживают ригель над и под оконным проемом окном являются дополнительными мостиками холода.
Схема расположения ригеля по финской технологии
Ригель в финском варианте
Таким образом основные различия между ригелями по канадской и финской технологии состоят в
5. Особенности создания проемов в каркасной стене
Как правило, шаг каркасных стоек выбирается исходя из ширины утеплителя – так чтобы плиты минваты было удобно закладывать в каркасную ячейку. Обычно шаг между стойками равен 60 см. Меньший шаг приводит к ненужному расходу материала и созданию дополнительных мостиков холода (см. подробнее в статье на нашем сайте тут).
При таком шаге установки стоек толщина досок, из которых сделаны стойки (как правило, используют доску сечением 150х50) достаточная для предельных нагрузок, действующих на стены.
Уточним, что вес кровли и снега в совокупности может достигать до трети общего веса дома.
Для монтажа различных дополнительных стоек используются обычные саморезы, длиной порядка 75 мм. Их желательно заворачивать «вкосую», чтобы усилить конструкцию.
Ригели устанавливают и в перегородках между помещениями, ведь во внутренних стенах тоже есть двери. На каждую перегородку тоже частично распределяется вес крыши и кровли и передается на фундамент.
6. Заключение
Укрепление оконных и дверных проемов является довольно непростой инженерной задачей. Даже небольшое отклонение верхней доски от горизонтальности вследствие неравномерной нагрузки влечет за собой заклинивание окон и дверей, а то и их поломку.
При строительстве стен все это должно учитываться еще на стадии планирования. Нельзя экономить на материале именно в этих узловых местах, и использовать для создания проемов только качественную, хорошо высушенную доску.
Варианты использования ригеля в каркасном доме
На стойки стен каркасных сооружений приходятся основные вертикальные нагрузки. Это в первую очередь вес кровельной конструкции и снег в зимний период. Большинство домов, возводимых по каркасной технологии, имеют естественные дверные и оконные проемы, соответственно распределение вертикальных нагрузок меняется. Поэтому стены, в которых предусматривается установка дверей и окон, требуют дополнительного усиления. Для этого инженеры разработали такой специальный элемент, как ригель в каркасном доме.
Что представляет собой ригель
Данный элемент каркасного дома представляет собой деревянную балку, являющуюся опорой для других элементов конструкции (колонн, стоек и пр.). Ригель монтируется горизонтально и равномерно распределяет нагрузку, оказываемую на него стропильной системой, на остальные балки каркасной постройки, в т.ч. стеновые стойки.
Как правило, вертикальные нагрузки, которые принимает ригель, это не только масса стропил, но и вес кровельного материала, атмосферные воздействия (дождь, снег, сильный ветер). Кровля передает нагрузку на стропильную систему, стропила – на стены здания, а стены – на фундаментное основание.
Равномерное распределение вертикальных нагрузок обеспечивает верхняя обвязка дома каркасной конструкции. Но, если в стене обустроен дверной проем или окна, равномерность распределения нагрузки нарушается. В данном случае стеновая конструкция лишена некоторых опорных стоек, а балка верхней обвязки каркаса дополнительно подвергается нагрузке на изгиб.
Чтобы понять, нужен ли ригель для установки в жилом каркасном доме, необходимо знать, какие функции он выполняет:
В общем, ригель в каркасном домостроении выполняет усиливающую функцию.
Как правило, ригели изготавливают из сосновой доски, при этом не менее 2 сорта. Показатель влажности допускается как после камерной, так и атмосферной сушки. Толщина данного элемента каркасной конструкции согласно строительным нормам должна соответствовать сечению опорных стеновых стоек. Поэтому при самостоятельном изготовлении ригелей рекомендуется брать 2 строительные доски и скреплять их между собой гвоздями.
После монтажа ригелей в силовом каркасе, они не должны мешать облицовке стен. Перед их установкой делают в стойках специальные пропилы. Согласно технологии строительства, ригель в каркасном доме допускается устанавливать внутри или снаружи силового каркаса. Функциональность и эффективность работы данного элемента при этом не изменится.
Ригель в финских и канадских каркасных домах
Вариантов усиления опорных элементов каркасных строений существует несколько. По финской технологии конструкция упрощенная, один ригель объединяет все опорные стойки и равномерно распределяет по ним получаемую нагрузку от стропил и крыши. В зданиях, возведенных по канадской технологии каркасного домостроения, ригели применяются для каждого отдельного проема окна либо двери.
Финская технология
Ригель в строительстве финского каркасного жилого дома одновременно усиливает все опорные стойки стен здания. Масса стропил и кровельного материала в данном случае передается на горизонтальный ригель, а уже от него равномерно распределяется на все вертикальные стойки каркасного сооружения.
Ригель в финских каркасных домах представляет собой деревянный брус или несколько досок, сбитых между собой. Длина этого элемента конструкции соответствует длине стены здания, соответственно он перекрывает все опорные стойки.
Если сравнивать с канадской технологией каркасного домостроения, финские конструкции отличаются двумя основными сложностями:
Как правило, длина стандартных строительных досок не превышает 6 м. А стены загородного коттеджа финской конструкции могут быть значительно длиннее.
Поэтому, чтобы не менять схему распределения вертикальных нагрузок, для удлинения общего ригеля используют дополнительные пиломатериалы.
Для более надежного и прочного соединения доску ригеля врезают в опорные стойки стен здания. Данная процедура значительно усложняет монтажные работы. Удобнее всего врезать общую ригельную балку снаружи стены, но можно это делать и изнутри.
Также необходимо отметить, что сдвоенные доски, поддерживающие ригель по финской технологии домостроения над и под проемом оконного блока, дополнительно являются мостиками холода.
Канадская технология
Монтаж ригелей по канадской технологии домостроения несколько отличается от финской:
Хидер – 2-3 доски, сбитые между собой. Толщина данного элемента соответствует ширине опорной стойки.
Именно верхний ригель принимает нагрузку от балки перекрытия в каркасном доме по канадской технологии.
Целиковые опорные стойки, находящиеся под ригелем, дополнительно усиливают сбитыми между собой досками. Непосредственно под окном монтируют укороченные опоры.
Если оконный блок обустраивают значительно ниже потолочного основания, дополнительные короткие стойки монтируют между балкой перекрытия каркасной постройки и ригелем. При этом для соединения элементов конструкции рекомендуется в верхней части доски прибивать рядом сразу 2 гвоздя. Шаг крепления не должен превышать 60 см, а крайний гвоздь в нижней части необходимо забивать на расстоянии 15 см от полового основания по центру доски.
Нагрузка от стропильной системы по канадской технологии передается на ригель, а масса оконного блока – на укороченные опорные стоки, расположенные под проемом окна.
Но в целом по данной технологии каркасного строительства общая нагрузка, создаваемая кровельным материалом, стропильной системой и оконными конструкциями, равномерно распределяется по стенам дома.
В результате основными отличиями двух разных технологий являются:
При самостоятельном возведении каркасного загородного дома необходимо понимать, что укрепление проемов дверей и окон – это достаточно сложная инженерная задача. Незначительное отклонение от горизонтали ригельной доски приведет к неравномерному распределению вертикальных нагрузок по стене здания. В результате могут начать заклинивать двери и окна или вообще выйдут из строя.
Что такое ригель и как монтировать укосины – специальные термины каркасного домостроения
Мы систематизировали важнейшие определения из сферы проектирования и каркасного строительства. Теперь вам будет легче ориентироваться в готовых проектах и общаться с мастерами.
Каркасные и каркасно-брусовые сооружения
Каркасный дом — индивидуальное здание малой этажности, обычно до трех этажей. В основе такого дома установлен деревянный каркас из балок и стоек, заполненный утеплителем. Утепляющий слой (это может быть базальтовое волокно, стекловолокно, эковата, опилки, лен) располагается между внутренним пароизоляционным контуром и гидро/ветрозащитным внешним слоем.
Каркасно-брусовой дом — российская технология, предполагающая применение пиломатериалов естественной влажности. Скелет монтируют из бруса различного сечения:
Поскольку брус склонен к усыханию, применяется льняной джут. Стойки устанавливаются сразу вертикально, металлическими уголками их фиксируют к нижней обвязке для устойчивости, пока не соединят с верхней обвязкой стены.
Важное отличие: стена может сгнить, если наглухо закрыть сырой брус, поэтому надо организовывать вентиляционный зазор.
Разница между американской и скандинавской технологиями
Канадские дома — это классическая “платформа” в основе каркасника. Собирается такой дом на гвоздях, славится высочайшей диагональной жесткостью, то есть умеет противостоять сильным ветрам и землетрясениям.
Отличия кроются в монолитном фундаменте в виде цокольного этажа, платформенном перекрытии для всех этажей. Каркас обустраивается из калиброванной сушеной доски 150 или 200 мм. Шаг между стойками по центру составляет 600 или 400 мм.
Характерной особенностью американских каркасников являются стены с одинарной обвязкой снизу и сдвоенной — сверху. Настоящей “библией” строителя канадских домов считается Building Codes или российский свод правил СП 31-105-2002.
Финский дом — типичная скандинавская технология строительства каркасных домов, направленная, в первую очередь, на защиту от шума и энергоэффективность. Конструктивно цокольный этаж отсутствует, и фундамент УШП и УФФ также является перекрытием для первого этажа с теплым полом.
Каркасный скелет строится из первосортной калиброванной доски, сухой, строганной, от 200 мм в ширину. Шаг стоек делается 600 мм. Каркас скандинавского дома изящный и легкий, с ригелем под верхней обвязкой, проходящим с внешней или внутренней стороны стоек.
Организация коммуникаций очень удобна: перекрестный каркас за пароизоляционным слоем внешних стен вмещает в себе электрику и сантехнику. После монтажа коммуникаций перекрестный каркас утепляют и имитируют брус.
Словарик основных терминов по каркасному строительству
Теперь пора кратко описать, что означают слова из вышеприведенных описаний. А также из других процессов в каркасном строительстве.
Бриджинги, или перемычки, — короткая балка для соединения балок перекрытий, стоек каркасной стены или стропильных ног. Выглядит как горизонтальная деревянная доска между соединяемыми элементами, или бывает в виде установленных крест-накрест брусков, также может являться металлической конструкцией.
Каждый бриджинг (англ. bridging — перекрывание, перемыкание) передает часть нагрузки соседним элементам, немного повышает жесткость конструкции и уменьшает, в связи с этим, вибрации, защищает доски от деформации в результате усыхания или высокой нагрузки.
А еще перемычка-бриджинг несет функцию противопожарного элемента, замедляя скорость возгорания ограждающей конструкции.
Фронтон каркасника — это верхняя часть стены здания, внизу которой расположен карниз, а по бокам крыша. Данный элемент поддерживает стропила и защищает подкровельное пространство от неблагоприятной погоды.
Для большей надежности фронтон возводят после монтажа стропильной системы. Важно правильно высчитать высоту фронтона (расстояние от карниза до конька крыши). От габаритов зависит и визуальное восприятие сооружения, и возможности использования подкровельного помещения (чердак, мансарда, жилая спальня).
Разница между ригелем и хедером
Ригель — еще один частный случай балки, составная часть конструкции в каркасном доме. В “финских домах” на ригель опираются балки перекрытия или стропила, он проходит под верхней обвязкой стены на всю длину. А у “канадских домов” ригель монтируют для оформления оконных и дверных проемов, снижая нагрузку на крайние стойки (последний вариант называется хедером).
Хедер, также известный как хидер (с англ. header — ригель, насадка, сборник) — понятие из лексикона американских строителей, официально дошедшее до нас из Building Codes.
Этот элемент призван распределять давление с верхней обвязки на стойки проемов окон и дверей. Без него оконная или дверная коробка просто раздавится под сильным давлением стропильной системы или балок перекрытия.
Почему укосина должна быть установлена правильно
Укосина в каркасном доме представляет собой доску сечением 150х25 или крупнее, установленную на ребро и врезанную в нижнюю и верхнюю стенную обвязку каркасника под углом 45—60 градусов. Пара разнонаправленных укосин нужна для обеспечения необходимой диагональной жесткости одной несущей стены.
Неправильный монтаж укосин влечет за собой риск разрушения дома, что может повлечь за собой печальные последствия для здоровья и жизни людей. Вопрос, как правильно сделать укосины, настолько важен, что мы решили раскрыть его подробнее в целом разделе.
Процесс установки укосин в несущую стену каркасника
Обратите внимание, правильные укосины выглядят так:
Видео: стены, ригель, укосины
Ригели в каркасном доме
Силовой каркас каркасного дома представляет собой сложную конструкцию, состоящую из угловых и вертикальных соек, перемычек, укосин, ригелей. Стойки выполняют несущую функцию — на них держится масса крыши и отделки, а нагрузка равномерно распределяется и передаётся на фундамент. Однако силовой каркас невозможно сделать прочным, жёстким и устойчивым без усиливающих элементов, к которым относятся ригели.
Ригель — что это?
Ригелем в каркасном домостроении называется перемычка, которая предназначена для более равномерного распределения весовой нагрузки между несущими стойками. Благодаря этому элементу в каркасе возможно обустроить проёмы, которые будут использованы для установки окон и дверей. Поскольку в таких местах не представляется возможным установка полноценных несущих стоек, вес конструкции над проёмами необходимо перераспределять между ближайшими опорами. Как раз на ригели и возлагается эта задача.
Для изготовления этого элемента используется сосновая строительная доска не ниже второго сорта. По влажности они может быть как после атмосферной сушки, так и после камерной. В соответствии с правилами строительства каркасных домов общая толщина ригеля должна соответствовать сечению вертикальных стоек. Поэтому для изготовления этого элемента обычно используется две доски, соединённые между собой гвоздями.
Ригели устанавливаются в силовом каркасе таким образом, чтобы в последствии они не мешали обшивке стен. Для этого в стойках делаются пропилы. Технологией разрешено устанавливать ригели как по наружной стороне силового каркаса, так и по внутренней. Функционал и эффективность от этого особо не меняется.
Роль ригелей в каркасных домах
Ригели в силовом каркасе каркасного дома нужны для того, чтобы:
В целом, роль ригеля в каркасном доме — усиливающая.
Ригель в канадской технологии
В соответствии с традициями классической канадской технологии строительства каркасных домов ригели принято монтировать локально над каждым проёмом. Для этого по краям проёма устанавливаются усиленные (сдвоенные) стойки, собранные таким образом, чтобы была «полочка» для укладки ригеля. Сам ригель в виде двух соединённых плашмя досок, и ориентированных на ребро, крепятся к этим стойкам при помощи гвоздей. Если до верхней обвязки остаётся какое-то расстояние, то здесь устанавливаются укороченные стойки. Такие же используются для поддержки конструкции проёма снизу.
Ригель в финской технологии
В финской технологии ригель также выполняет функцию усиления и равномерного распределения нагрузки от крыши. Однако здесь он один общий на всю стену. Крепится непосредственно под верхней обвязкой ко всем стойкам, в которые запиливается, чтобы не мешать отделке. Если стена дома слишком длинная, допускается наращивание ригеля. Но его необходимо выполнять таким образом, чтобы края двух пиломатериалов сходились на ближайшей полноценной стойке.
Итоги
Ригель — важный элемент в силовом каркасе каркасного дома. Его роль заключается в усилении конструкции и более равномерном распределении весовой нагрузки. Без ригелей невозможно правильно обустроить дверные и оконные проёмы, а также нельзя избежать перекосов и других проблем, возникающих из-за неравномерных нагрузок на несущие элементы каркаса.