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.

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

• веса стропильной системы
• веса кровли
• веса дополнительных элементов (вентиляция, система водостоков)
• веса снега в зимний период

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.

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.

 

 

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.

 

Таким образом основные различия между ригелями по канадской и финской технологии состоят в

1. Усилении сразу всех стоек (финский вариант) или отдельных балок над проемами (канадский вариант)
2. Использование досок разной длины для ригеля
3. Дополнительное усиление стоек (канадская технология) или ее отсутствие (финская)

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.