4.11 Металлический крепеж каркасного дома

Каждый год в США под действием ураганных ветров разрушается множество домов. Чаще всего разрушение начинается с крыши, а затем уже рушатся стены. Один из способов предотвращения разрушения крыш, которым пользуются строители в зонах повышенных ветровых нагрузок (побережья озер, заливов, океанов), — это металлический крепеж. Специальные фиксаторы сконструированы для увеличения конструкционной прочности зданий. Иногда такие здания выдерживают удары и торнадо, и землетрясений.

На рис. 4.140 показано, как использование металлического крепежа может повысить шансы дома выстоять под действием полной силы урагана. Элементы используемого крепежа показаны на нескольких следующих страницах. Следует внимательно отнестись к цифрам, обведенным кружком, а затем найти ссылки для иллюстрации, где и как крепеж используется наилучшим образом.

1 — Крепления для защиты от ураганов; этот тип крепежа используется для усиления сопротивления подъемной силе, которая действует на крышу при сильном ветре. Использование этого крепления исключает необходимость обычного крепления гвоздями под углом, позволяя использовать имеющиеся в пластинах отверстия для быстрой, простой и прочной фиксации гвоздями стропил и ферм к брусьями верхней обвязки стен и стойкам. Эти крепления изготавливаются из оцинкованной стали калибра 20-18. Они могут быть установлены с каждой стороны стропила для двойного усиления, если толщина стропила составляет минимум 2,5 дюйма. Допускается и диагональная установка, когда толщина стропила составляет 1,5 дюйма.

2 — Кронштейн 90°; используется для крепления ферм к несущим стенам.

3 — Фиксатор стропила/ Пластина для стойки; недорогое крепление для быстрой фиксации стропил или ферм к стойками стены и брусьям верхней обвязки, а также для крепления стоек к брусу нижней обвязки дома.

4 — Полоса для крепления балок фермы; идеальное крепление для сквозной бесстоечной фермы в расчете на воздействие значительной подъемной силы. Может быть использовано в случаях крепления дерево–дерево или бетондерево. Прямоугольная шайба увеличивает степень сопротивления подъемной силе.

5.1 — Опора для балки; это опоры крепления половых лаг к торцевым балкам. Конструкция их обеспечивает полную опору верхнего пояса и предотвращает кручение половых лаг. Отверстия для болтов также есть в этом креплении, что добавляет прочность конструкции.

5.2 — Стяжной анкер пола. Эти стяжные анкеры сконструированы специально для конструкций пола, расположенного на уровне земли или выше. Они служат соединительным звеном между первым или вторым уровнем пола и стойками каркаса. Они разработаны для конструкций перекрытий с большими зазорами от 21 до 24 дюймов и могут крепиться болтами или гвоздями.

6 — Анкер для крепления к полу; эти крепления сконструированы специально для использования в полах повышенного качества. Применяются для крепления как чернового, так и чистового полов к стойкам. Обычно используются в полах с большими шагом лаг — 21и 24 дюйма. В качестве крепежа могут быть использованы болты или гвозди.

6 — Анкер для прочного крепления стоек; используется для крепления стоек к бетонному фундаменту. Специальные прорези в основании позволяют регулировать смещение анкерных болтов, а само основание изолирует пятку стойки от соприкосновения с бетоном.

Такая прочная конструкция используется при больших подъемных силах и предполагает применение анкерных болтов длиной 5 дюймов, заложенных при бетонировании фундамента или в предварительно выполненные отверстия.

7 — Кронштейн для лестницы; эти кронштейны сконструированы для упрощения изготовления и увеличения прочности конструкции лестниц.

8 — Опора половой лаги; опора для основной половой лаги изготавливается из стального листа калибра 18 и прочного кронштейна. Используется для крепления торцевых досок, половых лаг и ферм.

9 — Опорное крепление с захватом для быстрой установки половых лаг; эти опоры сконструированы для быстрой установки и крепления гвоздями на месте половых лаг. Отверстия для гвоздей расположены со смещением. Изготовлены по технологии прецизионного формования из оцинкованного металлического листа калибра 18, что обеспечивает продолжительный срок службы.

10 — Уголок для крепления стоек; может использоваться также для крепления рамных конструкций окон.

11 — Крепление Т-типа; может быть использовано для крепления под прямым углом в точке соединения коротких стоек и черновой обвязки.

12 — Крепление стоек и стропил к брусьям обвязки; используется для фиксации стоек к брусьям верхней и нижней обвязки стен, а также крепления стропил к брусьям верхней обвязки стен.

13 — Анкерный болт; заложенный на глубину не менее 6 дюймов в бетон анкерный болт дает возможность выдерживать подъемную силу в 1635 фунтов при прочности бетона 3000 фунтов на кв. дюйм. Устойчивость к воздействию подъемной силы ветра обеспечивается на основе сдвиговой прочности дерева болотной сосны № 2. Допустимая сила сжатия перпендикулярная направлению волокон составляет 565 фунтов на кв. дюйм.

14 — Прижимающий анкер; идеальное решение крепления стен со связями и вертикальных стоек

15 — Универсальный анкер для рамных конструкций; анкер многоцелевого назначения для решения практически любых задач крепления деревянных конструкций. С его помощью крепятся стропила и фермы к брусьям верхней обвязки, половые лаги и потолочные балки к торцевым доскам, а мауэрлат — к брусьям

обвязки. Использование в рамных конструкциях металлического крепления с углом 90° обеспечивает прямоугольность всех соединений.

16 — «Шапка» для стойки; упрощает крепление стоек из бруса сечением 4×4 дюйма к деревянным балкам и фермам, создавая качественное крепление верхней части стоек и перпендикулярно расположенных балок и ферм. Такое крепление существенно прочнее, чем крепление гвоздями, забитыми под углом, и крепление гвоздями без шляпок. При этом оно занимает меньше времени, чем сверление и установка болтов. Пластины, расположенные по бокам, обеспечивают высокие прочностные свойства узла. Крепление в гнездах гвоздями под углом ускоряет регулировку по горизонтали и по вертикали.

17 — Анкеры крепления полов; эти крепления сконструированы для крепления пола первого или второго этажа к стойкам. С ними можно использовать гвозди или болты.

18 — Крепление к фундаменту; это крепление заглубляется в бетон на менее, чем на 3 дюйма, увеличивая прочность конструкции за счет сцепления с бетоном и альтернативной опорой в виде арматуры. Отверстия в планке предназначены для гвоздей.

19 — Прочный кронштейн для крепления балки к кирпичной стене; сконструирован для крепления половых лаг к кирпичным или бетонным торцевым стенам. Исключает необходимость долбления специальных гнезд в стенах.

20 — Крепление для стропил; планки этого крепления имеют различное назначение и рассчитаны на разные проектные нагрузки. Их следует использовать при креплении стропил к брусу, стоек к нижней обвязке дома или рам над ригелями и несущими перегородками.

21 — Анкер для крепления поперечных ферм; этот анкер сконструирован, чтобы выдерживать нагрузки от боковых и подъемных сил. Он обеспечивает специальное соединение деревянных элементов ферм и стропил. Крепление пластины к стене предотвращает движение ферм вдоль и поперек стены.

22 — Анкер фермы; удовлетворяет разнообразным требованиям креплений типа бетон–дерево, дает возможность заглубляться в бетон на 4 дюйма. Можно использовать установку двух анкеров — по одному с каждой стороны стропила для удвоения прочности. Минимальное расстояние от края 2 дюйма.

23 — Фиксатор из оцинкованной стали для фанеры; фиксатор сконструирован для простого и быстрого крепления краев листов обшивки. Эта система автоматической фиксации в любом месте панели обеспечивает нужный зазор между листами фанеры или элементами обшивки. Может быть изготовлен и из алюминия.

24 — Планка для крепления ферм; это крепление обеспечивает дополнительную повышенную устойчивость к воздействию подъемной силы. Используется для крепления стропил или ферм к брусьям верхней обвязки, устраняя необходимость крепления ферм гвоздями. Этот фиксатор выполнен из стального листа калибра 20.

Обычно для крепления используется пара фиксаторов, устанавливающихся с каждой стороны в верхнюю и нижнюю части на двойных верхних балках в равном количестве. Располагаются фиксаторы на расстоянии не менее 0,25 дюймов от края планки и на расстоянии не менее 0,375 дюймов от края балки рамной конструкции.

Сильным ветрам могут противостоять только здания, построенные с достаточным запасом прочности по отношению к стихийным нагрузкам. Единственный надежный выход — использовать специальные строительные технологии, предусматривающие металлический крепеж конструкций из разных материалов (рис. 4.141 и 4.142).

Самый эффективный сегодня способ — это крепеж, который используется в стеновых панелях, усиленных дополнительными ребрами (Stem Wall System). Конструкция, состоящая из деревянных элементов, соединенных металлическим крепежом, показана на рис. 4.143.

На рис. 4.144 торцевая балка, выполненная из бетона, является опорой стропил, которые крепятся к ней кронштейнами-анкерами, заглубленными в бетон.

Проблемы прочности пола второго этажа могут быть решены объединением полов первого и второго этажей в одну рамную конструкцию с помощью металлических креплений, как это показано на рис. 4.145.

Приведено несколько возможных вариантов крепежа. Конструкция, состоящая из ферм, закрепленных на верхней обвязке стен с помощью металлического крепежа, показана на рис. 4.146, а фиксация верхней обвязки к стойкам — на рис. 4.147.

Все эти металлические фиксаторы и соединители соответствуют требованиям стандартов регионов, которые подвергаются воздействию сильных ветров, ураганов и землетрясений. Затраты могут быть уменьшены за счет снижения стоимости страховки на отстроенный каркасный дом.

Расчетами ветровых нагрузок, воздействующих на строения, учитывается целый набор факторов. Основной из них — уровень скоростей ветров для района строительства.