Фахверк что это в строительстве металлоконструкций
Фахверк что это в строительстве металлоконструкций
Металлические фахверковые строения имеют особую конструкцию. В ее основе лежит жесткий каркас, образованный системой стальных балок, между которыми располагается утеплитель. При дословном переводе – это сооружение из секций (решетчатая ферма). Отличительной особенностью данных зданий можно назвать положение металлических балок, которые всегда остаются на виду, и даже при финальной покраске их не затрагивают.
Индивидуальное изготовление металлоконструкций для фахверка позволяет получить легкий и при этом прочный каркас, который хорошо выдерживает нагрузки, как в вертикальном, так и горизонтальном направлении.
Разновидности фахверков
По типу сборки различают два вида каркаса:
Как полный, так и вспомогательный каркас из металла предназначены для крепления дверных проемов, окон, профилированных листов, сэндвич-панелей и т.д. Именно поэтому расчет, монтаж и изготовление металлоконструкции доверяют профессионалам.
Конструктивные особенности
В основе металлического фахверка лежит пространственная секция, состоящая из прочных стальных балок, закрепленных под разными углами. Классификация основывается на месторасположении конструкции. Различают:
Основными элементами фахверка являются:
Опорные колонны закрепляют на фундаменте при помощи арматурных болтов. В зависимости от вида колон будет меняться и сама конструкция. Так, при монтаже торцевого фахверка привязка будет равна – 0 (нулевая привязка). В продольном фахверке она соотносится с привязкой колон несущего каркаса.
Длина, а также сечение балки варьируется в зависимости от назначения строительного объекта и его проектировочных особенностей. По высоте наиболее востребованы балки от 1,8 до 4 метров. При реализации разных проектировочных и эксплуатационных целей используют колоны с постоянным или переменным сечением. Этим обусловлена необходимость индивидуального изготовления металлоконструкций под определенные проекты.
Преимущества фахверковых сооружений
Основное преимущество конструкций данного типа заключается в том, что они позволяют выполнять сложные архитектурные и технологические решения, создавать любые геометрические формы. Благодаря каркасному строительству, проектировщики создают внушительные по габаритам и силуэтам здания, которые, в отличие от монолитных, практически не оказывают давления на грунт.
В числе основных преимуществ:
Такие объекты отличаются повышенной устойчивостью и прочностью, могут использоваться на территориях со сложным рельефом и климатическими условиями. Благодаря секционной сборке и высокой прочности металла, здания выдерживают большие нагрузки. Можно проводить сегментированные ремонтные работы без остановки производства.
Сфера применения
Металлоконструкции для фахверка не имеют аналогов при возведении промышленных, торговых, производственных или выставочных павильонов (ангаров, цехов) большой площади. Незаменимы данные конструкции при строительстве объектов, предназначенных под работу мостового крана. Благодаря надежности и долговечности, металлические фахверки используют при сооружении промышленных, заводских объектов, но также могут применяться в качестве основы при строительстве частных домов, коттеджных поселков и т.д.
Что такое фахверк металлоконструкции – конструктивные особенности и установка
Металлокаркас в качестве несущего каркаса является прочным и устойчивым остовом сооружения. Эта конструкция из линейных элементов называется металлическим фахверком. Каркас из металла бывает полным и неполным. В первом случае он воспринимает собственный вес здания и все действующие нагрузки, а во втором — усиливает основной каркас.
Особенности разновидностей
Неполный металлокаркас делается без колонн у наружных стен, а колонны входят в систему основного каркаса. На полный несущий фахверк из металла воздействует вес стен и ветровые нагрузки от них, а также другие вертикальные и горизонтальные нагрузки. И на несущий, и на вспомогательный металлокаркас крепят дверные и оконные проемы, профлист, сэндвич-панели. Для безопасных работ и эксплуатации здания потребуется профессиональный расчет и монтаж металлического каркаса.
Понятие «фахверк» пришло с немецкого языка, именно в Германии зародилась фахверковая технология строительства каркасников. В переводе на русский fachwerk означает решетчатая конструкция или ферма. Более всего востребован фахверк металлический при строительстве промышленных объектов. Строительные фахверк металлоконструкции считаются самыми прочными, надежными и долговечными.
Конструкция, классификация и преимущества фахверкового каркаса
Конструктивно фахверк из металла состоит из пространственной секции, в основе которой находятся металлические балки, размещенные под углами. У фахверка металлоконструкции делятся на горизонтальные элементы (ригели) и вертикальные (стойки из профилей или прокатного швеллера). Фахверковый каркас классифицируют в зависимости от места расположения следующим образом:
Вот что говорят специалисты по поводу плюсов материала:
Технология каркасной металлоконструкции для жилого дома
Хотя традиционный немецкий фахверк проглядывает с наружной стороны дома в виде контрастных деревянных балок и столбов, металлический каркас предпочитают скрывать в стене. Во-первых, по эстетическим соображениям, а во-вторых, это решает ряд проблем:
Есть также общие факторы, благодаря которым строители предпочитают фахверковые металлоконструкции:
Установка фахверковой конструкции из металла
Сам процесс монтажа начинается с установки стоек. Элементы из профильных труб фиксируют черными болтами. Для упрощения сборки и экономии бюджета на детали устанавливают полиспасты с блоками, а потом с помощью монтажной лестницы соединяют руками. Можно арендовать легкий или самоходный кран для этих целей.
После того как стойки расположены на фундаменте, верхнюю часть опоры закрепляют фасонными листовыми пластинами к связевой ферме, соединяют болтами. Для монтажа металлического фахверка понадобится пара работников.
Когда колонны установлены, переходят к распоркам и ригелям. Из дополнительного оборудования на данном этапе подключают гидроподъемные передвижные подмостки или закрепляют лестницы.
Если стены делаются из асбестоцементных плит или профлистов, приваривают на поперечные балки крючья (кляммеры) из металла. Это ускорит монтаж панелей на металлический фахверк и усилит общее качество сборки.
Не лишним будет напомнить о технике безопасности при монтаже металлического фахверка. Первое и важнейшее правило ТБ — это наличие допуска специалистов к выполнению высотных работ. Также важно обеспечить работников обувью и спецодеждой, касками, страховкой. При работе с кранами понадобится опыт привязывания подъемных строп к тяжелым ригелям и стойкам.
Видео: типы рам металлического каркаса
Металлический фахверк, его преимущества и сфера применения
Admin1 02.02.2018 Строительство Комментарии к записи Металлический фахверк, его преимущества и сфера применения отключены 21,651 Views
Строительство промышленных предприятий требует использования материалов прочных, надежных и долговечных. Такими материалами являются изделия из металла, а точнее строительные металлоконструкции, которые являются основой сооружения и несут большую часть нагрузки. Одними из многих видов строительных металлоконструкций являются фахверки.
Что такое фахверк и для чего он нужен
Фахверк – это такая конструкция, которая состоит из пространственной секции. Ее основой являются балки из металла, расположенные под разными углами. Эти балки находятся снаружи здания, пространство между которыми заполнено строительным материалом. Фахверк принимает на себя тяжесть от стен и распределяет их на основные конструкции каркаса, что является его главной функцией. Также фахверк может использоваться как основной каркас для здания, в этом случае он принимает на себя как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки.
Купить фахверк можно на заводах, специализирующихся на производстве металлоконструкций для разных отраслей промышленности.
Виды фахверка из металла и его преимущества
Классификация фахверка зависит от места, где он располагается. Его подразделяют на:
Фахверк состоит из ригелей (горизонтальные элементы) и стоек, которые изготавливаются из разных видов профилей либо прокатного швеллера.
Какими ж достоинствами обладают эти металлоконструкции? Прежде всего, данный тип конструкций может иметь практически любую форму, что значительно расширяет возможности при проектировании и строительстве. Материал, из которого они изготовлены, надежен и прочен, что немало важно.
Помимо этого, система из элементов конструкции есть геометрически неизменяемой, и дает возможность организовать большое открытое пространство. Следует отметить, что монтаж фахверка не составляет больших трудностей.
Применение металлических фахверков
В первую очередь фахверки из металла используются при строительстве тех зданий, в которых планируется работа мостовых кранов. Также эти металлоконструкции нужны для сооружения торговых павильонов, ангаров и производственных цехов.
Что такое фахверковая технология cтроительства дома и в чем ее особенность
Фахверком называют стиль, распространённый в северной части Европы в позднее Cредневековье и Новое время, а также конструктивную систему, в которой детали каркаса стен остаются видимыми. И стиль, и конструкция до сих пор востребованы, более того — сегодня это один из архитектурных трендов. Поговорим о современных технологиях фахверкового строительства.
Преимущества и недостатки фахверковой технологии
Фахверковый дом не подвержен усадке, отвечает современным архитектурным тенденциям и сравнительно быстро строится (если речь идёт о стенах с панельным или стеклянным заполнением). Но его стоимость обычно высока, 1 м 2 площади обходится как минимум в 35 тыс. руб. К тому же добиться хорошей теплоизоляции от фахверковых стен непросто, так как заполнение по толщине должно быть меньше, чем стойки каркаса. Правда, нередко элементы фахверка привносят в проекты домов из газобетона, кирпича или других материалов, остекляя один из фасадов или надстраивая коробку из блоков фахверковым этажом.
Виды фахверковых стен
Поговорим подробнее о каждом из вариантов современных фахверковых конструкций.
Каркас с щитовым заполнением
Современные утеплённые фахверковые стены рассчитаны на продолжительный срок эксплуатации (не менее 50 лет) и соответствуют требованиям СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».
Каркас собирают из клеёного бруса сечением 200× 00 мм и более (на широтах Москвы и Санкт-Петербурга обычно 230×230 мм) с помощью металлического крепежа — стяжных шпилек, уголков, разъёмных кронштейнов и др. Узлы крепления расположены скрыто либо декорируются под старинные нагельные соединения. Как правило, каркас состоит из стоек, обвязок и ригелей. Усиливать его раскосами, если того не требует архитектурно-дизайнерский замысел, не нужно: требуемую жёсткость обеспечивают металлический крепёж и листовое заполнение промежутков между стойками. Все детали каркаса доставляются на объект полностью готовыми к монтажу, часто окрашенными в условиях цеха.
Вариантов заполнения множество, но обычно снаружи монтируют цементно-стружечные плиты или ОСП-3, а изнутри гипсокартонные или гипсоволокнистые листы. Для крепления листовых материалов на стойки набивают два ряда черепных брусков.
В пустом пространстве между наружной и внутренней обшивкой располагают утеплитель — плиты из минеральной ваты, листы ЭППС, PIR, полиуретановую пену, целлюлозную вату. Некоторые фирмы применяют двухслойное утепление, например, из PIR-плит (наружный слой) и минеральной ваты (внутренний слой) — такая стена лучше защищена от продувания. При этом изнутри утеплитель обязательно пароизолируют полиэтиленовой или полипропиленовой плёнкой. Сопротивление теплопередаче такой стены составляет 3,6–4,0 м² • °С/Вт (требования для Московской области — около 3,2 м² • °С/Вт).
Концепция open space, характерная для современного фахверка, предъявляет специфические требования к внутреннему устройству и отделке дома. Так, межкомнатные перегородки нередко выполняют из светлых деревянных панелей (CLT-панели), а балки перекрытий (в связи с большой величиной пролётов) — из LVL-бруса.
Монтируйте в доме напольную систему отопления — встроенные конвекторы или водяной тёплый пол. Так вы обеспечите комфорт в комнатах и защитите стёкла от запотевания. Придирчиво отнеситесь к качеству стеклопакетов и требуйте как минимум пятилетнюю гарантию на них; крупноформатные изделия подвержены повышенному риску разгерметизации краевого шва. Покупайте домокомплект максимальной заводской готовности. Для утепления глухих частей стен используйте материалы с теплопроводностью не более 0,035 Вт (м • К). Это позволит уменьшить затраты на отопление.
Каркас с закладкой просветов ячеистыми блоками
Некоторые компании и энтузиасты из числа индивидуальных застройщиков пытаются возродить фахверк в рамках классической концепции, согласно которой дом должен быть недорогим, с паропроницаемыми стенами и не очень большой площадью остекления (около 1/7 от площади пола). При этом в качестве оптимального материала для заполнения рассматривается ячеистый блок.
Но на пути к цели приходится решить несколько задач. Первая — как предотвратить коробление деталей каркаса? Брус естественной влажности неизбежно ведёт даже в жёсткой конструкции, и в стенах появляются щели. Но главная трудность связана с недостаточной толщиной каркаса (приобрести брус сечением больше чем 200× 00 мм сложно), а значит, и блочного заполнения. Сопротивление теплопередаче такой стены будет вдвое ниже требуемого.
Одно из решений обеих проблем одновременно — использование для деталей каркаса не бруса, а пространственных ферм из досок сечением 200 × 38 мм, с заполнением пустот внутри фермы полиуретановой пеной или иным вспененным пластиком. Толщина стены при этом может превышать 50 см, то есть ничто не мешает заложить просветы керамоблоками 38 GL и даже облицевать их декоративным кирпичом. Что касается герметизации стыков камня и каркаса, то здесь серьёзной проблемы нет: выручит обычная монтажная пена, расход которой можно уменьшить, если заполнять швы в процессе кладки.
В силу особенностей конструкции фахверковые дома не дают усадки, поэтому остекление можно начинать сразу после монтажа несущих конструкций, не боясь изменения геометрии проёмов. Для остекления мы используем английские мультифункциональные стеклопакеты. Глухие стены устроены по принципу пирога и включают два вида утеплителя. Основная система отопления в доме — тёплый пол, интегрированный в фундамент УШП (утеплённая шведская монолитная плита). При этом здание обязательно должно оборудоваться системой приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования. Благодаря такому комплексному подходу удаётся обеспечить комфортный микроклимат и в мороз, и в жаркую погоду. Риск запотевания стеклопакетов практически исключён. В зимний период затраты на отопление дома площадью 300-350 кв. м не превысят 3 тыс. руб. в месяц. Некоторые компании удешевляют строительство фахверковых домов, отказываясь от системы принудительной вентиляции, что приводит к значительным неудобствам в процессе эксплуатации здания и уменьшению срока его службы.
Деревянный каркас с панорамным остеклением
На базе фахверка как конструктивной схемы, но в рамках архитектурных стилей хай-тек и неоконструктивизм, возникла идея стеклофахверкового дома — постройки с панорамным остеклением, площадь которого составляет от 40 до 70 % от площади стен.
Что такое фахверковый дом, чем он отличается от обычного каркасника и как построить настоящий фахверк? 40 изумительных примеров
Фахверковые дома, как старинной, так и современной постройки, можно видеть во многих странах — в Германии, Австрии, Швейцарии, Франции, Нидерландах, Чехии и др. Присущее им особое «европейское» очарование не оставляет равнодушными и российских частных застройщиков. Поговорим о характерных чертах фахверка и о том, какие изменения он претерпел за долгие века своего существования
Вспомним, как всё начиналось.
Сооружения фахверкового типа — жилища и оборонительные стены — строили еще в эпоху Древнего мира в Малой Азии, Египте, Греции, Риме. Однако считается, что фахверковые дома в их типическом для сегодняшнего времени виде появились в средневековой Германии. Причем эта технология позволяла возводить не только одно-двухэтажные сельские, но и многоэтажные (4–5 уровней) городские здания. В основе подобных построек лежит сложный деревянный каркас, состоящий из рядной системы стоек, ригелей, подкосов и распорок. Ячейки между элементами остова (нем. Fach — ячейка, секция; Werk — работа) заполняли смесью глины с соломой, камышом или древесными остатками, «армируя» саман решетками из веток, после чего конопатили щели, штукатурили и белили поверхности. Такие жилища были легкими, требовали использования небольшого количества леса (в сравнении с целиком деревянными домами), а следовательно, обходились недорого. Те, у кого была такая возможность, закладывали проемы в каркасе камнем или кирпичом, что заметно утяжеляло и удорожало конструкцию, придавало постройке статусность, но, однако, не делало ее теплее (теплопроводность легкого самана почти в два раза ниже, чем у кирпича).
Характерной чертой, отличающей фахверк от обычных каркасных строений, являлось то, что заполнители закладывали в ячейки заподлицо с наружной плоскостью балок и оштукатуривали так, чтобы скелет здания оставался полностью на виду. Более того, его рисунок обязательно подчеркивали темной, контрастной окраской. Таким образом, каркас становился ярким элементом фасадного декора, и чем сложнее был «узор», тем выше оценивалось мастерство строителей. При этом особо тонкую детализацию «рисунку» придавала система подкосов и распорок, главной функцией которых было обеспечение жесткости и устойчивости здания. (Кстати, структура силовых узлов во многих современных металлических конструкциях — взять хотя бы строительные фермы или опоры ЛЭП — восходят именно к фахверку.) Надо сказать, что та или иная «раскладка» наклонных элементов имела еще и символическое значение. Чаще всего встречалось пересечение укосин в форме буквы «Х», что означало Андреевский крест; в форме буквы «Ж», что называлось «дикий человек» (нем. Wildermann), который мог быть малым, угловым и др., а также условное изображение «Древа жизни».
Украшением фахверковых домов служил не только выделенный цветом рисунок конструктива, их декорировали также резными или гнутыми элементами, розетками, витражами, мозаикой
Самые ранние постройки (X–XII вв.) взводились по методу «длинных столбов». В основном это были крестьянские жилища в один-два этажа, и длины цельных стоек из массива хватало на всю их высоту. Более поздний фахверк в виде городских «многоэтажек» (XV в.) собирали уже по технологии «коротких столбов», при этом каждый следующий уровень немного нависал над предыдущим, благодаря чему дождевая вода не текла сразу по всему фасаду, а падала с этажных выступов прямо на землю, подальше от основания. Дома, построенные как в той, так и в другой технике, настоящие долгожители, и возраст многих из них исчисляется не одной сотней лет. Так, например, в немецком Кведлинбурге есть немало фахверков, возведенных еще в XIV в.; в самом старом из них (1346–1347 гг.), стоящем в переулке Wordgasse, 3, сегодня находится музей фахверковой архитектуры.
На разных языках и диалектах
В разных странах фахверк приобретает свою национальную изюминку. Это может выражаться как в архитектурных, так и в чисто художественных нюансах. Своеобразные версии фахверка встречаются даже в разных регионах одной страны. Так, в его родоначальнице Германии выделяют фахверк франконский (Северный Рейн, Вестфалия, Тюрингия), нижнесаксонский, алеманский (южногерманские земли). Если охарактеризовать их в общих чертах, то первому свойственна строгая симметрия, второму — обилие фасадного декора (те самые «пряничные домики»), а третий вобрал в себя элементы готики — остроугольные щипцы, башенки и т. п.
Вариация фахверка по-французски— это не лишенный изящества, «утонченный» коломбаж (colombage) с безригельным каркасом. В Англии, где такой тип построек называли framework, в саман замешивали овечий очёс (для тепла) и, в отличие от традиционного для Германии «квадратного» фахверка, делали дома Г- или П-образными в плане, не выше двух этажей и с неизменным наружным дымоходом.
Японский фахверк — сейсмостойкий. Если в Европе столбы каркаса сначала просто втыкали в землю, а позже стали опирать на каменное основание, то в Японии для них в камнях выдалбливали углубление: при подвижках грунта стойки «гуляли» в этих выемках, тем самым предотвращая разрушение постройки. Ячейки в каркасе закрывали бамбуковыми панелями или прессованным растительным волокном.
Свои традиции в сооружении каркасных зданий, аналогичных фахверку, существуют в Скандинавии, на Балканах, в Испании, Турции, Иране. Ну, а яркий пример фахверковых конструкций по-американски — это 100-этажный Центр Джона Хенкока в Чикаго (XIX в.), развивший новое на то время направление в европейской частной архитектуре — стеклянный фахверк.
За свою многовековую историю фахверк «взаимодействовал» с разными архитектурными стилями — от готики и барокко до модерна и хай-тека, но система его конструктива всегда оставалась канонической
Что немцу хорошо.
В богатой лесом России, с ее традиционным деревянным домостроением и суровым климатом, фахверк не был востребован. Известно, что в 1714 г. Петр I своим указом предписывал массово строить в Санкт-Петербурге здания по фахверковой технологии — на голландский и немецкий манер. Они обходились дешевле каменных, а кроме того, придавали бы городу европейский вид. Таким образом действительно было возведено несколько административных зданий и жилых домов, аптека, почта. Однако тем дело и ограничилось: судя по всему, технология на берегах Невы не прижилась — либо ее просто как следует не освоили, либо посчитали, что для балтийских зим она малопригодна.
В XVII–XIX в. появлялись отдельные фахверковые постройки в окрестностях Петербурга (в частности, комендантский дом в крепости Петерштадт под Ораниенбаумом), в Екатеринбурге, а в Москве была целая Новоиноземская слобода, выглядевшая, по свидетельству современников, как настоящий немецкий городок. Много немцев-колонистов проживало и в Приазовье, где они строили себе жилье по образцу фахверка из старых железнодорожных шпал, кирпича и шлакобетона. В архивных материалах Историко-краеведческого музея г. Ейска читаем: «С виду колония того времени была похожа на чисто немецкую деревню и вовсе не напоминала русское селение. Все дома фахверковые, крыши покрыты камышовыми матами, дранью или черепицей, окна большие, светлые».
Особую популярность в России фахверк, а точнее, его стилистика приобрела в эпоху модерна. Характерные элементы конструкции, а также их имитация применялись при сооружении усадебных домов, хозяйственных, торговых и производственных построек, летних дач. В их числе особняк Пашкова в подмосковной усадьбе Крёкшино; мастерские при заводе купца Крахта в Бежице; универсальный магазин «Мюра и Мерилиза» на Кузнецком мосту в Москве; дом управляющего Болшевской бумагопрядильной фабрикой в Лапине-Спасском; комплекс зданий в принадлежащей Морозовым усадьбе Льялово и др. К сожалению, большинство из этих объектов уже утрачены. Из ныне существующих (в разной степени сохранности) образцов русского модерна с приметами фахверка можно назвать, к примеру, «Адмиралтейство» и сарай в поместье В. С. Поленова Борок (Тульская обл.), а также Свитский корпус и другие постройки в имении принца Ольденбургского в Ольгине (Воронежская обл.).
Сарай в поместье В. С. Поленова
«Адмиралтейство» в поместье В. С. Поленова
День сегодняшний
Сегодня фахверк представлен главным образом в малоэтажном строительстве, так что фактически в ходу самая старая, длинностоечная технология. В настоящее время для возведения фахверковых домов применяют уже не массивную, а более прочную, стабильную и не подверженную усадке клееную древесину, LVL-брус. Конструктивные элементы, как и раньше, соединяют в замок по типу «ласточкин хвост» или «шип-паз» с дополнительной фиксацией нагелями; в наиболее нагруженных местах возможно также использование металлического крепежа — скоб, уголков, пластин.
Чаще всего каркас заполняют двумя слоями эффективного утеплителя (минвата, плиты ЭППС, PIR и др.) с последующей обшивкой листовыми материалами, как это делают в случае обычных каркасников. Крепят листы ЦСП, ОСП, ФСФ, ГВЛ и т. п. с помощью черепных брусков. Чтобы стены соответствовали требованиям по сопротивлению теплопередаче, используют брус увеличенной толщины (200 × 200 мм и более, в зависимости от региона строительства). К тому же этой толщины должно быть достаточно, чтобы в ее пределах поместились все слои стенового «пирога»: теплоизоляция, парозащитная пленка (изнутри) и гидроветрозащитная мембрана (снаружи), двусторонняя обшивка и отделка.
Учитывая несущие свойства стоек и балок из клееной древесины, в раскосах, укрепляющих каркас, конструктивной необходимости может и не быть. Их устанавливают, чтобы придать постройке характерный староевропейский колорит
Современные технологии позволяют использовать при сооружении каркаса металлопрофиль, железобетонные балки или пространственные фермы из досок расчетного сечения, а в качестве заполнения сегодня могут выступать различные сэндвич-панели, поризованные керамоблоки или блоки из легких ячеистых бетонов. Если прежде камни крепили к каркасу с помощью пазов и реек, то сейчас для этого служат плоские металлические анкеры. Возможные варианты отделки фасадов — оштукатуривание, обшивка деревом (панели, доска, вагонка), облицовка камнем или декоративным кирпичом.
Очень популярен в наши дни так называемый стеклофахверк, отвечающий актуальным тенденциям в архитектуре и дизайне интерьеров — свободные пространства, связь с окружающей природой, максимальная открытость для естественного света. В проемы каркаса в этом случае вставляют крупноформатные стеклянные блоки, используя безрамный способ монтажа. Для снижения теплопотерь через такие стены применяют энергосберегающие или мультифункциональные стеклопакеты, что в сочетании с другими решениями по теплосбережению позволяет довести здание до уровня энергоэффективного.