Крепеж для каркасных домов

По утверждениям официальных лиц Торгово-промышленной палаты РФ, к концу 2023 года каркасные малоэтажные дома займут почти 70% общего рынка загородной недвижимости. Фирмы-застройщики также подтверждают, что интерес к технологии стабильно растет, и только в 2019 году в России было сдано свыше 9 миллионов квадратных метров таких площадей.

Традиционные для США, Канады и Финляндии каркасные дома у нас живо привлекают внимание как условной простотой возведения, так и очевидной дешевизной по сравнению со строительством из кирпича. Эти здания напоминают многослойный бутерброд из самых современных изоляционных и отделочных материалов, обшитых поверх прочного деревянного скелета.

Преимущества каркасных домиков — высокая энергоэффективность, быстрота возведения, отсутствие необходимости в мощном и дорогостоящем фундаменте. Неудивительно, что многие домовладельцы делают выбор в пользу каркасной технологии, затевая первое строительство собственными руками.

И в этом деле вместе с необходимостью тщательно изучить правила сборки деревянных конструкций, убедиться в качестве пиломатериала и разместить изоляцию строго определенным образом, строители сталкиваются с вопросом подбора крепежа. Парадокс, но крохотные и малозначительные на общей картине гвозди или саморезы могут полностью и безвозвратно изменить всю историю каркасного дома.

Классификация крепежных изделий для каркасных домов

Строительство малоэтажных зданий по каркасной технологии предусматривает ряд последовательных взаимосвязанных этапов:

• обустройство фундамента;
• установка каркаса дома;
• кровельные работы;
• установка дверей и окон;
• прокладка коммуникаций (водоснабжение, канализация, газ, электричество);
• фасадные работы;
• укладка тепло-, ветро- и пароизоляции;
• внутренняя отделка.

На каждом этапе возникает потребность в использовании определенного крепежа. В общем случае весь спектр необходимых метизов можно условно разделить на три группы: анкеры для фундамента, плоские металлические планки для усиления узлов, гвозди и саморезы.

Фундаментный крепеж

Каркасные дома считаются одними из самых легких конструкций. Для возведения небольшой дачи или летнего коттеджа чаще всего закладывают свайно-винтовой или столбчатый фундамент. Здания для круглогодичного проживания ставят на ленточное железобетонное основание или ростверк.

В каждом случае необходима жесткая связь нижней обвязки с опорной поверхностью фундамента. Существует три основных способа как это сделать:

• разместить анкера в опалубке перед заливкой бетонной смеси;
• установить болты по пробуренным скважинам в уже готовом фундаменте;
• стянуть брус нижней обвязки с подошвой винтовой сваи или столба на полноценных болтовых или шпилечных соединениях.

В первых двух случаях используют фундаментные болты по ГОСТ 24379.1-2012. Изогнутые изделия (тип 1.1) и комплекты с анкерной плитой (тип 2.1 и 2.2) необходимо ставить совместно с армированием железобетонного ленточного фундамента. Их закрепляют на арматуре, и после заливки бетона нижняя часть анкера оказывается замоноличенной.

Если же лента фундамента уже готова, то для установки крепежа бурят узкие скважины. Здесь нужны прямые (тип 5) болты или с коническим концом и цангой (тип 6.1). После аккуратного размещения изделий, полость скважины заполняют цементно-песчаной или клеевой смесью.

Глубина залегания фундаментного крепежа под каркасным домом — не менее 100-150 мм. Порядок их разбивки по контуру фундамента требует равномерного шага — от 100-150 мм для компактных домов до 200-350 мм для крупногабаритных строений.

Для анкеровки в железобетон используют болты с метрической резьбой М16 и М18. Такую продукцию изготавливают из углеродистых конструкционных сталей общего назначения — 08кп, Ст3, 10 или 15. Их не подвергают закалке, но в ряде случаев производят горячее оцинкование, чтобы защитить от распространения коррозии.

Если же дом ставят на свайные опоры, то стяжку бруса нижней обвязки выполняют сквозным болтовым или шпилечным соединением. При этом первая гайка будет расположена под стальной плоской подошвой сваи, а вторая — в специальном пазу в теле самого бруса. Здесь используют метизы на М14 и М16 и для каждой опоры закладывают не менее двух стяжек (при оптимальных четырех).

Если фундаментные болты при работе как минимум наполовину погружены в монолитный железобетон, то болты и шпильки на сваях и столбах оказываются в куда худших условиях — непосредственно на открытом воздухе. Это вызывает их ускоренную коррозию, особенно в контексте сезонного перепада температур. Поэтому для стяжки таких соединений особенно важно закладывать исключительно метизы с защитным покрытием, а также использовать шайбы-гроверы — чтобы предупредить возможное ослабевание соединения со временем.

Гвозди

Сложно посчитать, сколько килограмм гвоздей уходит на постройку каркасного дома. Но с уверенностью можно сказать, что именно этот крепеж строители используют чаще всего, когда речь идет о непосредственной сборке несущего деревянного каркаса.

Гвоздь устанавливают в деревянное основание при помощи ударного силового воздействия, по сути — создавая микротрещину между волокнами материала и вгоняя туда металлический стержень. При этом сам метиз испытывает нагрузку в поперечном сечении, а под действием осевого усилия может быть извлечен из гнезда. Поэтому гвозди ставят в узлах, работающих на сдвиг.

Различают несколько конструктивных типов строительных гвоздей:

• обычные гладкие;
• ершеные;
• винтовые.

Первый вариант — абсолютный лидер по универсальности. Он подходит для решения всего объема задач, с которыми сталкиваются рабочие при возведении здания. К изделиям с оребренной и винтовой поверхностью обращаются лишь в тех случаях, когда хотят усилить соединение и предусмотреть дополнительные угрозы вроде вибрации или осевого смещения.

Гладкие гвозди изготавливают в соответствии с ГОСТ 4028-63. В каркасном строительстве используют типоразмер с диаметром сечения 3,5 мм и длиной 90 мм. Их забивают по месту с помощью обычного ручного молотка или задействуют специальный пневматический инструмент, работающий от компрессора.

Гвозди такого типа делают из незакаленной низкоуглеродистой проволоки. Предел прочности такого материала составляет всего 290-490 МПа с относительным удлинением при разрыве 20%. Такие параметры указывают на достаточную гибкость и вязкость металла, а значит — при избыточном приложении поперечной нагрузки гвоздь ломается не сразу, а изгибается.

В каких узлах каркаса используются строительные гвозди:

• при нижней обвязке — с шагом 600 мм в шахматном порядке (вразбежку), с распределением по высоте каждые 50 мм и отступом от края не менее 20 мм во избежание раскалывания;
• при обвязке лаг пола — каждые 150 мм, причем соединение вертикальных элементов с горизонтальными происходит путем забивки гвоздя под углом 40...60 градусов;
• при соединении лаг — каждые 50 мм по высоте бруса, вразбежку;
• для крепления плит черного пола к лагам — по контуру каждого листа фанеры или ОСП-3;
• при верхней обвязке — с шагом 400 мм в шахматном порядке;
• при сборке каркаса — от 3 до 8 гвоздей в каждый узел, с вертикальным, горизонтальным и диагональным размещением крепежа;
• при установке укосин в стенах — по одному гвоздю на 50 мм ширины укосины (относительно каждой вертикальной балки);
• при креплении стропил к обвязке — минимум по 3 гвоздя на каждый узел, причем два забиваются с одной стороны, а третий — между ними с другой;
• при установке перемычек между стропилами — под углом;
• при монтаже лобовой и карнизной доски к стропилам — по 2 гвоздя каждые 600 мм.

Частным случаем применения гвоздей выступают кровельные работы, если в качестве основного материала строители выбирают шифер. Для фиксации этих асбестоцементных листов используют специальные шиферные гвозди. От обычных они отличаются увеличенными размерами и массивной полукруглой шляпкой.

Такую продукцию выпускают по ГОСТ 9870-61 в двух конструктивных исполнениях: с диаметром сечения 4 мм и длинами 90, 100 и 120 мм и с сечением 4,5 мм и длиной 120 мм.

Саморезы

Вторая категория крепежа, о которой сразу вспоминают, когда речь заходит о деревянном строительстве — это саморезы. Универсальные и по-своему уникальные метизы, способные самостоятельно внедряться в тело соединяемых деталей и достаточно надежно удерживать узел воедино.

Госстрой России опубликовал норматив СП 31-105-2005, который разрешает применять при сборке каркасных одноквартирных домов винты по ГОСТ 11652-80. Это изделия с потайной конусной головкой и профилированной метрической резьбой.

Такую продукцию изготавливают из углеродистых (08кп, 10кп, 20кп и 25) и легированных (20Х, 40Х, 30ХГСА) сталей с обязательной закалкой до твердости 57-63 HRC. Условие связано с тем, что саморез при внедрении должен быть однозначно тверже, чем материал, в который его устанавливают. Обратной стороной закалки выступает некоторая хрупкость: если перезатянуть винт шуруповертом, он может обломиться по шейке.

В отличии от гвоздей, саморез в соединении выступает своеобразным концентратором нагрузки, одновременно сжимая воедино стянутые детали, упором в витки резьбы сопротивляясь осевому растяжению и частично воспринимая срез (который для него особенно опасен). Поэтому на саморезах собирают узлы, где риск возникновения сдвига минимален, зато присутствуют растягивающие силы.

Где в каркасном строительстве используют самонарезающие винты:

• при укладке настила на полы;
• при обшивке потолков;
• при внутренней стеновой отделке пластиком или вагонкой;
• при монтаже листового гипсокартона;
• при сборке обрешеток;
• в процессе фасадной отделки сайдингом.

Существуют специальные саморезы, называемые в обиходе «глухарями». Их основное отличие от простых заключается в массивной шестигранной головке под затяжку ключом. Такой крепеж для деревянного дома обладает повышенной прочностью, а для защиты от коррозии его подвергают гальваническому оцинкованию поверхностей. «Глухарей» можно найти по ссылке на стандарт изготовления — DIN 571.

Отдельная категория саморезов предназначена для кровельных работ. С помощью такого крепежа укладывают:

• профнастил;
• металлочерепицу;
• ондулин (еврошифер).

Винты для кровли поставляются исключительно в комплекте с широкой пресс-шайбой, внутри которой установлена резиновая вставка. Это необходимо для создания натяга без избыточного деформирующего воздействия на кровельный материал.

Головка таких саморезов может быть шестигранной или плоской круглой, с внутренним зевом под отвертку или биту шуруповерта. Стержень разделен на две зоны — заходную, представленную подобием перового сверла, и с непосредственной профильной резьбой. При установке и затяжке винт сначала самостоятельно сверлит себе отверстие, затем нарезает в нем винтовую канавку и закрепляется в ней.

Саморезы для кровельных работ нуждаются в защите от коррозии больше, чем любые другие метизы — ведь они находятся под открытым небом и первыми встречают и дождь, и снег, и талую воду. Такой крепеж можно купить в оцинкованном и в окрашенном вариантах. Второй всегда предпочтителен: специальная полимерная краска не только отлично маскируется под общий цвет кровли, но и подразумевает нанесение промежуточного оцинкованного слоя-подложки. Это значит, что окрашенные саморезы обладают двойной защитой от коррозии.

Дополнительный крепеж

Существуют проекты, где при строительстве можно обойтись исключительно гвоздями да смекалкой. В эту же рубрику уходят легенды про дома, построенные без единого гвоздя, исключительно на сложных замковых соединениях.

Но на практике при возведении каркасных зданий и сооружений часто обращаются к еще одному нестандартному типу крепежных деталей — перфорированным планкам для узловой сборки.

Различают:

• плоские прямоугольные пластины — для стяжки двух элементов встык;
• уголки — для фиксации двух взаимно перпендикулярных элементов;
• уголки с ребрами жесткости (одним или двумя) — для нагруженных условий;
• держатели балки — профиль с Z-образным сечением, необходимый для увязки стропила и горизонтального бруса обвязки;
• опора балки (универсальная и специализированная) — имеет конструкцию в виде двух уголков, соединенных общей подошвой, причем уголки могут быть направлены как вовнутрь, так и наружу;
• опора бруса — аналогичная опоре балки, но меньше по высоте;
• скользящая опора для стропил — сборка из двух деталей, где одна имеет возможность некоторого перемещения вдоль другой. Такой крепеж для каркасного дома необходим, чтобы компенсировать продольный сдвиг стропил в процессе усадки древесины и под снежной нагрузкой.

Особого внимания заслуживают регулируемые башмаки для колонн. Это скорее техническая оснастка, чем тип крепежа, однако их часто продают совместно с остальными перфорированными планками.

Башмак — это достаточно сложный узел, состоящий из:

• плоской прямоугольной или квадратной подошвы, на которой присутствуют четыре отверстия для анкеровки к фундаменту;
• цилиндрической втулки, приваренной к подошве;
• широкой шестигранной гайки-регулятора, размещенной поверх втулки с опорой на торец;
• стержня, установленного в резьбовом гнезде втулки и проходящего сквозь гайку;
• П-образной вилки, штампованной из гнутой прямоугольной планки и приваренной к верхнему краю стержня;
• также допустим вариант, когда вместо вилки узел завершается дублем плоской подошвы с отверстиями под крепеж.

Башмак фиксируют относительно фундамента. На верхнюю деталь (вилку или подошву) водружают нижний конец вертикальной колонны или стойки. Саморезы вгоняют прямо тело бруса, причем вилочное исполнение позволяет сделать это чуть проще, закручивая винты в горизонтальной плоскости.

В дальнейшем поворот гайки на башмаке позволяет приподнимать или опускать колонну на определенную высоту. Такая мера необходима для коррекции деревянных конструкций в процессе усадки. Этот процесс растягивается на несколько месяцев.

Описывая вспомогательный крепеж для строительства каркасных домов, нужно отдельно остановиться на так называемых коннекторах. Это плоские стальные пластины, где путем вырубной штамповки получают множество отогнутых заостренных шипов. Иначе их называют гвоздевыми пластинами.

Коннекторы можно использовать для фиксации тех узлов каркаса, которые не испытывают значительных нагрузок. При монтаже шипы врезаются в тело бруса по той же схеме, что и гвозди, а для установки тоже понадобится достаточно значимое ударное воздействие.

На что собирать каркас дома: гвозди или саморезы

На форумах, посвященных вопросам строительства по каркасной технологии, самые горячие обсуждения и споры посвящены одной теме: какому крепежу отдать предпочтение при сборке «скелета» здания — гвоздям или саморезам?

Одна сторона выступает за гвозди, апеллируя к тому, что застройщики Канады и США, где каркасные дома давно стали классикой, используют исключительно такие метизы для фиксации узлов. Их противники не забывают напомнить, что за последнее столетие наука и техника шагнули далеко вперед, и теперь строителям есть, из чего выбирать, помимо гвоздей.

Чтобы разрешить этот спор, следует опираться на ряд тезисов:

1. Каждый тип крепежа уместен на своем месте. И, делая свой окончательный выбор, следует учесть как особенности сборки узла, так и схему восприятия эксплуатационных нагрузок.
2. Исходя из первого правила, на рынке строительного крепежа уже существуют специализированные решения для конкретных случаев. Было бы глупо собирать весь дом с применением ровно одного формата метизов из чистого упрямства и желания сэкономить.
3. Гвозди в первую очередь рассчитаны на восприятие сдвиговых нагрузок: при избыточном нагружении относительно мягкий и вязкий металл чуть изгибается, но не разрушается. Закаленный саморез под нагрузкой на сдвиг с большей вероятностью сломается, но он будет хорошо держать узел, который пытается разомкнуться путем растяжения — за счет осевого упора в витки резьбы.
4. Если нет нужды в предварительном сверлении посадочных гнезд, то сборка с участием саморезов занимает меньше времени благодаря шуруповертам. Применение пневмомолотков для забивки гвоздей решает эту проблему, но такая техника требует наличия компрессора и достаточно сильно нагружает руки за рабочую смену.



5. Новичку, неуверенному в своих силах, будет комфортнее работать с саморезами просто потому, что ошибку можно быстро решить, вывернув метиз и установив его повторно. Вытащить наружу забитый гвоздь — весьма сложная задача даже для специалиста.
6. Гвозди меньше подвержены коррозии. Это связано со сложностью осаждения защитных покрытий на винтовую резьбовую поверхность стержня самореза. Кроме того, при закрутке бита шуруповерта частично слизывает цинковое покрытие на головке, обнажая металл.
7. Вкручивать длинные саморезы очень неудобно и достаточно сложно, особенно для новичков, не так давно взявшихся за работу с деревом. Для таких узлов забить гвоздь — лучшее решение.

Последний аргумент в выборе — стоимость самых плохих саморезов значительно выше, чем самых лучших гвоздей. В экономическом плане сборка каркасника на гвоздях не в пример дешевле, пусть даже их понадобится больше в количественном выражении.

Практические советы по выбору крепежа для каркасника

Определившись с типом крепежа и приступая к непосредственной закупке нужных позиций, придерживайтесь таких общих правил:

1. Выбирайте метизы с максимальной защитой от коррозии. Качественное гальваническое оцинкование можно легко определить по характерному голубоватому блеску. Пассивированные покрытия отливают желтизной и обладают еще большей стойкостью, поэтому многие строители приобретают только «желтый» крепеж.
2. Производитель метизов должен обязательно ссылаться на какой-то нормативный документ — ГОСТ, EN или DIN, как минимум — внутризаводское ТУ. Никогда не приобретайте продукцию «кустарного», никому не известного производства.
3. Покупайте метизы с запасом хотя бы 15-20% от требуемого количества. Лучше остаться в финале с остатком, чем в процессе сборки узнать, что чего-то не хватило.
4. Если вы решили заказать специализированный крепеж, вроде анкеров или длинных саморезов, сразу задумайтесь об инструменте, необходимом для их установки. Часто случается оказия, когда метизы на руках, но для них нужно сверлить дополнительное отверстие, на которое нет нужного сверла.

Верьте своим глазам: качественная продукция, будь то россыпь винтов или перфорированных пластин, всегда выглядит аккуратно. Трещины, царапины, заусенцы, расслоения по защитному покрытию, диффузионные пятна — любые дефекты указывают на низкий уровень финального контроля. Доверять такому крепежу нельзя.

Заключение

Тяжело подобрать столь же ответственное и важное дело в жизни любого человека, чем строительство собственного дома. Сталкиваясь с подобной задачей, каждый владелец хочет сделать всё идеально, чтобы не пришлось судорожно исправлять ошибки накануне заселения или мириться с проблемами все последующие годы.

Каркасной технологии очень много лет, но для России она всё еще остается достаточно новой. Такое строительство таит в себе массу нюансов в области проектирования, поиска подходящих материалов и последовательности возведения. Не последнюю роль играет и выбор крепежа.

Подходите к решению этого вопроса последовательно и скрупулезно, задумываясь о сути соединений и держа в уме реальную картину восприятия нагрузок. Не забывайте про защиту от коррозии и закладывайте максимальный запас прочности для любого узла — и тогда вы возведете не просто деревянный домик, а настоящую крепость.