Прямой ответ таков: современный деревянные каркасные постройки Соответствие нормам пожарной и структурной безопасности за счет сочетания инженерных каркасных пиломатериалов, огнестойких стеновых и напольных конструкций, предписывающих структурных распорок и строгого соблюдения строительных норм, таких как IBC и IRC. . Хорошо спроектированный проект строительства деревянного каркаса не просто «построен из дерева» — он спроектирован таким образом, чтобы каждая стойка, балка и соединение способствовали обеспечению соответствующего нормативам уровня огнестойкости и траектории боковой / гравитационной нагрузки. В разделах ниже подробно описано, как этого достичь: от классификации пиломатериалов до требований к разделению гаража.
Быстрый ответ: четыре столпа конструкции деревянного каркаса, соответствующей нормам
Каждый безопасно спроектированный деревянный каркасный дом или коммерческое малоэтажное строение опирается на четыре взаимосвязанных принципа проектирования:
- Градуированный, спроектированный каркасный пиломатериал размеры и расположение в соответствии с расчетами нагрузки на конструкцию.
- Огнестойкие конструкции стен, пола и крыши, достигающие определенного класса огнестойкости, измеряемого в часах.
- Структурные распорки и соединительное оборудование, которые безопасно передают ветровые и сейсмические нагрузки на фундамент.
- Надлежащая детализация проходов, включая окна с деревянными рамами , двери и гаражи — чтобы противопожарная изоляция не была нарушена.
Упустите любой из этих четырех столпов, и здание на первый взгляд может выглядеть структурно прочным, но при этом не соответствовать стандартам огнестойкости или несущей способности, требуемым нормами.
Структурное проектирование: как подобрать размер каркаса пиломатериалов для обеспечения безопасности
Структурной основой любого проекта строительства деревянного каркаса являются каркасные пиломатериалы — стойки, балки, стропила и балки, которые несут гравитационные и боковые нагрузки. Строительные нормы и правила не позволяют строителям просто выбирать пиломатериалы на глаз; каждая деталь должна соответствовать определенной структурной прочности, документированной с помощью визуальных штампов или номинальной нагрузки машины.
| Класс пиломатериалов | Типичное допустимое напряжение изгиба | Общее использование |
| Размерный пиломатериал № 2 | ~875 фунтов на квадратный дюйм | Стандартные настенные стойки и балки |
| Выберите структурный класс | ~1500 фунтов на квадратный дюйм | Длиннопролетные балки и коллекторы |
| Проектированный LVL/клееный брус | 2600 фунтов на квадратный дюйм | Большепролетные перекрытия, гаражные перекрытия, брус настила |
Типовые марки каркасных пиломатериалов и их допустимые напряжения при изгибе
Для таких элементов, как каркас террасной доски из бруса , инженеры обычно выбирают обработанные под давлением или естественно прочные породы в сочетании с расстоянием между балками не более 16 дюймов по центру для стандартных жилых нагрузок, гарантируя, что настил может безопасно выдерживать требуемую нормами временную нагрузку в 40 фунтов на квадратный фут для наружных настилов жилых домов.
Классы огнестойкости: как конструкции с деревянным каркасом соответствуют нормам
Почему «горючее» не означает «небезопасное»
Распространенным заблуждением является то, что, поскольку древесина горит, деревянный каркасный дом по своей сути менее пожаробезопасен, чем стальная или бетонная конструкция. На практике Огнестойкие конструкции, изготовленные из гипсокартона, изоляции из минеральной ваты и пиломатериалов, могут достигать огнестойкости в течение 1 или 2 часов. , сравнимый со многими негорючими конструкциями, поскольку гипсокартон обугливается и изолирует деревянный каркас позади него во время пожара.
Общие требования к огнестойкой сборке
- Внутренние стены, разделяющие жилые помещения в многоквартирных деревянных каркасных домах, обычно требуют минимального 1 час огнестойкости .
- Стены, отделяющие дом от пристроенного каркасный гараж из бруса обычно требуется стена с номинальным сроком службы не менее 1 часа и самозакрывающаяся противопожарная дверь в соответствии с разделами IRC R302.5 и R302.6.
- Монтаж полов и потолков между квартирами в таунхаусах или квартирах часто требует 1-часовой выдержки, чтобы замедлить распространение огня между уровнями.
- Для наружных стен вблизи границ участка могут потребоваться рейтинги огнестойкости в зависимости от расстояния огнестойкости, указанного в местных правилах.
Структурные распорки: устойчивость к ветровым и сейсмическим нагрузкам
Помимо пожарной безопасности, дома с деревянным каркасом должны противостоять боковым силам ветра и землетрясений без чрезмерного сноса или обрушения. Кодексы решают эту проблему посредством предписывающих требований к распоркам или специальной конструкции боковых стенок.
| Метод крепления | Функция | Типичное применение |
| Структурная обшивка (OSB/фанера) | Сопротивление сдвигу по стеновым панелям | Наружные стены почти всех деревянных каркасных зданий |
| Прижимное оборудование | Предотвращает подъем и опрокидывание стен | Углы сдвиговых стен, зоны сильного ветра/сейсмичности |
| Металлические соединители и ремни | Непрерывный путь нагрузки от крыши до фундамента | Соединения стропила к стене, стена к полу |
Распространенные методы структурного крепления, используемые в деревянных каркасных зданиях.
В регионах с высокой сейсмичностью или сильным ветром инженеры часто указывают конструкция пути непрерывной нагрузки Это означает, что каждое соединение от обшивки крыши до анкерных болтов фундамента проверено на передачу нагрузок без слабого звена — требование, которое значительно уменьшило структурные разрушения в домах с деревянным каркасом во время сильных ветров и землетрясений за последние два десятилетия.
Детализация проемов: окна, двери и гаражи с деревянным каркасом
Каждое отверстие в стене с деревянным каркасом — окно, дверь или вход в гараж — является потенциальным слабым местом как для передачи структурной нагрузки, так и для огнестойкости, если оно не детализировано правильно.
Окна с деревянным каркасом
A окно с деревянным каркасом Для проема требуется верхняя балка правильного размера, чтобы перенаправить нагрузку, переносимую стойками выше, вокруг проема, а не через него. Недостаточный размер коллекторов — один из наиболее распространенных дефектов рамы, обнаруживаемых во время проверок, который часто приводит к видимым провисаниям или растрескиванию над окном спустя годы после строительства.
Деревянный каркасный гараж
A каркасный гараж из бруса пристроенное к дому представляет собой уникальный риск возгорания, поскольку транспортные средства, топливо и хранящиеся химикаты повышают вероятность возникновения там пожара. Нормативы обычно требуют, чтобы разделяющая стена и потолок имели минимальный рейтинг огнестойкости в течение 1 часа, при этом дверь между гаражом и жилым помещением оценивалась как цельная или огнестойкая дверь не тоньше 1-3/8 дюйма.
Как сравниваются дома с деревянным каркасом при проверке норм
Поскольку строительство деревянных каркасов является доминирующим методом строительства малоэтажных жилых зданий в Северной Америке. на их долю приходится примерно 90% новых домов на одну семью, построенных в Соединенных Штатах. - строительные нормы и правила разработали обширные конкретные положения (главы 3–8 IRC, строительные правила IBC типа V), специально построенные вокруг этого материала, а не рассматривающие его как второстепенную мысль по сравнению со стандартами на сталь или бетон.
Эта зрелость норм означает, что правильно разрешенный и проверенный деревянный каркасный дом сегодня спроектирован с учетом той же философии безопасности, что и любой другой тип конструкции: определите нагрузки, проверьте путь нагрузки и подтвердите класс огнестойкости для каждой сборки — материал сам по себе не снижает планку безопасности при правильном соблюдении норм.
Распространенные ошибки, которые ставят под угрозу соответствие кодексу
- Замена низкоразмерных или несортированных пиломатериалов для каркаса для сокращения затрат, нарушая расчетный путь нагрузки.
- Резка или надрезка конструкционных стоек и балок для проводки или водопровода за пределами допустимых норм.
- Пропуск огнестойкого гипсокартона или дверной фурнитуры между домом и пристроенным гаражом с деревянным каркасом.
- Невозможность установить необходимые крепления и металлические соединители в зонах с сильным ветром или в сейсмических зонах.
- Использование окон с деревянными рамами, не соответствующих требованиям или с неправильной отделкой, в местах стен, где важна огнезащита.
Окончательный контрольный список для проектирования деревянного каркаса в соответствии с нормами
Независимо от того, проектируете ли вы одиночный деревянный каркасный дом или многоквартирное деревянное каркасное здание, перед началом строительства проверьте следующее:
- Все каркасные пиломатериалы сортируются и измеряются в соответствии со структурными расчетами, а не оцениваются на глаз.
- Классы огнестойкости указаны и задокументированы для всех требуемых стен, полов и дверей.
- Непрерывный путь структурной нагрузки спроектирован от крыши до фундамента.
- Размеры коллекторов над всеми окнами и дверями с деревянными рамами рассчитаны на вышеуказанную нагрузку.
- Перегородки и двери гаража соответствуют минимальным требованиям пожарной безопасности.
- Деревянный каркас настила имеет размеры и расположение с учетом применимой временной нагрузки.
Когда эти элементы рассматриваются систематически, а не по частям, здания с деревянным каркасом постоянно соответствуют, а во многих случаях и превосходят, стандартам пожарной и структурной безопасности, требуемым современными строительными нормами.
