УХП - Универсальная халявная плита для каркасников. Ноу хау или Хауноу ?

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Если кратко, подошел к вопросу постройки по принципу одного из великих "Взять глыбу и отсечь все лишнее". Так и я, представил идеальный дом полностью из пенополистирола, и стал добавлять необходимые элементы чтобы он не развалился и не провалился. Про конструкцию каркасника в данной теме писать не буду, а вот на чем он должен стоять попробую.
Долго изучал темы УШП, фундаментов на покрышках, домов вообще без фундаментов, свойства грунтов (дренаж, его необходимость, несущая способность грунтов), изучал устройства безбетонных парковок для тяжелых грузовиков, дорог и. т. д.
Так-же изучал свойства пенополистирола, в частности видео испытаний под нагрузкой SIP панелей и просто ЭППС. В итоге родилась такая конструкция (см. рисунок).

На схеме приведено универсальное решение для любого грунта, т. е. если грунт неизвестен, то можно не глядя делать такой фундамент (т.к. несущая способность пенополистирола соответствует несущей способности самого слабого грунта, это как шины низкого давления). Естественно нужно рассчитывать нагрузку дома на м. п. стен в самом нагруженном месте дома, не каждый дом можно ставить на УХП, т. к. нагрузка не должна превышать 1 кг/см2 в месте передачи давления от плиты на пенополистирол ПСБ-25Ф. (если ЭППС то можно чуть больше нагрузку, но мне показалось он более пластичный-тягучий по сравнению со вспененным (который более хрупок), хотя и лучше сопротивляется продавливанию через распределенную площадь).

Вопрос собственно к специалистам по расчету конструкций (расчетчики, специалисты по фундаментам) - как рассчитать максимальные деформации в центре между несущими стенами такой площадки, чтобы выбрать оптимальные слои OSB по толщине, с целью снижения издержек но не в ущерб эксплуатационным свойствам ?. Например по упрощеной схеме дома (рис.2).


Классические решения сопромата не годятся, т. к. возникают сложные взаимодействия сил материалов с разными свойствами упругости и сопротивления изгибу (изгиб OSB настила распределяющего нагрузку несущих стен на пенополистирол, границы деформации пенополистирола от пятна давления под стенами через OSB, эффект натянутого настила между стенами (как тент, в который снизу поступает равномерно распределенное давление воздуха) и многое другое.

Для упрощения задачи принимаем дом 4 на 4 м. с классическими нагрузками для каркасника в два этажа по 2,5 м.
Рабочие нагрузки на первом и втором этаже 250кг на м. кв. (по 5,6т), нагрузка стен 35 кг. на м. кв. стены (2,8т), кровля 35 кг. на м. кв (0,56т), снег 200 кг. на м. кв (3,2т). В итоге возьмем с запасом 20% (чтобы учесть неравномерность распределения нагрузок по дому) общую массу дома:

(5,6 (вес и нагрузки пола первого этажа не берем, т. к. они распределены по плите, и наоборот являются противовесом от нагрузок несущих стен) + 2,8 + 0,56 + 3,2) * 1,2 = 14,6 тонн. Давление на п. м. полосы деревянной обвязки:
14,6 т. / 4*4 = 0,9 т.
При ширине обвязки 150мм. получится давление обвязки на см. кв. OSB: 0,9/(15см*100см) = 0,6 кг. см2 (что соответствует несущей способности самого слабого грунта).

Вопрос: на сколько мм. относительно горизонта притопленной давлением обвязки, выпучит центр плиты OSB постеленной на ПСБ-С толщиной (возможно это будет не центр купола, а выпуклый контур по периметру от стены с офсетом Xсм).
а. 100 мм
б. 200мм
с учетом распределенного контр-давления массы OSB плиты, рабочей нагрузки первого этажа 5,6т. и сил натяжения плиты OSB между стенами как на рамке (плита к обвязке притягивается саморезами через OSB-проставку с двух сторон). При составах плиты:
а. OSB 9 два слоя в нахлест, проклееных и протянутых саморезами, с главной осью OSB в нижнем слое поперек обвязки.
б. OSB 12 два слоя в нахлест, протянутых саморезами, с главной осью OSB в нижнем слое поперек обвязки.
При условии, что плита и полистирол под ней выступают за контур стен на 100мм. Плотность OSB 650кг.м3.

Или, какие есть идеи как это смоделировать с учетом свойств всех элементов конструкции?

P. S. Любителям пофлудить насчет материалов (типа "в пенополистироле люди дохнут"), поумничать по поводу "так никто не делает, вот есть УШП, УШП это сила и не надо тут паимаешь экономию разводить" и прочее, хочу сразу предупредить - принимаются только аргументация либо со ссылкой на неудачные варианты реализации похожего варианта плиты, либо на конкретные расчеты, все остальное будет восприниматься как словесный понос. Про УШП читал, техническим образованием обладаю (инженер-механик), справочник Анурьева наизусть не помню, но сопромат "в теме".

P. P. S. А вот любителям истины наоборот обращаюсь за помощью в проведении экспериментов (те кто уже строятся, все под рукой и OSB и полистирол), если получится подвести математическое обоснование под деформацию плиты. В противном случае, эксперимент имеет значение только для плиты конкретных размеров (т.е. только путем проведения экспериментов с указанными вариантами плит в разных вариантах и размерах, можно составить таблицу зависимости выпучивания центра плиты).

Забыл сказать что, в любом случае потом все это можно компенсировать сухой стяжкой по полу изнутри (с ТП или без), но хотелось бы в некоторых помещениях просто постелить например ламинат или плитку на ровный OSB с допустимыми отклонениями Скажу сразу, если никто из расчетчиков помочь не сможет, и эксперименты делать не согласится, буду просто плиту потолще делать - чего не хотелось-бы, но все-же это не так дорого по сравнению с бетонными вариантами.

 

Ну и немножко добавлю так сказать наглядного пособия (замечу, масса машины почти как у каркасного дома в расчетном примере, если брать без запаса).



и еще несколько, про пенополистирол и его работу вместе с OSB

https://www.youtube.com/watch?v=9Wen-2NiyYI (только представляем что опорные балки это стены, а давление идет от земли, вверх ногами ) При этом давление было через плечо (консольно) и 5 тонн на примерно 2 м. п. стены (ширина SIP панели на две балки).

Тоже ПСБ-С 15 и 25 http://www.youtube.com/watch?v=_6rCE_FhWqs

http://www.youtube.com/watch?v=zqcnhNVWAbM - ну а тут и SIP тестируют, и пенополистирол в лаборатории на растяжение-сжатие. Все правда рассказывают в барах (1бар примерно равен 1кг/см2, если точнее 1,02 кг/см2).

Естественно конструкционные свойства пирога с односторонним настилом OSB на пенополистирол будут несколько другими, но в случае с использованием пенополистирола как фундаментной плиты, роль нижнего слоя играет сам грунт.

 

Я планирую грунтовую пластиковую сетку под пенополистиролом подвернуть под плиту OSB.

P. S. Спасибо ссылки и за конкретику по позициям, редкое явление, чувствуется практика

 

@HomoSum, георешетка в основании не приемлема, лучше без нее. Она для других нагрузок.

 

Смысл в контр-подпружинивании внешним пенополистиролом, т. к. в простом варианте относительно всей плиты обвязка стоит консольно, на "краюшке" - а в случае выноса плиты, получается что как-бы в "ложбинке" подпирается с двух сторон (подстраховываюсь за не имением подходящей информации) + проще утеплять 100мм ПСБ-С 25 с внешней стороны, кладется прямо как на полку и щель запенивается.

Насчет того чтобы ставить обвязку на пенополистирол отдельно от пола я думал, собственно с этого размышления и начинались - потом возни с полами много при внутренней отделке, проще сделать единую плиту и на нее все монтировать + она является уже готовым ровным столом для сборки стен (прям как у Лари) + является связкой для выравнивания дисбаланса между разной нагрузкой по стенам дома.

Ну и как в одной из ссылок было указанно, что классическая УШП это только для постоянного проживания-отпаливания (не знаю так это или не так на самом деле) - в любом случае для такой конструкции сезонность вообще не проблема, конструктив практически любого каркасника позволяет обходиться без ТП, или ТП электро делать (правда под ТП все-таки 100мм маловато утепления будет наверное).

P. S.
Подколку насчет ВД принимаю (прошу не понимать фразу насчет классического сопромата буквально, просто не имею опыта в расчетах, потому и обратился к теоретикам и практикам )
Буду дальше копать теорию по ссылкам, но без практики все равно не обойтись.

 

Хотелось бы понять, почему не приемлема, и для каких нагрузок - больших или меньших. Если для больших, то почему нельзя - перезаложился? Да и георешетки бывают разные.

 

Упустил один важный момент, его конечно надо уточнять, а именно - в примере указано передаваемое давление 60кПа на комбинированную OSB плиту - а она через свою способность сопротивляться изгибу передает на ПСБ-С (берем пока приблизительно для нагрузок каркасных "абсолютно жесткий участок" двойной протянутой саморезами OSB) по ширине полосы 150+100мм на сторону от обвязки (т.е. нагрузка передается через полосу уже шириной 350мм), т. е. давление на пенополистирол в точке контакта OSB с ним, будет в 350/150 = 2,33 раза меньше,
т. е.
25,75 кПа -
т. е
марочная прочность ПСБ-С будет в пределах 75 - 85 кПа (исходя из 35-30% от марочной прочности), что соответствует как раз ПСБ-С 25 80кПа (чтобы наверняка, рекомендовали брать с литерой Ф - фасадный, т. к. его выдерживают на производстве положенное время и он чаще соответствует заявленной марке по плотности).

На самом деле у меня нагрузка получилась по реальному проекту гораздо меньше на м. п. стены, т. к. делаю облегченную версию каркасника, поэтому пишу для тех кто работает с классической обвязкой из доски 150мм.

Тем не менее, для более точных расчетов, нужно вычислить ширину участка такой плиты сшитого OSB (толщинами как 9 так и 12 мм), при котором прогиб от давления будет не более 1-2 мм, это и будет считаться условно "абсолютно жестким участком" передающим нагрузку на опорный пенополистирол. Соответственно, увеличивая сопротивление прогибу плиты OSB за счет ее толщины и регулирования выносной контр-опорной площадки (можно конечно и без нее) мы снижаем прочностные требования к опорному пенополистиролу.

Теоретически, можно любую каркасную одноэтажную хоз. пристройку (беседку, летнюю кухню, баньку-каркасную и т. д) без расчета ставить на ПСБ-С 25 плиту, т. к. там нагрузки на м. п. стены еще меньше (если конечно там не будет стоять крыша из гранита и большой камин из зАмка). Поправьте меня, если я ошибаюсь.

 

Теоретически если просто брать стоимость OSB листов и стоимости бетона, может быть и так. Но на практике:
Сравниваем по пунктам (может что-то и упущу, но постараюсь все самое затратное отобразить.
1. Купить и привезти OSB - 1 ходка грузовая (и на стены и на плиту), т. е. доставка условно бесплатна, все равно на стены везти OSB - Бетон надо привозить дополнительно + ездить искать надежную контору чтобы песчаное молоко не привезли + аренда миксера.
2. Купить и привезти пенополистирол - и там и там одинаково.
3. Подготовка площадки с отсыпкой и трамбовкой (аренда виброплиты - привезти, отвезти) - и там и там условно одинаково (правда в первом случае требования к уровню и отклонению площадки возрастают, а во втором толщина ПГС будет больше). То-же по гидро и влагоизоляции - одинаково. То-же по подведению основных коммуникаций.
4. Монтаж пенополистирола - и там и там одинаково. (монтаж ТП пропустим, т. к. в OSB варианте его хоть и потом, изнутри делать можно, но время-затраты будут одинаковые - я имею в виду электро-полы под чистовой пол, по причине минимальной инерционности.).
4.1. В случае с OSB не нужна опалубка (сколько стоит читатель сам может оценить - купить дрова/листы на опалубку, смонтировать, потом выбросить или на дрова)
5. Монтаж (плиты) -
OSB промазать клеем и прикрутить каждый лист ~ 40 саморезов (затраты на клей и саморезы + крутить долго, аккумуляторов должно быть как минимум два, одним крутим второй на зарядке), прерваться можно в любом месте. на любое удобное время.
ЖБ плита - съездить выбрать (полдня-день разъездов), купить и привезти арматуру (попали на еще одну доставку), разгрузить ее, расположить арматуру, скрутить ее на плите (примерно по времени так-же как скрутить настил на саморезу, поэтому тут берем условно одинаковые затраты по времени-силам, т. к. ни разу арматуру не крутил).
6. Заливка раствора и его выравнивание в уровень -
OSB - операция как таковая отсутствует, уже закончились работы.
ЖБ плита - заливаем, ровняем, все надо сделать в один день - не хватило раствора - плохо, много раствора, тоже плохо, т. к. переплатил. Привезли поздно - плохо, ровняем по темноте.
Дополнительно нужен вибратор для уплотнения - аренда/покупка.
7. Время после монтажа плиты (настила) после которого можно продолжить работы в контуре плиты.
OSB - буквально сразу, можно даже еще не закончив застилать вторую половину контура дома начинать возводить каркасные стены по застеленной части.
ЖБ плита - сушим, сушим, поливаем, пленкой прикрываем, ждем минимум 5 дней (таджики в восторге, заказчик хмурый, отпуск заканчивается)...
8. Разбираем и утилизируем опалубку. Тут все понятно.
9. Отделка цоколя для антимыше-антивлаго-декор и прочих нужд - условно одинаково и там и там.

Цена материалов на м. кв. плиты (без отделки цоколя, подведения коммуникаций и гидровлаго-защиты, ПГС - т. к. одинаково):
OSB-3 12мм 750 р. лист (беру по максимуму, можно и 9-ку) - 240р. за м2 + скрутить и промазать клеем. Всего на дом площадью по полу (скажем 50м.кв.) нужно 100 м. кв. OSB 12мм = 240 *100 = 24 000р.
ЖБ плита - пусть будет толщина плиты100мм (можно взять и 150 и 200, но будем экономны).
стоимость бетона - 3500 за куб + доставка 350-400р. за куб - итого 3900 за м. куб. Всего на дом площадью по полу (скажем 50м.кв.) нужно 5 кубов * 3900 = 19 500р.
арматура - умничать не буду. не знаю сколько и какой ее надо, возьму примерно 600м арматуры 8-ки по 18р. за метр = 10 800
вибратор для уплотнения - пусть будет 1000р. + привезти и отвезти.
Опалубка - по периметру 30м. высотой 200мм толщиной 40мм с одной стороны (с другой пенополистирол) = 3,6 куба * на доску самую плохую (не будем заморачиваться над ровность полосок от опалубки) 3500р. за куб = 12 600р. Чистить и сушить доску потом под каркас я лично не стал-бы.
Сколько миксер в час на месте стоит не знаю, допустим за все время заливки отдадим 5000р.

Уже 48 100р. материалы+техника, супротив 24 000 не считая разницы в трудозатратах и времени, и того, что первый вариант прекрасно подходит для наших "сделайсам" в одну каску, а второй минимум в две каски делается.

Как-то так в рублях посчиталось

 

Идея интересная, но как ТС собирается сделать

Как трамбовать основание?
Как выполнить отмостку?
Также каркасные стены должны быть подняты на 15-20 см от грунта.
Поэтому без бетона (плита или МЗЛФ) не обойтись, ИМХО...
Или хотя бы минимальный цоколь из пенопласта?