Нагрузка брусовых стен при помощи пружинных болтов Сила

Для того чтобы в процессе усыхания брус не повело его необходимо загрузить. Особенно кручению подвержены внутренние не несущие стены, а также верхние венцы. Одним из способом загрузки венцов сруба является применение (можно наряду с нагелями) пружинных болтов Сила. Их применение особенно оправдано на верхних не загруженных венцах, концах бруса, внутренних не загруженных стенах, под и над проемами окон.

По ссылке обсуждение реального примера, когда внешние загруженные стены не повело, а внутренние не загруженные стены все перекрутило. И человек теперь думает что с ними теперь делать - пытаться ровнять или обшивать.

Несколько человек абсолютно серьезно планирую на время усыхания класть на сруб бетонные плиты. Где-то проскочило, что в СССР при массовом строительстве деревянных домов в деревнях так тоже делали.

Для целей нагружения даже советуют для деревянных домов делать тяжелые крыши, например, из черепицы. Для этих же целей хорошо устроить на перекрытии этажа под крышей склад материалов, например досок для просушки. Просто так туда сюда материлы гонять не хочется. А вот все материалы для обустройства перекрытия туда хорошо бы сразу загрузить.

Еще один способ нагрузить стены - это стягивать венцы с помощью болтов Сила.
Болт сила - это такой болт с пружиной, с помощью которого скручиваются два венца. По мере высыхания древесины и уменьшения размера венца, пружина, закрученная до сжатого состояния, поджимает брус к нижнему венцу. Примерный расход - 1 болт на метр. Один такой болт создает на венец нагрузку 100-110 кг.

Решил я прикинуть естественную нагрузку на венец в стене, чтобы сравнить ее с нагрузкой, которую создают такие болты. Естественная нагрузка на брус создается за счет сложения следующих факторов
- вес вышестоящих брусьев
- вес перекрытия со складированными материалами
- вес крыши
- снеговая нагрузка

1. Начну с веса бруса
Масса древесины зависит от влажности. Для сосны имеем
20% - 520 кг/м3 (брус, высохший на воздухе)
85% - 780 кг/м3 (брус естественной влажности 82-87%)

Один 6-ти метровый брус естественной влажности 0,145*0,145 весит 98,3 кг.
После того как он высохнет до 20% он уменьшается в размере на 10-15%,
то есть становится 0,131*131 или 0,123*0,123.
Возьму последние размеры. Тогда высохший брус до 20% будет весить 47 кг,
что примерно в два раза меньше значения во влажном состоянии.

Возьмем стену из бруса высотой в 4.5 метра во влажном состоянии.
Это 31 венец из бруса 0,145. После усадки высота этой стены может стать
аж 3,852 метра.  Если это не учесть, то потолки могут стать существенно ниже.

Один погонный метр стены из бруса естественной влажности
высотой 4.5м нагружает фундамент весом 507,88 кг.
Каждый следующий венец добавляет нагрузку в 16,38 кг.
Нагрузку в 100 кг создают 6 венцов или 88 сантиметров стены (по высоте).

Болт создает дополнительную нагрузку только на венец, в который вкручен.

Это значит, что как минимум последние 6 венцов имеет большой смысл стягивать
пружинными болтами Сила. Для нижнего из этих 6 нагрузка удвоится, а для верхнего будет 100 кг. Если стягивать болтами 12 верхних венцов, то нагрузка нижнего из этих увеличится в 1.5 раза. Если стягивать 18 верхних венцов то нагрузка на нижний из этих 18 венцов увеличится только в 1.25 раза. Еще ниже увеличение нагрузки будет еще меньше.

Думаю, что стягивание верхних 6 венцов - это оптимально в отношении цена/качество.
Наверное, имеет смысл стягивать венцы под и над проемами окон. Может быть стоит стягивать все венцы и по углам дома.

У использования болтов есть минусы в плане совместимости дерева и железа. Если дом не утеплен, то на железных болтах будет выпадать конденсат.

2. Вес крыши
По-моим грубым прикидкам вес крыши из металлочерепицы получается около 5 тон.
Половина этого веса приходится на конек и через него на центральные несущие стены. На внешние наружные стены приходится около 2.5 тон. Длина наружных стен приблизительно 54 метра. На один погонный метр наружной стены крыша добавляет нагрузку 2500/54 = 46,2 кг / погонный метр стены

3. Вес перекрытия

Над перекрытием я планирую сделать еще 4 венца, чтобы можно было более менее легко добираться до углов крыши. Значит перекрытие вообще не нагружает верхние 4 венца.

Перекрытие на момент представляет из себя балки и настеленный сверху черновой пол.
У меня получается примерно 5,5 тон. Совсем грубо это дает нагрузку еще 32 кг/погонный метр стены.

4. Снеговая нагрузка

Если выпадет снег и будет лежать на крыше, то он может создать дополнительную нагрузку.
Для Москвы максимальная нагрузка составляет 126 кг/м2. Для нашей крыши получаем около 22 тон. Это примерно 128 кг/погонный метр стены.

Но это при условии, что снег есть и он лежит на крыше.

5. Итого

Суммируем нагрузки, создаваемые на погонный метр наружной стены получаем следующую картину.

Стены 508
Крыша 46
Перекрытие 32

Нагрузки от крыши и перекрытия не меняют общей картины о применимости в верхних венцах болтов Сила. Перекрытие не нагружает верхние венцы, их чуть-чуть нагружает только крыша.  В помощь крыше для верхних 6 венцов имеет смысл применить пружинные болты Сила. Это увеличит нагрузку в 3 раза для верхнего венца, в 1,56 раза для нижнего из 6 верхних венцов.