Puitsõrestik

Suurbritannias on ajalooliselt olnud kasutusel stiil, kus kasutatakse loomuliku kumerusega puitsõrestikku (cruck või crook frame)

Puitsõrestik on puidust sõrestik, mis koosneb omavahel ühendatud erisihilistest detailidest (vardad, latid vms).

Sõrestiku (karkassi) konstrueerimine koosneb elementide ja komponentide kokkusobitamisest andmaks ehitisele konstruktsiooni ja kuju. Karkassimaterjalideks on tavaliselt puit, töödeldud puit või konstruktsiooniteras. Puitsõrestik konstruktsioon on üks peamisi karkassi ehitamise mooduseid. Puitsõrestiku ehitamine on väga ökonoomne ja keskkonnasõbralik lahendus, kuna puit on taastuv loodusvara. Puitsõrestiku ehitamise teeb hõlpsaks ka asjaolu, et puit ise kui materjal on kaalult kerge materjal, mistõttu on kogu konstruktsioon kerge.

Karkass on ehitise konstruktsioon. Karkassi konstruktsioonid kasutavad kandvaid elemente ja mõõtu lõigatud puitosi toestamaks seinu ja voodrimaterjali nende katmiseks. Kirjeldatud meetodi eeliseks on vähene materjalitarve konstruktsioonide loomiseks. Karkasskonstruktsioonid on alternatiivseks valikuvariandiks massiivseinakonstruktsioonidele. Massiivseinad on tehtud materjali horisontaalselt üksteise otsa ladumisel.

Puitsõrestikhoone

Puitsõrestikehitis koosneb horisontaalsetest ja vertikaalsetest puitosadest. Tähtsamad vertikaalsed osad on postid, horisontaalsed osad on talad. Sõrestikud jagunevad kolme peamisse kategooriasse.

1. Koormatud karkass – iseloomulik konstruktsioonidele, kus vertikaalsed toed on kandvad, samas on neid aga vähe. Kasutatakse puitsõrestikes, postidele toetuvates sõrestikes teraskonstruktsioonides.
2. Kerge karkass – karkassisüsteem on üles ehitatud vastupidi, toed on väiksemad ja neid on mitmeid. Kasutatakse läbi korruse jätkuvate ja vöötaladele toetuvate laetaladega sõrestikes, platvorm sõrestikes (korruste ehitamine korruste kaupa) ja kergetes teraskonstruktsioonides.
3. Post- ja tala karkassikonstruktsioon

Tõusev trend puitsõrestiku kasutamisel on ka äri- ja tööstushoonetel, kuna puitkarkasssõrestik hooneid on majanduslikult soodne ehitada, kütta ja jahutada ning tagada hubasus ja heaolu elanikele.

Seinad

Seinakarkassi vajalikkus elamumajades: 1. peavad vastu lumele, kasus- ja omakaalukoormustele ning seismilistele jõududele; 2. pakub aluspinda seina viimistlemiseks ning uste ja akende avauste jaoks; 3. on soojuslikuks piirdeks ja kaitseks väliskeskkonna ilmastiku eest; 4. loob ruumi ja ligipääsu elektrilistele ja mehaanilistele seadmetele; 5. ühe kuni kahe tunnist tuletõket juhul kui sein eraldab eluasemeid mitmepere elamutes.

Välisseinad

Välisseinakarkassi konstruktsioon peab olema küllaldase suuruse ja tugevusega, et vastu võtta vahelagede ja katuse koormusi. Seinad peavad samuti olema vastupidavad külgmistele tuulekoormustele ja mõningates kohtades ka maavärina jõududele. Seinad koosnevad vertikaalsetest ja horisontaalsetest konstruktsiooni osadest. Seinad saavad olla nii kandvad kui ka mittekandvad seinad. Seinade jäikus tagatakse diagonaalpostidega sõrestike postide vahel või jäikade ehitusplaatidega. Puitsõrestik võib esineda kandevseinana kui ka ennast kandvaseinana. Sõrestik seinte ehitusel kasutatakse peamiselt postide sammuks 600 mm. Seinad ehitatakse üles postidega. Et seinad oleksid võimalikult stabiilsed ja jäigad, seotakse postid konstruktsiooniplaatide või ehitusplaatidega (vineer, OSB-plaat). Lisaks sellele kasutatakse postidele jäikuse andmiseks ka erinevaid diagonaalseid kinnitusviise.

Traditsiooniliselt on elamu seinakonstruktsioon ehitatud mõõtu lõigatud saematerjalist. Külmvormitud terasnaelte kasutamine on tänapäeval suurenenud. Seinakinnitused on vertikaalsed, korduvad konstruktsiooni osad, paigaldatud kindla kaugusega toetamaks seina katet. Nad ulatuvad täispikkuses igal korrusel ja toetavad ehituskoormusi ülaltpoolt. Strukturaalsed seinakatted nagu vineer või suunatud laastudega plaat (OSB-plaat), jagavad külgmisi koormusi seina konstruktsioonile ja pakuvad külgmist toestust nii seinte postidele kui ka tervele hoonele.

Karkassi ülemised vööd on kahekordsed ja nurkadest liidetud ning kandvate vaheseinte ühenduskohad ehitisega seotud tugevaks konstruktiivseks osaks. Pealmist paneeli võidakse kasutada kohtades, kus katuse sarikad või fermid koormavad seina otse talade kohal (üleval). Sellistel juhtudel on vaja piisavalt nurgaühendusi, eriti kohtades, kus on kasutatud koormust mittekandvat kattematerjali. Välised koormust-kandvad seinad toetavad koormusi nii telgsuunas kui ka külgsuunas. Sisemistele kandavatele seintele mõjuvad ainult omakaalukoormused. 

Siseseinad

On kahte tüüpi seesmisi vaheseinu: kandvad vaheseinad, mis toetuvad põrandatele, lagedele või katustele; ja mittekandvad vaheseinad, mis kannavad ainult vaheseinte materjalide koormust.

Vaheseinad peavad olema ehitatud nii, et tagaksid, et seinad oleksid: õhukesed; kerged; helipidavad (40 dB); niiskuskindlad; vastama tulepüsivusele. Vaheseinad peavad olema kinnitatud põhiseinte külge.

Sisemised seinad võivad olla ka koormust-kandvad või koormust-mittekandvad. Koormust-mittekandvaid sisemisi seinu kutsutakse tihti vaheseinteks. Mõlemal juhul sisemised seinad peaksid olema kindlalt kinnitatud põrandale ja laekonstruktsioonile ning välisseinte karkassile, kust nad piirnevad. Võib olla vajalik paigaldada lisatalasid, suluseid, või lisakinnitusi välisseintesse võimaldamaks sisemiste seinte kinnitamist.

Puitsõrestiku tüübid:

1. Läbi korruse jätkuvate ja vöötaladele toetuvate laetaladega sõrestik;
2. Sõrestiku ehitamine korruse kaupa ehk platvorm sõrestik, mida ehitatakse eraldi platvormina;
3. Posti ja tala sõrestik;
4. Ferm sõrestik.

1. Läbi korruse ehitatav sõrestik

Post ja tala konstruktsiooni-süsteem oli mitmes aspektis läbi korruse jätkuvate postidega sõrestiku eelkäijaks. Post ja tala karkass kasutab ulatuslikult konstruktiivseid osasid koormuste jaotamiseks; horisontaalsed talad kannavad koormusi vertikaalsetele postidele. Posti ja tala karkassi-süsteem tekitab suuri avarusi postide vahele. See võrdlemisi intuitiivne ja lihtsustatud ehitusmeetod vajab saematerjali, mis on piisavalt tugev, kandmaks suuri koormusi. See on laialdaselt kasutatav kerge sõrestiku tüüp, mille konstruktsioon ei ole niivõrd jäik, kui sõrestik, mis on ehitatud korruse kaupa. Selles sõrestikus paigaldatakse postid täispikkuses, põrandataladest kuni sarikateni.

Seinad ehitatakse tavaliselt valmis külgedel ja lükatakse seejärel oma asendisse püstasendis. See võimaldab paigutada naelad läbi paneeli ja sõrestikuposti sisse ilma, et peaks kasutamata diagonaalnaelu posti ja alustala kinnitamiseks. Pärast seda kui kõik seinad on oma asukohta viidud ja kinnitatud, on järgmine samm põranda abitalade paigaldamine. Esimeseks sammuks on lintriba paigaldamine õigele põranda abitalade kõrgusele. Niipea kui põranda abitalad on paigas, saab ehitada välja põrandalaotuse ja paigaldada laetalad sarikaplaatide ülaosasse. Kui seina sõrestik on valmis, saab alustada katuse karkassi ehitamisega ja ka seintele kattematerjali paigaldamisega.

Läbi korruse ehitatavas sõrestikus välised seinakinnitused jätkuvad läbi esimese ja teise korruse. Esimese korruse talad ja välisseina kinnitused mõlemad kannavad ankurdatud sillust.

2. Platvormsõrestik

Platvormsõrestik on tuntud ka kui läänelik karkassikonstruktsioon, esmalt ehitatakse esimese korruse põrandapind välja, seejärel paigaldatakse postid ja ehitatakse valmis teine korrus. Edasi alustataks vahelae ehitust, millele järgneb teise korruse seinte ehitamine teise korruse põranda peale. Platvorm sõrestiku kasutatakse tänapäeval üha enam, tänu sellele saab rajada kõrgemaid puidust hooneid.

Platvorm-sõrestiku ehitamisel esimese korruse alustalad on täielikult kaetud põrandaga, moodustades platvormi, mille peale püstitatakse välisseinad ja sisemised vaheseinad. Seda konstruktsiooni kasutatakse kõige rohkem maja ehitamisel. Platvorm-konstruktsiooni on lihtne püstitada. Meetod võimaldab tasapinda iga korruse põranda jaoks ja on valmis kohandamiseks mitmetes kokkupandavate ehitiste meetodites. Platvorm konstruktsioonides on tavapärane seina konstruktsiooni kokkupanek põranda peal ja seejärel kogu elemendi tõstmine oma asukohta.

3. Posti ja tala konstruktsioon

Posti ja tala konstruktsiooni meetod on mitmes aspektis läbi korruse ehitatava sõrestiku eelkäijaks. Post ja tala karkass kasutab ulatuslikult konstruktiivseid osasid koormuste jaotamiseks, näiteks horisontaalsed talad kannavad koormusi vertikaalsetele postidele. Posti ja tala karkass tekitab suuri avausi postide vahele. See võrdlemisi ehituslikult lihtsustatud meetod vajab saematerjali, mis on piisavalt tugev kandmaks suuri koormusi.

4. Fermsõrestik

Puitkonstruktsiooni tugevus ja vastupidavus tuleneb tema struktuurse saematerjali tugiraamistikust, mis on kombineeritud aluspõranda kattematerjaliga, seinte ja katusekattega.

Täiendav konstruktsiooni lahendus läbi põranda- ja katusefermide kasutamise ning metallkonstruktsiooni ankrute, võimaldab karkassi suurt jäikust ning ka põranda ja katuse toetusosade suuremat vahekaugust.

Põrandad

Puitpõrandakarkass on horisontaalne struktuurne süsteem, koosnedes peamiselt järgmistest osadest: taldmikest, kandetaladest, alustaladest või põranda fermidest ja aluspõrandast, mis pakub tuge põranda koormustele ja annab külgedelt toetust välisseintele. Puitpõrandakonstruktsioone ehitatakse tavaliselt tahkest saematerjalist. Puitpõrandakonstruktsiooni ehitus on üks kiiremaid ja tõhusamaid põranda ehitusliike.

Puidust põrand on horisontaalne struktuurne süsteem, koosnedes peamiselt järgnevatest liikmetest: alustalad, kandetalad, ja kattematerjalid. Puit põranda konstruktsioone ehitatakse tavapäraselt saetud materjalist, kuigi paralleelselt on suurenemas ka akord puidust fermide ja puidust I-talade kasutamine.

Postid

Postid on konstruktsiooni vertikaalsed osad, mis on asetatud kohtadesse, kus telgsuunas jõud rakenduvad paralleelselt pikisuunas teljega. Postid võivad murduda kas purustuse või paindumise teel. Pikematel postidel on suurem kalduvus murduda paindumise teel kui lühematel postidel. Koormus, mil post hakkab painduma (Euleri I paindemoment) on otseselt seotud posti mittetoestatud pikkusega tema sügavusse, suhtega (paindetugevus). On kolm võimalust kuidas konstrueerida poste kasutades saematerjali. Harilikud postid on postid, mis on valmistatud ühest tükist saematerjalist; õhkvahega postid on valmistatud kahest või rohkemast üksikust kihist ning kihilised postid on ühtlased postid valmistatud mitmest individuaalsest osast kokku liidetuna.

Sillused

Sillused on horisontaalsed osad, mis on asetatud akende, uste ja teiste avade peale, kandmaks koormusi edasi postidele.

Kinnitused

Naelad, kasutatud eraldi või kombinatsioonis metallikonstruktsiooni ankrutega ja ehitusliimidega, on levinuim meetod 25 mm ja 50 mm paksusega saematerjali ja kattepaneelide kinnitamiseks.

Ringjad või spiraalsed naelad pakuvad kõrgemat koormuse kandevõimet kui tavalised, sama läbimõõduga naelad, ja on eriti kasulikud kohtades, kus on kinnitusvahendite suurem tagasitõmbumise võimalus.

Tugeva tuulega asukohtades tuleb katusekate kinnitada läbimõõdult suuremate kinnitusvahenditega ja /või lühema sammuga paneelil.

Katused

Katus jaguneb kaheks :

1. katusvahelagi,
2. pööninguga katus.

Katus koosneb katte- ja kandetarindist. Katuse konstruktsioon peab olema veetihe, tugev, püsiv, vastupidav koormustele, ilmastikule kui ka UV-kiirgusele. Katuse ülesanne on kaitsta hoonet sademete eest ning juhtida sinna tekkiv vesi ära. Tavakatuse kalde miinimumnõue on 2,5%. Katusetarindi peamisi osasid on sarikad, mis toetuvad omakorda kandvatele seintele. Lisaks sarikatele sisaldab katuse kandetarind veel muid tähtsaid komponente: pennid, pärlin, toeraam. Kui soovitakse paigaldada puitkarkasshoonele tsement kivikatust, siis peavad konstruktsiooni seinad olema tugevamad.

Struktuursed sarikaalused kinnitustalad on projekteeritud katuse sarikate toestamiseks harja tipus, kus puuduvad nii lae abitalad kui ka ristühendused, et osutada vastupanu sarikate väljapoole mõjuvale tõukejõule, mis muidu esineks.