Когда я закладываю любой фундамент, у меня есть две основные проблемы. Во-первых, я хочу получить разметку в уровне и правильную высоту. Во-вторых, я хочу, чтобы фундамент был прямоугольным и имело правильную длину и ширину. Для достижения первой цели я использую лазерный уровень, чтобы установить верхнюю отметку фундамента. Для достижения второй цели я использую тщательные измерения и геометрию, чтобы рассчитать длину и ширину фундамента. Когда я закончу, разметка будет состоять из нескольких шнурок, установленных для представления точных внешних размеров фундамента. Эти шнурки служат эталоном при измерении, когда я строю фундамент.
Установка уровня
Длинная стена
После снятия сайдинга или обшивки фасада с дома мне нужно сделать две отметки на расстоянии ровно 248 дюймов друг от друга на открытом каркасе дома. Эти метки представляют собой длинный размер фундамента. Сделать первую отметку легко: пристройка обычно начинается в нескольких футах от угла дома или какого-либо другого ориентира (например, двери).
Самое сложное – отмерить 248-дюймов и сделать вторую отметку. Поскольку помощников нет, мне нужно каким-то образом закрепить конец рулетки, когда я ее вытаскиваю, и отметить размер 248 дюймов. Для этого я прибиваю к стене обрезок бруска 2×2 дюйма так, чтобы его конец совпадал с моей первой отметкой; затем я зацепляю за конец обрезка рулеткой, отмеряю нужный размер и делаю вторую отметку. Время от времени крючок рулетки соскальзывает с конца бруска. Когда это происходит, я использую пружинный зажим, чтобы прикрепить его к бруску.
Как только длинная сторона фундамента отмечена на доме, пришло время разметить длинную внешнюю стену фундамента, которая проходит параллельно дому на расстоянии 144 дюйма от него. Я начинаю этот процесс с вбивания в землю четырех кольев 2×4. Я устанавливаю эти колья попарно в нескольких футах от отметок на доме, которые обозначают новый фундамент. Я ставлю по одному колышку в каждой пару примерно на расстоянии 120 дюймов, а другой — примерно на расстоянии 160 дюймов. (Поскольку это приблизительное измерение, я отмеряю рулеткой по земле и не беспокоюсь о том, чтобы прикрепить ее к зданию.) Таким образом, колья располагаются на линии, параллельной дому и на расстоянии 144 дюйма от него. Поскольку я буду отмечать верхнюю часть фундамента на этих кольях, я слежу за тем, чтобы их вершины были выше фундамента дома.
Когда колышки установлены, я готов установить свой лазерный уровень. Я обычно устанавливаю лазер внутри фундамента, который я закладываю, но поскольку он имеет эффективную дальность действия 100 футов, я могу установить его практически в любом месте внутри или рядом с новым фундаментом. Строители используют несколько инструментов для точной разметки плоскости уровня, но, когда вы работаете в одиночку, нет ничего проще в использовании, чем лазерный уровень. Для меня этот инструмент стал отличным вложением средств, и я настоятельно рекомендую его всем, кто много работает в одиночку.
Правильно отрегулированный лазерный уровень излучает ровный лазерный луч с точностью до ¼ дюйма на расстоянии более 100 футов. Когда я поворачиваю прибор, этот луч становится, по сути, ровной плоскостью шириной около 200 футов. Как вы увидите, эта плоскость служит точкой отсчета, когда я размечаю верхнюю часть фундамента.
Первый шаг — тщательно отрегулировать инструмент так, чтобы он оставался ровным независимо от того, в каком направлении я его направляю. Затем я навожу его на дом. Лазерный луч отображается в виде красной точки шириной около ⅛ дюйма на стене дома. Затем я измеряю расстояние между центром этой точки и вершиной существующего фундамента, известное как «перепад высот». Для этого фундамента расстояние составляет 31⅜ дюйма. Я использую эту разницу в высоте, чтобы передать высоту верхней части фундамента от дома до колышка.
Я навожу лазерный уровень на каждый колышек и отмеряю 31⅜ дюйма от лазерной точки с помощью 48-дюймовой измерительной линейки. Чтобы получить точный размер, я держу линейку вертикально и перемещаю ее вверх или вниз, пока лазерная точка не совпадет с отметкой 31⅜ дюйма. Затем я делаю отметку на колышке по низу линейки.
Когда все четыре колышка помечены, я зажимаю доску обноски 2×4 по горизонтали поперек каждой пары колышков так, чтобы верхняя часть доски совпадала с отметками на колышке. Чтобы верхний край каждой доски точно совпадал с отметками, я держу доску точно на отметке одной рукой, а другой зажимаю ее с помощью большого пружинного зажима. (Я мог бы также использовать быстрозажимную струбцину или фиксирующий зажим.) После того, как доски обноски будут на месте, я добавляю G-образные струбцины, чтобы надежно удерживать доски в течении недели или двух, пока мне нужно чтобы они оставались на колышках.
Разметка длины и ширины
После того, как доски обноски выровнены и находятся на той же высоте, что и верхняя часть фундамента дома, пришло время натянуть на них веревку, которая будет параллельна и точно на расстоянии 144 дюймов от существующей стены фундамента. Чтобы было за что цеплять рулетку, когда я буду делать замер, я прибиваю к домику короткий кусок доски 2×4. Однако перед тем, как прибить его к дому, я вырезал из нее прямоугольный кусок, чтобы доска получилась в форме буквы L. Затем с помощью стамески делаю небольшое углубление в задней части горизонтальной ножки L. Когда я прибиваю этот кронштейн к дому, я устанавливаю его так, чтобы вершина вырезанной части была на одном уровне с верхней частью фундамента.
Небольшое углубление позволяет мне вставить крючок рулетки в щель между домом и кронштейном. Чтобы удерживать рулетку на месте, я использую пружинный зажим. Я растягиваю рулетку от дома и отмечаю на обноске 144 дюйма. Сделав это на обоих концах фундамента, я натянул шнур на обноске точно по меткам.
Чтобы удерживать шнур на обносках, я использую блоки для шнура, как у каменщиков. Преимущество этих блоков в том, что я могу двигать их в поперечном направлении вдоль доски, точно настраивая положение тетивы относительно дома. Скорее всего, я не натянул начальный 144-дюймовый отрезок точно перпендикулярно дому, поэтому веревка не будет ровно в 144 дюймах от дома. Чтобы получить веревку точно в 144 дюймах от дома, я поворачиваю рулетку по плавной дуге. Когда рулетка находится в верхней точке дуги, она соответствует истинному размеру 144 дюйма. Удерживая рулетку в этой точке, сдвиньте шнур до размера 144 дюймов, когда она достигнет высшей точки дуги.
Я повторяю этот процесс на каждом углу фундамента, пока не буду уверен, что шнур параллелен стене дома и находится на расстоянии 144 дюйма от нее. Когда я доволен конечным положением шнура, я четко отмечаю его на обносках, убираю блоки каменщика и устанавливаю саморезы по отметкам. Затем я протягиваю шнур между саморезами; этот шнур представляет собой верхний внешний край длинной стены нового фундамента.
Математика и строитель-одиночка
В первый раз, когда я «соорудил» фундамент, я работал с бригадой. Мы устанавливаем две параллельные пары шнуров, представляющих длину и ширину фундамента. Затем мы измерили диагонали, которые, как и ожидалось, оказались неравными. Чтобы сделать их равными, мы сместили положение боковых стенок вниз по длине одного из длинных шнуров стен. Работая систематически, мы перемещали и измеряли шнуры до тех пор, пока диагонали макета не стали точно равными, и в этот момент мы знали, что получили настоящий прямоугольник.
Этот метод был приятно прост, и весь процесс занял не более 15 минут. К сожалению, одному человеку практически невозможно выровнять фундамент таким образом. Другие методы проб и ошибок, используемые на разных этапах строительства, также сложны для строителя-одиночки. Итак, мы сталкиваемся лицом к лицу с одним из неизбежных фактов работы в одиночку: обычно вы не можете использовать эмпирические методы проб и ошибок, разработанные поколениями строителей. Вам нужен другой способ, и этот способ — это математика, которую вы выучили или должны были выучить в школе.
Использование математики не обязательно означает заниматься математикой. Можно воспользоваться строительным калькулятором, который дает диагональ фундамента после того, как вы пробьете длину и ширину. Некоторым строителям нравится этот гаджет, но не думайте, что он необходим. За 30 лет строительства мне ни разу не понадобился строительный калькулятор. Используя простой калькулятор за 6 долларов и геометрию, которую я изучал в школе, я могу найти гипотенузу любого прямоугольного треугольника менее чем за минуту.
В конечном счете, конечно, не имеет большого значения, используете ли вы строительный калькулятор или простой калькулятор для решения строительных задач. Важно то, что вы используете математику. Это ценный инструмент, который не требует помощника, точен и экономит время. Даже если у вас есть вторая пара рук, нет смысла тратить 15 минут на поиск методом проб и ошибок измерения, которое можно вычислить за секунды. Математика является жизненно важным инструментом, когда вы работаете в одиночку, и, поскольку она экономит время и снижает физическую нагрузку, она делает вас лучшим строителем, когда вы работаете в бригаде.
Короткие стены
Как только я получу линию, размечающую длинную стену, я буду готов разметить две короткие перпендикулярные стены. Положение обеих стен по отношению к дому уже было установлено, когда я сделал на доме две отметки на расстоянии 248 дюймов друг от друга. Теперь задача состоит в том, чтобы разметить другой конец этих стен и точно отметить, где они будут пересекаться с длинной стеной.
Очень важно, чтобы эти стены были точно перпендикулярны длинным стенам. Для этого я использую старый и надежный инструмент — инструмент, разработанный в 6 веке до н.э. греческим математиком Пифагором. Этот инструмент — Теорема Пифагора, возможно, самая полезная теорема во всей математике для строителей. Теорема Пифагора утверждает, что «квадрат длины гипотенузы прямоугольного треугольника равен сумме квадратов длин катетов (высоты и основания)», что, я знаю, звучит непонятно. К счастью, его можно свести к простой в использовании формуле:
a2+b2=h2
В большинстве случаев вы будете знать размеры высоты и основания (a и b) треугольника, потому что они будут существующими размерами на вашем чертеже (в нашем примере это измерения короткой и длинной стены фундамента). Подставьте эти измерения в теорему Пифагора, чтобы найти h. Имея в руках длину гипотенузы, можно быстро построить прямоугольный треугольник. Если гипотенуза вычислена правильно и все три стороны треугольника точно измерены, высота и основание (а и b) будут точно перпендикулярны друг другу. Теперь давайте применим эту математику к нашему примеру фундамента.
Преобразование десятичных дробей в дроби
Чтобы преобразовать десятичную часть дюйма в шестнадцатые доли, умножьте десятичную часть на 16. Полученное число после округления равно числу шестнадцатых. Например, для измерения 286,775 дюйма умножьте десятичную часть, 0,775, на 16, округлите ответ, 12,4 до 12. Таким образом, 0,775 = 12/16, что равно ¾. Чтобы преобразовать четверти, восьмые или шестнадцатые доли в десятичные дроби, просто разделите числитель (верхнее число) на знаменатель (нижнее число). Например, чтобы преобразовать 13/16 в десятичную дробь, разделите 13 на 16. Это составляет 0,8125
Когда я начинаю математический процесс, я знаю длины высоты и основания — это ширина и длина основания, или 144 дюйма и 248 дюймов соответственно. Чтобы найти гипотенузу, я подставляю эти числа в теорему Пифагора следующим образом:
a2+b2=h2
1442+2482=h2
82240 = h2
√82240 = h
286,775 или 286¾=h
Измеряя длину гипотенузы (286¾ дюйма) по диагонали через разметку с каждой стороны и отмечая, где эта длина пересекается со шнуром, устанавливают точку пересечения (в данном случае боковой стены) и гипотенузы прямоугольного треугольника. Если не произойдет внезапного изменения правил геометрии, я уверен, что если боковые стены в этой точке соприкасаются с внешней стеной, то они будут перпендикулярны длинным стенам.
С помощником замер диагоналей занимает всего несколько минут. Однако, если я один, это занимает около 20 минут. Это потому, что мне нужно не только придумать способ точно удерживать конец рулетки на месте, но и держать ее под правильным углом для измерения по диагонали.
Чтобы определить угол, я делаю чертеж в масштабе, дублирующий угол гипотенузы, которую мне нужно замерить. Обрезки фанеры хорошо подходят для этой цели, потому что они обычно имеют красивый прямой угол, сделанный на заводе. От угла обрезка я отмеряю 14,4 дюйма вверх по вертикальному краю и 24,8 дюйма по нижнему краю. Соединив эти две метки прямой линией, я создаю точный масштабный рисунок, размер которого составляет ровно одну десятую размера полноразмерного треугольника, который я хочу разметить. (Полноразмерный макет имеет размер 144 дюйма на 248 дюймов). Для создания подобных рисунков в масштабе одной десятой я использую 10-й масштаб на своем стропильном угольнике.
Линия, которую я провел, соединяя метки, является гипотенузой моего миниатюрного треугольника. Таким образом, угол этой линии по отношению к основанию треугольника — это точно такой же угол (по отношению к стене дома), который мне нужен для измерения диагонали. Но поскольку крючок рулетки проходит перпендикулярно ее длине, я провожу линию, идущую перпендикулярно гипотенузе миниатюрного треугольника с помощью стропильного квадрата. Малкой измеряю угол, образованный этой линией и основанием треугольника. Затем я переношу этот угол (около 30° скоса) на Г-образную скобу, как показано на рисунке. Между прочим, этот угол такой же, как угол, образованный высотой и гипотенузой, и вы можете сэкономить время, просто измерив этот угол после того, как начертите прямоугольный треугольник в масштабе.
| Вы можете решить самую сложную задачу, связанную с разметкой фундамента пристройки замерами диагоналей, чтобы выровнять разметку, изготовте кронштейн, удерживающую ленту под правильным углом. | |
| Шаг 1 На куске фанеры начертите в масштабе чертеж фундамента и отметьте гипотенузу. Затем измерьте угол между гипотенузой и высотой, чтобы узнать угол, под которым нужно держать рулетку. |
 |
| Шаг 2 Перенесите угол на L-образный кронштейн. |
 |
| Шаг 3 Сделайте пропил в кронштейне, где вы отметили угол. Затем вставьте крючок рулетки в пропил, и вы готовы измерить диагональ. |
 |
Этот процесс очень сложен для двух измерений. Но измерения должны быть точными, потому что они размечают фундамент и, следовательно, всю площадь пристройки. Изготовление масштабного чертежа занимает не более 5 минут. (Я только что сделал это за 3 минуты.) Если этот процесс пугает, вы можете попробовать несколько других подходов. Попробуйте вычислить угол, который эквивалентен вертикали на стропиле, используя алгебру или тригонометрию. Чтобы использовать алгебру для преобразования ширины и длины этого фундамента в шаг крыши, математика будет выглядеть следующим образом:
144/248=х/12
144/248=6.97/12
Используйте угольник Свенсона для разметки вертикального среза стропил 7 к 12. Это тот угол, который вам нужен для пропила. Чтобы найти угол с помощью тригонометрии, разделите ширину фундамента на длину, затем умножьте результат на тангенс -1. Математика выглядит следующим образом:
144/248хtan-1=30.1°
Используйте угольник Свенсона, чтобы разметить угол скоса 30° для пропила.
Отметив угол на L-образном кронштейне, я использую ручную пилу, чтобы сделать пропил глубиной около ½ дюйма вдоль линии, расположенной под углом. Затем я прибиваю L-образный кронштейн к стене так, чтобы вершина горизонтальной ножки L была на одном уровне с верхом фундамента, а внутренний край пропила пересекался с отметкой конца фундамента на стене.
Чтобы измерить диагональ фундамента, я вставляю крючок моей рулетки в пропил, удерживаю его на месте с помощью пружинного зажима и тяну рулетку по диагонали к веревке, которая указывает на длинную внешнюю стену. Я отмечаю на шнуре маркером или фломастером там, где размер 286¾ дюйма пересекается со шнуром (точка Б на чертеже). Повторив этот процесс по другой диагонали (точка А), я получил две отметки на веревке, которые представляют два внешних угла фундамента.
Чтобы проверить свою работу, я всегда измеряю от точки до точки вдоль шнура и убеждаюсь, что расстояние равно нужной длине (в данном случае 248 дюймов). Поскольку в обеих точках нет ничего, за что можно было бы зацепиться, я замеряю длину до первой точки, запоминаю число, затем продолжаю мерять до второй точки. Вычитая длину до первой точки из общей длины, я получаю длину от точки до точки. После того, как я определяю, что разметка правильная (в пределах ½ дюймов от прямого угла), я устанавливаю обноски, чтобы удерживать шнур, представляющие боковые стенки.
Протягивая шнур, который проходит от отметки на доме (точка В) через отметку на веревке (точка Б) к обноске, я размечаю верхний внешний край правой боковой стены. Процесс такой же для левой боковой стены, но струна проходит от точки Г до точки А.