Как сделать полукруглую крышу?

Изготовление стропильной системы для полукруглой и стрельчатой крыши

Наиболее распространённые формы крыш у коттеджей – «вальма» и «двухскатка». Это объясняется тем, что такая форма крыши хорошо известна многим строителям, а все этапы изготовления подробно расписаны в любом методическом издании.

Однако, многие частные застройщики хотели бы отойти от «штампов». Растёт интерес к куполообразным, полукруглым и стрельчатым формам крыш. Помимо привлекательного внешнего вида, такая крыша обладает рядом существенных достоинств:

• Высокая прочность и несущая способность;
• Высокая устойчивость к сильному ветру;
• На поверхности такой крыши не скапливается снег и не застаивается дождевая вода;
• Больший объём внутреннего полезного пространства и высота потолков в жилой мансарде;
• Элементы арочной стропильной системы (особенно если они выполнены в виде ферм) могут стать эффектным декоративным элементом внутреннего убранства мансарды.

Задумываясь о том, как сделать полукруглую крышу из дерева, и понимая множество преимуществ «гнутой» крыши, многих застройщиков отпугивает высокая цена дугообразной стропильной системы, сложность её расчёта и изготовления: в промышленных условиях ламели (из которых делается клееный брус), распаренные до 100°C, при повышенной влажности (что придаёт дереву эластичность) гнутся по специальному шаблону, затем склеиваются и высушиваются в сушильных камерах.

В условиях частного строительства подобный технологический этап сложно и экономически нецелесообразно повторять. А при использовании деталей промышленного изготовления – в виде гнутого клееного бруса, стальных и деревянных изогнутых ферм и т.д. – стоимость такой стропильной системы многократно возрастает. Поэтому пользователи FORUMHOUSE предлагают свои, более «бюджетные» способы, по которым изготовляются арочные стропила и стропила полукруглой крыши.

Я задумал построить каркасный флигель с полукруглой стрельчатой кровлей. Для этого мне пришлось стать в одном лице: архитектором, конструктором, заказчиком, сметчиком, «спонсором» строительства, прорабом, специалистом технадзора и строителем. Но результат того стоил. Мне удалось реализовать все свои задумки. И за несколько сотен тысяч рублей (260 тыс. из которых ушли чисто на «каркас») построить домик со «стрельчатой крышей», 3-мя спальнями, кухней-гостиной, прихожей, раздельным санузлом и небольшим холлом на втором этаже.

Что в итоге получилось у форумчанина, видно на данном фото.

Особый интерес представляют этапы изготовления «гнутой» стропильной системы.

В классическом понимании эта «стропилка» не имеет привычных всем стропильных ног.

Также в ней отсутствуют клееные элементы. Если посмотреть на фотографии, то можно сказать, что в стропильной системе использованы элементы, заимствованные из судостроения.

Суть технологии использованной Nikofar состоит в следующем:

• Основную нагрузку несёт «фронтонная ферма». В этой ферме наружная радиусная кромка выполнена из «шпангоутов». «Шпангоуты» делаются из коротких ламелей, собранных в два слоя и скреплённых между собой шурупами.

• Между фронтонными фермами уложены горизонтальные «стрингеры», идущие от верхнего уреза вертикальной стены до конька крыши.

• В промежутках между стрингерами установлены распорки из ламелей. Эти ламели имеют наружное радиусное закругление, совпадающее с радиусом кровли.

Это решение позволило упростить и значительно снизить трудоёмкость изготовления радиусной кровли по сравнению с традиционным подходом, когда используются криволинейные стропила.

Ламели выпиливались бензопилой. Для упрощения и ускорения разметки ламелей был изготовлен специальный шаблон — полукруг из двух реек и фанеры толщиной в 12 мм.

Если набить руку, то на изготовление одной «радиусной» ламели, включая разметку и выбор нужной доски, у рабочих уходило примерно 3 минуты.

После завершения возведения стропильной системы по каркасу кровли была набита обрешётка. На обрешётку (в целях экономии), вместо фанеры или ОСП, пошла второсортная обрезная доска — 10х2.5 см. Шаг между досками — 5 см. Затем было смонтировано кровельное покрытие из ондулина.

Предложенный способ делать «гнутую» стропилку и сам процесс возведения недорогого каркасного дома под ПМЖ нашёл широкий отклик на форуме. Также форумчане высказали свои «за» и «против» экономической целесообразности возведения такой стрельчатой кровли. Говорили и о перерасходе древесины. Посмотрим, насколько это верно:

Благодаря арочному сечению стрельчатой крыши, при сопоставимых расходах на пиломатериал, внутренний полезный объём такой жилой мансарды под аркой больше, чем у мансарды традиционной конструкции, а также мансарды с увеличенными свесами.

Арочная кровля, благодаря своей форме, выдерживает очень большие нагрузки, о чём хорошо знали строители древности.

Также большой интерес представляет проект дома с полукруглой крышей от участника нашего форума crazy-tortilla.

Я хочу построить дом с полукруглой крышей. По проекту предстоит перекрыть безопорный пролёт 11х8 метров. Думаю использовать для этого деревянные двутавровые балки. Затем сверху сделать настил из ОСП и уложить мягкую кровлю. Чердака не будет. Помогите разобраться, как сделать полукруглую крышу из дерева.

После мозгового штурма на форуме и споров о типе конструкции стропильной системы такой крыши было принято решение: вместо горизонтальных двутавровых балок использовать гнутую клееную ферму из дерева. После этого форумчанин заказал у проектировщика проект ферм. На фото ниже представлены готовые чертежи этих ферм.

Собирать гнутые фермы (в целях экономии) crazy-tortilla решил своими силами. Конструктивно ферма собирается из трёх слоёв древесины, для чего используются доски 150х30 мм.

Посчитав весь объём крепёжных стальных планок и саморезов, форумчанин понял, что закупать их на ближайшем строительном рынке или в магазине влетит в копеечку. Поэтому весь крепёж купил в интернет-магазине, что позволило сэкономить до 40% от их магазинной стоимости.

Для сборки ферм был сделан специальный стапель. Начать сборку решили с изготовления фермы для меньшего пролёта. На то, чтобы изготовить все фермы, у форумчанина ушло 2 месяца кропотливой работы.

Часть ферм монтировалась вручную, а часть, из-за большого веса, поднимались краном.

Также интересно ознакомится с бюджетом по изготовлению данной стропильной системы.

Всего было изготовлено 11 маленьких и 12 больших ферм. На это ушло 120 тыс. руб. Материала было куплено на 100 тыс. руб. Приблизительно эта кровля с черновым покрытием и без утепления обошлась мне в 250 тыс. руб.

Типы полукруглой кровли

Арочные, куполообразные или полукруглые крыши большей частью распространены на общественных зданиях, обладающих большой вместимостью; выставочных залах, бассейнах, спортивных комплексах, галереях, зимних садах. Однако частные застройщики в последние несколько лет тоже стали обращать внимание на этот издревле известный архитектурный изыск. Многие, в том числе и далеко не богатые граждане, хотят иметь дом с арочной крышей.

Возведение полукруглой крыши более трудоемко, по сравнению с обычной скатной, но результат всегда впечатляет.

Стоит заметить, что полукруглая крыша привлекала людей не только благодаря своей необычной форме. Существуют и практические достоинства этого способа обустройства кровли, имеющего свои разновидности.

Преимущества и конструктивные особенности куполообразной кровли

Пример чертежа ската полускатной крыши: обязательно указываются как внешние, так и внутренние размеры.

Сегодня можно увидеть много зданий, имеющих сложную строительно-архитектурную планировку. Куполообразная кровля – это как раз вариант обустройства подобных сооружений. Такая крыша, которую может иметь даже обычный жилой дом, способна помочь решить ряд проблем. Например, переход из одной комнаты в другую, обеспечение кровли над террасой или верандой. Помимо этого, купольная крыша:

• имеет высокую устойчивость к ветровой нагрузке;
• не «допускает» скопления снега на своей поверхности;
• создает внутри помещения значительный воздушный объем, что благотворно сказывается на физическом состоянии людей;
• обеспечивает естественную освещенность (если кровля прозрачная), что экономит средства, затрачиваемые на оплату электричества.

В подобных крышах несущими элементами являются арки, фермы, изогнутые соответствующим образом. Материалом изготовления может быть металл, железобетон или дерево. В жилищном строительстве чаще используют последний вариант. Дерево – относительно прочный и в то же время легкий материал. Это позволяет снизить нагрузку на дом, фундамент, и, таким образом, затратить меньше средств на строительство. Единственный недостаток дерева – относительная недолговечность, нехарактерная для металла. И если железный профиль для обустройства каркаса тяжеловат, то алюминиевый будет в самый раз. Этот материал не поддается коррозии, не требует обслуживания, монтаж его несложен; алюминиевый профиль привлекателен в эстетическом плане и, что самое важное для куполообразной крыши, – имеет малый вес. Единственный минус – высокая стоимость.

Стропильная система, как и вся конструкция, имеет закругленный вид.

Один из дорогих и трудоемких вариантов обустройства купольной крыши – натуральная черепица. Так как это все же дорогое удовольствие, то чаще загородный дом с полукруглой крышей предпочитают покрывать мягкой кровлей (гибкой черепицей, к примеру). А если сооружение нежилое, то в качестве кровли для куполообразных крыш современные домовладельцы используют поликарбонат. Этот недорогой современный материал, имеющий небольшую массу и высокую степень прозрачности. Поликарбонат стоек к механическому воздействию, обладает высокой сопротивляемостью ультрафиолетовому излучению, его легко монтировать – все это обусловило высокую популярность поликарбоната у поклонников куполообразных строений. Обычно этим материалом покрывают беседки, ротонды на участке, иногда теплицы, оранжереи.

Устройство куполообразной кровли

Дом, оснащенный полукруглой крышей, имеет стропильную систему висячего типа. Это обыкновенная арка на 3-х шарнирах. Одним концом она опирается на кольцо, вмонтированное в столб, установленный в самом центре здания, а другим на мауэрлат, располагающийся на стене. Мауэрлат – это бревно, брус, расположенное по периметру стены и служащее опорой под стропила. Обустройство подобной системы требует хороших знаний классического «Сопромата», основ «Теоретической механики». Поэтому самостоятельно заниматься конструированием купольной крыши для жилого дома неподготовленному человеку не рекомендуется.

Обшивка каркаса полукруглой крыши плитами ДСП позволяет подготовить основу для укладки кровельного материала.

Полукруглой крыша становится благодаря кольцевой обрешетке, которая устанавливается на специальные стойки, упирающиеся одним концом в стропильные арки. Но есть и иной вариант куполообразной крыши, которую может иметь любой дом, строение. Архитектор из США Фулер Р.Б. предложил вариант полукруглой кровли в виде множества совокупных треугольников. Такую конструкцию иногда называют «геодезическим куполом». Впервые официально она была представлена в 1951-м году, однако особо широкого распространения не получила. Главная причина – необычность конструкции и сложность инженерных расчетов.

«Геодезический купол» имеет очевидные преимущества: его поверхность может быть полностью застеклена (теми же стеклопакетами). Это значит, что проблем с очисткой от снега не будет. Конструкция имеет очень хорошую сопротивляемость ветровым нагрузкам. Часто загородные домовладельцы подобной конструкцией оформляют, к примеру, оранжереи. «Геодезический купол» может быть:

1. Коннекторным: каркас состоит из отрезков деревянного бруса, коннекторных замков. Вся система монтируется непосредственно над стенами здания.
2. Бесконнекторным: панели треугольного вида собираются изготовителем заранее и потом устанавливаются на месте.

«Луковичный» купол

Идеальным материалом кровли для полукруглой крыши является гибкая черепица.

Эта форма крыши стоит несколько особняком, т.к. дом с таким видом кровли сегодня вряд ли встретишь, а вот для православных храмов подобная конструкция уже давно стала своеобразной визитной карточкой в мире архитектуры. Однако, еще несколько столетий назад такую крышу имели и царские хоромы и жилые боярские терема. Причина, по которой власть имущие строили дом с крышей именно такой конструкции, банальна – все та же практичность и лишь отчасти – намек на близость к храму и богу.

Для небольших куполов, диаметром не более 3-х метров, в качестве материала для стропил используют дерево. Стропильные ноги луковичного купола имеют свою специфику, – особую форму, которая называется «журавец». Это наклонная стропильная система, в которой «журавцам», опирающимся на центральный столб, дополнительную жесткость придают разного рода распорки, подкосы, устанавливаемые там, где предполагается наибольшая нагрузка. Чтобы вырезать «журавцы», применяют специальные лекала из дерева. Для больших куполов, диаметром более 3-х метров необходим металлический каркас. В качестве обрешетки используют полоски из металла.

По сей день купольная крыша все еще непривычна взгляду. Тем не менее, практичность этого вида конструкции, ее необычность и привлекательность наверняка найдут еще много поклонников среди домовладельцев.

Арочные стропила. Технология производства и монтажа арочных стропил.

Полукруглая кровля, имеющая со стороны фронтона внешний вид арки, придает загородному дому некую индивидуальность, отличающую его от соседних построек с примитивными двухскатными или четырехскатными крышами. Основными несущими элементами в такой полукруглой кровле, являются арочные стропила, о выборе которых, технологии производства и их монтаже пойдет речь ниже в статье.

Что такое арочные стропила

Кровельное обычное стропило – это ровный деревянный брус с сечением 120х40 мм или 150х50 мм. При создании стропильной системы для скатной кровли, все брусья располагаются под одинаковым углом наклона и находятся в единой плоскости.

Арочное стропило – это такой же несущий элемент, как и обычное прямое стропило, только имеющее форму дуги. В отличие от прямых стропил, арочные балки по материалу изготовления различают на деревянные, металлические и железобетонные. По способу изготовления арочные стропила условно делятся на цельные, сборные и клееные, производство которых возможно только из древесины.

Где и как используют арочные стропила

В частном загородном строительстве – это создание стропильных систем для полукруглых крыш одноэтажных и двухэтажных коттеджей, а также для возведения на загородном участке навеса для парковки личного автотранспорта.

Арочная кровля

В сфере промышленности и сельского хозяйства – арочные стропила используют для строительства ангаров, складов, терминалов, ж/д вокзалов, и навесов при строительстве крытых парковок, автовокзалов, автозаправок и даже аквапарков.

При таком широком применении, конечно же, радиус дуги, материал и конструкция арочных стропил могут существенно отличаться.

Промышленное производство арочных стропил

В промышленных масштабах арочные стропила изготавливают в основном из металла и значительно реже из железобетона. Металлические арочные стропила носят название – фермы и, как правило, транспортируются и устанавливаются на несущих стенах или колоннах в собранном цельном виде. В зависимости от предполагаемой нагрузки металлические фермы изготавливают из такого сортамента металлопроката как: швеллер, треугольник, полый квадрат, труба и арматура.

Металлические арочные стропила Навес с использованием металлических арочных стропил

Железобетонные арочные фермы в большинстве случаев изготавливаются сразу по месту их будущего расположения, то есть, производят заливку армированных монолитных ферм и ригелей в заранее приготовленную опалубку в виде арки. Такое строительство нельзя назвать типичным, так как такие архитектурные проекты разрабатываются достаточно редко, а дело доходит непосредственно до строительства еще реже.

Железобетонные арочные стропила

Арочные стропила из дерева

Для загородного частного строительства используют арочные стропила и фермы, изготовленные из древесины. По способу изготовления они разделяются на следующие типы:

• Из цельного дерева – балки в форме арки изготавливают способом распила древесного полотна. Из-за большого количества отходов данные арочные балки изготавливают длинной до 6-7 м.
• Клееные стропила – получают путем склеивания тонкой обрезной доски толщиной 8-10 мм. Процесс изготовления аналогичен с производством клееного бруса, различие лишь в том, что на момент склеивания и сушки будущей стропиле умышленно задается выбранный радиус изгиба.
• Составные арочные стропила – изготавливаются как небольшими деревообрабатывающими предприятиями, так и непосредственно бригадой строителей, которая монтирует кровлю. Составные арочные балки по своей конструкции состоят из сшитых между собой металлическими шпильками брусьев длинной 100-150 см.

Арочные стропила из цельного дерева Клееные арочные стропила Составные арочные стропила

Изготовление арочных стропил своими руками

Изготовление стропил для монтажа арочной кровли начинается всегда с расчета. Здесь есть 2 варианта: «тяжелый» и «легкий» путь.

Тяжелый способ расчета длины и радиуса изгиба стропил

Этот вариант предусматривает разработку схемы следующего вида:

Схема для расчета арочных стропил

Способ расчета и вычисления следующий:

• Берется миллиметровая чертежная бумага и решается, в каком масштабе будет выполняться чертеж;
• Далее рулеткой необходимо замерить накрываемый арочной кровлей пролет от одной до другой несущей стены;
• Несущие стены и расстояние между ними переносятся на чертежную бумагу;
• Далее циркулем между несущими стенами вписывается правильный круг;
• После этого в круг вписывается равносторонний шестиугольник;
• Углы шестиугольника сами по себе задают размеры будущих арочных стропил;
• Завершается данный расчет перенесением с миллиметровой бумаги в натуру, то есть, необходимо изготовить согласно чертежу первую арочную стропилу, которую впоследствии будут использовать как шаблон для изготовления всего комплекта балок.

Легкий способ расчета

Существует целый ряд различных программ 2d и 3d, а также калькуляторов, которые помогут произвести расчет количества, длины и радиуса дуги стропил для арочной кровли. Например, в расчетный калькулятор необходимо всего лишь загрузить исходные данные, такие как ширина накрываемого пролета между несущими стенами и максимальная высота арки от потолочного перекрытия. Последние данные важны, так как не всегда стоит задачей изготовить кровлю в виде половины правильного круга. Часто необходимо рассчитать дугу с меньшим радиусом, что вручную на миллиметровой бумаге более проблематично.

Монтаж кровли из арочных стропил

Выполнив расчет, приступают к сборке первого арочного стропила. Для его изготовления нарезают заготовки из бруса 140х40 мм, например, длиной 130 см. Далее на ровной поверхности выкладывают из заготовок дугу – профиль будущего стропила. После этого изготавливают такое же количество заготовок, которые располагают поверх первого «слоя» брусков и отмечают точки крепления между ними. В большинстве случаев торцы брусков в 1 и 2 «слоях» торцуются под определенным углом. На следующем этапе оба «слоя» брусков сшиваются между собой шпильками.

Шпилька – металлический круглый стержень диаметром 8-12 мм с нарезанной на его обоих концах резьбой под гайку соответствующего диаметра. Для улучшения крепления используют контргайки или под обычной гайкой размещают зажимную прокладку. В зависимости от общего пролета и длины стропилы, её собирают из двух или трёх вышеописанных слоев брусков.

Монтаж арочных стропил

Подготовив первую стропилу, используя ее как шаблон, изготавливают весь остальной комплект балок, с учетом, что между стропилами в кровельной системе должен быть шаг 90-120 см. Когда весь комплект арочных балок будет подготовлен, их поднимают наверх и приступают к сборке кровли. Нижние концы арочных стропил крепят к мауэрлату – массивному брусу, закрепленному вдоль двух несущих стен к перекрытию, с помощью выпущенных из него шпилек.

Соединение верхних концов арочных стропил производится, либо на коньке – продольном, установленном на стойках массивном брусе, либо без конька – то есть, каждая пара стропил сшивается между собой в самой верхней точке кровли. Если выбран второй вариант, то тогда всю протяженность арки кровли делят на равные 3 части и, в полученных двух точках монтируют протяженные вдоль всей кровли опорные балки, которые устанавливаются аналогично коньку, на стойках.

Монтаж кровли

После установки всего комплекта арочных балок поперечно им набивается обрешетка из обрезной доски. Шаг между обрешеткой подбирается в зависимости от кровельного материала. То есть, габаритов черепицы. Если же планируется обшивать кровлю битумной (гибкой) черепицей, то тогда вместо обрешетки вся стропильная система обшивается листами ОСП или влагостойкой фанерой. При такой конструкции расстояние между стропилами в системе не должно превышать 100 см. В противном случае, набивается обрешетка, поверх нее монтируется ОСП, а сверху уже битумная черепица.

Цены на арочные стропила и стоимость монтажа арочной кровли

Цена арочных стропил зависит от материала, из которого планируется их изготавливать, а также от протяженности и сложности выполнения арок. Например, заказывая арочные стропила можно обнаружить следующий нонсенс: цена на металлические фермы может быть такой же, как и стоимость деревянных арочных стропил. Казалось бы, металлопрокат дороже древесины, однако здесь играет свою роль сложность изготовления арочных балок.

Как сделать круглую крышу – варианты купольной и конической кровли

Несмотря на то, что круглая форма крыши является несколько необычной для строительства зданий, в современной архитектуре можно найти множество примеров округлых конструкций. В данной статье мы расскажем, как сделать круглую крышу различных видов, и в чем основные отличия между ними.

Необычная на первый взгляд круглая крыша привлекает внимание в первую очередь совершенством форм, без острых углов и асимметрии. Зачастую такие конструкции можно встретить на зданиях религиозного назначения. При сооружении частных жилых домов круглая крыша делается довольно редко. В некоторых случаях она является составляющим элементом конструкции и придает архитектурному сооружению индивидуальность. Как правило, такие крыши возводятся над декоративными верандами, беседками или башенками.

Стоит отметить, что округлая форма позволяет кровле не бояться порывистых ветров и обильных снегопадов. К тому же, подкровельное пространство можно использовать максимально рационально. Различают коническую, купольную и «луковичную» разновидность крыши.

Строение крыши конического типа

Как правило, коническая крыша устанавливается на многогранных или круглых строениях. При этом сооружается наслонная стропильная система. Кольцевой прогон, на который впоследствии будут опираться стропильные ноги, закрепляется на центральной опорной балке. Его монтаж производится так, чтобы не нагружалась высшая точка конуса.

Вторым опорным элементом для стропильной системы будет выступать мауэрлат, установленный по кольцу. Монтируют его на стенах здания. Размещая балки перекрытий, необходимо учесть, что в месте установки центральной опоры на них будет приходиться максимальная нагрузка.

Кольцевой конек фиксируется на центральной опоре специальными раскосами. Перед тем, как построить круглую крышу, необходимо выполнить точный расчет всех узлов. Чтобы не ошибиться в расчетах, такую работу лучше поручить специалистам.

При строительстве стропильного каркаса оптимальным выбором будет клееный брус, который рассчитан на существенные внешние нагрузки. В частности, керамическая черепица, если она используется для перекрытия кровли, отличается большой массой – не менее 40 кг в 1 м 2 . Поэтому для укладки требуется надежная система стропил. Следовательно, опорные элементы из древесины должны отличаться хорошей прочностью.

При обустройстве конической кровли стропильные ноги выступают в роли ребер жесткости. Их количество рассчитывается, исходя из типа кровельного материала и его характеристик.

Зачастую для перекрытия дома с круглой крышей используется не только керамическая черепица, но и мягкие битумные материалы, деревянная черепица, а также листовой металл. Обратите внимание, что профильные материалы в данном случае применять непрактично, поскольку образуется слишком много отходов, а швы между листами нуждаются в очень тщательной герметизации. Тем не менее, все равно места стыковки могут причинять неудобства в дальнейшем, а внешний вид кровли будет не самым привлекательным.

Устройство круглой купольной кровли

При организации купольной кровли ее круглая стропильная система делается из стропил висячего типа, а не наслонного, как в предыдущем варианте. Стандартно такая кровля представляет собой трехшарнирную арку из висячих стропильных ног. Нижнее ребро арки стыкуется с мауэрлатным брусом, смонтированным на стенах. Верхний край арки при этом опирается на кольцевой прогон, установленный в верхней части опорной балки, размещенной по центру здания.

Безусловно, если вы не знаете, как сделать купол на крыше, и не можете самостоятельно выполнить проект стропильного каркаса, лучше доверить выполнение расчета специальным строительным организациям, поскольку такая работа требует теоретических и практических знаний механики и сопромата. В то же время, по уже готовым расчетам соорудить крышу в виде купола вы сможете вполне самостоятельно.

Полукруглая купольная крыша приобретает форму благодаря наличию кольцевой обрешетки. Она фиксируется на вспомогательных опорах, которые стыкуются с затяжками висячих стропильных арок.

Американский архитектор Р. Б. Фулер в свое время предложил еще один метод возведения купольной крыши. Его проект получил название «Геодезический купол». Основная особенность конструкции заключается в том, что она состоит из множества треугольников. Ввиду очень сложных расчетов и непривычного способа исполнения, проект не получил широкого распространения.

Стропильную систему для геодезического купола можно сооружать одним из способов:

• коннекторный – при этом воедино треугольники собираются непосредственно над стенами постройки при помощи коротких брусков и замков-коннекторов;
• бесконнекторный – панели в форме треугольников изготавливаются заранее, а в одно целое их собирают уже непосредственно на месте строительства.

Достоинства проекта геодезического купола

Хотя авторский архитектурный проект геодезического купола не получил широкого распространения, все же он имеет ряд существенных преимуществ, придаваемых ему сферической формой:

1. Хотя по площади прямоугольные и круглые сооружения получаются равными, внутренний объем последних намного больше. Благодаря этому в помещение попадает существенно больше воздуха и света. Кроме того, круглая конструкция позволяет сэкономить до 30 % материала.
2. Округлая форма крыши позволяет снизить теплопотери в зимний период, а также минимизировать поглощение тепла в летнее время. Следовательно, расходы на обогрев или охлаждение пространства сокращаются примерно до 30 %.
3. Небольшая масса каркаса геодезического купола позволяет обойтись без усиленного фундамента под домом.
4. В здании с круглой крышей в форме купола можно организовать любое количество окон, вплоть до полного остекления купольной конструкции. При этом волноваться по прочности крыши не потребуется – она сохранит все свои характеристики.
5. Крыша в форме шара позволяет максимально равномерно распределить нагрузку, поэтому она не боится даже очень сильных зимних снегопадов.
6. Благодаря аэродинамическим свойствам, купол не пострадает от сильного порыва ветра.
7. Округлая крыша пропускает существенно меньше внешнего шума внутри здания, то есть обеспечивает звукоизоляцию.
8. Для размещения солнечных батарей и модулей симметричная сферическая крыша подходит наилучшим образом.
9. Подобная конструкция крыши просто очень красива внешне и смотрится весьма оригинально.

Как сделать крышу в форме «луковицы»

Еще один вариант круглой крыши, который можно встретить в строительстве зданий, это «луковичная» кровля. Как правило, такие конструкции сажают на христианских церквях и храмах. В частном строительстве такая форма не применяется – слишком специфична. Однако для тех, кто занимается реконструкцией религиозных сооружений, например в глухих деревнях, где у жителей нет возможности нанять специалистов строительных фирм, будет полезно ознакомиться с техникой создания каркаса такой крыши.

При условии, что купол в форме луковицы не будет превышать 3 м в диаметре, каркас для него можно изготовить из древесины. Специфические стропильные ноги для луковичной крыши называют журавцами. Обычно используется наклонный тип стропил. Чтобы придать конструкции прочность и жесткость, используются раскосы и подкосы. Такие элементы монтируют в местах, на которые приходится максимальная нагрузка. Таким образом, они защищают каркас от разрушения.

Для создания «журавцов» используются специальные лекала, которые накладываются на доску толщиной 40 мм. Как вариант, иногда применяют по две доски с меньшей толщиной. По центру купольной конструкции всегда размещается центральная опора, в которую упираются все стропила.

Перед тем, как покрыть круглую крышу в форме луковицы листовым металлом, поверх «журавцов» необходимо набить обрешетку с шагом в 30 см. Если же перекрытие луковичного купола будет выполняться с помощью чешуек, под каждый такой элемент потребуется дополнительное кружало. Поэтому последний способ требует максимальных трудовых и временных затрат.

Купола православных церквей во время реставрации нередко перекрываются осиновым лемехом. При этом каждый элемент изгибается таким образом, чтобы в точности повторять форму луковицы. Укладку материала следует выполнять таким образом, чтобы между швами не подтекала вода.

Для тех случаев, когда купольная конструкция в диаметре превышает 3 м, каркас для нее изготавливается из металла. При этом крепление «журавцов» к центральной опоре выполняется с помощью распорок из металла. Обрешетка делается тоже металлической, а крепят ее с отступом в пределах 40-50 см. В качестве финишного покрытия обычно используется фальцевая кровля. Если же организовывается чешуйчатая крыша, то швы между пластинами после их укладки нуждаются в обязательном припаивании, чтобы исключить попадание воды.

Разновидности круглой крыши, из каких элементов состоят и способы монтажа

Многообразие кровельных конструкций, которые сегодня используют для покрытия частных домов, дает возможность выбрать оптимальный вариант по эксплуатационным характеристикам и цене сооружения. В этой же статье будем говорить о кроле, которая встречается на российских просторах не часто. Это круглая крыша. Рассмотрим, каких форм она бывает, из каких элементов ее возводят, а также расскажем о технологии ее сооружения.

Виды круглой кровельной конструкции

Чисто в конструктивном плане круглую кровлю надо разделить на три разновидности:

• полусфера, он же геодезический вид;
• арочного типа;
• конусообразного.

Необходимо отметить, что каждый вид имеет свои преимущества перед другими, а также технологию сооружения. Поэтому рассмотрим каждую позицию по отдельности.

Геодезическая крыша

Этот вид кровельной конструкции был разработан в 1951 году американским архитектором Фулером. Инженер нашел способ создать крышу, в которой не было традиционной стропильной системы. Вместо нее основу составлял каркас, собранный из равносторонних треугольников. Последние в свою очередь собирались из бруса сечением 50х100 мм и длиною 1-1,2 м.

Их соединяли между собой специальным соединительным элементом, который называется коннектор. По сути, это стальная труба диаметром 100 мм и длиною 6-8 см. К ней приваривали металлические лопасти шириною 60 мм и длиною 150 мм, которые образовывали в целом пяти- или шестиконечную звезду. Лопасти приваривали попарно. На фото ниже такой коннектор показан.

То есть при сборке получалось так, что равносторонние треугольники образовывались за счет установки их элементов между парными лопастями коннекторов. Где они крепились саморезами со стороны каждой лопасти.

Сегодня производители крыш полусферического типа предлагают не только соединительные элементы этого вида. Есть и другие конструкции. К тому же надо отметить, что крыши Фулера сегодня собирают по технологии, в которой нет места коннекторам.

Процесс сборки крыши этого типа начинается, как и все кровельные конструкции. А именно с установки мауэрлата. Понятно, что круглую кровельную конструкцию можно установить только на круглый по форме дом. И здесь есть один тонкий момент, от которого зависит качество конечного результата. А именно способ монтажа мауэрлата.

Для этого брус сечением 50х100 или 100х100 мм разрезают на отрезки длиною, равной длине равносторонних треугольников, из которых формируется каркас кровли. После чего эти отрезки пиломатериала монтируют или на стены дома, или за залитый фундамент. Способ крепления выбирается стандартный, но чаще это установленные вертикально шпильки, которые вмонтированы в армирующий пояс дома или фундамент.

После того как мауэрлат установлен и закреплен переходят к сборке кровельного каркаса. Для этого по краям элементов мауэрлата устанавливают и закрепляют саморезами Г-образные стальные пластины. К ним крепят ребра треугольников, расположенных под наклоном к горизонтали. В верхней же части двух ребер устанавливают коннектор. То есть получается так, что отрезок мауэрлата в самой нижней плоскости сборки кровельного каркаса выполняет функции одного из ребер равносторонних треугольников.

После чего по горизонтали между вершинами образованных треугольников монтируют по одному дополнительному ребру. Во-первых, эти ребра образуют горизонтальную опорную плоскость. Во-вторых, они же формируют треугольники, которые расположены в перевернутом виде. Далее весь процесс повторяется. То есть формируется второй ряд из двух разнонаправленных треугольников.

Необходимо отметить, что в конструкции крыш геодезического типа нет такого элемента, как конек или подобие его. Суть в том, что кровельная конструкция плавно переходит в полусферу, образуя на самом верху скругленную форму, состоящую из равностороннего треугольника или шестиугольника.

Как только крыша-полусфера будет собрана, переходят к ее дальнейшему формированию. Сегодня конструкции этого типа покрывают гибкими кровельными материалами, к примеру, битумной черепицей. Поэтому под нее укладывают сплошную обрешетку из плит ОСП, которые нарезаются в виде равносторонних треугольников. Основное требование – оставить между нарезанными плитами зазор в пределах 1 см, который компенсирует влажностное расширение материала.

И последнее. Это утепление геодезических крыш. Здесь все так же, как и в кровлях скатных. Используются те же материалы и технологии. То есть внутрь треугольников закладывают теплоизоляционный материал, который режется под форму элемента кровельного каркаса.

Как уже упоминалось выше, собирать такую кровлю можно или на возведенные стены круглого дома, или на фундамент. Последний вариант сегодня очень популярен, особенно в Европе. Есть возможность неплохо сэкономить. При этом полусфера прекрасно справляется со всеми нагрузками.

Арочная крыша

Отметим, что кровли этого типа по чисто конструктивным особенностям схожи со скатными крышами. То есть в них присутствует стропильная система. Правда, это не линейного типа брусы или доски. Это дугообразные элементы, которые на рынке представлены двумя видами:

• из клееного бруса;
• из стального профиля.

Первые собой представляют тонкие доски, который выдерживают в воде, а затем гнут под требуемый радиус изгиба. В таком изогнутом виде доски проходят принудительную сушку, образуя арочного типа элемент. После чего несколько досок склеивают между собой, формируя клееный брус. Это очень прочное изделие, но не очень дешевое. Что касается второй позиции, то это, по сути, стандартные фермы из металлопрофиля (труба, уголок, швеллер). Этот вариант применяют обычно в том случае, если пролет кровельной конструкции превышает 5 м.

Процесс сборки купольной крыши арочного типа из готовых элементов – это установка стропил так, чтобы они нижними концами упирались в мауэрлат, к нему же и закреплялись. А верхними в верхней точке кровли упирались друг в друга. Между собой же здесь и закреплялись.

Есть еще один вариант, как собрать крышу купольную арочного вида. Для этого используют доски сечением 50х100 мм небольшой длины, из которых формируют стропила дугообразной формы. Их соединяют между собой перфорированными металлическими пластинами при помощи саморезов. При этом укладывают отрезки досок так, чтобы сформировать дугу. На фото ниже один из таких вариантов сборки показан.

Конусная крыша

Эта разновидность кровельных конструкций купольных крыш может быть использована и как отдельная единица, и как составная часть сложной крыши. Но при одном условии – основание под конструкцию должно быть круглым.

В конусной крыше используют стропильные ноги прямолинейного типа. Но все остальные элементы скатных кровель здесь отсутствуют, а именно: конек, фронтоны, ендовы и прочие. Это дает возможность создать скатную плоскость, на которой никогда не скапливается большое количество снежного покрова. Но это часто становится ошибкой в процессе проектирования конусных крыш.

То есть некоторые заказчики не обращают внимание на высоту кровли. А ведь их делать пологими нельзя. Здесь минимальный угол наклона не должен быть меньше 15°. И чаще всего такие крыши делают чердачными, то есть нежилыми. Чтобы выдержать нагрузки, под каждую стропилу устанавливают опорную стойку из точно такой же доски, что и стропильная нога. Стойку упирают или в балку перекрытия потолка, или в железобетонное перекрытие строения.

Если под кровлей предполагается организовать эксплуатируемое помещение, то к формированию стропильной системы подходят по-другому. Во-первых, для этого создают кровельную конструкцию с углом наклона в пределах 70-75°. Во-вторых, между стропилами устанавливают распоры из досок или брусов, которые увеличивают жесткость конструкции. Распорки устанавливают не в каждое межстропильное пространство, а через одну ногу. К примеру, если стропил в конструкции конусной крыши 10, то распорок должно быть 5. Дополнительную жесткость крыше придаст обрешетка.

То есть, во втором варианте нет стоек и опор, которые занимают много места. Но необходимо обозначить и тот факт, что крутая крыша с большим углом наклона по своей плоскости практически не нагружается. Основные нагрузки ложатся на верхнюю часть конструкции. Поэтому стропила в верхней точке хорошо соединяются между собой с использованием длинных саморезов и дополнительных крепежных приспособлений.

Видео описание

В видео показано, как сооружается каркас конусной крыши:

Конусная кровля. Часть 1: каркас

Тип домов под круглые крыши

Основное требование к сооружению купольных крыш – геометрически правильное основание. А здесь два варианта: круглое или квадратное основание. Если форма стен дома – прямоугольник, то даже и не стоит думать о том, чтобы возвести кровельную конструкцию купольного типа. Есть вариант другой – арочная крыша полукруглого типа.

Если основание частного дома – это сложная по форме конструкции. Или в процессе строительства в него вносились изменения, к примеру, достраивались новые помещения, то в этом случае лучше использовать комбинированную кровлю. То есть ту, в которой используются скатные и купольные конструкции.

Что касается нагрузок от крыши на стены и фундамент, то здесь, как и в случае с другими видами кровельных конструкций, необходимо соотнести типы материалов, используемых для сооружения стен и крыши. К примеру, нельзя на деревянные стены, собранные по каркасной технологии, устанавливать фермы из металлопрофиля. Если дом сооружается из камня, блоков или кирпича, то ограничения снижаются, а во многих случаях полностью отсутствуют.

Читать также:

Как правильно армировать ленточный фундамент?