Арочные деревянные дома. Изготовление стропильной системы для полукруглой и стрельчатой крыши

Крыши в форме куполов и арок чаще всего можно встретить в общественных зданиях: таких как бассейны, зимние сады, стадионы или выставочные галереи. Но в настоящее время наметилась тенденция к использованию таких крыш в частном строительстве, ведь они буквально притягивают к себе внимание и создают необычную атмосферу в помещениях. К тому же, строительство этой конструкции можно осуществить своими руками.

Такие крыши отличаются от скатных не только внешним видом, но и рядом преимуществ :

• неповторимый привлекательный вид;
• благодаря своей форме они имеют повышенную устойчивость к ветровым нагрузкам;
• на них не образуются залежи снегового покрова;
• прозрачная кровля арочной формы создаст дополнительное естественное освещение, что позволит сэкономить на потреблении электричества;
• арочная крыша придаёт зданию вид старины как снаружи помещения, так и внутри него;
• внутри помещения возникает большой объём воздуха, что, как правило, оказывает благоприятное воздействие на самочувствие людей.

Конструкция

Несущие конструкции для таких крыш могут быть изготовлены из изогнутых металлических, деревянных или бетонных конструкций, выполненных в виде арок или ферм . Возможно использование бетонных конструкций в качестве несущих, но для частных домов это неоправданно из-за повышенной стоимости материалов, трудностей транспортировки и большого веса. Также возникнет необходимость в возведении фундамента и стен повышенной прочности, чтобы они выдержали бетонную конструкцию. Понадобится и специальная подъёмная техника для установки фермы. Всё это приведёт к повышенным тратам на строительство.

Среди наиболее подходящих вариантов кровельного покрытия можно назвать стекло, прозрачный шифер, сотовый или . Если же вы решили делать кровлю непрозрачной, то можно использовать, например, оцинкованную сталь или медь.

Поликарбонат позволяет сделать безопорную кровлю над небольшими помещениями. Он хорошо поддаётся изгибу и используется для придания разной формы кровель.

Если конструкцию выполнять из металла, то она тоже будет отличаться значительным весом. Это потребует упрочнения фундамента и стен.

Арочную крышу чаще всего выполняют из алюминиевых профилей . Они имеют ряд преимуществ: высокая стойкость к коррозии, небольшой вес; аккуратный внешний вид, простота монтажа. При установке алюминиевого каркаса шаг обрешётки будет зависеть от ряда факторов: толщины листа поликарбоната, радиуса изгиба, способа крепления листов и других. В большинстве случаев шаг обрешётки делают в пропорции 1:2 к ширине листа. При этом не имеет значения тип каркаса. Алюминий отличается влагостойкостью. Для него не нужна постоянная окраска.

Важно: При проектировании необходимо учитывать зазоры для терморасширения, равные 5 мм. на один погонный метр.

Расчёт шага обрешётки зависит от параметров листа поликарбоната. Стандартные размеры: ширина – 2-10 метров, длина – 6-12 метров. Параметры листового поликарбоната имеют размеры 2,05х3,05. При этом параметры толщины разнятся от 10 до 32 мм. Возможно изготовление по индивидуальным заказам у отдельных производителей.

Строительство арочной крыши из поликарбоната

Наиболее широкое применение для устройства арочных кровель получил сотовый поликарбонат . Такой материал отличается рядом преимуществ:

• малый вес;
• возможность изгиба;
• механическая прочность;
• теплоизоляция;
• звукоизоляция;
• хорошая пропускаемость света;
• возведение безопорных крыш;
• стойкость к проникновению ультрафиолета;
• возможность удерживать ветровые и снеговые нагрузки.

Благодаря небольшому весу материала его можно использовать в бескаркасных конструкциях. Для улучшения свойств пожаробезопасности применяют модифицированный поликарбонат. Он отличается от обычного наличием в своём составе специальных добавок, благодаря которым его можно использовать во всех отраслях строительства. Правда, стоимость модифицированного поликарбоната выше обычного на 40-50%.

При устройстве такой кровли нужно помнить, что одно из её свойств — создание парникового эффекта в помещении при условии солнечной погоды. Поэтому в жилом помещении важно организовать грамотную систему вентиляции или кондиционирования.

Монтаж поликарбоната

При монтаже листов учитывают, в каком направлении расположены внутренние полые каналы. Лучше всего их размещать вдоль кровельного ската. Для конструкций, имеющих вертикальное направление, каналы располагают соответственно.

Правила крепления поликарбоната:

• Для монтажа используют точечное крепление при параметрах листа не больше 3 метров.
• Для установки поликарбоната рекомендуется применение термошайб. Использование для крепления саморезов, гвоздей или болтов может привести к разрушению листов материала, потому как листы могут изменяться в размерах под действием погодных условий.
• При параметрах листа от 6 до 12 м. используют специальный поликарбонат, потому как термошайбы уже не полноценно выполняют свою функцию. Такой материал получают методом горячей формовки. К тому же, они имеют рёбра жёсткости внутри. Подходит для бескаркасной кровли.
• Крепления производят с помощью прижимных элементов, которые устанавливают на несущую конструкцию с наружной стороны. Изготовлены они могут быть из различных материалов. Так, например, стальные и деревянные элементы могут портиться под действием атмосферных факторов, что может привести к порче и последующему разрушению поликарбоната.
• Алюминиевый профиль с силиконовыми или резиновыми уплотнителями станет лучшим выбором для такой конструкции.
• Пластичность поликарбоната допускает образование прогиба при скоплении снега.

• Наиболее популярный профиль — в виде повернутой буквы «Н». Края помещают в профиль, закрепляя панели с помощью болтов. Для герметизации используют силиконовый герметик, но он может загрязнять поверхность.
• Второй тип профиля — торцевой U-образный профиль. Он устанавливается для защиты торца панели. Установка профилей, которые будут соединять панели, производится не на обрешётку.
• Следующий тип профиля — разъёмный соединительный. Он состоит из двух частей:

1. База — ровная и жёсткая нижняя часть. На ней размещают концы тех поверхностей, которые необходимо соединить. Саму базу крепят к обрешётке, располагая шурупы в центре и оставляя свободными концы панели. Это позволяет обеспечить беспрепятственное скольжение при условии теплового расширения или сжатия.
2. Крышка — верхняя подвижная часть. К нижней части её крепление производят с помощью механического давления или при нажатии рукой.

• Угловой профиль. Он используется при соединении под прямым углом.
• Коньковый профиль применяют при соединении конструкций конькового типа.
• Торцевой F-образный профиль используют для закрытия торцов панели. С его помощью края панели крепят к основе.

При установке профилей различают лицевую сторону. На неё нанесен специальный слой, способный защищать его от ультрафиолетового излучения.

Особенности крепления панелей

При ширине больше 1 метра при установке панели используют дополнительное крепление. Это необходимо для того, чтобы избежать смещения. Для крепежа применяют 5-сантиметровые саморезы, вкручивая их в опоры с шагом в 50-60 сантиметров, но не более 20 сантиметров от стыка. Расстояние саморезов от края — не менее 3 сантиметров. Важно предварительно подготовить отверстия под саморезы, диаметром превышающие размер саморезов на 3-4 мм. – это позволит избежать деформаций при расширении. Деформировать или повредить поверхность можно при чрезмерном закручивании саморезов. Крепление должно осуществляться перпендикулярно плоскости панели. Лучше всего выбирать саморезы из нержавеющих материалов: например, стали или с оцинкованными наконечниками, чтобы обеспечить коррозийную устойчивость. Параметры длины должны соответствовать толщине листа, типу прокладки и несущим конструкциям. А вот диаметр лучше брать 4 мм.

Для саморезов также используют конусообразные стальные прокладки. Они помогают предотвратить коррозию. Их характеристики должны соответствовать саморезам либо быть выполненными из алюминия не менее 1 мм. (толщина) и с диаметром 25 мм., с прокладкой из каучука. Вместо них можно использовать термошайбы. Это улучшит внешний вид. Между металлом и панелью в месте их соединения используют термоизолирующую ленту. Это делают для того, чтобы избежать вспучивания при нагреве.

Подготовка панелей

При осмотре упакованных в защитную пленку панелей можно увидеть сторону с напечатанными надписями. Она является лицевой и имеет защиту от лучей ультрафиолета. С другой стороны плёнка прозрачна. Нельзя допускать хранение и монтаж панели внутренней стороной вверх. Это сократит срок её службы.

Перед тем как приступить к установке, производят герметизацию каналов с помощью перфорированной ленты. Её наклеивают с обеих сторон концов панели. Защитную пленку удаляют поэтапно, начиная с внутренней стороны. Верхняя пленка удаляется после окончания монтажных работ. Это помогает избегать повреждений при установке.

Строительство арочной крыши своими руками – процесс довольно сложный, требующий наличия определенных навыков, способности к точному расчёту, внимания при изготовлении конструкции. Именно поэтому не так часто можно встретить такой тип кровли.

Галерея домов с арочной крышей

В настоящее время набирает все большей популярности среди строителей и домовладельцев арочные крыши, которые нашли широкое применение при строительстве бассейнов, теплиц, зимних садов, галерей и других сооружений. Арочные конструкции устанавливают в частных домах, в качестве основы применяют стропильные системы из металла, клееного дерева. В крупномасштабном строительстве используют железобетонные конструкции. В качестве кровельного материала для арочных крыш применяют стекло, поликарбонат, оцинкованная сталь, медь, которые должны обладать определенными характеристиками.

Дом с арочной крышей - это не только неповторимый внешний вид, а также возможность создания особого климата в помещении. Арочные крыши используют также в строительстве быстровозводимых домов, ангаров, теплиц, зданий различного промышленного назначения. Самой простой конструкцией арочной крыши являются навесы и козырьки, которые повсеместно возводят в частных и загородных домах для защиты от атмосферных осадков.

Основные достоинства арочной кровли

Дома с крышей арочной формы имеют не только отличительные внешние особенности, но и ряд преимуществ перед другими конструкциями:

при строительстве такого типа крыш не учитывают ветровую нагрузку на несущую основу;

арочная форма позволяет легкому схождению снежных и дождевых масс с крыши;

арочная крыша, выполненная из прозрачного материала, играет роль дополнительного освещения в доме;

купольная крыша позволяет увеличить объем воздушных масс, находящихся в доме - это благоприятно сказывается на состоянии здоровья людей, проживающих в доме;

арочные дома имеют неповторимый внешний вид как внутри, так и снаружи здания.

Конструкция арочной крыши

Выбор материалов зависит от площади кровли арочной конструкции. Наиболее распространенными являются бетонные, металлические и деревянных конструкции. В строительстве небольших частных домов используют деревянные и металлические балки, выполненные в виде ферм или арок. При строительстве фундамента и стен необходимо учитывать вес всей арочной конструкции и материала кровли.

Важно: при использовании в строительстве железобетонных конструкций, необходимо делать фундамент, обладающий необходимым запасом прочности. Это влечет за собой дополнительные затраты денежных средств и материалов.

Чаще всего в качестве кровельного материала для арочных и куполообразных крыш используют листовой поликарбонат. Он характеризуется высокой прочностью на изгиб, позволяет придавать любые формы, при этом не утяжеляя саму конструкцию кровли. А в качестве основы крыши становятся алюминиевые профили, которые устойчивы к коррозии, имеют легкий вес.

Важно: при использовании алюминиевых профилей, обрешетка крыши подбирается в соответствии с толщиной листов поликарбоната. Обрешетка должна быть равна половине ширины листа поликарбоната.

Важно: при укладке поликарбоната следует сделать зазоры, которые позволят реагировать материалу на расширение при смене климатических условий.

Деревянные материалы используют для крыш с диаметром не более 3 метров. Для кровли больших размеров используют металлические балки. Стропила имеет в данном случае оригинальную конструкцию и называются "журавец". Стропильная система опирается на центральный столб, если необходимо производится дополнительная установка распорок и подкосов.

Быстровозводимые дома

Современное строительство предлагает не только новые конструкции зданий, но и материалы которые используются в строительстве. Кровля быстровозводимых зданий все чаще выполняется арочной формы, такие здания используются как жилые и подсобные помещения. Для строительства арочных домов необходимо подготовить фундамент. Так как сама конструкция дома имеет небольшой вес, то их можно устанавливать на столбчатый или винтовой фундамент. Это позволяет снизить затраты на строительство.

Каркас дома может быть изготовлен из клееного дерева или металла, крыша в этом случае покрывается поликарбонатом, металлопрофилем. Ангары выполняют по бескаркасной технологии. Для этого используют специальные полукруглые оцинкованные листы, которые могут перекрыть пролеты шириной до 24 м.

Для утепления арочных зданий используют минеральную вату, пенополиуритан, пенополистирол. В таких домах листы профнастила выполняют роль стен и крыши. Изнутри устройство жилых домов оформляют деревянной вагонкой. Если у вас большая семья, то арочный дом можно сделать двухуровневым. На втором этаже чаще всего располагают спальные места. Небольшие арочные дома позволяют сократить затраты на отопление в холодное время и кондиционирование в летнее время.

Видео

Дом Хоббит (Hobbit Hall) в России от Архитектурного бюро Романа Леонидова .

Небольшой дом, чья площадь сравнима с московской «двушкой», Роман Леонидов придумал как один из вариантов расширения своей подмосковной дачи. На участке архитектора уже построен вместительный дом, а небольшой отдельный домик предназначался для солнечной лужайки перед ним – архитектор уже некоторое время рисует разнообразные варианты её застройки.

Индивидуальный жилой дом для постоянного или временного проживания семьи из трех человек представляет собой единый объем, включающий прихожую, санузел, кухню-столовую и две спальни. Из столовой предусмотрен выход на террасу, накрытую озелененным навесом. К торцам дома примыкает помещение для хранения садового инвентаря, доступ к которому осуществляется с террасы. Дом имеет немаловажную особенность: каждое помещение освещено естественным светом. Конструктивно здание является простым каркасом из гнутых клееных балок. Стены не несут никакой нагрузки и выполнены из каркасных конструкций, заполненных теплоизоляцией или звукоизоляцией (для внутренних перегородок).

Название: Дом Хоббит (Hobbit Hall)
Расположение: Московская область, Россия
Архитектура: Архитектурное бюро Романа Леонидова
Общая площадь: 45 м2

Проектная графика .

Разбираем особенности устройства и способы самостоятельного изготовления арочной стропильной системы.

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.

По линии сгиба бруса можно сделать специальные пропилы – «на конус» или «на прямоугольник». Это упрощает процесс гибки древесины.

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.

Nikofar Пользователь FORUMHOUSE, г.Москва

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.

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

Такой шаблон вырезается под конкретный и заранее рассчитанный радиус закругления кровли. Также, перед тем как приступить к изготовлению изогнутой стропильной системы, нужно сделать полноразмерный радиусный шаблон. Проверить по месту монтажа, соблюдён ли необходимый радиус, всё ли верно рассчитано, и только после этого приступить к изготовлению остальных стропильных ног. Это позволит избежать брака, а также своевременно внести соответствующие корректировки в размеры стропильной системы и шаблона.

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.

Все вышеприведённые чертежи Nikofar рисовал не в специализированной графической программе, а пользуясь «стареньким» MS-paint-ом.

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 .

crazy-tortilla Пользователь FORUMHOUSE

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.

Для подготовки основания под укладку гибкой черепицы по радиусной крыше можно использовать влагостойкую фанеру или ОСП-плиты толщиной до 9 мм. Плиты такой толщины гнутся «по месту» без использования специальных приспособлений. Для набора необходимой толщины основания, плитный материал небольшой толщины (6 мм) можно укладывать в два слоя, с перехлёстом швов нижнего слоя верхним.

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.