Сегодня среди привычных закаленному мастеру кровельных конструкций прочное место заняла арочная крыша. Такой дизайн кровли делает дом не только оригинальным и интересным, но и защищает его от чрезмерной ветровой нагрузки. Кроме того, именно дугообразное перекрытие дает возможность впустить в помещение максимум света, если в качестве кровли выбрать прозрачный поликарбонат. О преимуществах и недостатках такой куполообразной крыши и о принципах ее монтажа в материале ниже.
Использование крыш-арок сегодня широко распространено во всем мире. Теперь и в России стали внедрять в архитектурную область такую конструкцию. В частности, оправдана такая крыша на таких объектах:
- Бассейны и закрытые спортивные площадки;
- Остановочные павильоны и навесы для транспорта;
- Теплицы и оранжереи;
- Арочный дом дачного назначения;
- Капитальные постройки, такие как мощные ангары, производственные цеха и пр.
Важно: кстати, для возведения именно ангаров сегодня разработали бескаркасные крыши из металлического профиля. Такие конструкции имеют большую жесткость и прочность, что позволяет монтировать большие помещения без применения сложной стропильной системы.
Плюсы и минусы полукруглой крыши
Стоит знать, что арочные крыши несут в себе массу преимуществ как для самого дома, так и для его владельца. Основными положительными моментами такого дугообразного перекрытия являются:
- Снижение ветровой нагрузки на перекрытие дома. То есть, двигаясь по покатой крыше, ветер не испытывает сопротивления, а значит, не срывает кровлю и не расшатывает стропильную систему.
- Беспрепятственное схождение снежных настов с крыши. Такой момент важен, поскольку осадки в виде снега оказывают дополнительное давление на перекрытие.
- Возможность наполнить помещение естественным светом (при условии использования прозрачной кровли).
- Значительная экономия мансардной площади. Отсутствие сложной стропильной системы обеспечивает это.
Но у полукруглой крыши есть и некоторые минусы. К ним относятся:
- Некоторая трудоемкость монтажа. Особенно если несущий каркас мастер решит делать из дерева.
- Невозможность использовать в качестве кровельного материала любой приглянувшийся.
Материалы для покрытия покрытия дугообразной крыши
Как правило, для перекрытия арок крыши используют легкие кровельные материалы, имеющие определенную эластичность. В частности, в качестве кровли могут быть использованы:
- Листы оцинкованной стали. Такой материал при своей гибкости способен сформировать одновременно и покрытие, и несущий жесткий каркас. Тем более что сталь с оцинкованным покрытием устойчива к коррозии.
- Пластиковый рулонный шифер. Покрытие выполнено из полимеров и имеет отменную эластичность. Такой кровельный материал имеет гладкую поверхность и крепкую структуру, что дает возможность мастеру использовать этот материал как арочный.
- Профильный настил арочный. В этом случае покрытие имеет структуру стандартного профлиста. Единственным различием между этими двумя видами покрытий - это их форма. Арочный уже имеет дугообразную форму. Его преимущество в том, что такой материал можно монтировать на каркас крыши уже целыми фрагментами.
Важно: арочный профнастил необходимо заказывать у производителя по параметрам дугообразной крыши (ширина пролета, высота его стен и высота дуги).
- Брус клееный. При аккуратной укладке и правильно подобранном профиле можно сделать и деревянную брусовую крышу. И хотя такой вариант не выгоден с точки зрения долговечности, все же с эстетической стороны такая крыша смотрится экологично и привлекательно.
- Гипсокартон или фанера. Сверху материалы необходимо будет накрыть любым кровельным материалом типа битумной черепицы и пр.
- Светопроводящие покрытия (поликарбонат). На сегодняшний день является самым популярным для перекрытия арки.
Материалы для каркаса крыши
Что касается материалов для создания каркаса крыши, то могут быть использованы самые разные. Однако их стоит поделить на материалы для применения в капитальном промышленном строительстве или для использования в частных работах. Так, для капитальной стройки можно использовать:
- Железобетон. Для монтажа таких арок необходимо сложное спецоборудование, а выполнение работ будет очень трудозатратным. Поэтому частные мастера не работают с таким материалом.
- Бескаркасные листы профиля. О них было написано выше, что такой материал одновременно выполняет как функцию жесткого каркаса, так и функцию кровельного покрытия.
В частном же строительстве для каркаса арки можно использовать:
- Деревянные дугообразные стропила. Создание таких элементов крыши по плечу столяру. Либо же можно заказать такие стропила в столярной мастерской. Чаще всего они имеют вид склеенных из тонких досок дуг или полудуг.
- Металлический стальной профиль (квадратная труба). Прочный и устойчивый к нагрузкам материал, но требующий определенных усилий в гибе профиля.
- Алюминиевые трубы. Идеальный вариант для каркаса дугообразной крыши. Алюминий не подвержен коррозии, достаточно прост в работе и легок при возведении каркаса. А при усилении таких ног распорками крыша сможет выдержать любой кровельный материал.
Важно: для устройства дугообразной теплицы можно использовать труб ы ПВХ.
Крыша дугообразная на алюминиевом профиле своими руками
Для возведения полукруглой крыши своими руками необходимо подготовить алюминиевые трубы сечением 5 см и длиной 5-6 м. А для перекрытия кровли в нашем случае возьмем поликарбонат полупрозрачный любого оттенка. Но стоит помнить, что хоть такое покрытие и является современным и привлекательным, все же лучше использовать его для устройства крыши-навеса над авто, крыши бассейна или крыши пристроек. Поскольку летом в закрытом помещении под такой крышей будет очень жарко.
Важно: поликарбонат имеет свойство расширяться при нагреве под солнцем. Поэтому при креплении листов покрытия нужно оставлять технический зазор на расширение кровли.
Расчет дуги крыши
- Чтобы рассчитать длину одной дуги и ее радиус, необходимо взять лист миллиметровой бумаги и нанести на него в масштабе ширину пролета арки (расстояние от одной стены дома до другой) и ее желаемую высоту над пролетом.
- Измерив все и получив данные, их переносят на лист миллиметровки.
- Теперь по центру пролета на схеме устанавливаем циркуль и, оперев второй его конец с карандашом на край одной стены по схеме, чертим ровный круг.
- Внутри круга необходимо нарисовать ровный шестиугольник.
- Полученные длины сторон в масштабе и будут длинами одной дуги, которые придется сложить. В нашем случае для арочной крыши сложим три таких длины.
Важно: дуги арки можно делать не из цельной трубы, а из ее частей. При этом две полудуги могут стыковаться в верхней части арки, образуя более крутой или менее крутой изгиб.
Монтаж каркаса
Трубы необходимо гнуть при помощи специального гиба, предварительно формируя на профиле надрезы. При этом важно помнить, что чем больше насечек будет на профиле, тем менее крутым будет радиус изгиба. И соответственно, чем меньше насечек, тем большим будет радиус изгиба. Насечки на профиле нужно располагать с одинаковым шагом.
- Полученные дуги крепят специальными кронштейнами к мауэрлату из дерева. А усиливают конструкцию специальными ребрами жесткости. Можно для этого использовать дерево или металлический профиль.
- По всему периметру установленных с шагом 50-70 см дуг крепят обрешетку. Для поликарбоната шаг обрешетки также может варьироваться в пределах 70 см. Но лучше сделать его равным ширине одного листа. Так монтаж поликарбоната будет более удобным.
- При креплении листов кровли необходимо заранее сделать в них отверстия под саморезы. Причем отверстия должны быть на несколько мм больше с расчетом на расширение покрытия.
Важно: для монтажа поликарбоната нужно использовать специальные саморезы с плотными шайбами и декоративными крышками.
- Фронтоны крыши закрывают любым удобным материалом. Красиво будет смотреться тот, из которого выстроена коробка дома.
Совет: если не уверены в своих силах при расчете параметров дуги, то воспользуйтесь услугами профессионалов или хотя бы используйте специальную программу для вычисления параметров арки.
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.
Если говорить по существу, то полностью круглой крыши быть не может. Конструкция кровли может иметь коническую или купольную форму. Круглой такая крыша может называться лишь условно, так как обрамляет круглое здание, например. В качестве кровельного материала для таких крыш обычно используется натуральная черепица или металл, но в последнее время всё большее распространение получает так называемая мягкая черепица на основе битума.
Следует также особо отметить, что для того, чтобы соорудить стропильную систему для подобной крыши, нужно проводить массу расчётов и чертежей. А значит, нужно обладать немалыми познаниями в области высшей математики и черчении. Если же таких познаний нет, то наиболее оптимальным выходом из ситуации будет обратиться к услугам специалистов.
Если же описывать стропильную систему, которой оснащается дом с круглой крышей, то следует сказать, что монтируется она по наслонному принципу. Рёбра жёсткости или стропила опираются одним своим концом на кольцевой мауэрлат, который укладывается по периметру стен здания, а вторым — на кольцевой прогон, который прикрепляется к центральному несущему столбу. Таких прогонов может оборудоваться несколько, в зависимости от высоты крыши.
Обратите внимание! Установка центрального столба повлечёт за собой увеличенную нагрузку на потолочные перекрытия, что должно быть учтено при проектировании и выборе кровельного материала.
Если предполагается, что будущая крыша будет иметь купольную форму, то стропила должны иметь форму арок, которые также крепятся одним краем к основанию на стене, а вторым к кольцевой опоре смонтированной вверху центрального столба.
КОНУСНАЯ КРЫША
Для того чтобы лучше понять суть процесса изготовления крыши, имеющей форму конуса, нужно более подробно рассмотреть технологию её производства.
· В первую очередь укладывается гидроизоляция под мауэрлат. Для этого можно использовать привычный и хорошо знакомый рубероид.
· После его укладки монтируется сам мауэрлат, в качестве которого можно использовать деревянный брус сечением от 150×150 мм, в зависимости от длины стропил. Крепится мауэрлат к стене при помощи анкерных болтов.
· После установки мауэрлата необходимо установить центральный столб, который будет выполнять функции опоры всей стропильной системы. Крепится к основанию он при помощи поддерживающих откосов, выполненных из бруса или досок толщиной от 40 мм. Стоит учесть, что перед установкой несущего столба в верхней его части нужно закрепить второе опорное кольцо для стропил, изготовленное из бруса.
· Когда столб будет установлен, можно переходить к сборке самой стропильной системы. Для её изготовления наиболее целесообразно использовать клееный деревянный брус. Этот материал способен выдерживать достаточно большие механические нагрузки, при том, что он доступен и универсален. Сборка стропил заключается в их укладке и фиксации к опорным элементам. Это делается при использовании строительных уголков. Расстояние между опорными элементами зависит от диаметра крыши, но не должно быть более 50 – 70 см, иначе стропильная система не сможет выполнять свои опорные функции.
· Если высота крыши более двух метров, то монтируется дополнительное кольцо опоры, которое будет поддерживать кровлю. Это кольцо фиксируется к стропилам саморезами либо иным способом, и крепится к столбу на распоры.
· После того, как стропильная система будет готова, можно переходить к дальнейшим этапам монтажа. Далее укладывается гидроизоляционный материал. Крепить его к брусьям стропил и обрешётке можно при помощи степлера.
· После гидроизоляции можно переходить к монтажу кровельного покрытия.
Как было сказано выше, так как стропильная система круглой кровли является геометрически сложной конструкцией, её проектирование лучше всего поручить специалистам.
Обратите внимание! Лучше заплатить и получить качественные и точные расчёты, чем сэкономить и совершить ошибку, из-за которой через некоторое время потечёт или вообще рухнет крыша. Такой вид кровли обычно используется для круглых или многогранных домов со схемой стропильной системы наслонного типа. Для опоры служит кольцевой прогон, закрепленный на центральном столбе. Прогон монтируется так, чтобы верхняя точка конуса не была нагружена. Вторая опора – кольцевой мауэрлат, который монтируется по стене башенки. Потолочные балки должны быть сконструированы так, чтобы максимальная нагрузка была в районе центрального столба, к которому, в свою очередь, крепится коньковый кольцевой прогон раскосами. Для расчета узлов системы стропил домов с такой крышей лучше привлечь специалистов
КУПОЛЬНАЯ КРЫША
Такой вид кровли строится с применением висячей стропильной системы. Обычно это 3-хшарнирная арка, состоящая из висящих стропил. Один конец арки опирается на мауэрлат (проложенный по стене), второй конец – на опорное кольцо.
Купольная крыша, конструкция, фото того, как должен выглядеть итоговый вариант – все это есть на сайте нашей строительной компании, обладающей необходимыми специалистами.
Помимо стандартного вида крыши, есть и иной способ устройства. Создание купола, образованного треугольниками. Это тоже купольная крыша – геодезический купол: конструкция с достаточно сложными расчетами необычного внешнего вида. Для крепления стропил могут быть использованы коннекторный и бесконнекторный способы. Коннекторный способ предполагает сборку треугольников отрезками бруса и специальными замками. Бесконнекторный способ предполагает заблаговременное изготовление треугольных панелей и их сбор в месте строительства.
Геодезический купол имеет ряд преимуществ:
· Больше полезной площади.
· Меньше затрат на строительные материалы.
· Экономия расходов на обогрев помещения.
· Возможность остекления всего купола.
· Высокие показатели снеговой нагрузки и защиты от ветра.
· Звукоизоляция выше, чем у других видов крыш.
· Оригинальный внешний вид.
КУПОЛЬНАЯ КРЫША
Ещё одним вариантом того, как изготовить крышу с круглым основанием, является сооружение её по купольной схеме. Как и в предыдущем случае, на подготовительном этапе потребуется проведение расчётов и составление подробных чертежей, которые лучше всего доверить специалистам. Такой подход позволит избежать ошибок в проектировке. А вот сами работы по строительству вполне возможно выполнить и самостоятельно.
Стоит сказать, что в общих чертах процесс изготовления стропильной системы купольной крыши мало чем отличается от описанного выше, но при этом имеет некоторые особенности.
· Сначала укладывается гидроизоляция на стены.
· После устанавливается и закрепляется мауэрлат.
· Затем ставится вертикальный опорный столб, на котором вверху монтируется второе опорное кольцо.
· Далее можно переходить к установке стропил. Для их изготовления используются деревянные арочные элементы, состоящие из нескольких секций. Одним своим концом арка крепится к мауэрлату, а другим ко второму опорному кольцу вверху несущего столба. Подобная конструкция стропильной системы называется висячей.
· Арки-стропила следует устанавливать вокруг столба на расстоянии примерно 70–90 см друг от друга.
· После их установки по внешней их площади оборудуется круговая обрешётка из необрезной доски или бруса.
· Поверх обрешётки укладывается гидроизоляция и, наконец, кровельное покрытие.
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ КУПОЛ
Ещё одним способом изготовления «круглой» крыши является монтаж так называемого геодезического купола. Такая технология наиболее распространена в западных странах, в частности США, но для общего кругозора ознакомиться с технологией стоит.
Итак, в общих чертах процесс изготовления стропильной системы по данной технологии состоит в том, что из обрезков бруса изготавливаются треугольные элементы стропильной системы, которые соединяясь между собой, образуют округлую основу кровли.
Следует сказать, что соединение отдельных элементов производится при помощи специальных элементов, называемых коннекторами. В случае их применение сборка общей конструкции происходит непосредственно поверх стен здания. Существует и так называемый бесконнекторный способ монтажа, при котором отдельные треугольники конструкции собираются заранее, а сборка их в единую конструкцию происходит позже.
Стоит отметить, что применение подобной технологии позволяет достаточно быстро возвести необходимую конструкцию, которая будет отвечать всем необходимым эксплуатационным требованиям, а также иметь достаточно интересный и оригинальный внешний вид. Также невозможно не отметить следующие преимущества:
· Помимо того, внутри такого купола образуется достаточно большое свободное пространство, которое можно использовать, в том числе и как жилое.
· Такая конструкция требует меньшего количества материалов, чем если бы применялись другие технологии.
· Система геодезического купола обладает не очень большим весом, а значит, не будет в большой степени увеличивать нагрузку на стены и, следовательно, фундамент, что в свою очередь положительным образом скажется на экономии.
· Также нужно выделить отличные прочностные характеристики конструкции, позволяющие справляться со значительными снеговыми нагрузками, что немаловажно для жителей северных регионов.
· Помимо прочего, такая крыша будет обладать хорошими показателями с точки зрения аэродинамики, что позволяет крыше с успехом противостоять большим ветровым нагрузкам.
ЛУКОВИЧНАЯ КРОВЛЯ
Ещё одним вариантом изготовления крыши на здании, имеющем круглую форму, является устройство так называемой луковичной кровли. Следует отметить, что такая форма крыши обычно применяется во время постройки церквей и использование её в частном строительстве вряд ли уместно. Однако при этом следует сказать, что случаи в жизни бывают разные и никакая информация лишней не будет.
В общих чертах конструкция подобной крыши происходит по наслонной технологии, то есть стропильные элементы устанавливаются и закрепляются, как бы прислоняясь к несущим опорам, то есть центральному столбу и мауэрлату по периметру стен. Основным отличием от остальных вариантов изготовления стропильных систем является весьма специфическая форма самих стропил, обеспечивающая крыше узнаваемый внешний вид.
Для достижения требуемых показателей прочности, стропила дополнительно укрепляются при помощи сложной системы раскосов и распоров, которые устанавливают в местах наибольшей нагрузки.
Заключая вышесказанное, можно добавить, что в принципе, построить крышу пусть даже и круглую, можно самостоятельно, но расчёты необходимые для правильного проектирования стропильной системы лучше доверить специалистам. Пожалуй, это главное. Сами же работы по постройке можно провести самостоятельно, конечно при условии наличия определённых знаний и практики в плотницком деле.
Сама по себе круглая крыша – не такая уж редкость. Большинство архитектурных памятников культового назначения – это круглые крыши: луковицы русских церквей, купола мусульманских храмов. Исключение - католическая готика. В Западной Европе купола обычно венчают светские постройки.
Купол – частый вариант крыш домов городской застройки по индивидуальным проектам, научных зданий – обсерваторий и т.д. Только в загородных поселках дома с круглой крышей встречаются редко. Причина – сложный монтаж стропильной системы. Как сделать круглую крышу?
Что такое круглая крыша?
Называть крышу круглой - неправильно. Она ведь не полностью круглая.
В эту группу попадают любые кровли, форма которых – фигура вращения или один из ее сегментов:
§ Купол (половинка или верхняя треть шара);
§ Конусовидные крыши;
§ Луковичные крыши;
§ Криволинейные крыши со сложной геометрией, не имеющие собственного названия.
Стропильная система для всех этих типов крыш изготавливается по-разному.
Конструкция стропильной системы круглой крыши
Обратите внимание
Стропильные системы для круглых крыш, как правило, наслонные. Это подразумевает наличие дополнительных опор для стропил внутри сооружения.
Точки опоры:
§ Кольцевой мауэрлат;
§ Кольцевой прогон в верхней части крыши. Если крыша высокая (выше двух метров), прогонов может быть больше одного;
§ Центральная стойка. Для небольших сооружений достаточно одной;
§ Дополнительные усиливающие элементы (подкосы, стяжки).
Сами стропила:
§ Для луковиц – округлые (часто вместо древесины используются металлические фермы).
§ Для куполов – округлые арочные, составные из нескольких частей. Исключение – т.н. геодезический купол, популярный в западных странах: его монтируют из множества небольших треугольных деревянных секций.
§ Конус – стропильные ноги прямые, опираются на круглые кольцевые прогоны и круглый мауэрлат. Коньковый узел наверху монтируется аналогично шатровым крышам.
Порядок монтажа системы в целом аналогичен установке обычных крыш:
1. Укладка на стену изолирующей прослойки из рубероида.
2. Установка мауэрлата. Например, брус 15 на 15 (сечение должно быть указано в проекте крыши). Фиксируют мауэрлат к стене анкерными болтами.
3. Если вся постройка деревянная, мауэрлат не кладут. Стропила опирают на верхний венец и крепят оцинкованными гвоздями.
4. Монтируют на брус для опорной стойки верхний кольцевой прогон.
5. Ставят по центру перекрытия опорную стойку. Усиливают подкосами толщиной примерно 4 см.
6. Устанавливают стропила с шагом 50-90 сантиметров, в зависимости от проекта. К мауэрлату и прогону фиксируют строительными уголками.
Обратите внимание
Общее требование к монтажу стропильной системы любой крыши: предварительно обработать все элементы антипиреном и антисептиками.
Монтаж круглой крыши
После монтажа стропил осуществляется устройство кровельного пирога – так же, как и для других скатных кровель:
§ Пароизоляция;
§ Утеплитель;
§ Гидроизоляция;
§ Контробрешетка + обрешетка.
Можно ограничиться одной гидроизоляцией (без пароизоляции и утеплителя), если кровля холодная. Но теплую мансарду в куполе устроить можно вполне, места там хватает. Или собственную обсерваторию
Кровля круглых крыш может быть выполнена из разных материалов:
§ гибкая черепица;
§ тонкая листовая сталь (в т.ч. фальцевые кровли);
§ с некоторыми ограничениями – керамическая черепица;
§ деревянные штучные покрытия – дранка, гонт и т.д.;
§ поликарбонат.
Укладка любого из этих материалов производится в соответствии с инструкцией.
Обратите внимание
Монтаж гибкой черепицы особого труда не составит, а вот для железа может потребоваться листогибочный станок и/или фальцезакаточное оборудование.
Если вы планируете сделать крышу из наборных деревянных плиток, не забудьте обработать их всеми необходимыми защитными составами и водостойким лаком.
Особенности круглой крыши из поликарбоната
Поликарбонат стоит особняком в ряду кровельных материалов. Крыши из него часто делают у оранжерей, теплиц, беседок, зимних садов. В любом случае это прозрачные или полупрозрачные крыши, кровельного пирога у них нет.
Но у самого поликарбоната теплопроводность низкая. Сооружение получается не совсем холодное, даже в отсутствие утеплителя.
При монтаже нужно учесть особенности материала:
1. Сверлить отверстия под крепеж следует заранее. При сверлении и резке соблюдать аккуратность, избегать вибраций листов, т.к. материал предрасположен к растрескиванию.
2. Для кроя листов подойдет электрический лобзик или циркулярка с мелким зубом. Скорость средняя: при низкой появляются сколы, высокая может привести к оплавлению материала.
3. При скоплении влаги внутри листов их продувают сжатым воздухом (например, с помощью пылесоса).
4. Поликарбонат подвержен термическим расширениям. Крепежные отверстия следует делать на пару миллиметров больше диаметра стержня самореза.
5. Торцы заготовок поликарбонатных листов перед укладкой нужно проклеить водостойким алюминиевым скотчем.
6. Для монтажа поликарбонатной крыши используют металлические дугообразные профили. Монтаж осуществляется по радиусу. Каркас наращивают постепенно, по мере крепления самих листов.
7. Защитную пленку с листов удаляют только по окончании монтажа.
8. Придавать листам криволинейную конфигурацию можно с помощью термического, вакуумного и холодного формирования.
9. Перемещаться по покрытию нельзя, при монтаже используются кровельные лестницы и трапы.
Монтаж круглой крыши – процесс сложный и энергоемкий. Мелкая неточность может превратить красивую конструкцию в нечто бесформенное.
Арочная или куполообразная крыша в основном применяется в строительстве таких зданий, как зимние сады, бассейны, галереи и стадионы. Но все чаще арочные крыши можно встретить в коттеджном строительстве, где конструкция здания позволяет монтировать такой вид крыши. Очень эффектно купольная крыша смотрится над холлом или над мансардой, которая обустроена для отдыха.
Описание конструкции
Куполообразные крыши имеют своеобразную стропильную конструкцию, для их изготовления применяют древесину, бетон или метал, а иногда все вместе. Как правило, покрытие арочно-купольных выполняется из светопрозрачных материалов: специального стекла, поликарбоната, прозрачного шифера. Но иногда могут применяться не прозрачные материалы: медь, оцинковка, листы с титановым покрытием или дерево.
У куполообразных крыш есть масса преимуществ по сравнению с известными стандартными конструкциями. Эстетическая привлекательность, такая крыша действительно оригинальна и невероятно красива. Форма арки или купола делает такие крыши очень устойчивыми к ветрам и снежным нагрузкам, т. к. снег не задерживается на такой крыше. Используя прозрачный кровельный материал, помещения получают полноценное, естественное освещение, что очень ценно для зимних садов. В техническом плане, купольная крыша снимает массу проблем, можно одновременно накрыть несколько помещений и сделать единый плавный переход.
Конструкция арки или купола
Стропильные несущие элементы этих конструкций имеют изогнутый вид типа фермы или арки, делаются они из металла, бетона и древесины. Например, для частного малоэтажного дома, тяжелые бетонные конструкции не применяются, поэтому используются металлические и деревянные перекрытия. В случае если здание имеет большие масштабы, то при строительстве сразу учитывается нагрузка железобетонных ферм, поэтому стены и фундамент делаются особенно прочными.
Стоит сказать, что есть купольные крыши небольшой площади, в конструкции которых вообще не используются опоры, покрытие таких крыш делается из прочного ив то же время легкого поликарбоната. Его свойства позволяют делать самые разнообразные формы крыш.
Металлические опорные конструкции также очень тяжелые, кроме того их нужно регулярно обрабатывать предотвращая процесс коррозии. Плюс ко всему большая металлическая конструкция создает сильную нагрузку на стены и фундамент. Поэтому последнее время, в конструкциях купольных и арочных крыш все чаще стали использовать профиль из алюминия. Алюминий очень легкий и вместе с тем прочный, не подвергается коррозии, а тонкие балки гармонично сочетаются со светопрозрачным материалом. Монтаж стропильных опор во многом упрощается и становится легче.
Обрешетка
С алюминиевым каркасом устанавливается такая же алюминиевая обрешетка, ее шаг рассчитывается с учетом толщины и веса листов поликарбоната. Во внимание берется и изгиб листа, он также создает нагрузку. Впрочем, обрешетка здесь не делается с частым шагом, как правило, одна перемычка ставится на пол листа. Вот основные параметры обрешетки, которые нужно учесть при устройстве обрешетки купольных крыш:
Необходимо учесть величину поликарбоната и его вид. В случае если используется сотовый поликарбонат, то длина его от 6 до 12 метров, ширина в основном стандартная 2.10 метра;
- поликарбонат листового типа имеет меньшие размеры, длина 3 м, ширина 2 м, но здесь толщина листа 10-32 мм может значительно изменять вес;
- также нужно уточнить все характеристики поликарбоната, т. к. нередко делаются листы и соты по индивидуальному заказу и это нужно брать во внимание;
- для устройства алюминиевого каркаса и обрешетки необходимо создать максимально полный и точный чертеж с учетом всех мелочей, только затем можно приступать к монтажу;
- поликарбонат и алюминий не нуждаются в дополнительной отделке, они хорошо сочетаются и создают оригинальный стиль.
Стоит внимательно подойти к правильному выбору поликарбоната, разнообразие видов и толщины позволяет оптимально подобрать нужный материал, главное правильно рассчитать вес для конструкции. В крышах небольшого размера, есть возможность создавать купольную конструкцию без применения каркаса, что делает крышу особенно красивой и воздушной.
Но стоит помнить, что поликарбонат при воздействии солнца создает эффект парника, особенно при большой площади покрытия. Для помещений накрытых куполом из поликарбоната необходимо установить кондиционер или вентиляцию.
Крепление листового и сотового поликарбоната
Правильное крепление играет важную роль в прочности купольной конструкции из поликарбоната, существуют разные методы крепления для сотового или листового материала. Нужно учесть возможности изгиба поликарбоната и его толщину, а также учесть полные внутренние каналы, которые должны идти в продольном направлении. Также следует помнить о необходимом термическом расширении для листов при нагреве.
Часто, для листов средней величины, не более 3 м, применяется точечный вид крепления. Не стоит использовать для крепежа обычные болты или гвозди, иначе при расширении поликарбонат треснет. Если листы покрытия размером до 6 м, то необходимо дополнительно использовать термошайбы. Но с листами до 12 м это уже не поможет, поэтому рекомендуется использовать специальный поликарбонат, прошедший горячую формовку и имеющий ребра жесткости. Листы прижимаются снаружи, в качестве прижимов используют поликарбонатные рейки или другие материалы.
Между поликарбонатом и местами стыковки с поверхностью стропильной конструкции желательно класть прокладку, чтобы не появлялись окислительные пятна. Однако если использовать алюминиевый профиль, то он уже на этапе производства покрывается специальным резиновым или силиконовым уплотнителем.
В частном домостроительстве на сегодняшний день используются самые разные технические решения, от традиционных до весьма нестандартных. Возможность создавать практически любые конструкции и использовать весь ассортимент современных строительных материалов, присутствующий на рынке, стала причиной распространения нетипичных и смелых решений.
Все сказанное выше в полной мере относится к арочным крышам – довольно непривычным и оригинальным конструкциям, которые при всей кажущейся сложности обустраиваются без каких-либо проблем. О том, как сделать арочную крышу, и пойдет речь в этой статье.
Конструкция и достоинства арочных крыш
Арочная крыша представляет собой изогнутую конструкцию, имеющую форму дуги. Такие крыши используются в жилых домах, на промышленных объектах и административных постройках для защиты от внешних факторов. До недавнего времени сфера использования арочных крыш ограничивалась специализированными постройками – бассейнами, оранжереями и пр.
Сейчас же арочные конструкции с успехом используются в самых разных ситуациях, что в немалой степени обуславливается рядом присущих им достоинств, среди которых:
- Оригинальные визуальные характеристики. Крыши арочного типа встречаются нечасто, поэтому жилой дом с такой конструкцией автоматически становится оригинальным и выделяющимся на фоне более традиционных скатных кровель.
- Хорошая сопротивляемость ветру. Изогнутая форма обеспечивает арочным крышам хорошую аэродинамику, благодаря которой конструкция в итоге оказывается защищенной от срывов покрытия.
- Небольшая снеговая нагрузка. На выгнутой арочной крыше снег попросту не задерживается, поэтому все опорные элементы испытывают значительно меньшую нагрузку, чем в других типах конструкций.
- Расширение свободного пространства под кровлей. Арочная конструкция кровли делает внутренний объем помещений более просторным с визуальной точки зрения.
Кроме того, стоит отметить и универсальность арочных конструкций – при необходимости их можно использовать в любых архитектурных стилях, от довольно архаичных до вполне себе современных.
Виды опорных каркасов
Важнейшим элементом любой кровельной конструкции является ее каркас. Арочные крыши исключением не являются – правильно собранная опорная система держит на себе все остальные элементы конструкции и обеспечивает ее надежность.
Существуют следующие виды опорных каркасов, используемых для обустройства арочных крыш:
- Деревянные . Арочная крыша из дерева – это одна из самых дешевых и простых конструкций. Единственным недостатком деревянных опорных каркасов является слабая несущая способность, поэтому они не подходят для крыш, имеющих большую площадь.
- Стальные . Из квадратных стальных труб можно изготовить очень прочный и надежный каркас для арочной крыши. В отличие от предыдущего варианта, металлическая опора отличается высокой механической прочностью, но при этом ей свойственен большой собственный вес, поэтому потребуется мощный фундамент и стены.
- Алюминиевые . Каркас из алюминия объединяет в себе все достоинства деревянных и стальных конструкций – он прочен, легок, прост в монтаже и имеет отличную устойчивость к коррозии. Недостатком в данном случае является очень высокая стоимость.
- Железобетонные . Опорный железобетонный каркас хорош во всем, но его целесообразно использовать только при монтаже крупных промышленных или торговых построек.
- Бескаркасные . Арочная крыша может монтироваться на специальный самонесущий каркас, которому не требуются дополнительные опоры.
Чтобы арочная кровля была надежной, нужно подойти к выбору каркаса и его обустройству со всей ответственностью. При проектировании конструкции необходимо в обязательном порядке рассчитать мощность опорной системы.
Кровельные покрытия для арочной кровли
К материалам, используемым для кровли арочных крыш, предъявляется несколько специфических требований – в частности, материал должен хорошо изгибаться и удерживать приданную ему форму.
Чаще всего арочные конструкции обустраиваются с использованием следующих кровельных покрытий:
- Листовая сталь . Для того, чтобы просто накрыть арочную крышу, вполне подходят металлические листы – он недорогие и монтируются без каких-либо затруднений.
- Профнастил . В отличие от стальных листов, профнастил при своем небольшом весе имеет хорошую несущую способность. Для обустройства арочной крыши требуется особый профнастил, который имеет фиксированный радиус изгиба – то есть сделать крышу с произвольной величиной изгиба не выйдет.
- Сотовый поликарбонат . Вполне подходящим материалом для арочной крыши является сотовый поликарбонат – он достаточно прочен и отличается минимальным весом. Важным преимуществом поликарбоната по сравнению с аналогами является способность пропускать свет, что позволяет использовать естественное освещение в здании.
Возможность обустройства и параметры арочной кровли тесно связана с кровельным покрытием. Для создания конструкции с большим изгибом лучше всего подходит поликарбонат – он имеет лучшую гибкость и легко монтируется.
Как сделать монтаж арочной крыши из поликарбоната
Учитывая то, что сотовый поликарбонат является самым популярным и наиболее подходящим для арочной крыши материалом, то именно на его примере стоит рассматривать ее монтаж.
Алгоритм сборки арочной крыши выглядит следующим образом:
- В первую очередь необходимо провести расчет несущей способности каркаса и шага установки элементов конструкции;
- В соответствии с расчетами и чертежами монтируется каркас, при сборке которого нужно уделить особое внимание одинаковой степени изгиба каждой дуги;
- Элементы каркаса фиксируются на верхней обвязке здания через каждые метр-полтора;
- Начинать монтаж нужно с первой и последней дуги, чтобы можно было выравнивать остальные элементы относительно уже установленных;
- Далее к дугам при помощи специальных планок крепится поликарбонат;
- Для защиты сотового поликарбоната от влаги и загрязнений нужно обязательно установить торцевой профиль.
Монтировать листы поликарбоната нужно таким образом, чтобы их профиль располагался параллельно изгибам каркаса – это необходимо для защиты материала от скопления влаги.
Заключение
Арочная крыша – это довольно оригинальная и интересная конструкция, которая может с успехом использоваться в качестве функционального или декоративного элемента постройки. Если работа по обустройству крыши была проведена правильно, то готовая конструкция по надежности не будет уступать более традиционным скатным аналогам.
Еще древние римляне пришли к выводу, что арочные конструкции надежны и прочны.
Именно в Древнем Риме появились первые каменные и деревянные предшественники нынешних арочных крыш.
В современном строительстве, помимо привлекательности, высоко ценится легкость монтажа и технические характеристики данного вида крыш.
Где используются арочные крыши:
- в качестве перекрытия больших торговых площадей;
- аквапарков;
- бассейнов;
- стадионов;
- выставочных залов, галерей;
- промышленных объектов;
- в частной застройке.
Много веков арки украшают храмы, выделяясь совершенным обликом, они также служат опорами в куполообразных верхних конструкциях. арочные крыши возводят над зимними садами, где первостепенное значение имеет естественная освещенность помещения.
Арочные крыши отлично комбинируются, к примеру, часто можно увидеть прозрачную изогнутую конструкцию над входом или лестничной клеткой, при этом здание чаще всего имеет обычную .
Наиглавнейшим в деле строительства является выбор материала. От него отталкиваются все последующие действия по устройству кровли.
Выбор материала в свою очередь зависит от назначения и площади здания. Маленькая площадь дает простор в выборе кровельного материала, покрытие значительных размеров представляет определенные трудности.
Арочная крыша большой площади:
- отличается сложностью монтажа;
- кровельные материалы не выпускаются в очень больших размерах.
Последнюю проблему решают, набирая конструкцию из нескольких отдельных сегментов.
Несущий каркас может быть:
- металлическим. Чаще всего применяется профиль – устойчивый к коррозии, легкий и имеющий привлекательный внешний вид. Также используются , листы с титановым покрытием и оцинкованные стальные;
- бетонным. Прочностные характеристики бетона обеспечивают надежность всего сооружения;
- . Весит такая конструкция немало, монтаж предполагает проведение погрузочно-разгрузочных работ, использование строительной техники, в том числе подъемных кранов, что влечет за собой дополнительные расходы. Поэтому в частной застройке такой вид стропильных несущих элементов, как правило, не применяется;
- деревянным. Экологичный материал, свойства которого проверялись на протяжении столетий, с успехом применяется и в условиях современности, с той лишь разницей, что в наше время дерево пропитывается специальными составами для улучшения эксплуатационных характеристик.
Существует еще одна вариация: когда имеющие достаточную степень жесткости оцинкованные стальные листы выполняют одновременно функции каркаса и покрытия.
В качестве покрытия используются:
- металл;
- дерево;
- фанера, гипсокартон. Подходят только для устройства кровли малой площади;
- прозрачные материалы – сотовый или листовой , закаленное стекло, .
Достоинства поликарбоната
Это незаменимый материал при строительстве в общем и арочных крыш в частности. Современные дизайнеры предпочитают его, следуя модным тенденциям – крыша из поликарбоната выглядит модно и современно, при этом производители предлагают как прозрачные листы, так и различные цветовые решения.
Наиболее удачной считается комбинация поликарбоната с алюминиевым профилем – это сочетание обеспечивает зданию современный и стильный внешний вид.
Застройщикам зачастую важнее всего обеспечить естественное освещение помещений, с чем покрытие, хорошо пропускающее солнечный свет, отлично справляется. Сотовый поликарбонат, имеющий специальное покрытие, обладает способностью рассеивать солнечный свет, к тому же листы имеют низкую теплопроводность – иными словами, хорошо сохраняют тепло.
Кровельщики ценят данный материал за отменные качества – легкий и прочный поликарбонат хорошо гнется, легко обрабатывается.
Без ложки дегтя, конечно же, не обошлось.
Недостатки прозрачного материала:
- привлекательный внешний вид легко испортить – поцарапать;
- в случае отсутствия защитной противоударной пленки крупная градина может привести к повреждению материала;
- поликарбонат расширяется в жару – это свойство обязательно нужно учитывать во время монтажа;
- если прозрачной арочной крышей покрыта большая площадь, летом в помещении может стать невыносимо жарко – создается так называемый эффект парника. Решается проблема с помощью установки кондиционера и/или принудительной вентиляции.
При использовании алюминиевого каркаса из того же металла выполняется обрешетка. Точечное крепление с помощью термошайб допустимо при небольшом размере листов поликарбоната – до 6 м, свыше – покрытие прижимают снаружи с помощью специальных реек.
Преимущества арочной крыши:
- простота обслуживания. Нет необходимости счищать , мелкий ремонт чаще всего не требуется вовсе;
- быстро возводится;
- малое количество отходов материалов, а также сниженная материалоемкость в сравнении с другими видами крыш;
- долговечность;
- обеспечивает надежную защиту от осадков;
- можно объединить под одной крышей несколько комнат или помещений различного назначения;
- имеет оригинальный, запоминающийся внешний вид;
- обтекаемая форма практична – воздушные потоки практически не оказывают давления на конструкцию.
В последнее время все большую популярность обретает модульное строительство, привлекающее в первую очередь быстрыми темпами возведения. Однако волноваться о надежности собранной за несколько часов крыши совершенно не стоит.
Проектировщики делают расчеты для самых неблагоприятных природных условий. Материалы тестируются на сжатие, натяжение, сгиб, сдвиг, вес конструкции при этом распределяется наиболее оптимальным образом. Просчитывается степень устойчивости в каждой ситуации, к примеру, при длительной ветровой нагрузке.
Благодаря легкости монтажа, красоте, оригинальности и надежности арочные крыши привлекают все большее внимание застройщиков.
