Как сделать крышу купол
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 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:
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:
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.
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:
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:
Это решение позволило упростить и значительно снизить трудоёмкость изготовления радиусной кровли по сравнению с традиционным подходом, когда используются криволинейные стропила.
Если набить руку, то на изготовление одной «радиусной» ламели, включая разметку и выбор нужной доски, у рабочих уходило примерно 3 минуты.
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.
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:
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:
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:
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.