До сегодняшнего дня арочная крыша еще неизвестна глазу. Однако практичность, уникальность и привлекательность этого способа строительства наверняка найдет немало последователей среди домовладельцев.
Арочная крыша – особенности конструкции и технология монтажа
Современный частный дом славится большим арсеналом технических решений, позволяющих оформить экстерьер и интерьер дома по своему усмотрению. Это касается и выбора формы крыши, поэтому все чаще оригинальные арочные крыши заменяют в городах традиционные односкатные, вальмовые или двускатные крыши.
Арочная крыша — это изящная, легкая и эргономичная конструкция, которая мгновенно делает архитектурный облик дома более оригинальным, интересным и смелым. Но самое главное, что этот вариант оформления крыши не дороже стандартного варианта, если разобраться в его конструкции своими руками.
Устройство и его преимущества
Арочная крыша — арочная конструкция, используемая для кровли домов, промышленных или административных зданий с целью защиты их от осадков, холода и ветра. В прошлом это строительное решение считалось более подходящим для зданий с определенным назначением — бассейнов, теплиц, оранжерей, торговых пассажей и коридоров. Однако сегодня арочная кровля активно используется и при строительстве частных домов благодаря следующим преимуществам:
- Оригинальный внешний вид. Дом с причудлив изогнутой крышей сразу визуально выделяется на фоне однотипных построек с плоской или двухскатной кровлей.
- Устойчивость к ветровым нагрузкам. Аэродинамичная, изогнутая форма без острых углов делает арочную крышу неуязвимой к сильным порывам ветра, которые часто приводят к срывам кровельного покрытия.
- Снижение снеговой нагрузки. Арка, имеющая изогнутую форму, не задерживает на скате снеговые массы, за счет чего нагрузка на опоры и фундамент снижается.
- Увеличение объема помещения. Благодаря арочной конструкции крыши увеличивается внутренний объем дома, из-за чего он становится визуально просторнее, больше.
Обратите внимание. В зависимости от дизайна и материала кровельного покрытия арочная крыша может придать дому старинный, исторический или очень современный, современный вид.
Виды круглой кровельной конструкции
С чисто дизайнерской точки зрения круглую крышу можно разделить на три варианта:
Следует отметить, что каждый тип имеет свои преимущества перед другими, как и техника строительства. Поэтому давайте рассмотрим каждую нишу в отдельности.
Геодезическая крыша
Данный тип конструкции крыши был разработан американским архитектором Фуллером в 1951 году. Инженер нашел способ создать крышу, которая не имела традиционной балочной системы. Вместо этого основание состояло из каркаса, составленного из равносторонних треугольников. Треугольники, в свою очередь, состояли из бревен размером 50х100 мм и длиной 1-1,2 м.
Они были соединены друг с другом с помощью специального соединительного элемента, называемого звеном. По сути, это стальная трубка диаметром 100 мм и длиной 6-8 см. К ней приваривались металлические лезвия шириной 60 мм и длиной 150 мм, образуя звезду с пятью или шестью точками. Лезвия сваривались попарно. На следующей фотографии показано такое соединение
То есть в собранном виде они образовывали равносторонние треугольники, помещая свои элементы между парными лопастями соединителей. Там они крепились к боковой стороне каждой лопасти с помощью саморезов.
Сегодня производители полусферических крыш предлагают не только крепеж такого типа. Имеются и другие конструкции. Следует также отметить, что крыши Fuller сегодня устанавливаются по технологии, в которой нет места для крепежа.
Процесс монтажа данного типа крыши начинается, как и у всех кровельных конструкций. То есть с укладки чернового покрытия. Понятно, что круглая конструкция крыши может быть смонтирована только на круглом доме. И здесь есть один принципиальный момент, который влияет на качество конечного результата. А именно — способ укладки чернозема.
Для этого профиль бруса 50х100 или 100х100 мм нарезается на куски такой же длины, как длина равносторонних треугольников, образованных стропильной фермой крыши. Затем эти куски бруса укладываются либо на стены дома, либо на залитый фундамент. Тип крепления стандартный, но чаще всего это вертикально расположенные гвозди, вбитые в арматурную ленту дома или фундамента.
После укладки и закрепления стеновой обрешетки устанавливается стропильная ферма крыши. Для этого на края стеновой обрешетки укладываются L-образные стальные пластины и закрепляются шурупами. К ним крепятся треугольные ребра, расположенные под углом к горизонтали. К верхней части двух сторон прикрепляется соединительный элемент. Другими словами, участок обрешетки на нижнем уровне стропильной фермы служит одним из ребер равносторонних треугольников.
Другое ребро располагается горизонтально между углами образовавшихся треугольников. С одной стороны, эти ребра образуют горизонтальную опорную плоскость. Затем они также формируют треугольники, перевернутые вверх ногами. Затем весь процесс повторяется. То есть формируется второй ряд из двух треугольников с разной ориентацией.
Устройство арочной кровли из поликарбоната
Светопрозрачная кровля из поликарбоната — популярное технологическое решение для теплиц, оранжерей, торговых павильонов, беседок или других элементов городской инфраструктуры. Монтаж таких конструкций осуществляется по следующему алгоритму:
- Перед тем, как сделать крышу-арку, необходимо рассчитать несущую способность каркаса и оптимальное расстояние между элементами.
- Далее согласно расчету и чертежу изготавливают каркас из легкого алюминиевого профиля. Важно, чтобы каждая дуга должна иметь одинаковую форму. Для этого сначала используют шаблон.
- Дуги каркаса фиксируют на верхней обвязке дома с шагом 1-1,5 метров. Сначала устанавливают первую и последнюю ферму конструкции, а по ним уже выравнивают все остальные.
- С помощью фиксирующих планок на фермах крепят сотовый поликарбонат, не забывая учитывать зазоры на термическое расширение материалов.
- Торцы сотового поликарбоната защищают от проникновения влаги и пыли с помощью специального торцевого профиля.
Строительство изогнутой крыши из поликарбоната.
Расчет каркаса для арочной поликарбонатной кровли.
Помните, что листы поликарбоната должны быть установлены так, чтобы профиль проходил по изгибу арки, иначе конденсат будет скапливаться в сотах и не сможет быть удален.
Тип домов под круглые крыши
Основным требованием при строительстве арочных крыш является геометрически правильное основание. Здесь возможны два варианта: круглый или квадратный цоколь. Если форма стен дома прямоугольная, не стоит даже думать о строительстве сводчатой конструкции крыши. Другой вариант — полукруглая арочная крыша.
Если цоколь отдельно стоящего дома представляет собой составную конструкцию. Или если она была изменена во время строительства, например, путем добавления новых комнат, то лучшим решением будет комбинированная крыша. То есть крыша, имеющая как скатные, так и изогнутые конструкции.
Нагрузка на стены и фундамент со стороны крыши должна соответствовать материалам, из которых изготовлены стены и крыша, как и в случае с другими конструкциями крыши. Например, металлические фермы нельзя устанавливать на деревянные каркасные стены. Для домов из камня, кирпича или черепицы ограничений меньше, а во многих случаях они вообще отсутствуют.
Преимущества купольных крыш
Сводчатые крыши имеют очень большие преимущества:
- пространство чердачного помещения можно максимально использовать, практически со стопроцентной эффективностью;
- на купольных кровлях можно устанавливать неограниченное количество окон, даже есть прозрачные конструкции, полностью покрытые стеклом ;
- круглая конфигурация не дает снегу зацепляться на плоскости кровли, что снижает нагрузки от природных осадков до нуля;
- небольшой вес конструкции за счет меньшего количества используемых элементов и деталей;
- крыша купольного типа в разы прочнее и надежнее любой скатной разновидности;
- уникальный внешний вид, который отличается от всех других кровельных конструкций.
Изготовление арочных стропил своими руками
Строительство балок для установки сводчатой крыши всегда начинается с расчета. Здесь возможны 2 варианта: «тяжелый» и «легкий» вариант.
Тяжелый способ расчета длины и радиуса изгиба стропил
Этот вариант включает в себя разработку конструкции следующего типа:
Расчет и вид расчета следующие:
- 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 множество различных 2D и 3D программ и калькуляторов для расчета количества, длины и радиуса арки балок для сводчатой крыши. Например, в калькулятор достаточно загрузить такие исходные данные, как ширина перекрываемого проема между несущими стенами и максимальная высота арки от перекрытия крыши. Последние данные важны, поскольку не всегда задача компьютера — создать крышу в форме полукруга. Часто необходимо рассчитать арку с меньшим радиусом, что проблематичнее сделать вручную на графической бумаге.
Монтаж кровли из арочных стропил
После завершения расчетов собирается первая арочная балка. Для этого из бруса 140х40 мм вырезаются куски длиной, например, 130 см. Затем на ровной поверхности из этих кусков строится арка — профиль будущей балки. Затем изготавливается равное количество брусков и укладывается поверх первого «слоя» древесины, отмечаются места соединения между ними. В большинстве случаев концы кусков древесины первого и второго «слоя» срезаются под определенным углом. На следующем этапе два «слоя» балок соединяются нагелями.
Нагель представляет собой круглый металлический стержень диаметром 8-12 мм, с обоих концов которого нарезана резьба для гайки соответствующего диаметра. Для улучшения крепления используются контргайки или под обычную гайку подкладывается зажимная прокладка. В зависимости от общего пролета и длины балки ее собирают из двух или трех вышеуказанных слоев балок.
После подготовки первой балки, которая служит шаблоном, наращивается остальной комплект балок с учетом того, что между балками кровельной системы должен быть уклон 90-120 см. Когда весь комплект арочных балок подготовлен, их поднимают и собирают крышу. Нижние концы арочных балок крепятся к мауэролату — массиву дерева, который крепится к перекрытию вдоль двух несущих стен с помощью штырей.
Верхние концы арочных балок соединяются либо на коньке — продольной балке, установленной на стойках, либо без конька — то есть каждая пара балок соединяется в самой высокой точке крыши. Во втором варианте вся длина арки крыши делится на три равные части, а опорные балки крепятся в двух точках вдоль всей крыши, которые устанавливаются на стойки аналогично коньку.
Когда весь комплект арочных балок установлен, поперек балок прибивается дощатый брус. Расстояние между брусьями обрешетки зависит от покрытия крыши. Другими словами, от размера черепицы. Если крыша будет покрыта битумной черепицей, то вместо опалубки вся система покрывается кровельной мембраной.
