Купольная крыша. технология строительства и расчёт купольной крыши

Купольная крыша. технология строительства и расчёт купольной крыши.

Достоинства конструкции

Конусообразная крыша – достаточно сложная и дорогостоящая конструкция, однако, она имеет свои преимущества. Помимо очевидной эстетичности и оригинальности, она считается достаточно функциональной и устойчивой к внешним факторам. Кроме того, этот вид кровли характеризуется следующими плюсами:

  • Улучшенное соскальзывание снега и воды со скатов. Конус – очень удобная в плане эксплуатации форма крыши. С одной стороны, она не задерживает на поверхности снег, а с другой, позволяет талой и дождевой воде свободной соскальзывать с ее скатов. Это делает кровельные элементы самоочищающимися. Благодаря этому кровли такого типа реже нуждаются в чистке, реже протекают.
  • Устойчивость к внешним воздействиям. Прочность соединения, дополнительную жесткость которому придает большое количество стропил, обеспечивает повышенную устойчивость к ветровым и сейсмическим нагрузкам. Это качество делает конусную конструкцию пригодной для использования в сейсмически нестабильных районах.
  • Новые возможности использования пространства под крышей. При монтаже купола получается, что в помещении под кровлей потолок будет выше, чем если применять другой тип кровли. Это позволяет более рационально использовать свободное место, а также по-новому взглянуть на дизайн этого помещения.

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.


Квадрат, круг и равносторонний многоугольник – основа под купольную крышу Источник plotnikov-pub.ru

Устройство стропильного каркаса

Стропильная система конусной крыши

В месте установки купола укладывают мауэрлат в форме окружности, распределяющий массу конструкции. Другими компонентами являются:

  • Стяжки на противоположных сторонах, делающие каркас прочнее.
  • Сферическая стропильная система. Она может иметь и прямые ноги (как в случае конуса), все зависит от выбранной конструкции. Нижние участки закрепляются на мауэрлате, а верхние, соединяясь в самой высокой точке, формируют узел конька.
  • Стойка-вертикаль, в которую производят врезку верхних стропильных элементов.

Еще один компонент – обрешетка, фиксируемая под прямым углом к ногам. Делают ее из реек, в роли крепежных деталей используют саморезы.

Недостатки

Говоря о конусообразной кровле, мастера разделяют ее недостатки на сложности, с которыми придется столкнуться при монтаже, и особенности конструкции, влияющие на ее эксплуатацию.

Однако, прежде чем приступать к монтажу такой сложной конструкции, необходимо тщательно взвесить все плюсы и минусы этого технического решения. К минусам конических кровель относят:

  1. Невозможность оборудования мансарды. Конусообразная крыша не подразумевает монтажа окон на ее поверхности, поэтому в пространстве под ней нет возможности оборудовать жилую мансарду. Мало того, что окна существенно портят внешний вид конструкции, они нарушают ее герметичность, снижают несущую способность каркаса.
  2. Увеличенный расход кровельного материала. Металлические листы, листы металлочерепицы и даже рулонные кровельные покрытия имеют прямоугольную форму, из-за чего при перекрытии конусообразных кровель их приходится резать, остается много обрезков, увеличивается расход.
  3. Сложность конструкции. В целом, крыша в виде конуса считается достаточно сложной в проектировании и монтаже, что естественно отражается на ее стоимости. Даже просто найти мастеров, которые возьмутся за монтаж кровли такого типа бывает не так уж просто.

Купольная беседка. Особенности строительства

В основе купола – стропила висячего типа. Напомним, что в предыдущем варианте они были наслонными. Висячие ноги образуют трехшарнирную арку – вот и вся премудрость. Внизу ее ребро соединяется с мауэрлатным брусом, а верх опирается на прогон. Установка прогона в виде кольца выполняется в верхней части балки.

Не располагаете информацией, как сделать круглую крышу, образующую купол, не можете выполнить расчет стропильного каркаса? Рекомендуем обратиться в профильную организацию. Работа требует не только практических навыков, но и знания сопромата. Зато когда на руках есть готовые расчеты, строительство купольной кровли не должно вызвать вопросов.

Установка кольцевой обрешетки поможет придать навесу форму полукруга. Вспомогательные опоры прочно зафиксируют обрешетку. В свою очередь, опоры стыкуются с затяжками арок. Известный архитектор Р. Фулер изобрел необычный метод строительства крыши-купола. Он назвал его геодезическим. Суть метода в том, что кровля состоит из множества небольших треугольников. Стропила для геодезического купола сооружаются коннекторным или бесконнекторным способом. Большого распространения этот метод не получил, так как требует сложных расчетов, непривычен в исполнении.

Крыша беседки своими руками: фото и выбор кровельного материала

Относиться к выбору кровельного покрытия для крыши беседки стоит особенно ответственно. От него напрямую зависят эксплуатационные характеристики, долговечность эксплуатации конструкции, а также внешний вид участка. При выборе покрытия необходимо отталкиваться от его стоимости, учитывая вес материала, технические качества и способ его крепления.

Задумываясь над тем, чтобы покрыть крышу беседки, стоит учитывать то, что покрытие крыши беседки ни в коем случае не должно быть тяжелым. Иначе Вам придется строить мощную стропильную систему, а толстые стропила имеют большой вес, поэтому необходимо усиливать фундамент. Чтобы не создавать лишних проблем, откажитесь от подобных материалов и тяжелой керамчерепицы.

Конструкция крыши должна отвечать климатическим условиям местности. В основном это касается угла наклона. Информацию на эту тему Вы сможете найти в соответствующем СНиП, но если кратко, то угол наклона кровли напрямую зависит от количества зимних и осенних осадков, а также средней скорости ветра. Проживая в южном регионе страны, где летом царит невыносимая жара, кровельный материал должен отличаться огнеустойчивость. Точно такая же ситуация с тем, если Вы собираетесь разместить в беседке декоративное костровище или мангал.

Устройство стропильного каркаса

Стропильная система – основа крыши, ее скелет, который придает ей необходимую форму, жесткость, позволяет выдерживать и распределять значительный нагрузки. При монтаже конусовидных кровель чаще всего применяется наслонный тип каркаса.

При этом стропильные ноги опираются одним концом на мауэрлат, положенный на верхний пояс стены, а вторым – на стойку, вертикальную опору. Стропильный каркас кровель с формой конуса состоит из следующих элементов:

  1. Мауэрлат. Месте, где будет установлен стропильный каркас укладывают кольцевой мауэрлат, который равномерно распределит вес крыши. С этой целью в нижней части стропильного каркаса к мауэрлату или опорному брусу по периметру полукруглой стены крепятся стропила.
  2. Стяжки. Дополнительную прочность конструктивному узлу придают с помощью стяжек. Для этого выполняют монтаж креста, который стягивает между собой противоположные стороны мауэрлата.
  3. Стойка. По центру креста устанавливается вертикальная стойка, в которую врезают верхние части стропил.
  4. Стропила. Стропила своей частью, что обеспечивает прочность крепления, соединяются в верхней точке крыши, образуя коньковый узел. А нижней частью ноги они крепятся к мауэрлату.
  5. Обрешетка. Перпендикулярно стропильным ногам фиксируется обрешетка. Изготовьте ее из реек или чего-то другого и прикрутите к стропилам саморезами. Выбор шага между рейками объясняется выбором материала и необходимым расстоянием для его крепления.

Желаете, чтобы ваш дом был похож на средневековый замок или дворец? Спроектируйте коническую крышу. Этот вариант делает здание сказочным и торжественным. Узнайте о секретах монтажа стропильной системы конической кровли и получите ценные советы от специалистов по ее ремонту.

Особенности конструкции

Коническая кровля даже визуально сильно отличается от традиционных двухскатных, наиболее распространённых на территории России. Несмотря на то, что часто применение ее имеет чисто декоративный характер, она может быть очень функциональной, благодаря тому, что с ее крутых скатов хорошо соскальзывает вода.

Особенностями конструкции конусообразных кровель считают:

  1. Круглое основание. Опорой для стропильных ног, расходящихся веером, всегда служит круглое основание. Это требование действует также для купольных и колокольчатых конструкций, которые используются только, если форма основания круглая или полукруглая, если они сочленены с основной крышей или стеной.
  2. Гибкие кровельные материалы. Из-за формы для строительства конической кровли необходимо использовать только гибкие, эластичные кровельные материалы, к примеру, битумную черепицу, кровельную сталь. В противном случае в многочисленные стыки, будет затекать вода. Только гибкие покрытия способны обеспечить герметичность конусообразной кровле. Только они как правило, дороже обычных и требуют особых условий монтажа.
  3. Сложность монтажа конькового узла. Все многочисленные стропильные ноги каркаса сходятся в одной точке, которая является наиболее уязвимым и трудным для сборки узлом конструкции. Поэтому конструкция должна быть рассчитана на сосредоточенную на ней нагрузку.

Достоинства конструкции

Конусообразная крыша – достаточно сложная и дорогостоящая конструкция, однако, она имеет свои преимущества. Помимо очевидной эстетичности и оригинальности, она считается достаточно функциональной и устойчивой к внешним факторам. Кроме того, этот вид кровли характеризуется следующими плюсами:

  • Улучшенное соскальзывание снега и воды со скатов. Конус – очень удобная в плане эксплуатации форма крыши. С одной стороны, она не задерживает на поверхности снег, а с другой, позволяет талой и дождевой воде свободной соскальзывать с ее скатов. Это делает кровельные элементы самоочищающимися. Благодаря этому кровли такого типа реже нуждаются в чистке, реже протекают.
  • Устойчивость к внешним воздействиям. Прочность соединения, дополнительную жесткость которому придает большое количество стропил, обеспечивает повышенную устойчивость к ветровым и сейсмическим нагрузкам. Это качество делает конусную конструкцию пригодной для использования в сейсмически нестабильных районах.
  • Новые возможности использования пространства под крышей. При монтаже купола получается, что в помещении под кровлей потолок будет выше, чем если применять другой тип кровли. Это позволяет более рационально использовать свободное место, а также по-новому взглянуть на дизайн этого помещения.


Дом с конической кровлей

Разновидности купольной крыши

Геодезическая крыша Существует несколько вариантов исполнения кровельных конструкций с круглым основанием. Они различаются внешним видом и особенностями строения.

Геодезическая

Такая сферическая крыша появилась в середине прошлого века в США. Ее особенность – отсутствие привычной системы стропил. Конфигурацию образуют равносторонние треугольные детали, сделанные из брусков метровой длины с сечением 5 на 10 см. Для соединения используется трубка-коннектор из стали 10 см, к которой посредством сварки попарно прикрепляют лопасти. В результате получается конструкция в форме звезды с 5 или 6 лучами. Иногда треугольники объединяют без коннекторов.

Арочная

Эта конструкция имеет больше сходства с привычной крышей со скатами. Стропила для нее намеренно делают изогнутыми.

Можно приобрести готовые деревянные или металлические элементы или изготовить их своими руками из бруса.

Конусная

Конусная крыша может быть независимой конструкцией или компонентом сложносоставной кровли

Важно, чтобы основание под нее имело форму круга. Ноги стропил в данном случае должны быть прямыми

Схема строения конической конструкции не включает таких привычных элементов, как фронтоны и конек. Крыша должна иметь достаточный угол уклона (минимум 15 градусов).

Конусная


Арочная

История возникновения и конструкция

В 1914 году знаменитый русский архитектор Григорий Михайлович Судейкин выпустил собственную книгу, которая называется «Альбом проектов зимних дач, изб, особняков». Это издание стало настоящим учебником, да и просто настольной книгой для многих поколений проектировщиков, архитекторов и дизайнеров. В ней можно было почерпнуть множество интересных идей и конструктивных решений, но более всего внимания привлекла оригинальная конструкция крыши.

Особенностью кровли Судейкина является отсутствие традиционной стропильной системы. Ее каркасом является стоечно-балочная конструкция, опирающаяся на центральный столб-стойку. Таким образом, крыша состоит из 8 треугольников, четыре из которых стыкуются острием вниз, а остальные острием вверх.

Фрагмент справочника «Альбом проектов зимних дач, изб и особняков» 1914 года

Оригинальный проект кровли Судейкина

Недостатки

Говоря о конусообразной кровле, мастера разделяют ее недостатки на сложности, с которыми придется столкнуться при монтаже, и особенности конструкции, влияющие на ее эксплуатацию.

Однако, прежде чем приступать к монтажу такой сложной конструкции, необходимо тщательно взвесить все плюсы и минусы этого технического решения. К минусам конических кровель относят:

  1. Невозможность оборудования мансарды. Конусообразная крыша не подразумевает монтажа окон на ее поверхности, поэтому в пространстве под ней нет возможности оборудовать жилую мансарду. Мало того, что окна существенно портят внешний вид конструкции, они нарушают ее герметичность, снижают несущую способность каркаса.
  2. Увеличенный расход кровельного материала. Металлические листы, листы металлочерепицы и даже рулонные кровельные покрытия имеют прямоугольную форму, из-за чего при перекрытии конусообразных кровель их приходится резать, остается много обрезков, увеличивается расход.
  3. Сложность конструкции. В целом, крыша в виде конуса считается достаточно сложной в проектировании и монтаже, что естественно отражается на ее стоимости. Даже просто найти мастеров, которые возьмутся за монтаж кровли такого типа бывает не так уж просто.

Центр поддерживается четырьмя сторонами

Над центром, поддерживаемым только четырьмя двускатными кровлями, находится пересекающая башня, которая, однако, не имела большого веса. Она также была выполнена с помощью стального каркаса с тонкой кирпичной кладкой, который также был реконструирован, но в котором конструктивная стабильность за прошедшие годы ничего не потеряла. Стальные конструкции четырех двускатных крыш также тщательно рассчитаны и выполнены. Когда дело дошло до реконструкции скатов кровли летом 2021 года, было всего несколько мест, где нужно было укрепить распорки из оцинкованного уголка. Тем не менее, для кровли Санкт-Руперта также широко использовалось древесина: прогибы или стропила — основания конусов преимущественно сделаны не из стали. Вместо этого строители клали хвойную древесину, которая вместе с опалубкой образует массивную, устойчивую к кручению кровлю. После более чем 100 лет эти деревянные конструкции практически не нуждались в ремонте.

Устройство стропильного каркаса


Стропильная система конусной крыши

В месте установки купола укладывают мауэрлат в форме окружности, распределяющий массу конструкции. Другими компонентами являются:

  • Стяжки на противоположных сторонах, делающие каркас прочнее.
  • Сферическая стропильная система. Она может иметь и прямые ноги (как в случае конуса), все зависит от выбранной конструкции. Нижние участки закрепляются на мауэрлате, а верхние, соединяясь в самой высокой точке, формируют узел конька.
  • Стойка-вертикаль, в которую производят врезку верхних стропильных элементов.

Еще один компонент – обрешетка, фиксируемая под прямым углом к ногам. Делают ее из реек, в роли крепежных деталей используют саморезы.

Особенности конструкции

Круглая крыша привлекательна не только декоративными качествами. С функциональной стороны этот вариант вполне практичен, так как обеспечивает своевременное отведение воды. Опорой конструкции купольной крыши является ее основание, выполненное в виде круга. На нем закрепляются ноги стропил. При сочленении со стеной, представляющей собой длинную горизонтальную плоскость, основание должно быть полукруглым.

К покрытию также предъявляются определенные требования. Листовые негибкие материалы типа профнастила для нее не подойдут. Покрытие должно быть эластичным, но не слишком мягким. Только в этом случае конструкция будет достаточно герметичной и прослужит долго. Используются гибкие сорта черепицы, в том числе битумные и некоторые из керамических, а также поликарбонат.

Проекты и особенности планировки

Круглое здание далеко нелегко распланировать так, чтобы было рационально, красиво, да еще и удобно. Есть несколько основных приемов, которых придерживаются большинство. Первое, что бросается в глаза, в таком доме просто не может быть коридоров. Им просто некуда вести. Это неплохо, но планировка дома становится от этого сложнее. Начнем с простого — как оформить вход в дом.

Это тоже дом, выполнены по купольной технологии

Входная группа

Для нашего климата желательно чтобы входные двери выходили в небольшое помещение, а не в большую комнату. Спасает в этом случае небольшой тамбур. О может быть выделенным из общей площади или пристроенным. Примерно те же задачи выполняет крытая веранда. Это более «цивильный» способ решить проблему.

Не всем подобный подход нравится. Сегодня в мире другие тенденции — из входной двери попадают в большой просторный холл/гостиную. Такая планировка тоже возможна, но необходимы дополнительные меры по отсечению холодного воздуха — тепловая завеса возле входа. Ее делают при помощи встраиваемых в пол конвекторов или установив возле двери несколько мощных радиаторов. Первый способ эффективнее, второй проще в исполнении. Все эти нюансы характерны и для купольных домов. С той лишь разницей, что придется поломать голову, как вписать встроенный тамбур. Два остальных способа решаются проще.

Планировка купольного дома: рассматриваем способы организации входной группы

Давайте рассмотрим варианты устройства входной группы на примерах. На картинке вверху, правый проект, входные двери выходят в гостиную/столовую. Такое решение характерно для Европы и Америки. У нас постепенно приобретает популярность, но в связи с более суровым климатом часто приносит неудобства — каждое открывание дверей в зимний период приносит значительную порцию холодного воздуха, что снижает комфорт.

Вариант слева — с пристроенным тамбуром. Из тамбура два выхода — один в зимний сад, другой — в кухню/столовую. Решение не менее современное, но решена проблема поступления холодного воздуха в жилые помещения. Так что подобную идею стоит взять на вооружение.

Если тамбур решено делать встроенным, очевидно, придется выделить какую-то площадь дома. Минимально — это три квадрата (на левом проекте). Логично, если дальше будет располагаться гостиная/столовая.

Два варианта встроенного тамбура/прихожей

Еще дин способ — выделить большую площадь и использовать ее как прихожую. Разместить тут гардероб, вешалку для вещей «на сейчас» (проект права). Если позволит площадь, можно будет установить небольшой диванчик. Для частого дома наличие прихожей — практически необходимость. Грязь и песок меньше таскаются в дом. И это — еще один довод в пользу выделенной входной группы. Пристроенной или отгороженной — это уже ваш выбор. Но помещение для входа — это удобно. Во всяком случае, в наших реалиях.

Организация пространства

Чаще всего центральная часть пространства купольного дома выделяется под помещение общего пользования. Из этой центральной зоны можно попасть во все другие комнаты, которые расположены по кругу. Вообще, центральное помещение получается неудобным, так как оно «очень проходное».

Центральная часть будет слишком активно использоваться, так что функциональной эту зону не сделаешь

В нем не удастся расслабиться, если это гостиная, в нем не очень удобно готовить, если придет идея использовать это помещение как кухню, как столовая оно тоже не самый лучший вариант. Проекты, которые именно так используют это пространство, представлены выше. На картинке выглядит замечательно, а вот в жизни рассчитывать на камерную обстановку тут не получится. Так что проходные комнаты — не самые обитаемые.

По центру можно поставить лестницу

Не самый плохой способ использования этой проходной зоны — установка лестницы. Ведь большая часть купольных домов имеет два этажа, а сюда просто просится винтовая лестница. Только надо учесть, что если ее просто закручивать вокруг столба, пользоваться будет неудобно — слишком крутые повороты получаются. Если же конструировать лестницу по типу «колодца», ее трудно построить самостоятельно. Так что эту часть придется кому-то передоверить.

В остальном купольные дома планируются также, как и обычные. Основное правило, которое надо запомнить: чтобы инженерные системы были не очень дорогими, все «мокрые» помещения размещаются недалеко друг от друга. Расположение спален, кабинетов и других «сухих» помещений — на ваш вкус.

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.

Квадрат, круг и равносторонний многоугольник – основа под купольную крышуИсточник plotnikov-pub.ru

Подготовительные работы

На подготовительном этапе надлежит выполнить следующее:

1. Выбор проекта. В чертежах проекта должны быть отображены такие моменты: — форма здания; — площадь; — количество стропильных элементов; — параметры ячеек; — число коннекторов и т.п. 2. Выбор места. На выбранном месте для построения купола следует сделать разметку в соответствии с размерами будущего здания. 3. Изготовление необходимых изделий для постройки. Ориентируясь на чертежи, необходимо сделать своими руками коннекторы, стропильные и фанерные элементы. 4. Обработка материалов. Древесине естественно надлежит обработать антисептиком, если используются металлические коннекторы, их обрабатывают антикоррозийными веществами.

Инструктаж по строительству

Подведение итогов:

  • Круглые дома требуют меньше стройматериалов (без учета кол-ва отходов).
  • Круглые дома экономичнее в плане отопления (при прочих равных условиях).
  • Рационально расположить круглый дом на небольшом участке непросто!
  • Строительный рынок максимально адаптирован под прямоугольные формы.
  • Замена круга на многоугольник позволит упростить технологию строительства.
  • Круглые дома гораздо увереннее противостоят ураганному ветру и землетрясениям.
  • Наклонные стены сферических домов – проблема для окон и интерьера.
  • Гармоничная планировка в круглом доме – дело не простое.
  • Цилиндрический дом – перспективная альтернатива сферическим.
  • Модульные сотовые дома – дома будущего!

Об истории возведения оригинального купольного дома читайте в нашей статье. Вы также можете изучить западный опыт в строительстве круглого дома из пенобетона. В нашем сюжете обзор дома-геосферы.

Подписывайтесь на наш Telegram каналЭксклюзивные посты каждую неделю

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Стильный дом
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: