Крыша сфера своими руками

Купольная крыша. Технология строительства и расчёт купольной крыши.

Купольная крыша всё чаще и чаще встречается на современных домах. Крыши круглой формы не являются редкостью в частном загородном строительстве. При этом условно, все кровли круглой формы разделяют на геодезический, арочный и конусный тип. Каждый из этих типов имеет свои преимущества и отличается от другого типа технологией монтажа.

Общие преимущества купольной крыши:

• Обеспечивается максимальное пространство чердачного или мансардного помещения;

• Возможность на плоскости кровли изготавливать любое количество окон, что позволяет максимально использовать естественное освещение;

• Круглая форма препятствует накоплению снега на поверхности кровли в зимний период;

• Сфера купола в отличие от скатной кровли обладает большей прочность, при её сравнительно меньшем весе;

• Возможность получить общий уникальный наружный дизайн загородного дома.

Геодезическая купольная крыша

Впервые проект геодезической купольной кровли был разработан американским архитектором Р. Б. Фулером в 1951 году. Изготовление кровли по его проекту позволяет получить купол с максимально правильной сферической формой.

Дом с геодезической купольной крышей.

Технология строительства купольной крыши геодезического типа

В конструкции кровли абсолютно отсутствуют привычные для скатных крыш стропила и вертикальные упоры для них. Типчный каркас кровли состоит из связанных между собой треугольных элементов, собранных из бруса с сечением 100х50 мм и длинной 100-120см.

Как правило, после изготовления перекрытия первого этажа, по всему периметру стен круглого дома монтируется мауэрлат – брус с сечением 100х100 или 50х100 мм, закрепленный горизонтально при помощи анкеров или предварительно выпущенных из монолитной плиты шпилек с резьбой на 12 мм.

В конструкции обычной двухскатной кровли мауэрлат представляет собой единый сплошной брус, на который опираются нижние участки стропил. В конструкции же геодезической купольной кровли мауэрлат изготавливается из небольших отрезков бруса, равных стороне будущих треугольников в конструкции.

Для соединения брусков используются пяти и шестилопастные металлические пластины, которые называют коннекторами или соединителями. Они представляют собой звезду, то есть, от металлической трубы диаметром 100 мм отрезают заготовку длинной 6-8 см. Дальше к полученному кольцу электродуговой сваркой приваривают под нужны углом металлические пластины с размерами 60х150 мм.

Коннектор (он же соединитель).

Существуют и другие виды коннекторов, а также есть возможность безконнекторного соединения. Подробнее о способах соединения рёбер купольных конструкций можно узнать в статье: узловые элементы купольных конструкций, виды коннекторов, технологии производства коннекторов.

После монтажа мауэрлата по всей его окружной протяженности с шагом в 100-120 см закрепляют саморезами Г-образные металлические пластины, в которых заранее изготавливают отверстия для крепления рёбер условного треугольника. Закрепив ребра треугольника к пластинам, в точке вершины условного треугольника соединение его рёбер производят при помощи коннекторов.

Строительство купольной крыши.

Таким образом, закрепив на всей протяженности мауэрлата первый ряд треугольников, между их верхними основаниями производят связку брусом, образуя при этом уже перевернутые треугольники. На следующем этапе к оставшимся двум пустым лопастям коннекторов монтируют рёбра второго ряда треугольников.

В технической конструкции у крыши отсутствует конёк или какой-то определенный верх. Стыковка последних верхних треугольников производится аналогично с предшествующим способом соединения, то есть, коннекторами.

Когда заканчивают полностью сборку купольного каркаса, для усиления пролетов треугольников монтируют на их плоскости дополнительную обрешетку, поверх которой монтируются листы осп треугольной формы с последующим монтажом битумной черепицы.

Купольная крыша с черепицей.

Строительство по описанной выше технологии применяется не только в возведении крыш. В некоторых европейских странах таким способом возводят целиком геодезические куполообразные дома. Отличительная особенность данных зданий в том, что у них полностью отсутствуют фасадные стены. То есть, после изготовления фундамента приступают сразу к монтажу куполообразной кровли.

Каркас геодезического купола.

Проектирование геодезической купольной крыши

В отличие от двускатной кровли купольную крышу спроектировать на обычном листе ватмана в 2d не получится. Для проектирования всей конструкции требуются компьютерные программы, позволяющие моделировать в 3d — трехмерное моделирование. Или специальные калькуляторы. Можно использовать калькулятор нашего сайта, представленные на странице: калькулятор расчёта геодезической купольной крыши.

Расходных материалов в отличие от скатной кровли для купольной кровли требуется значительно меньше. Всреднем расход материалов ниже на треть в сравнении с двускатной кровлей. При проектировании требуется высчитать точное количество заготовок бруса для рёбер и оснований треугольников, количество монтажных коннекторов и общий метраж обшивочного материала.

Арочная купольная кровля

Конструкция арочной кровли более схожа с конструкцией скатной крыши. В конструкции уже присутствуют полноценные пропилы, правда, их форма изначально напоминает дугу.

Стропила для арочной кровли используют трех видов:

• Заводского производства из клеёного бруса;
• Сборные из бруса, изготовленные самостоятельно;
• Металлические фермы заводского производства.

Дороже всего стоят стропила из клеёного бруса. Во время их производства тонкую обрезную доску насыщают влагой и укладывают в специальные, задающие изгиб доске распоры. Далее доску искусственно сушат с применением паровой вытяжки. После этого из сухой изогнутой доски собирают клеёный брус, форма которого будет умышленно изогнута под определенным радиусом.

Изогнутые стропила из клееного бруса.

В процессе же монтажа, нижние концы дугообразных стропил закрепляют к основанию мауэрлата, а верхние концы арочных стропил соединяются вместе посредством небольшого круглого деревянного или металлического кольца.

Соединение арочных стропил.

Дешевле обходится изготовление дугообразных стропил самостоятельно или при участии специалистов сразу на строительном объекте. Для их сборки используют заготовки деревянного бруса длиной 60-100 см с сечением 40х100 или 50х100 мм. Изначально на бумаге делают чертеж и собирают первую стропилу, которую в дальнейшем используют в качестве образца. Для скрепления между собой заготовок деревянного бруса используют перфорированные металлические пластины и, в некоторых случаях дополнительно усиливающие крепление металлические спицы.

Стропила купольной крыши.

Если площадь перекрываемого пролета превышает 5 м, то вместо деревянных дугообразных стропил используют металлические фермы. В зависимости от выбора наружного кровельного материала и наличия теплоизолятора, вес купольной кровли может существенно различаться. По этой причине для изготовления полукруглых металлических ферм применяют различный металлопрокат. Например, используют как круглую или квадратную трубу, так и конструкции собранные из швеллера.

Подробнее о различных видах стропил для такой крыши можно прочитать в специальной статье: арочные стропила — выбор материала, проектирование и монтаж.

Конусная купольная кровля

Конусная купольная кровля может быть изготовлена, как над всей площадью загородного дома, при условии, что его периметр круглой формы, так и являться частью двухскатной кровли. В конструкции конусной кровли используются только ровные стропила. В основном в качестве их применяют деревянный брус с сечением 50х100 или 40х150 мм.

Конусная купольная крыша.

Работа начинается с составления проекта и здесь существует такой нюанс. Несмотря на то, что кровля конусная, она, прежде всего, имеет куполообразную форму, то есть, у нее отсутствуют начало, конёк, фронтон и прочие элементы присущие двухскатным крышам. Это всё позволяет практически не накапливаться снегу в зимний период. Вот тут-то и кроется для незнающих людей подвох. Решив, что нагрузка на кровлю будет незначительная, её высоту делают небольшой, Все дело в том, что от высоты пика – самой высокой подкровельной точки, напрямую зависит конструкция упоров и распоров для стропил. Рассмотрим два варианта.

Случай, когда чердачное помещение не будет использоваться

Если чердак не планируется использовать, то в высоком конусе кровли нет смысла. Минимальный допустимый уклон стропил не должен быть меньше 15 см на 1 погонный метр. Нижние концы стропил монтируются к мауэрлату с выпуском для дальнейшей обшивки свеса. Верхние концы стропил соединяют между собой при помощи спиц или саморезов.

При большой площади крыши, учитывая что уклон кровли незначительный, то для того чтобы стропила со временем не провисали под весом всей конструкции, примерно на середине их длинны монтируют вертикальные упоры. Низ вертикального упора монтируется к балке потолочного перекрытия или просто опирается на металлическую лапу, в случае монолитного перекрытия.

Случай, когда планируется использовать чердачное помещение

В этом случае нижние концы стропил закрепляют аналогично к мауэрлату с наружным выпуском. Однако угол уклона стропил по отношению к мауэрлату может составлять 70-75°. В верхней части стропила связывают между собой длинными саморезами, а после этого по кругу всей кровли по стропилам набивается обрешеточная доска с последующим кровельным настилом.

Соединение стропил и перемычек с использованием металлических конструкций.

Как видно из второго примера, если задан слишком большой наклон стропил, то основная нагрузка уже будет приходиться не на середину стропил, а на самую верхнюю их точку соединения. То есть, установка подпоров здесь уже не требуется. Однако, чтобы “не гуляла” верхняя точка соединения всех стропил, их пары связывают между собой распорной перемычкой из бруса 50х100 мм. Например, в конструкции используется всего 12 стропил, следовательно, пар получается всего 6 – это каждые две противоположные стропилы.

На каких домах и основаниях возможно строительство купольных крыш

Главное условие для купольной кровли – это правильная геометрия здания. То есть, загородный дом либо изначально по периметру имеет круглую форму, либо его периметр имеет правильную форму квадрата.

Основание под строительство купольной крыши.

Если периметр загородного дома имеет форму параллелепипеда, то куполообразную кровлю построить затруднительно, а например, мало чем уступающую полукруглую крышу вполне возможно.

Полукруглая крыша может применяться там, где купольная крыша не подходит.

В случаях, когда периметр несущих стен дома имеет неправильную форму или в ходе строительства в проект вносились изменения, например, пристраивались дополнительные помещения, то единственным выходом остается комбинированная кровля, которая может включать в себя и элементы скатной и элементы купольной крыши.

Комбинирование различных типов крыш.

Что же касается основания, то купольную кровлю можно изготовить практически на любых стенах. Дело в том, что необходимо учитывать нагрузку производимую кровлей на несущие стены. Например, если дом построен по каркасной технологии, то не получится изготовить куполообразную кровлю, в которой применяются металлические стропила или железобетонные балки. Стены не выдержат такой нагрузки. На каркасных стенах оптимально изготавливать крышу на основе деревянных стропил. Если же стены загородного дома изготовлены из кирпича, ракушечника или монолитного бетона, то здесь особых ограничений уже не накладывается.

4 Комментарии “ Купольная крыша. Технология строительства и расчёт купольной крыши. ”

Здравствуйте, подскажите на примере фотографий, как правильно стыковать вертикальные прямые стены (перегородки) с куполом, как внутри купала, так и снаружи. Спасибо.

Здравствуйте, Сергей. Вот:

Как видно на фото вспомогательные лаги крепят к граням. Можно крепить как на сами грани, так и между ними. Снаружи можно делать аналогично.

dome building?
how to get autodesk drawing of these house?

There is only .obj:

Источник

СтроимСвоимиРуками.рф

Строим дом, баню, гараж и обустраиваем участок своими руками.

Возведение купольного дома своими руками

Специфичность нынче набирает популярности с бешеной скоростью. Люди ищут новые решения, чтобы их дворы, садовые площадки, дома имели хоть каплю изюминки, вдохновляли и удивляли прохожих. Банальные домики, выполненные по стандартному шаблону, мало кого интересуют. Желание отличиться и построить на своём участке специфичный дом, заставляет многих обращаться к дизайнерам и к профессиональным строителям. Совсем не редкостью стало наличие конструкций в форме полусферы на территории частного сектора. Они наполнены изяществом, красотой и неординарностью. А вот мечта жить в таком доме под куполом вполне осуществима без строителей и дизайнеров. Ведь такое своеобразное жилое строение можно построить своими руками из различных материалов.

Специфика купольных домов

Сферическая конструкция способна выдержать сильные снеговые нагрузки и противостоять порывистому ветру. Для регионов с суровым климатом купольные дома представляют идеальный вариант. Это устойчивое и мощное сооружение, не имеющее несущих стен. Благодаря симметрии форм, внешний вид купола визуально уменьшается, когда пространство внутри него увеличивается. Получения оптимального объёма применимого пространства, притом, что сам дом занимает с горстку места, является главной чертой этих необыкновенных зданий.

Весят дома в форме полусферы немного, так как в возведении применяют материалы в скромном количестве. Благодаря этому, в устройстве основания, можно довольно таки сэкономить. Технология купольного строения имеет свои хитрости, но её можно легко освоить.

Преимущества дома под куполом

Привлекательный круглый дом имеет массу преимуществ, которые заключаются не только в его уникальности и внешнему виду, но в следующих полезных свойствах:

1. Сферы лучше выдерживают нагрузки.
2. Сферы при наименьшей площади, занятой поверхности, имеют наибольший объём.
3. Время на сооружение и обустройство жилища минимальное.
4. Возможность устанавливать конструкцию на самый простой фундамент.
5. Высокие теплоизоляционные свойства.
6. Минимальная материалоёмкость.
7. Минимальные материальные затраты.
8. Высокая прочность и устойчивость.
9. Оригинальный и эстетичный внешний вид.
10. Прекрасная шумоизоляция.
11. Осуществима свободная внутренняя планировка.

Благодаря высокой энергоэффективности, купольные дома можно сооружать своими руками в любых регионах. Также эти здания не бояться ураганов, снегопадов и прочих природных катаклизмов, так как намного устойчивей прямоугольных.

Строительство купольного дома

Нюансы строительства купольного дома

Перед возведением полусферы своими руками, надлежит ознакомиться со следующими моментами:
1. Основа дома. Точных требований к опоре круглого здания нет. Конструкция весит мало, поэтому фундамент ленточного типа мелкозаглубленный будет превосходным вариантом для неё.
2. Материал. Полусферу сооружают в основном из древесины. Учитывая предполагаемые нагрузки на неё, выбирают необходимое сечение бруса, в основном это 50х50 мм. Важно использовать брус, имеющий увеличенное сечение, для создания купола, который планируют обшивать внутри и снаружи. Можно встретить непревзойдённые купольные сооружения из камня или бетона.

3. Метод сборки. Для сооружения больших куполов существенно применять коннекторы. Пятилучевыми или шестилучевыми коннекторами объединяют деревянные элементы конструкции. Для устройства скромных куполов коннекторы неуместны. Если в строительстве и работе по дереву достаточно навыков, то можно обще отказаться от их использования. При этом, необходимо изготовить ребра конкретно под комплекцию друг другу. Это гарантирует наличие минимум швов в соединении всех компонентов сферы.
4. Кровля. Для создания крыши предпочтительно применять гибкую черепицу, допустимо также применение рубероида и алюминиевых листовых кровельных материалов.

Необходимые материалы

Перед постройкой надлежит подготовить абсолютно все материалы и приспособления, чтобы в дальнейшем не затягивать строительство на их поиски.

Комплект для возведения полусферы своими руками:
1. Деревянный брус.
2. Оцинкованный лист стали.
3. Отвёртки, шурупы и крепёжные элементы (саморезы, гвозди и т.п.).
4. Пена для монтажа.
5. Материал для кровли.
6. Кровельные ножницы.
7. Уголок и строительный уровень.
8. Молоток.
9. Рулетка.
10. Ножовка.
11. Электрический лобзик и дрель.
12. Болгарка.
13. Станок для обработки дерева.
14. Кисти.
15. Защитные перчатки.

Проект купольного здания

Проект купольного жилища можно найти в интернете или заказать. Наличие чертежей обязательное, без них практически невозможно соорудить своими руками конструкцию в форме сферы.

Подборка чертежей для дома из купола представлена на рисунках ниже.

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

Пошаговая инструкция по возведению купольной конструкции:

1. Создание фундамента.
Участок, на котором будет располагаться сфера, важно тщательно очистить от плодородных слоёв почвы. Выемка засыпается щебнем и утрамбовывается. Поверх него следует сделать насыпь с песка и также утрамбовать.
Оптимальным вариантом является свайный фундамент. Количество лунок под фундамент и их размещение необходимо делать соответственно схеме.

Опора из толстых труб углублённых в грунт достаточно прочная, а благодаря забетонированной арматуре исключается вероятность деформирования свай, также своими руками эту опору не так трудно возвести.

2. Обвязка фундамента.
Эта конструкция, на которой будет стоять целый дом, поэтому к её сооружению следует подходить с особой скрупулёзностью. Досками запастись лучше на 10% больше, чем указано в проекте, так как после распилки может какого-то метра не хватить на обвязку. Необходимо из брусьев создать 5 трапеций. Эти трапециевидной формы элементы будут укладываться на сваи.

Перед скреплением обвязки, важно убедиться, что она лежит чётко горизонтально с помощью уровня. Все элементы между собой соединяются шурупами, а к фундаменту – анкерными болтами по 40 см длиной. Вместо анкеров, с целью экономии, можно применять арматуру диаметром около 20 мм, причём оно даже устойчивее от крепления анкерами. В оголовке сваи следует просверлить отверстие и в него забить кувалдой арматуру. Важно положить на оголовки свай рубероид, перед тем как соединять с брусьями. Доски рекомендовано скрепить ещё уголками, увеличив их незыблемость и фиксацию до 100%.

3. Устройство опорного бруса. Сборка каркаса геодезического дома производиться на опорных стойках. Подходящий брус устанавливают на углах обвязки вертикально. Все вертикальные стойки скрепляются шурупами. Готовые вертикальные стены важно обшить досками так, чтобы исключить проникновение в дом воды и снега.

4. Создание рамок для окон и дверей. В изготовлении коробок для монтажа дверей и окон применяют по паре горизонтальных и вертикальных досок. Бруски желательно соединять методом шип в паз, дополнительно укрепив шурупами.

5. Изготовление рёбер для основного каркаса. Ориентируясь на проект, необходимо сделать своими руками панели треугольной и трапециевидной формы в достаточном количестве.

6. Сборка каркаса. Для соединения готовых элементов часто применяют коннекторы, их можно изготовить своими руками или приобрести готовые изделия в магазине. Для того, чтоб сделать крепеж самостоятельно необходимо иметь навыки сварки, трубу и металлический лист. Состоит он с трубы и 4,5 или 6 металлических лепестков, приваренных к ней

Соединять рёбра купольного дома можно без коннекторов, если производить сборку купола из элементов треугольной формы, доски которых точно подогнанные. Тогда все панели наружного купола соединяются шурупами.

При сборке каркаса, надлежит оставить проёмы для дверей, а также окон. Сборка и готовый купол представлены на фото ниже.

7. Внешняя отделка. Для наружной отделки полусферы проще использовать рубероид. Из него следует аккуратно вырезать треугольники, совпадающие с внутренней частью треугольных панелей, используемых в возведении каркаса. Эти треугольники фиксируются специальным клеем или растопленной смолой на куполе.

8. Отделка дома в форме купола. Следующие действия касаются внутреннего обустройства помещения:
— установка дверей и оконных стёкол;
— обустройство водоснабжения;
— электромонтажные работы;
— монтаж пола;
— монтаж вентиляционной системы;
— утепление здания.
Как обустраивают купола внутри можно посмотреть на фото ниже.

Эргономичные купольные дома превосходно выглядят внешне, внутри же, благодаря полёту фантазии, можно создать любую планировку и она будет изумительной. А главное, что строительство своими руками таких геодезических зданий – это существенная экономия на строительных работах и материалах, а также на эксплуатации.

Источник