Как собирать купола из дерева. Купольные сооружения – как обустроить их на даче? О конструкции и материалах по-простому
Строения купольной формы способны любому загородному участку придать необычный вид. И в Подмосковье уже встречаются такие. Конечно, построить на даче целый дом с куполами не каждый решится. А вот шарообразные беседки, оранжереи или гараж будут вполне уместны. Рассказываем подробно, как их сделать.
Купола для искусства и жизни
За всю историю архитектуры использовались разные формы куполов. Сводчатые крыши были уже в Древнем Риме. Самый известный купол из той эпохи - это бетонная крыша Пантеона. Поразительное сооружение, построенное оригинальным способом. Сначала строители создали ажурный каркас из кирпича, а затем отлили на нем бетонный монолит.
Огромный луковичный купол венчает мавзолей Тадж-Махал в индийском городе Агра. Говорят, что несущую роль в нем играют камни, скрепленные с помощью металлических элементов.
Купола православных храмов имеют в основе сложную стропильную систему. Их форма создается с помощью изогнутых ферм.
Но жилые здания округлой формы люди издревле создавали с помощью сетчатого каркаса. Так получались разновидности юрты.
С середины прошлого века предпринимаются попытки использовать сферическую форму при строительстве коттеджей. История купольных домов связана с именем американского изобретателя и философа Ричарда Фуллера . Он даже запатентовал несколько конструкций.
Предложенная Фуллером конструкция домов имеет важные плюсы.
– Сфера хорошо противостоит ветровым и снеговым нагрузкам.
– Сетчатый каркас стоек к землетрясениям.
Есть и экономические преимущества - жилой объем создается при минимальной площади стен. Теоретически это позволяет экономить стройматериалы и энергию для отопления.
Популяризируемая Фуллером конструкция получила название «геокупол» или «геодом». В основе данных терминов лежит понятие «геодезическая линия». Математики вкладывают в эти слова множество значений. Для обывателя же типичным примером геодезической линии является нарисованный на глобусе меридиан. Забавно, что на самом деле в очертании «купольных» домов нет геодезических линий (в отличие от купола Пантеона). Все ребра каркаса - это простые прямые балки. Но красивое название «геодом» прижилось и активно используется продавцами и популяризаторами этой технологии.
Как нарисовать «геодом»?
В основе конструкции геодома обычно лежит икосаэдр, то есть объемный 20-гранник. Каждая из граней представляет собой равносторонний треугольник.
Форма икосаэдра - это очень грубое приближение к сфере. Как сделать этот многогранник более круглым? Увеличить количество граней! Каждое ребро делим пополам и соединяем центральные точки линиями. Теперь как бы «раздуваем» фигуру изнутри. Из прежней грани (равностороннего треугольника) появилось четыре новые, но поменьше.
Таким образом происходит триангуляция сферы гранями икосаэдра (да простят нас математики и нематематики ).
Чтобы застройщикам не пришлось ломать голову, представляя себе множество треугольничков, добрые люди создали в интернете сайт , на котором эту триангуляцию можно провести в пару кликов. Откройте его для удобства в новой вкладке вашего браузера.
Чтобы не запутаться, задайте для начала такие настройки.
1. Выберите русский язык .
2. Частота V =1. (Увеличивая частоту V, мы разделяем каждое ребро надвое, а каждую грань - на 4 части. То есть проводим очередной этап триангуляции).
3. Фулеррен = нет. Фуллерены - это сетчатая структура для купола, предложенная тем самым Фуллером. Она основана не на треугольнике, а на 6-угольнике. Из-за своей сложности не используется в частном домостроении.
4. Часть сферы = 1/4.
5. Материал ребер = 50х150. Это стандартный пиломатериал, который продается на любом строительном рынке.
С помощью мыши можно вращать получившуюся модель. Поставьте ее на «пол».
Теперь можете увеличивать число V и доводить «часть сферы» до 3/4.
Увеличивать сегмент сферы до единицы нет смысла, мы же строим дом, а не космический корабль. А у дома должен быть пол. При строительстве домов сначала обычно сооружают «стакан», то есть вертикальные стены. Они могут иметь высоту 1-2 метра. А уже над ними надстраивается купол.
Таким образом, самая ходовая «часть сферы» – это полусфера. Если строить купол без «стакана», то лучше выбрать «часть сферы» 5/8. На этом сайте ее нет.
Рассмотрим внимательнее пункт «способ соединения». Для элементов каркаса разработаны несколько вариантов. На серьезном строительстве используются металлические коннекторы (пункт cone ). Это такие звездообразные детали, которые изготавливают в хороших мастерских.
Но для строительства беседок или оранжерей из деревянных реек можно использовать другие виды соединения. Высший пилотаж - это соединение good karma .
Здесь «балка» собирается из нескольких реек, то есть можно использовать довольно тонкий пиломатериал. Теперь обратите внимание на «выкройки», которые располагаются на сайте под моделью каркаса. Здесь указан размер и количество балок для каркаса и листов для обшивки. Во всех подобных калькуляторах одним цветом обозначаются элементы каркаса одной длины. Разобравшись с этим простеньким калькулятором, вы сможете работать и в более сложных программах.
Как строят геодом
С точки зрения строительства геодом имеет много общего с обычным каркасником. Но есть некоторые отличия. На куполе используется пиломатериал меньшей длины. Поэтому каркас геодома можно построить фактически из обрезков, оставшихся после строительства обычного каркасника .
С материалами для обшивки ситуация другая. Плитные материалы (ОСП, фанеру и т.п.) придется распиливать на треугольники. В результате останется много обрезков. Поэтому размер сегментов «сферы» нужно на этапе проектирования подгонять под тот листовой материал, который будет использоваться.
Важный момент при проектировании геодома - это дымоходы. Торчащие из купола трубы могут испортить его вид. Поэтому топочные часто делают в пристройках. Общий план работ выглядит так.
1. Сооружаем фундамент любого типа. Подойдут и сваи с ростверком, и лента, и плита. Выбор будет зависеть от особенностей грунта и от желания застройщика иметь подвал.
2. На фундаменте возводим «стакан», то есть цокольную часть здания. Цоколь можно построить, как обычную каркасную стену: вертикальные стойки устанавливаются на нижнюю обвязку, а сверху соединяются верхней обвязкой.
Выложить почти круглый цоколь из прямоугольного кирпича непросто. Легче получить нужную форму с несъемной опалубкой из пенопласта. Вы просто подрезаете блоки ножом, и стена поворачивает на нужный угол.
3. Если для цоколя не использовался деревянный каркас, то делаем на стене обвязку из дерева . По сути это мауэрлат . Только в обычных домах он устанавливается на стены, а здесь - на цоколь.
4. Собирается деревянный каркас из заранее заготовленных элементов . Доски сделайте ровными и откалибруйте по толщине, лучше взять струганые. Кривые доски невозможно соединить коннекторами, стройка зайдет в тупик.
5. Возводим межэтажные перекрытия . Для перекрытия внутри купола придется поставить одну или несколько опор. Ими могут служить столбы или стены. Часто внутри купола возводят кирпичные стены. Они будут не только опорой, но и теплоаккумулятором. В них располагают вентканалы.
6. Выполняем внешнюю обшивку . В обычном каркаснике можно устроить вентилируемый фасад, а силовую обшивку - расположить с внутренней стороны стены. Таким образом вы исключите образование конденсата внутри стены. В купольном доме вентилируемое пространство под кровлей сделать очень сложно, и его обычно избегают. Поэтому очень важно так сконструировать «пирог» купола, чтобы конденсата внутри него не было.
Для обшивки каркаса обычно используется ОСП. Но если размер сегментов никак не вяжется со стандартным размером плит, то для обшивки лучше применить калиброванную по толщине доску.
7. Укладываем кровельный материал . В покрытие куполов-коттеджей пока нет альтернативы битумной черепице. При ее укладке придерживайтесь технологии, предписанной производителем. Обязательно используйте подкладочный ковер.
8. Обшивка и наружная отделка цоколя .
9. Утепление . Иногда купола утепляют минеральной ватой. Но прямоугольные маты утеплителя вам придется разрезать на множество треугольников. Поэтому по возможности используйте не плитный утеплитель, а так называемую задувную вату. Самая распространенная ее разновидность - целлюлозная вата (хотя задуть в стену реально и минеральную, и синтетическую).
Целлюлозная вата («эковата») хороша тем, что не боится увлажнения. Если в толще стены появится конденсат, то эковата впитает его, а потом высохнет, не потеряв своих свойств.
Задуть вату можно сухим и влажно-клеевым способом. Чтобы сделать это насухо, натяните на стены пароизоляцию, а затем проделайте в ней дыры. Вата задувается в образовавшиеся «мешочки». Потом дыры заклеивают.
Гораздо технологичнее использовать влажно-клеевой способ. Смешанная с клеем вата выдувается на купол изнутри и прилипает к нему. После высыхания излишки утеплителя срезаются, и он герметично закрывается пароизоляционной пленкой.
10. Внутренняя отделка купола . Самая практичная отделка - это деревянная вагонка. Потому что обрезков остается немного, и нет вероятности появления трещин. Иногда используют плитные материалы (ГВЛ или ДСП). Их затем шпатлюют и оклеивают обоями или красят.
Кстати, для внутренней отделки куполов «мокрые» обои подходят гораздо лучше, чем традиционные рулонные.
Как построить беседку
Беседка - это упрощенный геодом. Для просторной беседки целесообразно выбрать высоту в 1/4 или даже 1/6 сферы, то есть сделать купол более приземистым. Маленькую декоративную беседку можно сделать в форме полной сферы.
Для скрепления элементов не обязательно использовать коннекторы. Хватит и зубчатых пластин.
Хороший каркас для беседки можно сделать из металлических труб. Их легко крепить друг с другом болтами.
Для беседки не обязательно сооружать полноценный купол. В беседке бывает и 2-3 входа. Ее вообще можно сформировать из нескольких куполов, как бы сросшихся друг с другом. Сферу можно присоседить к параллелепипеду или пирамиде… В общем, здесь огромный простор для творчества! Для покрытия беседки подойдет ткань, прикрепите ее к каркасу степлером. Купольная беседка отлично подходит и для того, чтобы оплести ее вьющимися растениями.
Особенности купольной оранжереи
Оранжерея или теплица купольной формы сооружается еще проще. Для изготовления каркаса не обязательно использовать деревянный рейки. Можно взять пластиковую арматуру. Кстати, именно гибкая арматура, в отличие от деревянных реек, позволяет получить те самые геодезические линии. Конструкция получается очень близкой по форме к сфере.
Каркас из арматуры можно сделать за пару часов. Берем отрезок арматуры и втыкаем его двумя концами в землю. Получается дуга. Высшая точка этой дуги будет верхней точкой сферы. Как рассчитать длину первого отрезка? Достаточно вспомнить всего одну формулу. Длина окружности равна произведению диаметра на число Пи .
Если мы строим полусферу, то наша дуга будет равна половине длины окружности. Но не забудьте еще ту часть арматуры, которая втыкается в землю. Заложим для этого по 50 см на каждый конец.
Получается: L=1/2πD+1= πr+1 (метров).
Величина r будет равна высоте конструкции, если мы строим полусферу.
Иными словами, если вам нужна теплица высотой 2 метра, то длину первого отрезка арматуры считаем так: 3,14х2+1= 7,28 (метра).
Теперь нужно воткнуть в землю еще несколько дуг так, чтобы они образовали полусферу. Центры этих дуг должны сходиться в одной точке, то есть в вершине сооружения, а ножки втыкаются в землю по его периметру.
Так мы создали контуры купола. Не забудьте определить, где у вас будут двери. Для проветривания теплицы лучше оставить два выхода.
Теперь придаем каркасу сетчатую структуру. Для этого берутся отрезки арматуры и вплетаются между дугами в горизонтальном направлении. Места пересечения укрепляются хомутами.
Остается накрыть теплицу пленкой. Сделать это нелегко: пленку придется резать, подгоняя ее плоскость к сфере каркаса. Выдержит такое обращение только армированная пленка. Крепят ее все теми же хомутами и скотчем.
Зачем нужна такая теплица? Исключительно для красоты. В огороде для овощей лучше сделать теплицу в форме тоннеля. А шарообразная теплица поможет вам дивно украсить сад. Весной высадите в нее теплолюбивые растения, а летом - снимите укрытие. По каркасу пустите вьющиеся растения и украсьте цветными лентами. Ночная подсветка в такой теплице смотрится очень эффектно.
Дерзайте - и пусть все у вас получится!
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 сегмент шара.
Конструкция стропильной системы круглой крыши
Стропильная система для всех этих типов крыш изготавливается по-разному.
Стропильные системы для круглых крыш, как правило, наслонные. Это подразумевает наличие дополнительных опор для стропил внутри сооружения.
Купольная крыша.
Прочная и надежная купольная крыша имеет немаловажное преимущество, свойственное всем круглым конструкциям – ее отлично обтекает воздух.
Еще один плюс, немаловажный для наших климатических условий – на ней совершенно не задерживается снег.
Устройство купола предполагает использование висячих стропил в форме арок. Технически это сложное решение, поэтому все расчеты должны производить специалисты в данной области.
В центре сооружения устанавливается вертикальный столб-опора, на который крепят кольцо – верхнюю опору для стропил. Внизу арочные элементы фиксируются на мауэрлате.
Кольцевая обрешетка крепится на стойки, упирающиеся в затяжки стропил, и на нее уже укладывается кровельное покрытие.
Купол может быть одновременно и крышей, и стенами второго этажа.
Образованный из треугольников купол известен под названием геодезический. Его изюминка заключается в возможности полного остекления.
Но несмотря на свои преимущества, конструкция не получила широкого распространения – из-за сложности расчетов.
Коническая (конусообразная) крыша.
Стропильная система используется наслонного типа. В центре здания должна быть расположена опора – столб.
Стропильные ноги опираются:
- сверху – на кольцевой прогон из бруса, который в свою очередь упирается в центральную опору раскосами;
- снизу – на мауэрлат в форме кольца.
Стропила жестко прикрепляются к опорам при помощи уголков. Расстояние между ними зависит от сечения и предполагаемой нагрузки – веса кровельного материала. Обрешетка – круговая.
ТАК ЧТО ВЫБОР ЗА ВАМИ!!!
Круглые виды системы стропил будут неполными, если не остановиться на устройстве «луковичной» кровли. Такая форма крыши строений – отличительный признак православных церквей и храмов. Сложно представить, что кто-то захочет использовать данную форму кровли для каких-то собственных домов. Но если взять во внимание тот факт, что на сегодняшний день не все церкви восстанавливаются строительными фирмами, особенно это касается далеких деревень, то дополнительное знание правильного сооружения стропильной системы «луковичной» кровли лишним не будет.
Если купол имеет диаметр не более 3 м, то для него можно делать деревянный каркас. Стропильные ноги луковичного купола имеют специфическую форму, которая называется «журавец». Как правило, в луковичном куполе применяется наслонная стропильная система. Дополнительную жесткость стропильным ногам придают подкосы и раскосы, которые устанавливаются в точках наибольших нагрузок, дабы предотвратить разрушение купольной конструкции.
«Журавцы» вырезаются по специальным лекалам из деревянных досок с толщиной 40 мм, для этой цели допускается применение сдвоенной доски меньшей толщины. Стропильные ноги опираются на центральный столб, служащий еще и основой для монтажа креста, венчающего главу.
Если крыть купол планируется металлом, то по «журавцам» монтируется обрешетка, имеющая шаг, как правило, 30 см. Но зачастую купол накрывается чешуйчатой крышей, это один из самых трудоемких способов, так как для каждой «чешуйки» устанавливается дополнительное кружало, которое будет ее поддерживать.
Зачастую при реставрации церквей из дерева купол кроется осиновым лемехом. Для этого аккуратно изгибается каждая планка, дабы создать точное повторение конструкции луковки. Слои лемеха монтируют на кровлю так, дабы вода не смогла затекать между рядами.
Изготовление кровли куполов – довольно кропотливая и трудоемкая работа. Вообще в области ремонта кровли, работы связанные с куполами это, как правило, редкая, но очень сложная работа. Купола делаются разными способами – 1 - прямо на крыше, уже из готового материала кровли; 2 - кровлю купола изготавливают на земле, затем устанавливают его на место; 3 - кровля купола из черного металла сначала изготавливается, затем производится напыление типа "златосвет" и потом купол ставят на место. Кровлю башен обычно делают на земле, после этого башню водружают на место. Обычно используют кровлю шашкой и чешуей, реже применяют фальцевую кровлю.
Чем объясняется эволюция архитектуры куполов на Руси, начиная со шлемовидной до луковичной? Есть версия, что это – влияние византийских икон. Именно на них купола построек Небесного Иерусалима были луковичными. Известно также, что византийская купольная конструкция изменениям не подвергалась. У нас же с определенного периода времени купола приобрели луковичный вид.
Надо сказать, что православные храмы, в отличие от католических, возводили, руководствуясь православной символикой. У католиков при постройке храмов отдавалась дань архитектурному стилю.
Купола всегда завершают сооружения всех православных храмов. Архитектура куполов символизирует духовное небо.
Эксклюзивные изделия. Купола
Сегодня крыша - это не только надежная защита здания от внешних воздействий, но и важный декоративный элемент постройки. Наша компания на протяжении многих лет занимается возведением различных ее видов, среди которых весомое место занимают купольные крыши. Они используются при купольном строительстве, а также для зданий круглой формы. Поскольку гнутая кровля здания в пять раз больше, чем его стены, то это строение оригинально по внешнему виду. Данной архитектурной особенностью обусловлен и ряд «плюсов» такого здания.
Преимущества дома с купольной луковичной крышей
· Так как конструкция не имеет несущих стен, она является очень крепкой и устойчивой.
· За счет обтекаемой формы, крыша не становится преградой для сильных воздушных потоков, поэтому сохраняет целостность и прочность сооружения.
· Благодаря своей геометрии, такое накрытие неприхотливо в обслуживании. На нем не скапливаются осадки.
· Кровля сферической формы имеет большой объем при небольшой площади. Это дает возможность сэкономить время, материальные и трудовые ресурсы.
Изготовление куполов церквей – это одно из направлений нашей деятельности. Сегодня мы работаем как над классическими проектами, так и изготавливаем модели по эскизу заказчика. Это очень трудоемкий процесс, но имея большой опыт работы в данной сфере, мы готовы выполнить экземпляр любой сложности, а также гарантировать высокое качество работы.
Например, если вы решите изготовить купол для часовни, наши сотрудники могут предоставить уже имеющиеся разработки или реализовать вашу идею. В зависимости от размеров изделия, оно может быть изготовлено в мастерской и потом целостно установлено (небольшое по диаметру). А может выполняться по секциям, которые потом монтируются поочередно (при больших размерах).
Декорирование кровли, эксклюзив
Эксклюзивные элементы в оснащении крыши являются немаловажным моментом. Они несут как практичную, так и эстетичную ценность. Это могут быть необычные снегозадерживающие барьеры, колпаки и дымоходы, искусно созданные флюгеры и др.
При проектировании куполов и других конструкций учитываются: климатическая зона, атмосферные условия, ветровые нагрузки, совместимость с закладными деталями, возможные способы транспортировки и монтажа.
Все работы выполняются коллективом квалифицированных специалистов, прошедших специальную подготовку и аттестацию.
Такая крыша имеет много преимуществ, в частности она может быть почти полностью застеклена ПВХ окнами, и у вас не будет проблем с ее очисткой от снега. Кроме того, эта конструкция имеет отличную сопротивляемость ветровым нагрузкам. Словом, интересный вариант для устройства домашней оранжереи, например.
Устройство «луковичной» крыши
Полукруглые виды стропильных систем будут неполными, если не рассмотреть устройство «луковичной» крыши. Такая форма крыши – отличительный признак православных храмов и церквей. Сложно предположить, что кто-то будет использовать данную форму для каких-то собственных построек. Но если учесть тот факт, что не все церкви в России восстанавливаются строительными компаниями, особенно в далеких деревнях, то дополнительное знание, как сделать стропильную систему правильно, лишним не будет.
Если купол в диаметре не более 3 м, то его каркас можно делать из дерева. Специфическая форма стропильных ног луковичного купола называется «журавец». По сути, мы имеем дело с наслонной стропильной системой. Дополнительную жесткость «журавцам» придают раскосы и подкосы, установленные в точках наибольших нагрузок, чтобы предотвратить разрушение конструкции купола. «Журавцы» вырезают по специальным лекалам из досок толщиной 4 см, для этой цели может использоваться и сдвоенная доска меньшей толщины. Опираются журавцы на центральный столб, который служит еще и основанием для установки креста, венчающего главу. Варианты монтажа можно посмотреть на фото.
Если купол будет крыться металлом, то по журавцам устраивается обрешетка, имеющая шаг 30 см. Но бывает, что купола накрываются чешуйчатой кровлей, это самый трудоемкий способ, поскольку для каждой «чешуйки» монтируется дополнительное кружало, которое ее поддерживает. А при реставрации деревянных церквей купола кроют осиновым лемехом. Каждая планка аккуратно изгибается, чтобы точно повторять конструкцию луковки. Слои лемеха укладывают на крышу так, чтобы они не позволяли воде затекать между рядами. Луковичная кровля это достаточно редкий вид крыши имеющий практически сферическую форму. Чаще всего такие кровли украшают православные церкви, хотя не одиноки случаи когда и индивидуальный застройщик использует такую форму кровли при строительстве жилого дома. Мнения историков разделены относительно того откуда к нам пришли луковичные кровли, одни утверждают что это наследие мусульманских храмов, другие же убеждены что эта луковичная форма кровли является точной копией формы шатров древнерусской архитектуры.
Так как специфическая форма кровли ограничивает выбор материала, покрывают такие крыши обычно медной шашкой.
В строительстве православных храмов данная форма применяется неспроста, главным фактором почему архитекторы остановились именно на этой форме кровли является то что она всем своим видом напоминает зажженную свечу.
Крыши криволинейных очертаний. Луковичные главки. Луковичные главки в зависимости от их размера (диаметра) выполнялись следующим образом: - малые (диаметр менее 60 см) - из цельного бревна, являющегося продолжением осевого столба и одновременно стойкой креста (фото 28). - Большие (диаметр более 60 см) - каркасной конструкции, включающей следующие элементы – журавцы, кружала, обрешетку, покрытие глав (деревянный лемех)). Журавцы у главок небольшого диаметра могли выполняться каждое из одной цельной доски, при больших диаметрах они сплачиваются из нескольких досок. Количество журавцов также зависит от величины главы и, как правило, составляет от 8 до 24 на главу. Пример построения формы главы при ее утрате см. рис. 16. Журавцы непосредственно формируют главу, ее контур, они устанавливаются на кружало пятками, и врубаются (или прибиваются) верхними концами в осевой столб-мачту. Журавцы изготавливаются из доски по шаблону. Между собой они связываются досками обрешетки, затесываемыми по концам и по наружной поверхности для создания округлой формы главы. Для крепления обрешетки наружная 21 кромка журавца отесывается на две стороны (на ус). Обычно толщина досок журавца 50– 60 см. Обрешетка делается из широких – до 25 см и толстых - 5см, необрезных протесанных досок. Они плотно притесываются одна к другой, образуя сплошной настил.
По выровненной поверхности обрешетки выстилается слой бересты, с нахлестом вышележащих листов на нижележащие. По ней укладывается собственно кровля – лемех. При реставрации памятника следует стремиться максимально использовать сохранившиеся элементы глав, журавцы и кружала, этим мы, в первую очередь, сохраним точные размеры и форму конструкции со всеми ее нюансными особенностями. Реставрация этих элементов может производиться установкой коронок, протезов на деревянных нагелях или с использованием дополнительных крепежных деталей. Лемех. Наиболее распространенный материал для изготовления лемеха – осина. Однако, в ряде случаев на отдельных памятниках в различных регионах Севера России и Сибири встречался лемех из сосны, лиственницы и реже из древесины деревьев других пород. Для изготовления лемеха берутся здоровые бревна, которые распиливаются на чурбаки, равные по высоте необходимой длине лемешин. Размеры лемешин колеблются в значительных пределах в зависимости от параметров главки или барабана глав, которые они покрывают. Чем крупнее глава, тем более крупный лемех используется для покрытия. Его размеры находятся в пределах 16-22 см в ширину и от 25-45 см в длину, при средней толщине в нижней части не более 3 см, верхний край лемешин стесывается почти на нет. Крупный и мелкий лемех встречаются редко, наиболее распространен размер лемеха в длину 20-40 см. Лемех вытесывается топором по размерам, указанным в проекте или определенным по сохранившимся историческим образцам. При изготовлении лемеха следует иметь в виду, что старые мастера для основной части поверхности главы изготавливали лемех, как правило, одного какого-либо 22 размера, но различной кривизны по высоте и ширине, в зависимости от места расположения лемешин.
При установке лемеха в нижней, расширяющейся к верху части главы, лемешины подтесываются по кромкам в нижней части, для средней части главы они остаются такими, какими были изготовлены, а в верхней, сужающейся части главы они снова подтесываются по краям, но уже вверху. Поэтому в суживающейся части главы стыки вышележащих лемешин могут не совпадать с осями нижележащих и располагаются довольно свободно, но так, чтобы эти стыки все-таки перекрывались верхними лемешинами. Для самой узкой, верхней части глав изменяют немного размер лемеха, зауживая его, но так, чтобы в верхнем ряду было не более 10 штук лемешин. Нередко встречающаяся ошибка при проведении реставрационных работ на главах – изготовление для всех рядов одинакового количества лемешин, с изменением их ширины, с неоправданным их измельчением в верхней части покрытия, и получаемая упорядоченность лемехового покрытия уничтожает характерную для традиционного народного зодчества пластику, живость и естественность формы. Крепится лемех в разбежку, с перекрытием нижнего ряда верхним примерно на 0,5 длины лемешин.
Лемешины крепятся одним или двумя гвоздями, закрываемыми вышележащими лемешинами. Лемех встречается нескольких видов по форме обработки нижней части, - городчатый, чешуйчатый, утюжковый. Городчатый рисунок лемеха наиболее распространенный и наиболее древний. Имеются примеры, когда на храмах XVII – XVIII вв. при ремонтах XIX в. заменяли городчатый лемех на чешуйчатый или утюжковый (Одигитриевская церковь в с.Кимжа Архангельской обл.). Определенным датирующим признаком для лемеха служит соотношение величин высоты и ширины ступенек городка. Наиболее древние лемешины характеризуются удлиненными, более вытянутыми вертикальными участками элементов городковой порезки.23 Кружала, являющиеся основанием главы, изготавливали из толстых досок (50-80 мм), как правило, составными из четырех элементов, а для крупных глав и более, соединяемых в полдерева. Для установки пят журавцов в них выбирались пазы. Наружная кромка кружала подтесывалась на ус для укладки и крепления епанчи («слезникового пояса», «воротника»)
Церковные купола – сложный тип архитектуры, его смонтировать непрофессионалу практически невозможно, это не стропильная система под металлочерепицу или другой кровельный материал для двускатной крыши обычного дома.
Если купол имеет размеры более 3 м в диаметре, то для его каркаса используют металл. Здесь журавцы с опорным столбом будут скрепляться распорками тоже из металла. Обрешеткой будут служить металлические полосы, которые монтируются с шагом в 0,4-0,5 м. Кроются такие купола металлической фальцевой кровлей. Часто металлические листы имеют вид чешуек, швы которых при монтаже пропаиваются.
Мы много писали о типах стропильной системы, приводили обзорные описания расчетов, которые необходимо предварительно провести, если стропильная система крыши своими руками возводится. В первую очередь, нами описывалось устройство стропильных систем для односкатной, двускатной, вальмовой или шатровой крыш. Но в индивидуальном строительстве встречаются еще и конические, а также полукруглые крыши. Темой настоящей статьи мы выбрали обзор стропильных систем для таких, не часто встречающихся, крыш.
Устройство конической луковичной крыши
Коническую крышу можно сделать над круглым или многогранным сооружением. Схема стропильной системы предполагает наслонный тип стропил. Поскольку для них необходимы опорные элементы – прогоны, то в качестве верхней опоры будет выступать кольцевой прогон, который закрепляется на центральном столбе таким образом, чтобы самая верхняя точка конуса башенки была не нагружена. Второй опорой будет выступать такой же кольцевой мауэрлат, который укладывается по стене башенки. Конструкция потолочных балок должна быть рассчитана на сосредоточенную нагрузку в том месте, где будет установлен центральный столб. Кольцевой коньковый прогон крепится к центральному столбу с помощью раскосов. Все узлы стропильной системы требуют тщательного расчета, если вы не чувствуете в себе уверенность – лучше закажите расчет в строительной компании!
Для тех, кто собирается использовать дерево скажем, что лучше всего заказать элементы стропильной системы из клееного бруса, особенно при последующем применении в качестве кровельного материала натуральной черепицы. Поскольку это очень тяжелый материал – один квадратный метр такой кровли будет весить не менее 40 кг, деревянные стропильные системы для нее должны обладать повышенной прочностью.
Количество стропильных ног, которые являются ребрами жесткости конической крыши, будет определяться сечением используемого материала и необходимым расстоянием между ними.
В качестве кровельного материала для конических крыш кроме натуральной черепицы хорошо использовать битумные гонты, деревянную дранку или металл. В качестве примера приводим фото стропильной системы деревянного дома с конической башенкой. Какие-либо волнистые листы на такой крыше применять нерационально – много материала уйдет в отходы и места стыков будут постоянной «головной болью» хозяина, да и просто некрасиво будет со стороны смотреться такая кровля.
Устройство купольной крыши
В отличие от конической крыши, которую строят с использованием наслонной стропильной системы, купольная крыша имеет висячую стропильную систему. Обычная трехшарнирная арка, которой, по сути, являются висячие стропила, опирается одним концом на мауэрлат, проложенный по стене, а вторым – на опорное кольцо, которое монтируется вверху столба, установленного в центре сооружения.
Если вам по душе такие сооружения, то строительство и проектирование стропильной системы для него потребует хороших технических знаний в области классического «Сопромата» и «Теоретической механики». Не владеете в достаточном объеме ни тем, ни другим – лучше закажите расчет у строительной компании. Они посчитают, а строить можете и самостоятельно.
Рассмотрим, в качестве примера, чертежи деревянного купола:
А) Схема нагрузок, которые действуют на каждую арку висячих стропил,
Б) Схема крепления арок к центральной опоре и мауэрлату, а также конструкция вентиляционного фонаря над верхним опорным кольцом,
В) Вид на купол сверху,
Г) Конструкция замкового шарнира вверху купола,
Д) Вид сверху на вентиляционный фонарь.
Полукруглая конструкция купола получается за счет кольцевой обрешетки, которая монтируется на дополнительные стойки, упирающиеся в затяжки висячих стропильных арок.
Другой способ устройства купола предложил американский архитектор Р.Б. Фулер, он представил купол в виде конструкции образованной треугольниками. Его проект носит название «геодезический купол». Несмотря на то, что представлена эта конструкция была еще в 1951 году, распространенной она не стала. Скорее всего, из – за сложности расчетов и необычности внешнего вида.
Крепление стропильной системы в геодезическом куполе может быть двух видов:
· Коннекторным, когда треугольники собираются из отрезков бруса и специальных замков-коннекторов прямо над стенами дома.
· Бесконнекторным, когда треугольные панели изготавливаются заранее и на месте идет их сборка в общую конструкцию.
Пошаговая инструкция изготовления мобильного геокупола своими руками
Геодезический купол своими руками
Добрый день! Эта статья будет полезна для всех, кому интересен геокупол, и кто хочет создать эту удивительную конструкцию своими руками. В статье мы не будем вдаваться в общую теорию геокуполов, т.к. это емкая тема, описанная в других статьях. Ниже приведены конкретные инструкции как сделать мобильный геокупол небольшого размера. Такой купол будет идеальным решением для всех путешественников и любителей жить на природе, подойдет для дачной беседки или детского домика. Данный купол - это универсальный мобильный шатер, компактный при транспортировке (подойдет для любой легковой машины), быстрый в сборке (2-3 часа), очень прочный и устойчивый к природным стихиям. А еще этот дом круглый и гармоничный. В народе поговаривают, что благодаря своей синергетической (геодезической) структуре каркаса, геокупол благоприятно влияет на окружающее пространство и гармонизирует его. В этом мы много раз убеждались на опыте. Установив в таком домике печь, можно смело жить в нем до поздней осени. Есть варианты для зимовки, но они требуют утепления.
Многие фото материалы для этой статьи были собраны из разных источников, за что большая благодарность их создателям. Также отдельное спасибо латвийским друзьям, которые вдохновили нас на создание подобной инструкции.
Итак начнем!
Вот такой геодезический купол должен получится у вас в итоге.
Диаметр купола: 6,2 метров
Высота купола: 3,65 метра
Количество деталей: 165
Количество типоразмеров: 3
Площадь: 30 кв.м.
Количество болтов: 61
Размер болтов: М8х60
Подбор материала каркаса
Удобный и бюджетный материал для каркаса геодезического купола- стальная труба (электросварная). Для нашего купола подойдет круглая труба 25х1,5мм. Купить такую трубу можно на ближайшем рынке или металлобазе. Обычно, трубы продаются шестиметровой длинны. Для удобства доставки можно попилить их по 3 или 1,5 метра.
Итак нам необходимо 252 метра трубы (42 трубы по 6 метров). Стоимость около 6000 рублей.
Подбор инструментов и создание рабочего пространства
Для изготовления каркаса вам потребуется следующий набор инструментов:
Ручная болгарка с дисками по металлу (либо отрезной станок)
Ручная дрель (либо сверлильный станок)
Сверла по металлу (диаметр 9мм)
Ручной пресс
Тиски
Рабочий стол (длинной минимум 1,5 метра)
Резка труб
Подбор ручного пресса и подготовка рабочего места
Некоторые модели ручного пресса вы можете посмотреть . Если у Вас есть дружественное производство по металлообработке - Вы счастливчик).
Для быстрого и точного изготовления Вам пригодятся различные оснастки и приспособления, помогающие и ускоряющие процесс. Здесь можно проявить свой божественный интеллект или воспользоваться уже придуманными идеями.
Следующие этапы производства
Сплющивание концов трубы (в одной плоскости!!!)
Сверление
Загиб концов на 11 градусов относительно всей трубы (это необходимо для «закругления» каркаса в купол)
Схема наконечника:
Первый конец трубы плющится произвольно, а вот второй конец необходимо сплющить в той же плоскости, что и первый конец. Поэтому умельцы использую нехитрое приспособление «щель», зажимая первый сплющенный наконечник в определенной плоскости. Второй конец плющиться при этом в той же плоскости. После плющения рекомендуется обработать концы напильником или балкаркой (убрать острые углы и заусенцы).
Для сверления отверстий вы можете сделать небольшое приспособление, показанное далее на фото. В данном случае приспособление помогает закрепить трубу. При этой операции сверяется также точное расстояние между центрами отверстий (рулеткой или метка на столе).
Просверлив все отверстия, Вам необходимо загнуть плоские концы трубы на 11 градусов, относительно трубы. Для этого можно использовать приспособление, приведенное ниже. В данном случае на столе рисуется линия, соответствующая 11 градусам, являющаяся меткой, до которой Вы делаете загиб.
После всех операций у Вас должно получиться что-то подобное:
Покраска элементов
В данном вопросе существует множество подсказок, которые Вы можете найти в интернете. После покраски рекомендуется пометить все элементы цветовым обозначением для удобства сборки.
Крепеж
Болт M8, длинной 50мм - 65 штук
Шайба М8 - 130 штук
Гайка M8 - 65 штук
Сборка
Вам потребуется 2-3 человека, гаечные глючи M8 (или гайковерт) и небольшая стремянка (или тура). Первый раз собирать будет удобнее снизу вверх. Для сборки используйте цветовую схему. Собирайте купол упорядоченно, по спирали!!! Т.е. разложите и закрепите сначала нижнее кольцо, затем прикрепите к нему следующий ряд, соедините ряд. Продолжайте в том же духе, собирая каждый ряд по порядку.
Для того, чтобы публикация не была слишком большой, инструкция по изготовлению оболочки для купола будет следовать в следующем посте.
Желаем Вам успешного творчества!!!