Арка из дерева

Содержание

Изготовление деревянной межкомнатной арки. Подробная технология

Опубликовано: 1.12.2013 Рубрика: Инструменты и приспособления, Материалы и технологии, Столярные работыПросмотров: 4 819

Декоративная деревянная межкомнатная арка

Сложность арочных форм требует достаточного мастерства для изготовления подобных архитектурных конструкций в домашних условиях. Межкомнатная дубовая арка, изготовление которой мы рассмотрим сегодня, выглядит очень красиво. На первый взгляд, такая конструкция межкомнатной арки может показаться слишком сложной, однако, разделив ее опытным взглядом на составляющие, мастер сможет определить, что каждую из частей можно изготовить самостоятельно при наличии необходимых инструментов и навыков работы с деревом.

Декоративная деревянная межкомнатная арка

Конструкция межкомнатной арки

Пилястры – коробчатые конструкции П-образного сечения, имитирующие опорные колонны арки. Каждая пилястра собирается из трех деталей. Фигурная конструкция колонны-пилястры обеспечивается следующими элементами: фигурный цоколь (нижняя часть конструкции), выступ-поясок (средняя часть) и капитель (верхняя часть).

Арка – дугообразная конструкция, «свод» проема.

Архивольты – обрамляющие наличники арки.

Ширина дверного или межкомнатного проема, в котором предполагается установить арку, определяет форму конструкции. Так, достаточно широкий проем в полтора-два метра позволяет установить арку, в которой верхний сектор представляет собой часть круга, более узкое пространство ограничивает конструктивные возможности эллипсовидной формой.

Изготовление формы шаблона арочного свода

В любом случае для изготовления арочного свода потребуется специальная форма (в виде кольца или эллипса). Шаблон изготавливают из фанеры толщиной 20 мм, выпиливая его лобзиком. Для внутренней окружности (эллипса) в листе фанеры просверливают отверстие, в которое затем вставляется пилка.

С помощью ручного фрезера выбираем 2 паза в фанере

С помощью электролобзика выпиливаем нужное нам кольцо

У вырезанного фанерного кольца обрабатывают кромки, это легко сделать на фрезерном столе при помощи пригоночной фрезы с нижним опорным подшипником.

Для изготовления эллипсовидной формы, выкройку сначала чертят на бумаге, впоследствии перенося рисунок на фанеру. Можно использовать компьютерную распечатку на нескольких стандартных листах (А3 или А4), однако, в этом случае необходимо аккуратно совмещать части рисунка. Для переноса изображения можно воспользоваться обычной копировальной бумагой. Эллипсовидную или круглую перемычку распиливают на две равные части, скрепляя их между собой при помощи перемычек таким образом, чтобы ширина получившейся формы с перемычками была примерно равна толщине стены (допустимая погрешность 3-5 мм).

Почти готовую форму укрепляют при помощи ДВП, фанеры или тонкого листового металла. Здесь важно найти компромиссное решение, поскольку более твердые материалы сложнее обрабатывать, однако именно жесткость формы определяет качество детали.

По готовой форме можно начать выклеивание детали. Материал для изготовления можно выбирать на свой вкус, неплохим вариантом может стать сочетание фанеры и шпона толщиной 2,5 мм. После завершения работы заготовка фиксируется при помощи струбцин до полного высыхания. Выждав время, необходимое для отвердевания клея (согласно инструкции), переходят к обработке детали.

Изготовление и обработка арочного свода

Вначале обрезают выступающие части лобзиком, затем при помощи шлифовальной машинки с твердой тарелкой обрабатывают небольшие неровности.

Выполняется обработка эксцентриковой шлифовальной
машинкой

Последовательность операции выглядит следующим образом:

  • Форма приподнимается над столом таким образом, чтобы заготовка оставалась на поверхности и фиксируется струбцинами.
  • Доступная для обработки кромка обрабатывается ленточной шлифовальной машинкой.
  • Для обработки второй кромки из-под формы вынимаются пластины и заготовка переворачивается.
  • Финишная обработка включает в себя удаление остатков клея и шлифовку поверхности детали.

От точности обработки и аккуратности сборки деталей зависит внешний вид готового изделия. Так, перед склеиванием составляющих верхней части необходимо не только обрезать внутренние стороны архивольта с припуском, но и зафиксировать детали при помощи упоров детали, не допуская их смещения. Внутренняя кромка обрабатывается лишь после полного высыхания склеенных деталей. В это же время шлифуется внутренняя поверхность свода будущей арки.

Стоит учесть, что внешняя кромка архивольта обрабатывается в необходимый размер, а внутренняя кромка обрабатывается с припуском в 2-3 мм на дальнейшую обработку. Фрезеровка пазов при изготовлении архивольта может проводиться не полностью. С половины глубины их можно прорезать лобзиком, не забывая оставлять небольшой припуск на подгон.

При изготовлении эллипсовидной арки, изготовление архивольтов имеет характерные особенности:

  • Заготовка крепится к форме для выклеивания арки шурупами, после чего фрезеруется паз.
  • Вторая заготовка архивольта прикладывается к профрезерованной, на ней отмечается линия кромки.
  • По линии кромка обрезается с припуском.
  • Используя одну (первую) деталь в качестве копира, можно добиться идентичности заготовок во время изготовления внешних кромок.
  • Последний штрих – шлифовка деталей.

В закрепленной заготовке ручным фрезером выбирается паз

Кромка второй заготовки обрезается электролобзиком с припуском

Обработка второй заготовки. В качестве копира используется первая деталь

Выполняется окончательная шлифовка ранее выполненных деталей

Наносится клей и детали зажимаются струбцинами до полного высыхания

После высыхания клея выполняется обработка внутренней кромки

Выполняется шлифовка внутренней поверхности арочного свода

С помощью профильной фрезы на кромку архивольта наносится рисунок

Изготовление пилястр

Пилястры в конструкции этой межкомнатной арки разделены на две зоны. Паз, необходимый для крепления декоративной обвязки (пояска), если это необходимо можно применять и для крепления арки к стене.

>Изготовление капителей, поясков и фигурных цоколей

Окончательная сборка и покрытие деталей лаком

Перед нанесением лакового покрытия на элементы арки можно нанести рисунок или орнамент. В зависимости от выбранных стиля, цвета и прочих характеристик внешнего вида будущей арки выбирают бесцветный, колорированный лак или другие виды покрытия, а также их сочетания. При выборе многослойного покрытия, необходимо не торопиться и выдерживать каждую деталь после нанесения одного из слоев необходимое время, перед тем как перейти к дальнейшей обработке.

Покрытые лаком и хорошо просушенные детали вновь собирают и проводят установку в проем в два этапа: подготовительный, включающий в себя подгонку по размерам, и окончательный с капитальным надежным креплением. В процессе окончательного монтажа полые части элементов арки заполняются монтажной пеной с учетом ее расширения.

Установка деревянной межкомнатной арки

Применение межкомнатных арок в дизайне интерьера имеет не только декоративный характер. При помощи подобных конструкций можно поделить на части чрезмерно вытянутое помещение (например, длинный и узкий коридор). Предложенная технология изготовления арочных конструкций может служить неким шаблоном, на основе которого, применяя другие материалы и формы конструкции, легко будет создать арку для любых целей.

По материалам сайта лаборатории Дмитрия Довженко.

Особенности изготовления деревянных арок

Межкомнатные арки сильно преображают помещение, делают его визуально просторнее. Оформление проема в стене можно выполнить различными материалами, одним из доступных вариантов является дерево. Нельзя сказать, что делать деревянные арки самостоятельно легко. В любом случае их всегда можно заказать, а после установить своими руками.

Преимущество арочных конструкций

Аркой называют перекрытие между опорами или в проеме стены. Дугообразная форма помогает лучше выдерживать нагрузку сверху. Арки появились почти 4 тысячи лет назад на Ближнем Востоке, были широко распространены в Риме. В архитектуре христианских храмов они играют одну из ведущих ролей.

В наше время арки, в том числе деревянные, в квартирах и на дачах применяют по нескольким причинам:

  • они дают возможность изменить планировку;
  • визуально расширяют пространство;
  • скрывают некоторые недостатки строения;
  • дают возможность не устанавливать двери.

Удачно подобранная межкомнатная арка из дерева способна преобразить помещение, сделать его красивее, элегантнее.

Как правильно выбрать форму

Выбирая деревянную арку, надо учитывать цветовое оформление комнаты, расцветку напольного покрытия, обоев, дизайн мебели. Если не удается подобрать арку в цвет, то выбирают контрастное решение. Хорошо смотрятся светлые обои и более темное дерево арочной конструкции.

Особое значение имеет и форма проема в стене. Классический вариант – округлые линии. Он подойдет для любого помещения. Если проем высотой 2,5 м или больше, то стоит выбирать именно такой вариант. Радиус закругления равен половине ширины проема.

Эллипс можно выбрать, если потолки низкие и нет возможности построить широкую арку. Название «Романтика» имеют арки, верхняя часть которых прямая, а углы закругляются. Тоже идеально подходит для низких потолков и проемов, поскольку не забирает лишнюю площадь.

Деревянную арку типа «Портал» можно легко вмонтировать в проем, так как она имеет прямоугольную форму. Если дерево украсить резьбой, то такая конструкция смотрится ничуть не хуже дугообразной. П-образную форму можно использовать для офисных помещений, кабинетов, комнат, оформленных в строгом стиле.

Деревянные тонкие арки наподобие коромысла подходят для широких проемов. Их устанавливают в комнатах в скандинавском стиле или кантри.

Арка может повторять форму двери, в этом случае она называется фрамугой. Стиль модерн отличается более строгими, но тем не менее плавными формами. Можно также остановить выбор на трапеции, которую выполнить из дерева и установить в дверной проем проще, чем круглую конструкцию. Она подойдет для дачи или для помещения, оформленного в деловом стиле.

Характеристики некоторых материалов

При выборе древесины обращают внимание на цвет, фактуру, долговечность и стоимость материала.

Наиболее долговечным и устойчивым к сырости считается дуб, но цена его высока. Самая доступная по стоимости – сосна.

Для строительства применяют тонкие плиты МДФ, которые гнут. Качественная отделка такого материала создаст полное впечатление натурального дерева. Вместе с тем конструкция прослужит достаточно долго.

Делают арки из ДСП, оклеивая их декоративной пленкой. Недорогой материал можно отделать шпоном дерева. В этом случае будет иллюзия натуральной древесины и мало кто почувствует разницу.

Размеры арки

Рассмотрим в качестве примера, как сделать классическую деревянную арку своими руками. Если ширина проема в стене будет 1,5 м, то радиус изгиба должен составлять 75 см. Толщину можно сделать 16 см, расстояние от пола до самой высокой точки проема (высота) будет составлять 2,3 м. Этого вполне достаточно, чтобы прошел высокий человек.

Деревянная дуга собирается из множества деталей, так как обеспечить изгиб можно лишь таким способом, если речь идет о цельном дереве.

Обратите внимание! Чем больше изгиб, тем сложнее изготовить арку.

В случае если надо заказать арку у мастера или в специализирующейся компании, точно измеряют все параметры проема, в том числе глубину арки, которая зависит от толщины стен.

Последовательность работ

Вначале надо выполнить разметку, то есть начертить арку, чтобы точно представлять, как она будет выглядеть.

Важно! Расстояние от высшей точки арки до потолка должно быть не менее 30 см.

Далее изготавливают шаблон верхней дуги арки. Шаблон поможет точно выдержать форму изделия. Для этого на листе толстой фанеры или ДВП надо начертить две полуокружности с одним центром. Меньший радиус будет равняться 75 см, а больший 75+4 =79 см, так как 4 см – это ширина перемычки. Выпиливают шаблон электролобзиком, затем его края шлифуют. Если выбрана арка в форме эллипса, то, соответственно, надо выпилить такую фигуру.

Набирают арку по шаблону из деревянных брусков или тонких пластинок – ламелей. Вариантов набора существует несколько. Все зависит от того, какой именно основной материал есть в наличии.

Можно выпилить части из бруса. В этом случае разделяют арку на три части: верхнюю и две боковые. Это позволяет обеспечить плавный переход на изгибе. В процессе вырезания оставляют небольшие припуски на элементы крепления и дальнейшее обтачивание (выравнивание). Для крепления можно использовать микрошип, который вытачивают с помощью специальной фрезы.

Шипы промазывают столярным клеем, собирают все части вместе, сжимают струбцинами и оставляют сохнуть. После прочного склеивания фрезеруют поверхность и шлифуют, удаляя все неровности. Создается впечатление, что дуга выполнена из единого куска дерева, хотя на самом деле арка всегда набирается частями.

Если используются тонкие бруски или ламели, то их накладывают рядами и с небольшим перекрытием в последующем ряду. Такое строение обеспечит прочность конструкции, она не будет коробиться, растрескиваться.

В некоторых случаях детали арки притягивают металлическими креплениями, прикручивают саморезами. Получается очень прочная дуга. К ней уже прикрепляют вертикальные стойки, чтобы образовалась целостная конструкция.

Когда арка собрана, ее необходимо отшлифовать, чтобы не было видно мест стыка и других неровностей. Деревянную поверхность покрывают морилкой и лакируют. Оттенок выбирают в зависимости от собственных предпочтений.

Один из вариантов изготовления

Доску, из которой выпиливаются брусочки, надо подготовить. Если используется необрезная доска, то срезают обзол циркулярной пилой, затем прогоняют на рейсмусовом станке, чтобы выровнять, и только после этого нарезают на бруски толщиной 3 см.

В гипсокартоне вырезают дугу, которая на 1 см меньше дуги арки. Подготавливают 2 таких детали и соединяют их деревянными планками на саморезах. Получается шаблон верхней части арки. Его ширина должна равняться глубине проема.

Деревянные заготовки нарезают на маленькие бруски такой ширины, чтобы они ложились в шаблон, заполняли его и образовывали ровную дугообразную поверхность. Брусочки промазывают клеем и укладывают в шаблон, гипсокартон их с боков поддерживает. Надо уложить два таких ряда, чтобы нарастить толщину. После этого делают отдельно арочный наличник из кусков доски, выравнивают его, зачищают, приклеивают к дуге из брусков. Поручают верхнюю часть арки.

Установка

Перед установкой межкомнатной арки готовят проход, чтобы вся конструкция в него поместилась, шпаклюют стены. Установку начинают сверху, независимо от того, из дерева сделана арка или из МДФ.

Если свод состоит из нескольких частей, то их собирают и склеивают. Фиксируют к стене с помощью жидких гвоздей или монтажной пены. Если есть деревянные балки, то прибивают к ним.

После закрепления свода устанавливают вертикальные элементы. Подгоняют при необходимости по высоте, ширине. Если требуется наличник, то его можно выпилить из доски. Иногда наличник делают из двух частей, соединяя их, а стык декорируя накладкой.

Можно сделать арку из гипсокартона, установив его на каркас из алюминиевых профилей, и украсить деревянным наличником. Это самый простой вариант, но цельное дерево смотрится богаче и красивее.

7. Виды деревянных арок и рам. Очертание. Пролеты. Назначение. Принципы расчета.

АРКИ:

Деревянные арки широко используют в качестве основных несущих конструкций зданий различного назначения. Их применяют в покрытиях промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий пролетом от 12 до 70 м. Применяют деревянные арки пролетом до 100 м и более.

Схемы деревянных арок:

а — арки без затяжек; б — арки с затяжками; в — сквозные арки; 1 — треугольная; 2 — пятиугольная; 3 — стрельчатая; 4 — сегментная.

По статической схеме арки разделяют на трехшарнирные и двухшарнирные без ключевого шарнира. По схеме опирания их делят на арки без затяжек, распор которых передается на опоры, и арки с затяжками, воспринимающими распор, который в данном случае на опоры не передается. По форме оси арки делят на треугольные из прямых полуарок, сегментные, оси которых располагаются на общей окружности, и стрельчатые, состоящие из полуарок, оси которых располагаются на двух окружностях, смыкающихся в ключе под углом. По конструкции они делятся на цельные, клееные и арки из ферм.

Арки без затяжек применяют в покрытиях помещений значительной высоты, как правило, без вертикальных стеновых ограждений, например в покрытиях складов сыпучих материалов, спортивных и зрелищных помещений. Арки с затяжками применяют в покрытиях общего типа в том же качестве, что балки и фермы, и опирают на несущие стены.

Арки из клееных элементов заводского изготовления имеют наиболее широкую область применения, поскольку их форма, размеры и несущая способность могут отвечать требованиям сооружения покрытий самого различного назначения, в том числе уникальных по своим размерам. Арки из цельных элементов построечного изготовления могут в ряде случаев найти эффективное применение, однако их форма, пролеты и несущая способность строго ограничены сортаментом лесоматериалов.

Дощатоклееные арки, склеенные из досок плашмя в условиях заводского изготовления. Элементы таких арок имеют прямоугольные сечения. Клееные арки могут иметь любую из указанных выше форм и применяются в покрытиях с пролетами от 12 до 60 м.

Треугольныеклееные арки имеют трехшарнирную схему и применяются в покрытиях пролетом до 24 м. Затяжки из арматурной или профильной стали. Отличаются простотой изготовления, не требуя гнутья досок при склеивании. Однако они требуют повышенного расхода древесины, поскольку в их поясах возникают значительные изгибающие моменты. Полуарки крепятся в узлах, как правило, с некоторым эксцентриситетом относительно их действительных осей.

Сегментныеклееные арки могут быть трехшарнирными и двухшарнирными схемы. Применение двухшарнирных арок целесообразно при малых пролетах, допускающих транспортирование поясов или арок целиком, а также при больших пролетах, когда необходимо иметь несколько монтажных жестких узлов по длине пояса и шарнир лишается монтажного значения. Применяются в покрытиях пролетом до 60 м и более. Затяжки арок больших пролетов проектируются, как правило, из профильной стали. В арках малых пролетов при­еняются затяжки из арматурной стали или из клеенной древесины.

Стрельчатыеклееные арки имеют трехшарнирную схему и сегментное очертание полуарок без затяжек в покрытиях пролетом до 50 м. Пятиугольные арки имеют те же параметры, что и стрельчатые.

Клеефанерныеарки имеют перспективы применения в легких покрытиях. Они имеют треугольную форму и состоят из коробчатых клеефанерных полуарок. Такие арки имеют малую массу и позволяют получать существенную экономию древесины.

Арки из цельных элементов могут быть только треугольной формы. Они в большинстве случаев имеют затяжки и изготовляются в построечных условиях из бревен, брусьев или толстых досок. Их размеры и несущая способность, ограниченные сортаментом лесоматериалов и поэтому они имеют пролеты не более 12 м и ставятся в покрытия с шагом до 3 м

Арки на податливых соединениях имеют треугольную форму. Их образуют полуарки из брусчатых балок на податливых соединениях — деревянных вкладышах, в большинстве случаев — дубовых пластинках.

Сквозные арки без затяжек и с затяжками находили применение в большепролетных покрытиях. Такие арки являются трудоемкими в изготовлении, требуют закрепления сжатых нижних поясов от потери устойчивости и в настоящее время почти не применяются.

Статический расчет деревянных арок производят общими методами строительной механики, как статически определимых трехшарнирных систем

>Клееные деревянные конструкции в современном строительстве (система ЦНИИСК). Часть 6

Клееные деревянные конструкции в современном строительстве (система ЦНИИСК)

Часть 1
Часть 2
Часть 3. Бассейны и аквапарки
Часть 4. Бассейны и аквапарки
Часть 5. Мосты
Часть 7. Спортивные сооружения
Часть 8. Торговые предприятия и складские помещения
Часть 9. Электроизоляционные опоры (башни и мачты)
Часть 10. Производственные здания
Часть 11. Эксклюзив

Продолжаем цикл публикаций по материалам книги, посвященный конструктивным решениям в строительстве с использованием клееных деревянных конструкций.

Линзообразные балки покрытия типовых физкультурно-оздоровительных комплексов в Москве

В последние годы в Москве построены десятки физкультурно-оздоровительных комплексов (ФОК) с применением в покрытиях клееных деревянных конструкций. Среди них несколько сооружений с применением линзообразных балок пролетом 19 м, в том числе в районах Бутово, Перово, Кожухово; на ул. Левобережной и др.

Типовой проект ФОКа разработан в ГУП МНИИП «Моспроект-4», проект каркаса покрытия из клееной древесины выполнен в лаборатории деревянных конструкций ЦНИИСК. В ходе строительства реализовано и проверено несколько вариантов проекта: с консольными выпусками балок наружу, без консолей, с одной ванной бассейна и с двумя ваннами.

Во всех этих проектах использовалась одинаковая конструктивная схема и схожие архитектурно-планировочные решения. Двухпролетное в плане здание размером 31х34 м состоит из одноэтажной (бассейн пролетом 19 м) и двухэтажной частей (административно-бытовые помещения пролетом 12 м на первом этаже и гимнастический зал пролетом 9 м на втором этаже).

У здания односкатная крыша с широкими карнизными свесами, что обеспечивает ему эффектные динамичные фасады, надежную защиту стен от атмосферных воздействий, простоту отвода осадков с кровли и высокую гарантию защиты от протечек кровли. Опыт эксплуатации подобных сооружений подтверждает эффективность и надежность принятых решений.

Конструктивная схема здания также проста и надежна. На железобетонные колонны, установленные с шагом 3 и 6 м, на разных уровнях (для образования ската) опираются гнуто-клееные деревянные балки. По балкам с шагом 2 м установлены деревянные прогоны с консольными свесами для карнизов, вылет которых 1,8 м. В покрытии используются два типа балок: для бассейна приняты балки линзообразной формы переменного сечения 2х140х(600-1100) мм с шагом 3 м и консолью для карниза вылетом 2,4 м; для спортзала — выгнутые кверху балки постоянного сечения 140х800 мм, пролетом 9 м и консолью вылетом около 4 м на главный фасад. Шаг этих балок 6 м.

Принятое решение каркаса покрытия отвечает всем требованиям по габаритам перевозки балок, по технологии их изготовления. В статическом отношении линзообразные балки с выгнутыми вниз нижними кромками приближаются к оптимальным очертаниям эпюры материалов и эпюры изгибающих моментов.

Кроме того, такая форма балок обеспечивает им весьма привлекательный и оригинальный вид, устойчивость при монтаже и повышенную эксплуатационную надежность. Последнее связано с тем, что в балках, обращенных выпуклостью вниз, при изгибе возникают поперек волокон нормальные напряжения со знаком «минус» (сжатие), что для древесины более благоприятно, чем нормальные напряжения растяжения(σу), которые имеют место в выгнутых кверху балках, включая двускатные.

Такие напряжения представляют большую опасность при одновременном действии касательных напряжений в опорных зонах, особенно при наличии торцевых трещин, непроклеев и разного рода расслоений. В таком случае торцевые трещины от сдвига могут совпадать с трещинами от разрыва поперек волокон в средней части пролета. С целью обеспечения эксплуатационной надежности балок, особенно с искривленной кверху нейтральной осью, в системе ЦНИИСК предусмотрено наклонное армирование опорных зон балок вклеенными стержнями в направлении эпюры моментов, а также поперечное армирование в средней зоне пролета. Такое армирование повышает сдвиговую прочность балок до 25% и гарантирует надежность при случайных расслоениях или трещинах.

Конструктивное усиление, принятое для балок бассейна и спортзала всех ФОКов, как показали результаты обследований, оказалось оправданным. В ряде случаев, особенно когда нарушается температурно-влажностный режим эксплуатации внутри помещения (в частности, когда относительная влажность воздуха ниже 45%, допустимой по СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции. Нормы проектирования»), в клееных деревянных конструкциях могут появляться усушечные трещины, в том числе по клеевым прослойкам. Так было в бассейне ФОКа на ул. Левобережной, когда из-за ремонтных работ в зимнее время из бассейна на длительное время была выпущена вода, а относительная влажность воздуха составляла около 25%. Опорные узлы балок выполнены в виде шарниров, приваренных к вклеенным стержням, которые являются дополнительными связями опорных зон балок и распределяют усилия от реакций по всей высоте сечения, а также исключают локальное смятие опор и прямой контакт древесины с бетоном колонн. Пространственная жесткость каркаса покрытия достигается за счет стальных крестовых связей между крайними парами балок и — частично — подшивкой из профнастила по прогонам. Крепление прогонов к балкам также выполнено простейшим и надежным способом — наклонно забитыми парными шкантами.

Двухшарнирные сборные арки катка «Локомотив» в Москве

В 1984 году при реконструкции покрытия катка «Локомотив» с размерами в плане 42х80 м впервые применены ребристые короткие цилиндрические оболочки 12х42 м со стальными бортовыми элементами вдоль продольных стен и диагональной арматурой в углах между крайними ребрами и бортами. Ограждающие конструкции покрытия были выполнены из деревянных панелей с дощатой обшивкой, способной воспринимать сжимающие усилия в составе оболочки. Деревянная конструкция разработана в ЦНИИСК взамен воздухоопорной тканевой оболочки, разрушившейся под весом льда при падении избыточного давления.

В качестве ребер оболочки впервые были разработаны и применены два вида сборных двухшарнирных арок: с затяжками и без затяжек. Пролет всех арок — 42 м, стрела подъема — 10,5 м. Каждая арка-диафрагма состояла из двух полуарок в виде клееных блоков спаренного сечения 2х(140х1000), соединенных в ключе с помощью жесткого равнопрочного стыка на наклонно вклеенных стержнях системы ЦНИИСК. Элементы полу­арок, серийно выпускаемые Волоколамским заводом для стрельчатых арок типа ДСА-24, по сути, были унифицированными. Они по торцам снабжались закладными деталями из стальных пластин 16х100х700 мм с анкеровкой вклеенными по определенной схеме под углом 30° стальными стержнями диаметром 18А400 и длиной 750 мм. С пластинами стержни соединялись сваркой. Для предотвращения возможных расслоений каждый элемент полуарки конструктивно усиливался поперечным армированием в крайних зонах. Унифицированные элементы, снабженные закладными деталями, поставлялись на объект и складировались на стальных козлах. Сборка арок осуществлялась в торце здания, на стационарном стапеле, обеспечивающем проектное положение и рихтовку элементов в узлах. Стапель представлял собой несколько разновысоких стальных башен с монтажными площадками (в уровне нижних граней арок), связанных между собой деревянными трапами. Для выверки и фиксации полуарок монтажные площадки в коньковой зоне арок были оснащены винтовыми домкратами и струбцинами. Опорные узлы арок собирались в стальных кондукторах, неподвижно присоединенных к железобетонным плитам на поверхности земли. В стапель унифицированные элементы устанавливались двумя башенными кранами, синхронно передвигавшимися вдоль здания с обеих сторон.

Предварительно между опорными башмаками арок-диафрагм укладывались и сваривались стальные затяжки из двух швеллеров № 10. Элементы выверялись и сбалчивались между собой через прокладки из досок толщиной 30 мм. Опорные узлы оснащались стальными башмаками с роликовыми шарнирами диаметром 100 мм. Плотность контакта между башмаками и торцами достигалась с помощью полимербетона. Жесткое соединение блоков в ключе выполнялось путем сварки закладных деталей уголковыми накладками. Плотность контакта между торцами блоков обеспечивалась омоноличиванием зазора высокопрочным бетоном, армированным сеткой. Разработке жесткого соединения арок предшествовали детальные исследования подобных решений, включая натурные испытания конструкций и узлов, которые были проведены на заводе-изготовителе сотрудниками лаборатории ЦНИИСК при заводе.

Собранная таким образом арка-диафрагма перевозилась двумя башенными кранами, работающими синхронно, и устанавливалась на стальные опоры бортовых элементов поверх железобетонных колонн. Между ребрами-диафрагмами оболочки с шагом 3 м устанавливались промежуточные ребра в виде двухшарнирных арок сечением 140х1000 мм с жесткими узлами в ключе, но без затяжек. Опорные реакции арок передавались на стальные бортовые элементы, закрепленные к аркам-диафрагмам и железобетонным колоннам.

Конструкция этих арок была аналогичной аркам-диафрагмам, за исключением опорных узлов. Опирание этих арок впервые выполнено с помощью вклеенных арматурных стержней с раздельным восприятием распора и вертикальной составляющей реакции. Это гарантировало передачу усилий на опору и позволило снизить концентрацию напряжений в опорной зоне клееного деревянного блока.

Всего в покрытии катка применено 8 двухшарнирных арок-диафрагм с затяжками и 19 двухшарнирных арок-ребер с передачей распора на бортовые стальные конструкции. Принятые в них конструктивные решения коньковых и опорных узлов представляют интерес как первый опыт комплексного подхода к использованию системы ЦНИИСК для сборных большепролетных конструкций из унифицированных элементов с жесткими и шарнирными узлами на наклонно вклеенных стержнях. В цилиндрические оболочки с размерами 12х42 м включены: по торцам — арки-диафрагмы с затяжками, между ними через 3 м — арки-ребра, по продольным стенам — стальные бортовые элементы, между арками (вплотную к ним) — панели покрытия 3х1,5 м. В углах каждой оболочки диафрагмы с бортовыми элементами соединялись диагональными стальными стержнями с преднапряжением.

С 1984 года до настоящего времени покрытие эксплуатируется без проблем. Диагональная арматура к аркам закреплена сваркой к закладным деталям по верхним граням арок-диафрагм, закрепленным в них на вклеенных стержнях.

Пересекающиеся арки пролетом 42 м спортивного манежа «Подмосковье»
(г. Щелково, Московская обл.)

В 2003 году сдан в эксплуатацию спортивный манеж «Подмосковье» в г. Щелково. Комплекс предназначен для проведения матчей по мини-футболу, также предусмотрена возможность проведения соревнований по легкой атлетике, концертов и других мероприятий.

В состав манежа размером в плане 52х96 м входят зал и вспомогательные помещения. В зале размером 42х96 м, где проводятся соревнования, предусмотрены трибуны на 1500 зрителей. Технические помещения размером в плане 9х96 м расположены на трех этажах монолитного железобетонного объема, примыкающего к залу. У обоих объемов общее покрытие по деревянному каркасу.

Проект каркаса покрытия из клееной древесины манежа разработан в ЦНИИСК. Конструкции изготовлены и доставлены на строительную площадку Волоколамским заводом. Монтаж несущих конструкций покрытия осуществлен фирмой «Крован-КДК», специализирующейся на монтаже уникальных индивидуальных конструкций из клееной древесины. Основными несущими конструкциями-покрытиями манежа являются пересекающиеся клееные деревянные арки с надстройкой в виде ригеля из клееной древесины, образующего цилиндрическую форму крыши. За счет надстройки создается оригинальное пространство спортивного зала, появляется возможность устройства единой формы покрытия над залом и техническими помещениями. Арки сечением 140х1100 мм установлены в вертикальной плоскости и наклонены в плане, так что в коньке примыкают к ригелям надстройки в одном уровне и соединяются с ними шпильками. Ригели одновременно являются накладками для сходящихся в ключе четырех полуарок. На железобетонные опоры полуарки опираются шарнирно-неподвижно с помощью стальных башмаков. Такие конструкции в России применены впервые.

Нагрузки от снега и собственного веса покрытия передаются на несущие арки через деревянные ригели надстройки и диафрагмы. Таким образом получаются пространственные арочные блоки, установленные с шагом 6 м и соединенные между собой двумя рядами деревянных распорок. Особенностями такого вида конструкций является отсутствие необходимости в установке связей ввиду ее большой пространственной жесткости, а также архитектурная выразительность покрытия. Нагрузки от арок, включая распор, со стороны технических помещений воспринимаются железобетонным каркасом и перекрытиями, с противоположной стороны — железобетонными пилонами. Опоры арок с обеих сторон находятся на разных отметках.

Несущими конструкциями каркаса перекрытия технических помещений являются клееные деревянные, криволинейные, с кривизной вверх балки пролетом 9 м, установленные на железобетонный каркас с шагом 6 м. Опоры балок находятся на разных отметках.

Все узловые соединения деревянного каркаса выполнены на основе вклеенных арматурных стержней системы ЦНИИСК. В узлах и по длине арки усилены поперечным армированием. Особенностью конструкции каркаса является минимум использования металла — стальные пластины помещены в прорези по торцам диафрагм и распорок, что позволило снизить расход стали, обеспечить необходимую огнезащиту конструкций, а также улучшить их внешний вид.

Покрытие манежа устроено совмещенным по металлическому профнастилу. Профнастил опирается на нижние полки двутавровых стальных прогонов.

Снизу прогонов устроена подшивка из досок. В целом здание спорткомплекса «Подмосковье» отличается эффектным интерьером основного зала и современными фасадами с декоративными деталями из клееной древесины.

Арки пролетом 48 м легкоатлетического манежа МГСУ

Архитектурный проект покрытия манежа Московского государственного строительного университета выполнен ООО «ГИПРОКОН» (Москва). На его основе в лаборатории деревянных конструкций ЦНИИСК в 2009 году разработан проект каркаса покрытия из клееной древесины.

Манеж размером в плане 48х130 м перекрыт трехшарнирными арками кругового очертания с внутренним радиусом изгиба 45 м и стрелой подъема в ключе 8,5 м. Распор от арок воспринимается монолитными железобетонными пилонами, установленными с разными интервалами (шагами): 6 и 7,2 м.

На верхние грани арок с шагом 2,8 м опираются клееные деревянные прогоны разрезной конструкции сечением 140х600 мм, по которым устроено невентилируемое совмещенное покрытие. В средней части манежа на арки опирается многогранный ребристый купол фонаря диаметром около 26 м. Светопрозрачный купол огражден панелями из многокамерного поликарбоната.

На крайних к торцам участках покрытия предусмотрено по два фонаря ромбообразной формы.

Основные арки покрытия приняты сечением 2х140х1600 мм по большей грузовой площади. Арки, поддерживающие средний фонарь-купол, приняты усиленного спаренного сечения 3х(140х1600) мм.

Опорные и коньковые узлы арок устроены по системе ЦНИИСК с применением вклеенных стержней. По длине арок выполнено поперечное армирование. Основной особенностью конструкции покрытия является наличие фонарей. Разные шаги арок привели к необходимости устройства фонарей с разными гранями. Средний фонарь в виде ребристого купола опирается на многогранное неравностороннее деревянное кольцо в горизонтальной плоскости. В коньковой части покрытия кольцо закрепляется непосредственно к аркам, а на другие арки кольцо опирается посредством стальных разновысоких стоек. Стойки закреплены на верхних гранях арок с помощью деревянных подкладок и закладных деталей на вклеенных стержнях.

Меридиональные ребра купола сечением 140х850 мм опираются на закладные детали кольцевого элемента и фиксируются противоветровыми шайбами. Распор от ребер купола передается на замкнутое многогранное кольцо в виде стальной сборной затяжки из трубы. Участки затяжки между ребрами сварены на монтаже с косынками в нижней части ребер и заанкерены в них с помощью вклеенных стержней. Диаметр верхнего опорного стального кольца купола — 1 м, оно соединено с ребрами купола с помощью сварки закладных деталей и уплотнения зазоров по торцам полимербетоном.

Пространственная жесткость каркаса купола обеспечивается системой крестовых связей в секторах и деревянными прогонами с шагом 1 м, по которым предусмотрена укладка панелей прозрачного поликарбоната типа Danpolon с изгибом их по цилиндрической поверхности. Сложная форма участка купола между нижним кольцом и цилиндрической поверхностью покрытия обеспечивается дополнительными деревянными элементами как продолжением меридиональных ребер с опиранием их на кольцо купола и на прогоны между арками с торцовкой по месту. Образовавшееся внутреннее (чердачное) пространство между дополнительными ребрами и покрытием с опорными стальными стойками надежно защищает последние от промерзания и позволяет организовать пространственные конструкции, открытые в интерьере зала.

Трехшарнирные арки спорткомплекса пансионата «Буран»
(Сергиево-Посадский р-н, Московская обл.)

Спорткомплекс построен в 1999 году. Проект каркаса покрытия разработан в ЦНИИСК с учетом особенностей технологии Волоколамского завода-изготовителя и с применением соединений системы ЦНИИСК.

Конструктивная схема здания и его объемно-планировочные решения отличаются выразительностью и функциональностью архитектурных форм. При строительстве сооружения удачно использован рельеф местности, решены вопросы освещенности внутренних помещений, проблема отвода осадков и снеговых мешков, которая весьма актуальна для крыш с деревянными конструкциями.

Особенность конструктивной схемы каркаса — во взаимном расположении арок циркульного очертания разных пролетов. В плане здание состоит из трех зальных помещений, у которых одна продольная стена общая, а еще одна — ступенчатая, соответствующая пролетам арок 21,6; 27,7 и 33,6 м. То есть одна опора всех арок находится на общей оси, а другая — на трех разных осях. Арками пролетом 21,6 м перекрыт гимнастический зал, пролетом 27,7 м — теннисный корт, а в зале пролетом 33,6 м расположен бассейн. Между двумя залами в одной плоскости используются две арки разных пролетов, образующие оригинальные серповидные стеклянные витражи с деревянными фахверковыми стойками, через которые осуществляется дополнительное освещение среднего зала.

В покрытии применены трехшарнирные арки с передачей распора на железобетонные фундаменты с контрфорсами на высоте около 2 м над уровнем пола. Арки установлены с шагом 5 м, у них постоянное по длине сечение. Сечение средних арок 140х1000 мм. По длине арок и возле торцов конструктивно принято поперечное армирование, характерное для системы ЦНИИСК.

В конструкции коньковых шарниров приняты разработанные в ЦНИИСК «чистые шарниры», присоединенные к торцам полуарок на вклеенных V-образных анкерах, способных воспринимать сдвиги по вертикали. Шарниры отличаются симметричностью сопрягаемых в узле деталей каждой полуарки, эстетичностью, простотой сборки и способностью взаимного поворота полуарок.

Опорные узлы выполнены в виде шарнирно-неподвижных цилиндрических опор, передающих усилия на наклонные площадки железобетонных пилонов. Башмаки и цапфы коньковых шарниров закреплены в арках на вклеенных стержнях в заводских условиях.

Покрытие устроено совмещенным вентилируемым по дощатым прогонам сечением 50х200 мм с опиранием последних на черепные бруски, прибитые к боковым поверхностям арок. При этом прогоны и верхняя часть арок оказываются скрытыми в толще покрытия. Торцовые стены и серповидные проемы внутреннего зала выполнены в виде стеклянных витражей между деревянными стойками, наполовину находящимися внутри и снаружи здания.

Комплекс выгодно отличается индивидуальностью архитектурных форм и органично согласуется с ландшафтом местности.

Арки каркаса тентового покрытия теннисных кортов в г. Альметьевске
(Республика Татарстан)

В 2006 году завершено строительство спортзала пролетом 36 м с тремя теннисными площадками с тентовым покрытием итальянского производства. Несущими конструкциями каркаса здания являются трехшарнирные клееные деревянные арки кругового очертания сдвоенного сечения 2х140х1100 мм. Проект каркаса из клееной древесины разработан сотрудниками ЦНИИСК.

При назначении размеров арок исходили из условий обеспечения транспортных габаритов элементов (полуарок) по длине и стреле подъема — около 22 и 3,15 м соответственно. При таких габаритах обеспечивается возможность использовать любой вид транспорта для перевозки элементов сооружения и выполняются технологические требования при изготовлении этих элементов.

Опирание арок осуществлено на монолитные столбчатые фундаменты с контрфорсами на отметке 3 м путем сварки стальных башмаков арок с горизонтальными закладными деталями фундаментов. Шарнирно-неподвижное опирание выполнено таким образом, что распор на столбчатые фундаменты передается через сварные швы.

Опорный узел арки выполнен в виде металлической закладной детали с шарниром, к которой присоединен стальной башмак с цапфой и ветровыми шайбами. После монтажа стальной башмак и все стальные детали узла обработаны огнезащитным вспучивающимся составом и дополнительно обшиты древесиной. Башмаки к торцам арок присоединялись на вклеенных стержнях, воспринимающих все усилия от опорных реакций.

Коньковые узлы арок выполнены путем сварки закладных деталей полуарок на монтаже. Закладные детали коньковых узлов также устанавливались в заводских условиях на вклеенных стержнях по системе ЦНИИСК.

Пространственная жесткость каркаса обеспечивается деревянными распорками с шагом около 6 м и стальными крестовыми связями между ними. Распорки закреплены к аркам на расстоянии 600 мм от верхней кромки. Тем самым достигается свобода деформаций тентового покрытия. Для повышения огнестойкости и улучшения внешнего вида соединение распорок с арками выполнено с помощью скрытых стальных фасонок. По торцам здания к крайним аркам установлены по две наклоненные наружу стойки, которые обеспечивают передачу ветровой нагрузки на связевые фермы и также повышают пространственную жесткость каркаса и тентового ограждения. Стойки закреплены к аркам таким образом, что под действием снеговой нагрузки допускается свобода прогибов арок.

По продольным сторонам на отметке 3 м к аркам и фундаментам присоединены брусья для натяжения тентовой оболочки покрытия. На верхней плоскости брусьев имеются металлические закладные детали, к которым при помощи сварки присоединены специальные устройства для натяжения оболочки покрытия. По торцовым стенам натяжение тентового покрытия выполняется к закладным деталям в бетонных стенах. Деревянные клееные конструкции изготовлены на ЗАО «78 Деревообрабатывающий комбинат Н. М.» (Нижний Новгород). Доставка конструкций к месту монтажа осуществлялась специальным автотранспортом. Монтаж конструкций каркаса выполнен фирмой ООО «СтройДрев» (Москва) с помощью передвижной монтажной башни в середине пролета.

Опыт применения «теплых» тентовых оболочек на деревянном каркасе в России находится в начальной стадии и представляет интерес как перспективное направление в строительстве.

Здание теннисного корта в г. Альметьевске отличается высокой архитектурной выразительностью всех фасадов и интерьеров, а также удобством эксплуатации. Подобные сооружения с разной конструкцией тентового ограждения в последние годы разработаны в лаборатории совместно с ОАО «Спортсооружения» (г. Самара) и строятся в разных городах России. Так, в 2010 году на ЗАО «78 Деревообрабатывающий комбинат Н. М.» в Нижнем Новгороде изготовлены сборные арки пролетами около 36 м с жесткими стыками системы ЦНИИСК, впервые собранные на болтах без сварки.

Арки пролетом 63 м здания для соревнований по керлингу к Олимпиаде
(г. Сочи, Краснодарский край)

Для трех из шести уникальных большепролетных олимпийских со­оружений в Сочи — с перекрытиями из металлоконструкций — в 2009 году в ЦНИИСК были разработаны альтернативные проекты с покрытиями по несущим клееным деревянным конструкциям. Самый простой из них — проект ледовой арены для соревнований по керлингу на 3000 зрителей.

Основными предпосылками для этой работы, кроме известных достоинств древесины (эстетика, акустика, легкость, высокая огнестойкость и др.), явились ее специфические свойства, проявляющиеся именно в условиях сейсмического воздействия (для Сочи — 9 баллов) и определяющие эффективность проекта в целом. К ним можно отнести возможность снижения веса конструкций за счет высокого коэффициента качества древесины (соотношения прочности и веса). Этот показатель в сейсмических условиях возрастает до 50%, в то время как для стальных конструкций он почти не меняется. Это происходит потому, что нормативное сопротивление древесины почти на 50% выше расчетного сопротивления; значительно меньший коэффициент динамичности древесины в сравнении с металлом, камнем и другими строительными материалами; низкие модули упругости, которые обеспечивают древесине свойство гасить колебания при динамических воздействиях.

Значение веса сооружения и коэффициент динамичности являются множителями в формуле для определения сейсмической нагрузки и пропорционально влияют на ее снижение и, как следствие, на повышение эффективности и надежности сооружения в целом (СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах»).

Здание для керлинга запроектировано специалистами ОАО «Краснодаргражданпроект», оно с каркасной конструктивной схемой, прямо­угольное в плане, размером примерно 63х90 м. На защемленные железобетонные колонны с шагом 6 м в уровне покрытия крайних пролетов опираются двухшарнирные решетчатые арки пролетом 62 м из стальных труб (300х200х8 мм). Высота сечения арок — 1,5 м, стрела подъема — 7,5 м. Устойчивость из плоскости достигается распорками и системой связей.

Вариант каркаса покрытия из клееной древесины представляет собой полное повторение прототипа в части габаритов, отметок, фасадов, конструктивной схемы, за исключением арок. Арки приняты деревянными трехшарнирными сплошного сечения 240х1500 мм, с деревянными распорками через 6 м и крестовыми стальными связями в тех же местах, что и в проекте с металлическими арками. В четвертях пролета предусмотрены жесткие стыки полуарок системы ЦНИИСК. Опорные и ключевые шарниры арок выполнены стальными, с анкеровкой в древесине по торцам полуарок на вклеенных V-образных анкерах по системе ЦНИИСК. Шарниры обеспечивают взаимный поворот полуарок в случае смещения или осадки опор при землетрясении без дополнительных усилий распора от сейсмического воздействия. Нулевые значения изгибающих моментов в ключе открывают возможность более эффективного (по сравнению с двухшарнирными арками) распределения масс конструкции ближе к опорам.

При подборе сечений влияние сейсмической составляющей компенсировалось большой разницей между расчетными и нормативными сопротивлениями древесины, то есть сечения почти соответствовали сечениям, полученным при статическом расчете.

Узловые соединения арок в виде стальных башмаков рассчитывались по СНиП II-23-81* «Стальные конструкции». С целью повышения огнестойкости стальных башмаков они защищаются составом «Протемстил» и обшиваются деревянными декоративными накладками. Деревянные полуарки как отправной элемент оснащаются башмаками и закладными деталями и защищаются от влияния осадков и пыли прозрачным составом BelinkaToplazur и полиэтиленовой пленкой. Прозрачное огнезащитное покрытие наносится после монтажа и устройства кровли.

Доставка полуарок возможна как по железной дороге, так и специальным автотранспортом.

Сравнение основных показателей вариантов проектов каркаса покрытия из стальных и деревянных конструкций выявило эффективность последнего.

В частности:

  • собственный вес конструкций снизился примерно в 2,7 раза;
  • стоимость конструкций снизилась более чем в 3 раза;
  • стоимость огнезащиты снизилась в 1,5 раза.

Уменьшение нагрузки от покрытия на нижележащие конструкции, улучшение эстетических и акустических свойств здания без использования подвесных потолков не учитывались при подсчете технико-экономических показателей и являются дополнительным резервом эффективности варианта проекта с клееными деревянными конструкциями.

Станислав ТУРКОВСКИЙ,
Александр ПОГОРЕЛЬЦЕВ,
Ирина ПРЕОБРАЖЕНСКАЯ,
ЦНИИСК

Продолжение цикла

Деревянный дом – это сказка. Представьте на секунду, какое счастье, зайти в помещение с деревянной отделкой внутри, ощущать этот характерный запах природы и атмосферу натуральности. Дерево приятно трогать, на него приятно смотреть. Стиль интерьера с деревянной отделкой становится неважен, в сравнении с необычайным комфортом и красотой, которую дарит материал.

Арка в деревянном доме

Хорошим украшением, добавляющим некоторой аутентичности, будет арка в доме. Причем ее можно делать в любой части, да хоть во всем помещении. Представленные фото арок в доме из дерева – это примеры самых разных категорий сложности. Конечно, хорошо, когда есть навыки в плотническом деле, тогда легко можно сделать оформление арки дома по своему вкусу в самом разном направлении.

Арки в частном доме – это скорее элемент интерьера, она не несет функциональную нагрузку, но без нее проход смотрится достаточно уныло. Поэтому, если деревянный дом куплен для отдыха, если он должен приносить радость, удовольствие и отдых, давайте пробовать создать там нужную атмосферу. Арки в деревянном доме в данном случае будут важным атрибутом визуального комфорта. Поэтому смотрим фото и пробуем изготовить красивую арку в помещении.

Начало работы

Как сделать арку в доме? В данном случае можно пойти по одному из двух путей. Первый – самостоятельно совершать непростые работы с деревом, приводя массив в нужное состояние, делая расчеты и прочее. Либо нанять мастера, который вырежет из дерева все необходимые арки в доме.

Второй – приобрести готовую продукцию и установить ее. Но, какой из вариантов будет правильным? Здесь уже все зависит от самого помещения. Безусловно, если использовать уже готовую арку, нужно четко понимать размер проема, позволят ли габариты арки разместить ее устойчиво в сводах дома. Это очень важно, поэтому, решая впоследствии иметь дом с аркой, если все еще только на стадии строительства, стоит договориться о некоторых изменениях проекта, чтобы внести в них этот элемент.

Формат

Мы все привыкли видеть арки в виде конструкции перехода или коридора, входа, выхода — неважно, с полукруглой верхней частью, а ведь на самом деле конструкций арок много. А теперь с нынешними возможностями в строительстве их стало еще больше. Из дерева можно делать прямоугольную арку. Причем самое интересное, ее можно организовать своими руками даже достаточно качественно. Главное – правильно замерить место ее расположения и разобраться с материалами. Для прямоугольной арки нужно немного. По сути, правильно подобрать коробку, затем ее правильно задекорировать. Для этого существуют самые разные растворы, краски, лаки, а также дополнительные деревянные элементы.

Немного сложнее будет именно та самая классическая арка. Она будет состоять из нескольких элементов, которые потом собираются в определенную конструкцию. Самое главное – это свод. Арочный свод должен быть выполнен из специально обработанного дерева уже с определенной необходимой формой.

Есть также неформатные арки — достаточно креативные и необычные конструкции, которые могут служить не только как декоративный элемент интерьера. Например, если место прохождения очень широкое, можно установить частично арку с прилегающей к ней полкой или удобным шкафчиком. Это достаточно оригинальное и функциональное решение, которое позволит не только наслаждаться визуальной эстетической красотой, но и удобно использовать появившееся пространство.

Также есть еще несколько необычных вариантов арок. Их можно посмотреть на фото. Например, необычно будет смотреться арка с вогнутыми боковыми планками. Кстати, сразу стоит отметить, что этот элемент значительно расширяет проем, даже визуально увеличивает пространство. Поэтому его можно организовать в небольших коридорах. Есть еще вариант такой «избушечной» арки, когда под сводами она соединяется, образуя как бы крышу избы. Это очень оригинальный несколько этнический способ. Однако при общей отделке деревом такая арка будет смотреться очень эффектно и красиво. К тому же там, под сводом, можно будет установить точечное освещение. В итоге будет вполне оригинально.

Варианты

Безусловно, необязательно арка должна быть деревянная, но, если в интерьере преобладает дерево, лучше не экспериментировать. Другое дело, если внутри деревянного дома интерьер выполнен в стиле хай-тек или другом, использующим не столько деревянную отделку. Тогда арку вполне можно выполнить из пластика, гипсокартона, металла. Мало того, есть кованые арки для внутреннего оформления интерьера. Они весьма красивы и, несмотря на холодность, могут очень органично дополнять общую атмосферу.

Итак, мы определились с главным направлением в организации арки. Если дом внутри имеет деревянную отделку, то лучше аналогичного свода не найти. В случае когда внутренняя часть в основном отделана другими материалами, можно и арку использовать из других компонентов. Главное – гармония и органичность в сочетании.

Как формируется межкомнатная арка своими руками?

Как сделать арку своими руками? Этот вопрос волнует многих, кто отважился сделать оформление межкомнатного проема своими силами.

Выполненная дверная арка своими руками заставит вас гордиться собой, тем самым позволит внести в интерьер комнаты или спальни что-то авторское, неповторимое. Несмотря на то, что многих новичков терзают смутные сомнения, на самом деле страшного ничего в этой работе нет, главное – желание. Если оно у вас есть – наш подробный план выполнения работ вам в помощь!

Что такое арка и ее разновидности

Арка – древний архитектурный элемент, который все чаще используется, как внутренний декоративный элемент входной или межкомнатной двери, точнее дверного проема. Арка – это универсальный проем в стене, который способен придать «объем» маленькому помещению, и в то же время, зонировать квартиру небольшой квадратуры.

Дверная рамка

Учитывая пожелания хозяев жилья, благодаря аркам дизайнеры могут воплотить в реальность разные задумки, придав дверному проему различный вид. Сегодня современные материалы позволяют придавать аркам различную геометрическую форму, а также формировать замысловатые своды. Чаще всего для изготовления арок и их облицовки используют:

  • Кирпич.
  • Деревянный брус.
  • Фанеру.
  • Плитку.
  • МДФ.
  • ПВХ.
  • ГКЛ и пр.

Структура арки – опора для перегородок и стен. Но, так как в многоэтажках дверные проемы не несущие, единственное требование, которое к ним выдвигается – выдержать собственный вес (с финишным отделочным материалом). Если же стена несущая, материал нужно подобрать, согласно внешним нагрузкам.

Любой вариант арки, которая монтируется вместо двери, выполняет исключительно декоративную функцию. Каркас конструкции можно выполнить даже из легкого профиля для ДВП или ДСП, также можно использовать и деревянный брус. Единственно важный момент – надежная фиксация перегородки, чтобы декор не отвалился и не деформировался через несколько дней.

Наиболее распространенные образцы межкомнатных арок

Как мы отмечали, дизайн дома можно красиво дополнить именно аркой, ведь ее форм существует огромное разнообразие. Они могут быть выполнены в классическом или романтическом стиле. Также часто используется модерн. Не меньшей популярностью пользуется эллипсовидная форма, трапеция, «портал» и мн.др.

Первый пример выполнен, как правильная полуарка, в форме полукруга. На последнем фото можно наблюдать квадратный межкомнатный проем, именуемый «порталом». Такой способ оформления выполняется со строгим соблюдением прямоугольных очертаний. Все остальные образцы – это промежуточные вариации между двумя базовыми формами.

Но, это далеко не все варианты. Также можно экспериментировать с боковыми опорами, использовать изогнутые стойки и т.д. Отделать форму и декорировать ее можно в разной стилистике, главное, чтобы проход гармонично вписывался в домашний интерьер. В некоторых квартирах отлично смотрится классика и круглый правильно согнутый свод, в других – порталы, все зависит от вкусовых предпочтений хозяев. Обратите внимание на советы опытных отделочников:

  1. Классические арки лучше делать в квартирах с высокими потолками, не менее 3 м.
  2. В многоэтажках панельного типа обрамление дверного проема лучше выполнять в стиле модерн.
  3. Украшать широкие дверные проемы из коридора в зал предпочтительней в романтическом стиле, для которого подбираются широкие стойки.
  4. Отделка проема «портал» хорошо сочетается с интерьером комнаты, в котором используются четкие линии. «Портал» идеально подходит для домов, которые выполнены из вагонки, бревен или бруса. Такое сочетание весьма элегантно и гармонично.

Какие материалы можно использовать для формирования арок?

Арочный гипсокартон

Чтобы изготовить арочный свод, необходимо запастись следующим материалом:

  • Листами гипсокартона.
  • Фанерой.
  • ДВП.

Стоит отметить, что обшить каркас лучше всего листами гипсокартона, ведь его в будущем можно оформить разными декоративными материалами. Но, если вам нужно создать более изощренную форму, выберите листы фанеры, так как она лучше гнется. Подготовка арочного каркаса формируется из:

  • Металлопрофиля.
  • Древесных брусьев.

Но, для возведения арки также можно взять бетон, газобетон и кирпич, которые оформить отделочным материалом. Несмотря на то, что такие конструкции солидны, возводить их в многоэтажках запрещено в силу их большого веса. Также запрещено изготовление дверной окантовки из металла, которая к тому же, влетит в копеечку. И как сделать арку в квартире своими руками из металла? Ведь это очень трудоемкий процесс, требующий использования специализированных приспособлений. Именно поэтому, гипсокартон – наиболее приемлемый материал для отделки квартир.

Как сделать межкомнатную арку. Пошаговая инструкция (видео)

Как сделать арку из дерева?

Арка из дерева своими руками, точнее деревянный каркас, формируется без особых усилий. Но, кроме древесных брусков, вам пригодятся еще листы фанеры. Первое, что нужно сделать – вымерять ширину прохода, отнять толщину материалов, после чего получим оптимальную толщину деревянных брусьев. Затем на фанере рисуют дугу, которую вырезают лобзиком.

Последующий монтаж производится саморезами (5см), которые фиксируют брусья к фанере. Арка в дверном проеме фиксируется также саморезами, которые ввинчивают на расстоянии 15см. Заключительный этап – фиксация 2-й стенки фанеры и ее последующая обшивка листами гипсокартона. Заметьте, что фиксировать листы гипсокартона нужно специальными саморезами для работы по гипсокартону.

Монтируем арку из фанеры

Как сделать арку своими руками из древесины, не используя натуральный материал? Сегодня это не составляет труда, ведь дерево можно заменить фанерой. Чтобы правильно подсчитать количество необходимых материалов, в том числе и фурнитуры, первое, что делают опытные отделочники – создают эскиз.

Межкомнатная арка из фанеры

Для работы с фанерой вам пригодится такой подручный инструмент:

  • Лобзик (или ножовка).
  • Дрель.
  • Шуруповерт.
  • Наждачка.
  • Приспособления для финишной отделки.

Так как фанера – достаточно уникальный материал, позволяющий создавать оригинальные и необычные формы, работать с ним нужно, соблюдая пошаговую инструкцию:

  1. Измерьте дверной проем и отметьте, какой размер будет иметь арочная дуга.
  2. Затем нужно обрезать полосу и тщательно обработать ее.
  3. Полученную полосу слегка увлажняют и оставляют на некоторое время.
  4. После проделанных манипуляций фанера будет податливой и с легкостью примет необходимую форму.
  5. Подготовленную планку выгибают нужным образом и сразу же вставляют в необходимый дверной проем, тщательно фиксируют и устанавливают распорки по углам.

Крепление фанерного листа в дверной проем

Формирование арки из фанеры. После того, как полотно установлено, нужно немного подождать, пока лист полностью высохнет и примет свой окончательный вид. На следующем этапе можно действовать двумя сценариями:

  • Сформировать вставки из деревянных брусков и зашить поверхность гипсокартонном.
  • Воспользоваться монтажной пеной, заполнив ею пустоты.

Установка арки из гипсокартона

Работа с гипсокартонном, как и с фанерой, очень схожа и не вызывает трудностей, но обходится дешево. Если у вас есть возможность возводить стены и формировать арку одновременно, таким образом закончить работу можно максимально быстро. Прежде чем формировать арку, нужно поэтапно выполнить подготовку поверхности, а именно:

  • Демонтировать старую дверную панель, декоративные накладки, наличники и прочую фурнитуру.
  • Заделать все повреждения на стенах, чтобы избежать неприятностей в будущем.
  • Обзавестись инструментами.
  • Составить подробный план работ и эскиз.

Ставить арку из гипсокартона можно по-разному, далее распишем каждый способ более подробно. Первый вариант наиболее популярный:

  • Берут 2 листа гипсокартона, один из которых разрезают пополам.
  • В дверях формируют раму П-образной формы, используя металлопрофиль.

Как сформировать раму из профиля

  • Один отрезок фиксируют на раму, предварительно разметив на 2 равные части и отметив центр.
  • В рейке с краю и по центру просверливают отверстие. Расстояние между ними должно быть равным средине дуги сформированной арки. Для этого определяют, какое расстояние будет соблюдено между краями полукруга.
  • Затем наносится кривая линия, с помощью которой соединяют отверстие середины рейки с центром отрезка листа гипсокартона, который зафиксирован на каркасе. Сразу же стоит проверить, подходит ли высота такого проема.
  • Затем лист снимают и отрезают лишнее, после чего снова фиксируют на каркас.
  • Второй лист гипсокартона устанавливают на противоположной стороне. Взяв уголок и первый отрезок (как трафарет), переносят размеры дуги. Далее выпиливание дуги и ее фиксацию повторяют по той же схеме.
  • После проделанной работы получается пустота, в которую монтируют каркас. Для этого профиль разрезают и изгибают. Полученную конструкцию фиксируют к стойкам и гипсокартону. Также стоит установить и перемычки для надежности и прочности конструкции.

Внутренний каркас для арки из листов гипсокартона

  • Далее вырезают необходимую полосу, изгибают ее, и с изнанки делают глубокие надрезы. Фиксировать нужно без спешки, аккуратными движениями.
  • Вот и все, арка сформирована. Дело осталось за малым – оклеить обои или покрасить в нужные цвета.

Второй способ намного сложнее. Кладка формируется по такой технологии:

  • От углов с обеих сторон фиксируют отрезки гипсокартона с помощью смеси клея ПВА и воды.
  • Гипсокартон режут так, чтобы каждый следующий фрагмент был меньшим за предыдущий.
  • Работу продолжают, пока не будет установлен самый маленький фрагмент.
  • В качестве дополнительной фиксации используют саморезы или анкера.

Формирование арки из гипсокартона

Это только подготовительный процесс. Далее будет еще сложнее. На следующем этапе потребуется штукатурка и шпаклевка. Штукатуркой заделывают большие расширения и прочие дефекты, а шпаклевочным раствором создают плавную дугу. Это достаточно кропотливая работа, которая требует твердой и опытной руки мастера, поэтому новичку лучше сразу приобрести шаблонные заготовки.

Пошаговая инструкция

Если вы решились произвести работы по монтажу арки в прихожей, на кухне или на балконе – следуйте нижеприведенным рекомендациям:

  • Демонтируйте старую дверь и наличники.
  • Проведите расширение дверного проема до нужного размера.
  • Подровняйте стены и заделайте все дефекты.
  • Если конструкция будет с подсветкой, проведите проводку.
  • Все замеры делайте в разных местах, чтобы минимизировать погрешности.
  • При неровных стенах выбирайте глубину арки в самом толстом месте.
  • Не поленитесь сделать эскиз в натуральную величину (это позволит не только максимально точно выполнить монтаж арки, но и предварительно оценить, как будет выглядеть арка).
  • Начать работу по установке несущего каркаса нужно в такой последовательности:
  • По периметру дверного проема создайте основной контур из профиля и зафиксируйте его на стене.
  • Зафиксируйте каркасную систему.

Как правильно резать профиль

  • Вертикальные направляющие установите с отступом от плоскости внутрикомнатной поверхности на толщину гипсокартона и добавьте к данным 2 мм (запас делают на штукатурку).
  • Штукатуркой поверхность нужно раскатать до максимальной ровности.
  • Чтобы из профиля создать полукруг, на нем делают надрезы с шагом 5-7см.
  • Когда из профиля будет сформирована идеальная кривая, его устанавливают в нужное место и фиксируют к каркасу.
  • Для большей прочности дугу нужно зафиксировать несколькими подвесами к горизонтальной верхней направляющей.
  • Затем устанавливают поперечины с шагом в 40-60см.
  • В результате должна получиться конструкция из металлических профилей в форме арки для дальнейшей обшивки.

Финишная отделка

Когда арочный каркас будет готовый и обшит, можно начинать финишные работы. Для этого нужно края и стыки материалов оклеить бумажной специализированной лентой либо сеткой из стекловолокна. Также потребуется нанести шпатлевку, как минимум в 3 слоя, и зашлифовать конструкцию. После того, как вы убедились в надежности сформированной конструкции, можно действовать, соблюдая некоторые рекомендации, приведенные ниже.

Чтобы проделать все отделочные работы, нужно приобрести акриловую шпаклевку, которая предназначена для внутренних работ. Но, заметьте, лучше действовать специальной массой для гипсокартона. Перед использованием шпатлевочную массу хорошенько размешивают до однородности.

Как правильно наносить шпаклевку

Начиная работы, наденьте перчатки и прочие средства индивидуальной защиты! Шпатлевка наносится линейными движениями прямоугольным шпателем. Кроме того, что шпатлевкой заполняют все неровности и стыки материалов, ее нужно нанести и на шляпки саморезов так, чтобы не проступала их окантовка. Подобные действия проводятся до тех пор, пока поверхность не станет идеальной.

После шпатлевания можно начинать оклеивание стыка и краев, чтобы убрать всевозможные неровности и придать материалу прочности. Для этого можно взять сетку из стекловолокна либо бумажную ленту, все зависит от ваших предпочтений (оба варианты хороши). Отрежьте фрагмент сетки и поместите ее на стык (в самый центр), вдавив пальцами в еще не засохшую шпатлевку. Проверьте, надежно ли лента зафиксирована и не образовались ли складки.

Фиксация сетки

После того, как все стыки обработаны сеткой, можно покрыть ею изогнутые части арки. Выполнять работу нужно по аналогичной схеме. Когда в процессе обработки дугообразных участков сетка формирует складки, их можно выровнять, разрезав полотно острым ножом.

После высыхания шпатлевка станет белоснежной. Это будет сигналом к тому, что нужно брать наждачку и идти сглаживать поверхности. Но, работайте аккуратно, не удаляйте очень много шпатлевки, чтобы не оголить сетку. Для этой работы воспользуйтесь респиратором, ведь во время шлифовки поверхности будет много пыли, которая очень вредна для человеческих легких.

Когда все 3 слоя шпатлевки нанесены, а поверхность зачищена, нужно подождать около 12 часов, чтобы конструкция полностью просохла. Снова поработайте наждачной бумагой мелкой зернистости, добившись идеальной поверхности. Вот и все, можно декорировать поверхность.

Декорирование арки

Абсолютно не важно, какой материал вы использовали для установки арки, ведь даже арка из кирпича своими руками выполненная нуждается в окончательном оформлении. Для декорирования дверного арочного свода можно использовать такие приемы:

  • Покраску в тон стен.
  • Обшивку древесными блоками (как вариант, для этого часто используют ламинат, сайдинг и пр.).
  • Оклейку обоями.
  • Использовать искусственный камень на основе гипса.
  • Украсить конструкцию зеркалами либо мозаикой (для мозаики можно использовать мелкую гальку, пробки, стекла и т.д.).
  • Использовать молдинг из пенопласта или роспись поверхностей.

Важно! Постарайтесь не переборщить, чтобы не загромоздить проход и не смешать не сочетаемое. Стоит отметить, что иногда достаточно обычной покраски для придания элегантности.

Как видите, вариантов финишного декорирования очень много, для чего можно использовать не только натуральные материалы. Все зависит от идеи дизайнера и пожеланий хозяев, а также общей стилистики помещения. Классический доборный интерьер можно дополнить лепниной, тканями, чтобы все гармонично сочеталось воедино. Не менее лаконично смотрится отделка колонн, если на них клеить клинкер.

Готовые арочные комплекты

Деревянная межкомнатная арка

Если вы не уверенны в собственных силах, а обучающие видео уроки из сети Интернет для вас не совсем понятны, можно существенно облегчить свою жизнь, купив готовый комплект для формирования арки. Подобные комплекты могут быть изготовлены из разных материалов, иметь различную конструкцию, цвет, дизайн и фактуру, что позволит каждому человеку отыскать наиболее подходящий вариант. Наиболее подходящий вариант – комплект из ДВП или МДФ. Такие материалы очень схожи с древесиной, но менее сложны в обработке и установке. В готовый стандартный комплект межкомнатной арки входит:

  • 2 панели сводов.
  • Наличники.
  • Внутренние пластины.
  • Элементы для соединения.

Чтобы правильно подобрать нужный комплект, нужно лишь измерить высоту, глубину и ширину дверного проема. Надеемся, что наша статья будет вам полезной и придаст уверенности в собственных силах!

Висячие стропила: конструкция и узлы

На этапе строительства дома особое внимание нужно уделить кровле. От того, как надежно, правильно и качественно она будет сделана, будет во многом зависеть и надежность всего строения. Одной из важных деталей кровли является стропильная система, держащая на себе отделочный материал, утеплитель, гидроизоляцию и другие элементы. Для двухскатных крыш домов часто используются висячие стропила, конструкция и узлы которых, а также монтаж, описаны в этом материале.

Висячие стропила

Висячие стропила: конструкция и узлы

Что это такое?

Стропила – это основной несущий элемент скатной крыши, который принимает на себя основную нагрузку, испытываемую этой конструкцией. Система стропил бывает двух типов – висячей или наслонной. Выбирать между ними приходится, исходя из того, имеются ли внутренние стены в строящемся сооружении, которые могут служить опорой для частей крыши. Система висячих стропил применяется, если таких стен нет, и здесь опорой будут служить лишь внешние стены строения. То есть центральной опоры как таковой эти стропила не имеют и опираются с одной стороны на стену, с другой – на противоположно расположенное стропило. Крепление отдельных элементов производится при помощи прорезных шипов, гвоздей, анкеров или пластин из металла.

Висячие стропила разной длины

Висячие стропила обычно используются для покрывания пролетов шириной 7-10 м. Сфера применения может быть различной – такая система применяется для сооружения кровель на складах, промышленных зданиях, жилых домах.

Кровля, выполненная с висячими стропилами

На заметку! Максимальное расстояние между стенами, позволяющее использовать систему висячих стропилин, составляет 14 м.

Система с висячими стропилами

Несмотря на то, что такие стропила устанавливаются под уклоном, они не действуют на стены как распорки – передают только вертикальные нагрузки. Этого удается достичь благодаря использованию растяжек, изготовленных из бруса, располагаемых в основании кровли.

На заметку! Затяжка между ногами стропил располагается тем выше, чем большую нагрузку она испытывает.

Висячие стропила с затяжкой

Стропильные элементы изготавливаются из бруса, досок или бревен, металла. В обязательном порядке перед началом монтажных работ материал должен быть обработан специальными защитными составами, которые обеспечат дереву длительный срок службы. Они защитят его от грибка, плесени. Если обработать материал противопожарными составами, то дом обретет дополнительную защиту от возгораний.

Параметры стропильной системы двускатной кровли всегда ориентируются на конкретные условия эксплуатации

Из чего состоит система висячих стропил

Система подобного типа имеет несколько составных элементов. И ознакомиться с ними нужно обязательно, чтобы понимать назначение каждого из них и не запутаться в понятиях.

Висячие стропила с затяжкой

Таблица. Составляющие элементы системы.

Элемент Описание

Стропильные ноги или стропилины

Это – основа системы. Именно благодаря им получается сформировать форму крыши, скаты. Создаются они из бруса (либо доски) сечением 50х150, 100х150 мм и ставятся с шагом около 60-120 см. Выбираемые размеры и шаг напрямую будут зависеть от параметров крыши, ее конструктивных особенностей, рассчитываемой нагрузки.

Конек

Место, где производится соединение двух скатов крыши. Обычно имеется дополнительная коньковая балка.

Затяжки

При помощи этих элементов, представляющих горизонтально расположенные между стропилинами балки, производится стягивание и усиление стропильных ног. За счет затяжек происходит компенсация нагрузки, испытываемой стропильными ногами.

Ригель

Своего рода затяжка, которая располагается возле конька крыши. Выполняется из очень прочного бруса, так как испытывает колоссальный уровень нагрузки.

Мауэрлат

Брус, который устанавливается на верхнюю часть несущих стен, на него опираются стропила. Помогает распределять вес всей кровли по периметру здания, что дает возможность фундаменту и стенам испытывать нагрузку равномерно. Для изготовления применяется брус сечением 100х100 или 150х150 мм. Интересно, что он может использоваться не всегда – некоторые типы крыш обустраиваются и без него.

Бабка

Элемент, который устанавливается под коньком кровли и предназначен для поддержки длинной затяжки.

Стойки и подкосы

Эти детали конструкции используются для строений, которые имеют слишком большие пролеты между несущими стенами. Необходимы для поддержки стропил, обеспечивая им минимальную нагрузку на изгиб, то есть не позволят им прогнуться и провиснуть.

Деревянная стропильная система

Цены на брус

Брус

Виды конструкций

Существует и может быть использовано в строительстве пять основных типов кровельных конструкций подобного вида, которые могут получиться на основе висячих стропил. Они отличаются наличием некоторых конструктивных элементов, конфигурацией и т. д.

Самый простой вариант – треугольна шарнирная арка. Ее форма треугольная, затяжка здесь испытывает нагрузку на растяжение, а стропилины – на изгиб. Такая схема используется, только если высота конька будет не менее 1/6 от всей длины пролета между стенами, иначе она не будет функционировать правильно. Довольно часто используется при сооружении чердаков. В этом случае две стропилины стыкуются и соединяются друг с другом в коньковой части. Внизу треугольник может быть соединен длинной затяжкой. Система может быть использована только в случае, если ширина пролета между стенами – не более 6 м.

Трехшарнирная треугольная арка

Несколько отличающаяся от вышеописанной система – шарнирная арка с бабкой. В этом случае конструкция имеет опору в виде бабки, установленной под коньком. За счет затяжки она работает на растяжение. Бабка может быть выполнена либо из металла, либо из дерева. Система используется, если пролеты между стенами – 6 и более метров. Бабка не позволит затяжке прогибаться – она выступает в роли своеобразного подвеса и позволяет настроить степень прогиба горизонтальной части.

Трехшарнирная арка, усиленная бабкой

Шарнирная арка с затяжкой, которая приподнята, используется обычно при планировании строительства мансард и просторных чердачных помещений – то есть там, где важна высота потолка. В этом случае затяжки будут устанавливаться в верхней части стропилин. И чем выше будет расположена затяжка, тем большее усилие на растяжение она воспринимает.

Арка с приподнятой затяжкой

Если опора – неподвижный шарнирный элемент, то конструкция будет именоваться аркой с ригелем. Здесь кровля крепится к мауэрлату за счет формирования зуба на стропилах. Сам ригель напоминает небольшого размера затяжку, но в этом случае работает не на растяжение, а на сжатие. Стропильные ноги закрепляются довольно жестко.

Трехшарнирная арка с ригелем

Арка с подкосами и бабкой напоминает собой систему арки с подвеской. Здесь во время монтажа стропилин используются подкосы, которые обеспечивают избавление конструкции от избыточного напряжения. Вариант подходит для закрывания пролетов шириной 9-14 м.

Конструкция стропильной фермы с бабкой и подкосами

На заметку! Любая схема конструкции висячих стропил подразумевает проведение точных расчетов, которые позволят уточнить все внешние и внутренние нагрузки.

Стропильная система достаточно сложна в монтаже, порой ее части собираются прямо на земле, а потом поднимаются на крышу. Но также стропила могут монтироваться и прямо на месте. В целом, крыша с висячими стропилами является самым простым вариантом, потому нередко изготавливается начинающими строителями или самостоятельно.

Перфорированные пластины, использующиеся для крепления стропил

Связывание стропил диагональными схватками

Цены на различные виды крепежа для стропил

Крепеж для стропил

Способы крепления стропилин

Эти детали конструкции могут быть закреплены двумя методами.

  1. Болтом и хомутом, где в этом случае торцевая часть стропилины срезается, а сама она ставится на балку в том месте, где изготовлена выемка. Скрепление отдельных элементов производится при помощи болтов. Соединяются они так, что место крепления находится перпендикулярно верхней части стропилины. Иногда для соединения используются системы хомутов.
  2. Двойным зубом. Метод применим в случае, если наклон ската кровли относительно горизонтали менее или равен 35 градусам. В этом случае на балке делаются два упора, в стропильной ноге делается специальное отверстие, а на месте крайнего упора на балке вырезается шип. По размерам эти элементы должны соответствовать друг другу.

Пример установленной стропильной ноги

Проектирование системы

Чтобы правильно создать макет системы, важно учитывать:

  • шаг установки стропил;
  • нагрузку на строение и конструкцию;
  • сечение стропил;
  • материал, который будет использоваться для создания кровли;
  • тип конструкции;
  • углы скатов крыши
  • размеры строения в целом;
  • климатические условия региона.

Схема расчета стропил

Чем точнее будет произведен расчет и правильнее будет спроектирована система стропил, тем прочнее и надежнее получится вся конструкция. Для удобства можно воспользоваться существующими онлайн-калькуляторами, что актуально для тех, кто не дружит с точными науками, или для начинающих мастеров.

Стропильная система двускатной крыши

Видео — Cтропильная система крыши, что нужно знать для правильного конструирования

Правила монтажа

Монтаж висячих стропил должен производиться с соблюдением определенных правил. Лишь в этом случае получится изготовить правильную и устойчивую конструкцию. Правила работ следующие:

  • все деревянные детали конструкции должны быть обработаны антисептическими составами, предотвращающими их разрушение и гниение;
  • важно пользоваться измерительными приборами, карандашом во время нанесения разметки;
  • семь раз отмерь – один раз отрежь. Это главное правило при монтаже кровли;

    Пример монтажа висячей стропильной системы

  • два противоположных друг другу стропила устанавливаются встык, а не внахлест;
  • для изготовления выемок можно использовать шаблоны, если материал используется достаточно ровный, а погрешность минимальна;
  • в качестве строительного уровня может использоваться натянутая бечевка. Она натягивается между двумя парами стропил (первой и второй);
  • промежутки между стропилами лучше всего отметить сразу на мауэрлате и коньковом брусе в соответствии с шагом их установки.

Соединение стропил в коньке

Монтаж висячих стропил

Для строительства стропильной системы могут потребоваться определенные инструменты и материалы. Список, приведенный ниже, довольно приблизителен, но может использоваться за основу во время подготовке к начал работ.

Инструменты для создания системы стропил:

  • молоток;
  • топор;
  • электролобзик или ножовка;
  • уровень строительный, бечевка, рулетка;
  • нитка с грузом (отвес);
  • карандаш, линейка.

Электролобзик

Цены на популярные модели электролобзиков

Электролобзик

В качестве необходимых материалов можно перечислить непосредственно сами брусья и доски для стропил, саморезы и гвозди, анкерные болты, гидроизоляционный материал, антисептические составы для обработки древесины.

Сигма-Extra — наружные работы, атисептик для дерева

Рассмотрим процесс монтажа стропильной системы пошагово.

Шаг 1. Весь древесный материал обрабатывается антисептическими средствами, предотвращающими развитие процессов гниения, возникновение грибка и плесени. До момента начала установки материал хорошо просушивается.

Деревянные элементы обрабатываются антисептиком

Шаг 2. Строительный материал доставляется на верхнюю часть строения.

Материалы нужно доставить наверх

Шаг 3. По периметру несущей стены прибивается мауэрлат, состоящий из двух досок такой ширины, чтобы они могли собой закрыть всю верхнюю часть стены. Между мауэрлатом и стеной рекомендуется прокладывать слой гидроизоляционного материала (например, рубероида). Это позволит уплотнить соединение, защитить материал от влаги и снизить количество сквозняков в будущем.

Установка мауэрлата (в данном примере здание каркасного типа)

Шаг 4. Далее из бруса создаются балки, которые будут крепиться к каждой паре стропил в нижней части. Они крепятся к мауэрлату и соединяют между собой две несущие стены. Временно по ним можно передвигаться во время произведения работ, также на них складываются и доски, которые используются для создания стропил.

Нарезаются балки

Шаг 5. Для формирования верха крыши вырезается коньковая балка. Она должна иметь длину от одной части будущей крыши до другой и располагаться параллельно длинным несущим стенам.

Вырезается коньковая балка

Шаг 6. Определяется требуемая высота крыши – уровня, на котором будет крепиться коньковая балка. Угол наклона ската рекомендуется делать в пределах 25-45 градусов. Узнать угол наклона крыши и длину стропил можно, используя теорему Пифагора. Для этого нужно замерить расстояние от конька, высоту крыши и расстояние до внешней стены.

Угол наклона ската крыши

Шаг 7. Коньковая доска устанавливается в месте будущей стыковки двух стропильных ног.

Место стыковки стропильных ног

Шаг 8. Из подготовленного пиломатериала отмеряются и вырезаются будущие стропила нужной длины. Они будут крепиться с выбранным шагом к коньковой доске и мауэрлату.

Для резки можно использовать стусло

Шаг 9. Чтобы появилась возможность крепления стропил к другим элементам, делаются специальные вырезы треугольной формы. Для этого доска устанавливается так, чтобы одной стороной лежать на коньковой доске, а второй – на мауэрлате. Наносится разметка распила. Далее производится выпиливание размеченных участков.

Нанесение разметки

Разметка нанесена

Пример готового треугольного выреза

Шаг 10. Точно так же подготавливается и вторая стропилина. Теперь они должны быть состыкованы друг с другом. Для этого доски сдвигаются как можно ближе друг к другу, наносится разметка, обозначающая место распила. Производится распил и доски могут быть состыкованы.

Подготовлена вторая стропилина

Элементы состыкованы

Шаг 11. Стропилины крепятся к мауэрлату при помощи металлических уголков и саморезов. При помощи них же доски закрепляются и на коньке крыши.

Крепление стропильных ног к мауэрлату

Крепление к коньку крыши

Шаг 12. Две стропилины между собой соединяются при помощи металлических пластин и саморезов. Таким образом, устанавливаются две первые конструкции, которые будут располагаться по краям крыши.

Соединение стропилин металлической пластиной

Шаг 13. Для того чтобы было проще ровно установить другие стропила, между крайними конструкциями натягивается веревка строго по горизонтали.

Между крайними элементами натягивается веревка

Шаг 14. Таким же способом производится установка и остальных стропил.

Процесс монтажа стропил

Шаг 15. При необходимости стропила могут быть усилены затяжками, которые крепятся к двум стыкующимся стропилинам.

Схема усиления стропил

Видео – Монтаж стропильной системы

Видео — Монтаж стропил

Видео — Использование ригеля (стяжки) для стропил как элемента интерьера

Висячие стропила считаются достаточно простой конструкцией по сравнению с другими видами стропильных систем. Но спешки во время их установки быть не должно. Важно помнить, что при малейшем перекосе вся работа пойдет насмарку, потому работать нужно внимательно и аккуратно.

Как сделать висячие стропила – варианты конструкции, правила устройства узлов крыши

Перед тем, как строить крышу дома, необходимо изучить возможные варианты стропильных систем и подобрать оптимальную схему в зависимости от индивидуальных особенностей постройки. Среди наиболее распространенных схем стропильного каркаса выделяются наслонные системы, подходящие для зданий, имеющих внутреннюю несущую стену, и висячие системы, в которых стропила могут опираться только на внешние стены кровли. В данной статье будут рассматриваться узлы и конструкция висячих стропил.

Устройство висячих стропил

Висячие стропила называются именно так неспроста – по сути, они постоянно находятся в подвешенном состоянии и не имеют под собой иной опоры, кроме внешних стен здания. Несмотря на кажущуюся ненадежность, висячие стропильные системы достаточно эффективные и способны в полной мере выполняться свои функции в пролетах длиной до 17 м.

Разумеется, сами по себе навесные стропила стоили бы немногого, но ведь они используются в связке с цельной системой, включающей в себя массу дополнительных элементов, позволяющих формировать крупные узлы вроде ферм или арок.

Примером простой фермы может выступить конструкция, состоящая из двух стропильных балок, которые соединены в верхней точке, за счет чего обеспечивается треугольная форма такой фермы. В горизонтальной плоскости устанавливается стропильная затяжка, представленная обычной деревянной балкой. Конечно, она может быть выполнена из металла, но тогда ее нужно называть тяжем.

Роль затяжной балки нельзя недооценивать – стропила, находящиеся под нагрузкой, постоянно пытаются нарушить треугольную форму фермы, а затяжка стропил предотвращает данный эффект. Кроме того, появляющаяся распирающая сила не передается стенам постройки, а приходится на саму затяжку, благодаря чему здание испытывает только усилия вертикальной направленности.

Затяжку можно устанавливать на любом вертикальном уровне, но для этого нужно точно знать, какие функции на нее возлагаются. Например, при расположении затяжки в нижней части стропил ее можно использовать еще и как балку перекрытия этажа, находящегося ниже. Если же под крышей будет располагаться жилое помещение, то затяжку стоит устанавливать выше, чтобы она мешала при обустройстве мансарды.

При обустройстве больших пролетов узлы висячих стропил придется дополнительно усиливать. В том случае, если пролет между стенами превышает 6 м, то стропила укрепляются раскосами и подвесами, а затяжку стоит сделать из двух балок, соединенных между собой.

Устройство висячих стропил может выполняться по нескольким схемам, и их стоит рассмотреть подробнее.

Треугольная шарнирная арка

Рассматриваемый вид конструкции по праву считается одним из самых простых. Конструктивно такая схема предполагает создание простой фермы в форме треугольника, которая включает в себя две стропильных балки, направленных в сторону конька. Внизу стропила опираются на горизонтальную балку, кроме того, на нижнем уровне осуществляется крепление затяжек к стропилам. Для нормального функционирования такой конструкции высота конька должна быть больше, чем 1/6 пролета фермы.

В такой схеме, считающейся традиционной, основная нагрузка приходится на стропила, изгибая их так, чтобы они расходились в разные стороны. Это усилие компенсируется затяжкой, которая, работая на растяжение, позволяет разгрузить стропильную систему. Затяжка в данном случае не относится к числу несущих элементов, поэтому вместо деревянной детали вполне можно использовать металлическую.

Чтобы снизить изгибающую нагрузку, которую испытывают стропильные ноги, коньковые элементы в данном случае устанавливаются с небольшим отклонением от центральной оси. Такая схема становится причиной появления дополнительного усилия с противоположно направленным вектором. Помимо снижения нагрузки на стропильный каркас, это также позволяет использовать балки меньшей толщины – а это прямой путь к оправданной экономии.

Чаще всего треугольные шарнирные арки используются для создания мансард, а находящиеся в нижней части конструкции затяжки отлично служат в качестве балок перекрытия. Все описанные дальше схемы висячих стропил представляют собой вариации описанной трехшарнирной арки, в которых дополнительные элементы всего лишь повышают жесткость стропил.

Шарнирная арка с бабкой

Данная конструкция сложнее предыдущей, зато ее вполне можно использовать для перекрытия пролетов длиной более 6 м. Основной проблемой длинных конструкций является длинная затяжка – на нее приходятся существенные нагрузки, поэтому она изгибается под собственным весом. Для компенсации этих нагрузок используется бабка – деревянный брусок, при помощи которого подвешивается затяжка. При необходимости в качестве бабки можно использовать и металлические пруты, которые имеют достаточную прочность на растяжение.

Используя такой подвес, можно устанавливать висячие стропила с затяжкой большой длины, ведь ее изгиб будет компенсирован. Основной момент при монтаже такой конструкции – бабка не должна подвергаться сжатию, то есть ее нельзя использовать как вертикальную стойку. Конечно, конструктивно стойка и подвес очень похожи, но эти элементы выполняют совершенно разную работу.

Главное отличие бабки заключается в том, что она подвешивается к карнизному узлу, а затяжка крепится к ней посредством хомутов. Для создания затяжки нужной длины используются составные элементы, которые подгоняются посредством прирубов и фиксируются болтами. Перед сборкой стоит провести расчет затяжки стропил, чтобы конструкция была оптимальной.

Такая конструкция на сегодняшний день применяется редко по причине морального устаревания. Впрочем, заложенные в ней идеи и принципы все же находят применение в других, более современных стропильных системах.

Конструкция с приподнятой затяжкой

Такая схема преимущественно используется при создании жилых помещений под кровлей. Высота расположения затяжки в данном случае определяет высоту потолка будущей мансарды. Затяжка в такой конструкции поднимается к коньковой части крыши, и чем выше она установлена, тем большие нагрузки ей приходится испытывать.

Стропильный каркас в качестве опоры использует мауэрлат, а не затяжку. Чтобы кровля могла самостоятельно изменять свои размеры в зависимости от внешних факторов, стропила крепятся подвижным образом к специальным устройствам, обеспечивающим необходимую свободу перемещения конструкции.

При воздействии на кровлю уравновешенных нагрузок конструкция будет устойчивой, но если силы, находящиеся с одной стороны, будут превалировать, то крыша будет слегка завалена. Для предотвращения такой ситуации стропила необходимо выносить за пределы стен с обеих сторон здания.

В арке с приподнятой затяжкой последняя не выполняет функции опоры. На нее оказывают влияние только растягивающие нагрузки, если под крышей обустраивается чердак, или растягивающе-изгибающие, при создании мансарды. В последнем случае затяжку можно использовать для монтажа потолков или изоляционных материалов.

Для защиты затяжки от провисаний устанавливается подвеска. Здесь тоже есть нюансы: при небольших нагрузках и небольшой длине затяжку можно попросту прибить к ригелю и коньку, а вот для длинной затяжки с большими нагрузками потребуется несколько подвесок и дополнительная фиксация хомутами.

Шарнирная арка с ригелем

Данная схема конструктивно схожа с предыдущей, но есть и одно отличие – вместо подвижных опорных элементов для шарнирной арки с ригелем используется жесткое крепление стропил, что достаточно надежно. Стропила врубаются в мауэрлат или крепятся к неподвижным опорным брусам. Благодаря изменению конструкции опоры меняются и возникающие в системе напряжения – основной нагрузкой становится распирающая, приходящаяся на мауэрлат и стены.

Затяжка фиксируется в верхней части арки, но вместо растяжения она теперь испытывает сжатие. Вместе с изменением характера нагрузок меняется и название затяжки – теперь она именуется ригелем. Такая арка с приподнятым ригелем может работать только при условии небольшой распирающей нагрузки, а при ее увеличении ригель нужно дополнительно усилить затяжкой. В результате получатся висячие стропила, аналогичные традиционной арке с тремя шарнирами, и мауэрлат в данном случае уже не понадобится.

Арка с подвеской и подкосами

Такая схема является логическим продолжением темы арок с бабками. Арка с подвеской и подкосами используется для перекрытия пролетов длиной до 14 м – в подобных конструкциях нагрузка настолько велика, что стропила прогибаются из-за собственного веса. Для компенсации этих нагрузок используются подкосы.

Как правило, подкосы в стропильной системе упираются на внутренние стены постройки, но висячие стропила используются только при их отсутствии. Решить эту проблему помогает бабка, являющаяся единственной доступной опорой.

Собранная таким образом конструкция работает по следующему принципу:

  • На стропила приходится внешняя нагрузка;
  • Подкосы принимают на себя часть этой нагрузки;
  • Подвеска растягивается и натягивает коньковый брус;
  • Стропила захватываются за верхнюю часть и тянутся вниз, за счет чего прижимаются подкосы.

Для длинных стропильных ног, свойственных такой конструкции, используется длинная же затяжка. Лучше всего использовать брус из двух жестко соединенных балок. Затяжка крепится к бабке посредством хомута.

Виды соединений отдельных элементов и узлов

Чтобы конструкция висячих стропил получилась достаточно качественной и надежной, необходимо позаботиться о качественном соединении ее элементов, выбрать крепеж для стропильной системы, который способен прослужить многие годы, для чего могут использоваться следующие способы:

  1. Стыковое соединение. Такой метод используется для соединения верхних частей стропил, то есть конькового узла. Балки стропил срезаются под углом, совмещаются и фиксируются посредством деревянных или металлических накладок.
  2. Соединение внахлест. Для реализации данного способа верхние края стропильных ног схлестываются и крепятся болтом с гайкой или шпилькой.
  3. Соединение врубкой. Перед соединением стропила выпиливаются на половину своей толщины. Подготовленные детали сводятся и фиксируются через высверленное сквозное отверстие болтовым соединением. Такой же метод активно используется для монтажа карнизных узлов – в нижней части стропил вырубается зуб, который подводится к опорам и крепится болтами или пластинами.
  4. Скользящее соединение. Такой метод соединения нижних частей стропил используется в системах с подвижной опорой. Для соединения используются специальные металлические элементы.

Расчет висячей стропильной системы

Крыша с висячими стропилами должна рассчитываться еще на этапе проектирования – это позволяет избежать дальнейших проблем. Лучше всего будет заказать расчет у специалистов или воспользоваться готовым проектом, но при желании можно сделать всю работу самостоятельно, воспользовавшись онлайн-калькулятором или более традиционными методами проведения расчетов.

В любом случае, для расчетов потребуется знать:

  • Площадь и размеры подкровельного пространства;
  • Наличие мансарды;
  • Ожидаемую нагрузку на кровельную систему;
  • Угол наклона скатов;
  • Вид стропильной системы;
  • Материал изготовления стен здания;
  • Материал кровельного покрытия.

Расчет висячих стропил нужен для того, чтобы определить толщину стропил, шаг их установки и форму необходимых ферм.

Монтаж висячих стропил

Когда все предварительные этапы завершены, можно приступать непосредственно к монтажу стропильной системы, который выполняется по следующему алгоритму:

  • Сначала нужно разметить центр крыши и высоту конька, после чего на фронтонах выставляются две доски с отметками;
  • Далее нужно сделать шаблон монтажа стропильных ног, для чего нужно взять обрезок доски и прислонить ее одним концом к мауэрлату, а другим – к отметке высоты конька, и сделать на этой доске запилы;
  • При помощи шаблона изготавливаются стропильные балки в необходимом количестве;
  • Подготовленные и обработанные стропила раскладываются попарно;
  • Сначала монтируется первая ферма, которую после сборки нужно установить на фронтоне здания, используя для крепежа саморезы или уголки с гвоздями;
  • На другой стороне здания устанавливается вторая ферма;
  • Между двумя установленными арками натягивается шнурок, от которого нужно будет отталкиваться при монтаже остальных ферм;
  • Все остальные фермы устанавливаются последовательно, с соблюдением рассчитанного шага и уровня.

Завершив установку висячей стропильной системы, можно приступать к следующим этапам монтажа кровли.

Заключение

Деревянные висячие стропила достаточно удобны и подходят для решения множества задач. Монтаж висячей системы достаточно прост – необходимо лишь грамотно спланировать будущую конструкцию и тщательно провести каждый этап ее сборки.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *