Maison des arches. Fabrication de systèmes de chevrons pour toitures semi-circulaires et pointues

Salle Hobbit en Russie du Bureau d'architecture de Roman Leonidov.

maisonnette, dont la superficie est comparable à la « pièce kopeck » de Moscou, Roman Leonidov a proposé comme l'une des options pour agrandir sa datcha près de Moscou. Une maison spacieuse a déjà été construite sur le site de l'architecte et une petite maison séparée était destinée à la pelouse ensoleillée devant elle - l'architecte dessine depuis un certain temps diverses options pour son développement.

Un immeuble d'habitation individuel destiné à la résidence permanente ou temporaire d'une famille de trois personnes est un seul volume, comprenant un hall d'entrée, une salle de bain, une cuisine-salle à manger et deux chambres. De la salle à manger on accède à une terrasse couverte d'une verrière paysagée. Adjacent aux extrémités de la maison se trouve un débarras pour les outils de jardin, accessible depuis la terrasse. La maison a une particularité importante : chaque pièce est éclairée lumière naturelle. Structurellement, le bâtiment est une simple charpente de poutres lamellées courbées. Les murs ne supportent aucune charge et sont constitués de structures à ossature remplies d'isolation thermique ou d'isolation phonique (pour les cloisons intérieures).

Nom: Salle des Hobbits
Emplacement: Région de Moscou, Russie
Architecture: Bureau d'architecture de Roman Leonidov
Superficie totale: 45 m2

Graphiques du projet.

La construction de logements privés modernes est célèbre pour le fait qu'elle dispose d'un large arsenal de solutions techniques qui permettent de donner à l'apparence extérieure et intérieure de la maison la façon dont le client souhaite la voir. Ce jugement est également vrai pour le choix de la structure du toit, c'est pourquoi, dans les villes, des toits voûtés plus originaux ont remplacé les toits traditionnels à pignon, en croupe ou en croupe.

Un toit voûté est une conception élégante, légère et ergonomique qui rend immédiatement l’aspect architectural de la maison plus original, plus intéressant et plus audacieux. Mais le plus important est que cette option d'aménagement du toit ne coûtera pas plus cher que les options standard, si vous comprenez sa structure de vos propres mains.

Un toit voûté est une structure incurvée en forme d'arc, à l'aide de laquelle des bâtiments résidentiels, industriels ou administratifs sont recouverts dans le but de se protéger des précipitations, du froid et du vent. Auparavant, on croyait que cela les bâtiments à usage précis sont plus adaptés - piscines, serres, serres, galeries marchandes et passages. Mais maintenant, les toits voûtés sont activement utilisés dans la construction de maisons privées, en raison des avantages suivants :

Aspect original. Une maison avec un toit bizarrement incurvé se démarque immédiatement visuellement de l'arrière-plan de bâtiments similaires avec un appartement ou.
Résistance aux charges de vent. La forme aérodynamique et incurvée sans angles vifs rend le toit voûté invulnérable aux fortes rafales de vent, qui conduisent souvent à des ruptures de toiture.
Charge de neige réduite. L'arc, qui a une forme incurvée, ne retient pas les masses de neige sur la pente, ce qui réduit la charge sur les supports et les fondations.
Augmenter le volume de la pièce. Grâce à la structure du toit voûté, le volume interne de la maison augmente, la rendant visuellement plus spacieuse et plus grande.

Faites attention! Selon la configuration, matériau de toiture, les toits voûtés peuvent donner à une maison à la fois un aspect ancien et historique et un aspect ultra-moderne et actuel.

Cadres de support

De nombreux développeurs inexpérimentés se demandent comment réaliser correctement un toit voûté. Pour commencer, il est important de comprendre que la charpente du toit est la partie la plus importante de la structure, qui remplit des fonctions porteuses et de distribution, assurant sa fiabilité et sa stabilité.

Pour construire un toit en forme d'arc, les types de charpentes suivants sont utilisés : En bois. Cadre en bois - simple, mais solution efficace
pour le toit voûté d'une maison privée. Il est assez bon marché et facile à installer, mais n'est pas conçu pour supporter un poids lourd, il ne convient donc pas aux toits de grande surface. Acier. Cadre fabriqué à partir de tuyaux en acier
la section carrée est une base solide et fiable pour la construction d'un toit voûté, cependant, il s'agit d'une option assez massive qui nécessite l'installation d'une fondation et de murs à haute capacité portante.
Aluminium. Le cadre arqué en aluminium est très résistant à la corrosion, léger, bonne capacité de charge. De plus, les profilés standards peuvent être facilement assemblés même de vos propres mains. Le seul inconvénient de cette option est son prix élevé.
Béton armé. Les structures cintrées en béton armé sont produites pour l'installation de toitures, mais elles ne sont utilisées que dans la construction de structures industrielles, commerciales ou sportives de grande superficie.

Important! Un calcul correct de la structure du cadre est la clé de la résistance, de la fiabilité et de la durabilité de la structure. Les calculs de la capacité portante requise sont effectués conformément à conditions climatiques, pente et autres paramètres du toit, en tenant compte du poids du matériau de toiture.

Types de revêtements

Avant de construire une maison avec un toit voûté, vous devez tenir compte du fait que tous les matériaux de toiture ne conviennent pas à cette conception. Le revêtement de l'arc doit se plier facilement et bien conserver sa forme, le choix est donc très limité. Les artisans professionnels considèrent que les matériaux les plus courants pour recouvrir les toits voûtés sont :

Tôle d'acier. Les tôles d'acier de toiture sont souvent utilisées pour recouvrir les toits voûtés. Ils sont assez bon marché, faciles à installer et à entretenir, mais ont une faible capacité portante.
Tôles profilées. Des tôles ondulées cintrées spéciales sont créées spécifiquement pour les formes de toit cintrées. Il a une capacité portante élevée, qui lui est conférée par un profil renforcé, mais en même temps il pèse peu. Les tôles ondulées cintrées sont disponibles avec un rayon de courbure standard.
Polycarbonate cellulaire. Une autre solution pour un toit voûté est le polycarbonate cellulaire, qui a un niveau de translucidité de 80 à 90 %. Cette propriété du matériau de toiture, combinée à un très faible poids et une haute résistance, vous permet d'utiliser au maximum les possibilités lumière naturelle dans le bâtiment.

Veuillez noter que forme possible le toit voûté dépend directement du revêtement de toiture choisi. Le polycarbonate cellulaire a le rayon de courbure maximum, qui est le plus souvent utilisé pour recouvrir des structures de cette forme. De plus, ce matériau est assez facile à installer à l'aide de profilés spéciaux et pèse également peu.

Installation d'un toit cintré en polycarbonate

Toiture translucide en polycarbonate léger mais durable - populaire solution technologique pour les serres, les serres, les pavillons commerciaux, les belvédères ou d'autres éléments d'infrastructure urbaine.

L'installation de telles structures s'effectue selon l'algorithme suivant :
Avant de réaliser un toit voûté, il est nécessaire de calculer la capacité portante de la charpente et la distance optimale entre les éléments.
Ensuite, selon le calcul et le dessin, un cadre est réalisé à partir d'un profilé en aluminium léger. Il est important que chaque arc ait la même forme. Pour ce faire, utilisez d’abord un modèle.
A l'aide de bandes de fixation, le polycarbonate alvéolaire est fixé aux fermes, sans oublier de prendre en compte les jeux de dilatation thermique des matériaux.
Les extrémités en polycarbonate cellulaire sont protégées de la pénétration de l'humidité et de la poussière à l'aide d'un profilé d'extrémité spécial.

N'oubliez pas que le polycarbonate alvéolaire doit être posé de manière à ce que son profil soit situé le long du coude de l'arc, sinon de la condensation s'accumulera dans les nids d'abeilles, qui ne pourront pas s'en échapper.

Instructions vidéo

Actuellement, les toits voûtés gagnent en popularité parmi les constructeurs et les propriétaires, qui sont largement utilisés dans la construction de piscines, de serres, de jardins d'hiver, de galeries et d'autres structures. Des structures cintrées sont installées dans des maisons privées ; des systèmes de chevrons en métal et en bois stratifié sont utilisés comme base. Dans la construction à grande échelle, des structures en béton armé sont utilisées. Le verre, le polycarbonate, l'acier galvanisé et le cuivre sont utilisés comme matériaux de couverture pour les toits voûtés, qui doivent présenter certaines caractéristiques.

Une maison avec un toit voûté n'a pas seulement une apparence unique, mais aussi la capacité de créer un climat intérieur spécial. Les toits voûtés sont également utilisés dans la construction de maisons préfabriquées, de hangars, de serres et de divers bâtiments. à des fins industrielles. La structure de toit voûtée la plus simple est constituée des auvents et des auvents, qui sont partout érigés dans les domaines privés et maisons de campagne pour se protéger des précipitations.

Les principaux avantages d'un toit voûté

Les maisons avec un toit voûté présentent non seulement des caractéristiques extérieures distinctives, mais également un certain nombre d'avantages par rapport aux autres structures :

lors de la construction de ce type de toiture, la charge de vent sur la base porteuse n'est pas prise en compte ;

la forme arquée permet aux masses de neige et de pluie de s'écouler facilement du toit ;

le toit voûté, en matériau transparent, joue le rôle d'éclairage supplémentaire dans la maison ;

le toit en forme de dôme permet d'augmenter le volume masses d'air situé dans la maison - cela a un effet bénéfique sur la santé des personnes vivant dans la maison ;

les maisons voûtées ont une apparence unique tant à l’intérieur qu’à l’extérieur du bâtiment.

Conception de toit voûté

Le choix des matériaux dépend de la surface du toit de la structure voûtée. Les plus courants sont le béton, le métal et structures en bois. Dans la construction de petites maisons privées, on utilise des poutres en bois et en métal réalisées sous forme de fermes ou d'arcs. Lors de la construction des fondations et des murs, il est nécessaire de prendre en compte le poids de l'ensemble de la structure voûtée et du matériau de toiture.

Important : lors de l'utilisation de structures en béton armé dans la construction, il est nécessaire de réaliser une fondation présentant la marge de sécurité nécessaire. Cela entraîne des coûts supplémentaires espèces et matériaux.

Le plus souvent, les feuilles de polycarbonate sont utilisées comme matériau de toiture pour les toits cintrés et en forme de dôme. Il se caractérise par une résistance élevée à la flexion et vous permet de créer n'importe quelle forme sans ajouter de poids à la structure du toit elle-même. Et la base du toit est constituée de profilés en aluminium, résistants à la corrosion et légers.

Important : lors de l'utilisation profilés en aluminium, le revêtement de toiture est choisi en fonction de l'épaisseur des feuilles de polycarbonate. Le revêtement doit être égal à la moitié de la largeur de la feuille de polycarbonate.

Important : lors de la pose du polycarbonate, des espaces doivent être ménagés pour permettre au matériau de réagir à l'expansion lors des changements de conditions climatiques.

Les matériaux en bois sont utilisés pour les toits d'un diamètre ne dépassant pas 3 mètres. Pour les grands toits, des poutres métalliques sont utilisées. Les chevrons ont dans ce cas conception originale et sont appelés « grue ». Le système de chevrons repose sur un pilier central, si nécessaire installation supplémentaire entretoises et entretoises.

Maisons préfabriquées

La construction moderne offre non seulement de nouvelles conceptions de bâtiments, mais également des matériaux utilisés dans la construction. La toiture des bâtiments préfabriqués est de plus en plus réalisée en forme d'arc ; ces bâtiments sont utilisés comme locaux d'habitation et utilitaires. Pour construire des maisons voûtées, il est nécessaire de préparer les fondations. Étant donné que la structure de la maison elle-même est légère, elle peut être installée sur une colonne ou fondation à vis. Cela vous permet de réduire les coûts de construction.

La charpente de la maison peut être en bois lamellé-collé ou en métal ; dans ce cas, la toiture est recouverte de profilés en polycarbonate et en métal. Les hangars sont fabriqués à l'aide d'une technologie sans cadre. À cet effet, des tôles galvanisées semi-circulaires spéciales sont utilisées, pouvant couvrir des portées jusqu'à 24 m de large.

Pour l'isolation des bâtiments voûtés, ils utilisent laine minérale, mousse polyuréthane, mousse polystyrène. Dans de telles maisons, les tôles ondulées servent de murs et de toits. L'intérieur des immeubles résidentiels est décoré de planches à clin en bois. Si vous avez une famille nombreuse, alors maison voûtée peut être réalisé à deux niveaux. Les couchages sont le plus souvent situés au deuxième étage. Les petites maisons voûtées peuvent réduire les coûts de chauffage par temps froid et de climatisation en été.

Vidéo

De nos jours, la structure voûtée à part entière d'un immeuble résidentiel intéresse de plus en plus les architectes et les designers.

De nos jours, l’industrie construit de nombreux hangars et entrepôts voûtés et sans cadre préfabriqués en acier sur des fondations légères. Cependant, une maison voûtée sans cadre en acier nécessite des coûts d'isolation élevés.

Maison voûtée - caractéristiques de conception et avantages

De nos jours, les petites maisons cintrées de type campagne ou jardin gagnent en popularité (par exemple, comme), qui, si on le souhaite, peuvent même être transportées d'un endroit à l'autre. photo 1. Ces maisons ont la forme d'un arc brisé de style gothique.

Photo 1. Petites maisons voûtées

Jetons un coup d'œil rapide à ces maisons voûtées. Dans les maisons cintrées, les éléments porteurs de la charpente sont des fermes et des arcs courbes, photo 2, qui peut être réalisé à partir de :

acier;
béton armé (extrêmement rare) ;
bois.

Photo 2. Structures d'une maison voûtée

Caractéristiques des maisons voûtées

1 .Structure enveloppante la maison a de bonnes performances thermiques grâce à l'utilisation d'une isolation d'une épaisseur d'au moins 100 mm. Les éléments suivants sont utilisés comme isolant :

mousse de polyuréthane (PPU) - épaisseur recommandée d'au moins 80 mm ;
laine minérale;
laine de verre;

Décoration d'intérieur Maisons, photo 3.

Typiquement, la décoration intérieure d'une maison est réalisée à partir des matériaux suivants :

doublure en bois;
panneaux de fibres stratifiés;
contre-plaqué;
Panneaux OSB.

Décoration extérieure de la maison.

Généralement finition extérieure les maisons sont fabriquées à partir des matériaux suivants :

profilé métallique;
bardeaux de bitume mou;
bardeaux de bois;
toiture en tôles d'acier galvanisées;

La couverture du toit en acier galvanisé augmente la résistance et la rigidité de l'ensemble de la structure du toit.

Photo 3. Décoration intérieure des maisons voûtées

Type de revêtement de sol. Habituellement, dans de telles maisons, ils essaient d'aménager le sol de planches de bois, mais d'autres types de revêtements de sol peuvent être utilisés sans problème ( | | ).
Fenêtres et portes fabriqué à partir de :

bois;
métal-plastique.

Fondation ce qui suit est utilisé pour les phares voûtés, photo 4:

en colonnes (y compris la fondation TISE);
dalle monolithique.

Photo 4. Types de fondations : a) vis-pieux ; b) ruban adhésif ; c) dalle monolithique

Avantages des petites maisons voûtées

Résistance de la maison suffisamment élevée et résistance aux influences météorologiques, par exemple vent fort, grêle, charge de neige, etc.
Faible consommation de carburant, chauffe rapidement et retient la chaleur (faible perte de chaleur).
Économies sur le refroidissement de l'air de la maison en été, car la maison ne se réchauffe pratiquement pas à cause du soleil.
Belle et forme originale Des maisons.
Conception légère.

Les dimensions d'une maison voûtée varient, les plus courantes sont :

largeur – 2,4…4,5 ;
longueur – 3,6….6 m (non limité) ;
hauteur – 2,4…5 m.

Les maisons voûtées de ce type peuvent être construites soit sur un seul niveau avec des plafonds relativement hauts, soit sur deux niveaux. Sur photo 5 Les options d'aménagement pour de telles maisons voûtées sont indiquées.

Photo 5. Aménagement d'une maison voûtée

Les maisons voûtées peuvent être non seulement petites, légères et temporaires, mais aussi grandes, coûteuses et massives. photo 6.

Par exemple, dans la banlieue de New York, une immense maison voûtée d'une superficie de 890 m2 a été construite d'une valeur de 3 500 000 $, photo 7. Une maison faite de béton, de verre et d'acier.

Examinons les caractéristiques de l'appareil et les méthodes fait soi-même arqué système de chevrons.

Les formes de toit les plus courantes pour les chalets sont « en croupe » et « à double pente ». Cela s'explique par le fait que cette forme de toit est bien connue de nombreux constructeurs, et toutes les étapes de fabrication sont décrites en détail dans toute publication méthodologique.

Cependant, de nombreux promoteurs privés souhaiteraient s'éloigner des « clichés ». Les formes de toits en forme de dôme, semi-circulaires et pointus suscitent un intérêt croissant. En plus d'être attrayant apparence, une telle toiture présente un certain nombre d'avantages importants :

Haute résistance et capacité portante;
Haute résistance aux vents forts ;
La neige ne s'accumule pas à la surface d'un tel toit et ne stagne pas. eaux de pluie;
Un plus grand volume d'espace utile interne et une plus grande hauteur de plafond dans les combles résidentiels ;
Les éléments d'un système de chevrons cintrés (surtout s'ils sont réalisés sous forme de fermes) peuvent devenir spectaculaires élément décoratif décoration intérieure du grenier.

En réfléchissant à la réalisation d'un toit semi-circulaire en bois et en comprenant les nombreux avantages d'un toit « courbé », de nombreux promoteurs sont rebutés par le prix élevé d'un système de chevrons cintrés, la complexité de son calcul et de sa fabrication : dans des conditions industrielles, les lamelles (à partir desquelles est fabriqué le bois de placage stratifié), étuvées à 100 °C, à une humidité élevée (ce qui donne au bois son élasticité), sont pliées selon un gabarit spécial, puis collées ensemble et séchées dans des chambres de séchage.

Le long de la ligne de courbure de la poutre, vous pouvez effectuer des coupes spéciales - « jusqu'à un cône » ou « jusqu'à un rectangle ». Cela simplifie le processus de pliage du bois.

Dans les conditions de la construction privée, une telle étape technologique est difficile et économiquement irréalisable à répéter. Et lors de l'utilisation de pièces fabrication industrielle– sous forme de bois de placage stratifié courbé, de fermes courbées en acier et en bois, etc. – le coût d'un tel système de chevrons augmente plusieurs fois. Par conséquent, les utilisateurs de FORUMHOUSE proposent leurs propres méthodes, plus « économiques », pour fabriquer des chevrons cintrés et des chevrons de toit semi-circulaires.

Nikofar Utilisateur FORUMHOUSE, Moscou

J'ai décidé de construire une dépendance à ossature avec un toit pointu semi-circulaire. Pour ce faire, je devais devenir une seule personne : un architecte, un designer, un client, un estimateur, un « sponsor » de construction, un contremaître, un spécialiste de l'encadrement technique et un constructeur. Mais le résultat en valait la peine. J'ai réussi à réaliser toutes mes idées. Et pour plusieurs centaines de milliers de roubles (dont 260 000 ont été dépensés uniquement pour la « charpente ») pour construire une maison avec un « toit pointu », 3 chambres, une cuisine-séjour, un hall d'entrée, une salle de bain séparée et un petit hall au deuxième étage.

Ce que le membre du forum a fini par obtenir est visible sur cette photo.

Les étapes de fabrication d'un système de chevrons « courbés » sont particulièrement intéressantes.

Au sens classique, ce « chevron » n'a pas les pieds de chevrons habituels.

Il n'y a pas non plus d'éléments collés. Si vous regardez les photographies, vous pouvez dire que le système de chevrons utilise des éléments empruntés à la construction navale.

L'essence de la technologie utilisée Nikofar est la suivante :

La charge principale est supportée par la « ferme à pignon ». Dans cette ferme, le bord du rayon extérieur est constitué de « cadres ». Les « cadres » sont constitués de lamelles courtes assemblées en deux couches et fixées entre elles par des vis.

Des « longerons » horizontaux sont posés entre les fermes de pignon, s'étendant du bord supérieur du mur vertical jusqu'au faîte du toit.

Dans les espaces entre les longerons se trouvent des entretoises constituées de lamelles. Ces lamelles ont un rayon extérieur qui correspond au rayon du toit.

Les lattes ont été découpées à la tronçonneuse. Pour simplifier et accélérer le marquage des lamelles, un gabarit spécial a été réalisé - un demi-cercle de deux lattes et du contreplaqué de 12 mm d'épaisseur.

Un tel gabarit est découpé selon un rayon de courbure spécifique et pré-calculé du toit. De plus, avant de commencer à créer un système de chevrons incurvés, vous devez créer un modèle de rayon grandeur nature. Vérifiez sur le site d'installation si le rayon requis est respecté, si tout est calculé correctement, et seulement après cela, procédez à la fabrication des pieds de chevrons restants. Cela vous permettra d'éviter les défauts et d'apporter en temps opportun les ajustements appropriés aux dimensions du système de chevrons et du gabarit.

Si vous avez compris, il a fallu environ 3 minutes aux ouvriers pour fabriquer une lamelle « à rayon », y compris le marquage et la sélection de la bonne planche.

Après avoir terminé la construction du système de chevrons, un revêtement a été installé le long de la charpente du toit. Pour le revêtement (pour économiser de l'argent), au lieu du contreplaqué ou de l'OSB, j'ai utilisé du second ordre planche bordée- 10x2,5 cm. Le pas entre les planches est de 5 cm. Ensuite, la couverture en onduline a été installée.

La méthode proposée pour fabriquer un chevron « courbé » et le processus de construction d'un chevron peu coûteux maison à ossature en résidence permanente a reçu une large réponse sur le forum. Les membres du forum ont également exprimé leurs avantages et leurs inconvénients. faisabilité économique construction d'un tel toit pointu. Ils ont également parlé de la consommation excessive de bois. Voyons à quel point cela est vrai :

Grâce à la section cintrée toit pointu, avec des coûts comparables pour le bois, utile interne le volume d'un tel grenier résidentiel sous la voûte est plus grand qu'un grenier de conception traditionnelle, ainsi qu'un grenier avec des surplombs accrus.

Nikofar a dessiné tous les dessins ci-dessus non pas dans un programme graphique spécialisé, mais en utilisant « l'ancienne » MS-paint.

Le toit voûté, de par sa forme, peut supporter des charges très lourdes, ce que connaissaient bien les constructeurs de l'Antiquité.

Le projet d'une maison à toit semi-circulaire d'un membre de notre forum est également d'un grand intérêt. tortilla folle.

tortilla folle Utilisateur FORUMHOUSE

Je veux construire une maison avec un toit semi-circulaire. Selon le projet, il est nécessaire de bloquer une travée non supportée de 11x8 mètres. Je pense utiliser des poutres en I en bois pour cela. Ensuite, réalisez un revêtement de sol OSB par-dessus et posez toit souple. Il n'y aura pas de grenier. Aide-moi à comprendre comment faire un toit semi-circulaire en bois.

Pour préparer la base pour la pose de tuiles flexibles sur un toit à rayon, vous pouvez utiliser du contreplaqué résistant à l'humidité ou des panneaux OSB jusqu'à 9 mm d'épaisseur. Les plaques de cette épaisseur sont pliées « sur place » sans utiliser de dispositifs spéciaux. Pour obtenir l'épaisseur requise de la base, un matériau de dalle de faible épaisseur (6 mm) peut être posé en deux couches, les joints de la couche inférieure chevauchant la couche supérieure.

Après avoir réfléchi sur le forum et discuté du type de construction du système de fermes pour un tel toit, une décision a été prise : au lieu de poutres en I horizontales, utilisez une ferme en bois lamellé courbé. Après cela, le membre du forum a commandé un modèle de ferme au concepteur. La photo ci-dessous montre les dessins finis de ces fermes.