Купол против параллелепипеда

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Поверхности не дублируют друг-друга, в данном случае можно провести аналогию с эркером, конечно удорожание есть, но не столь катастрофичное. А поверхности, образовавшиеся внутри, есть ни что иное, как перегородки, внутренние стены ведь мы не отказываемся от них в обычных домах.

 

Также надо учитывать, что и полезной площади становиться больше.

 

Да ну? Уж не на площадь ли основания дополнительных перегородок?)
И кладовок метров..допустим 30.
И возникает еще одна проблема- ограждающие конструкции- в данном случае сам купол -нужно по догревать изнутри. Обязательно. то есть в кладовочках делать отопление полноценное. Иначе промерзнет

 

Извините, не ответил раньше, не мог.
Уточняю - либо вы ошиблись адресом, либо не внимательно читали мой пост.

 

2 haiku
Рассматривал для себя аналогичную конструкцию - 35 см. эковаты, подкровельное пространство дополнительно, а не внутри каркаса, сдвиг внутреннего купола вниз относительно наружного для увеличения толщины утеплителя в верхней части.

По данным вашего ника, вы из Киева.
Вопрос - зачем под Киевом 35 см эковаты? В Ярославле, где я живу, понятно, и то с запасом, но под Киевом...

Если делать кровлю отдельно, то, в соответствии с рекомендациями к обычной кровле, подкровельное вентилируемое пространство нужно делать минимум 10 см. И это для гладкой кровли, а у купола дополнительно сложный профиль. И это как раз явилось основной причиной почему я решил "изменить" классическому купольнику с его мизерными пропилами углом по 2-3 пропила на балку.
Так что лучше, наверное, увеличить. Зато вентиляционную сетку снизу легче будет ставить и она не будет выпирать как у шлема немецкого времён второй мировой.)

Насколько я понимаю, основной причиной такого смещения является требование - чем больше угол наклона, тем больше нужно утеплителя. И идея смещения даёт при этом очень логичное и красивое решение - плавное увеличение толщины утеплителя в зависимости от угла наклона поверхности купола.
Рассматривал этот вопрос - отказался. Причин несколько:
1. Усложнение основания - два уровня.
2. Невозможность связать горизонтальные балки, поскольку они смещаются на эти 10 см.
3. Невозможность изоляции отдельных сегментов при задувке эковатой, что, на мой взгляд, не есть хорошо.
4. Усложнение конструкции окна.
Вопрос - что делать?
Для себя решил следующим образом - в самой верхней части купола на уровне верхних сегментов потолок сделать горизонтальным и на это перекрытие сверху засыпать те самые 45 см.

 

Прочитал всю тему, правда весьма бегло.

Задумался...

Почти три года я плотно сижу на этой купольной теме. На купольном форуме написал около двух тысяч постов, построил сотни 3d моделей, создал и выложил несколько параметрических построителей, моделировал нагрузки и воздействия, производил расчеты эффективности эксплуатации В общем потрачено много времени и сил.

Но жизнь научила мыслить критично и делать трезвые выводы.

Хочу написать несколько соображений.

1. Сама по себе идея дома в форме сферы или ее усеченной части (купола) весьма интересна и привлекательна, как с внешней архитектурной стороны, так и со стороны интерьера, внутренней планировки и соответственно необычных ощущений, проживающих там людей.

2. Сфера (купол) являясь основной читаемой формой здания, иначе говоря ее "гвоздем", непременно должна гармонично дополняться архитектурными элементами, украшающими ее и одновременно несущими полезные функции. Такими элементами могут быть козырьки или туннели окон, порталы входов и пристроек, массивно выраженный цоколь, красивый верхний прозрачный фонарь или изящная, уравновешенная башенка. Без них сфера смотрится грубо и примитивно.

3. Соображения по конструкции и силовой схеме.
Каркасные технологии предполагают две основных схемы: геодезическая и ребристо-кольцевая.
Начнем с геодезической, поскольку именно ее мнимой простотой и подкупается большинство неискушенных приверженцев куполов. Эта схема реализуется разбивкой сферы на треугольники, стороны которых являются ребрами каркаса. В каждом узле такой сетки сходятся 6 или 5 ребер. По сути подобная структура представляет собой ферму, то есть инженерное решение с помощью которого можно собирать жесткие протяженные конструкции из коротких относительно тонких элементов - балок или стержней. Причем соединения стержней в узлах могут быть шарнирными, то есть не имеющими изгибной жесткости, а работающими только на сжатие и растяжение - это снижает прочностные требования к соединителям - коннекторам. Обычно среднюю длину ребра выбирают в пределах 1,5-2 метра, мотивируя это тем, что с досками большей длины тяжело манипулировать при сборке (например в одиночку). Геодезический каркас 4-ой частоты (наиболее ходовая 4-я и 3-я) имеет в своем наборе 6 различных длин досок, все эти ребра соединяются в узлах под разными углами. Каркас не имеет горизонтальных поясов ребер, все ребра расположены под различными углами к горизонту и к вертикали. Из описанного вытекают все недостатки геокаркаса, перечислю их кратко:
а) невозможность применения простых, стандартных пластиковых окон (массовых и следовательно дешевых), потому что все проемы, образованные ребрами каркаса треугольные и вдобавок наклоненные в обоих плоскостях. Сделать треугольные окна конечно можно, но они будут дорогими, поскольку стекло производится прямоугольными листами и с вас возьмут деньги за весь лист, в который вписан треугольник. Также эти треугольные окна будут глухими. Кроме того стандартные ПВХ окна предназначены для вертикальной установки, поскольку стеклопакет расположен как бы в корыте с бортами из ПВХ профиля и при наклонной установке в этом "корыте" будет стоять лужа воды. Применять мансардные окна (они только прямоугольные) в треугольной грани просто не эстетично.
б) Сама по себе полусфера обкромсанная кривоориентированными треугольными гранями выглядит весьма грубо, если не сказать уродливо, да простят меня за резкость уже реализовавшие подобное, но это объективная правда, такое мнение высказывают практически все посторонние люди, обладающие хотя бы зачатками вкуса. Отталкивающее впечатление только усиливается облицовкой граней чешуей гибкой черепицы, а какой еще кровельный материал уместно применить ума не приложу.
в) Поскольку все ребра каркаса имеют длину 1,5-2 метра, то никак не представляется возможным вписать в каркас полноценный входной портал или пристройку не нарушая при этом его целостности, но как известно удаление части стержней из фермы резко снижает ее жесткость и прочность. Большинство куполостроителей этого вообще понимают, смело удаляя несущие ребра. Но даже если закрыть на это глаза, то все равно крайне неудобно конструктивно сопрягать призматическую пристройку входа с кривотреугольной структурой купола, я уже не говорю об эстетической стороне.
Просто посмотрите непредвзятым взглядом на фотки домов от "Геодома", по сути лидера в реализации подобной технологии, они, мягко говоря, некрасивы.
г) Отдельная тема коннекторы, на них уйдет кругленькая сумма, NSD-ные ваще золотые, хотя реально из алюминия - смешно, наши - гаражно-коленочного исполнения, но тоже недешевые - полтора штукаря (потребность 60-100 комплектов). Проще и лучше всего самому сделать сварные, например из горячекатанной стальной полосы или применить для стыковки ребер фанерные шести-(пяти) угольники.
д) Крайне тяжело будет сделать пакет утепления с подкровельной вентиляцией, особенно учитывая многокривогранность каркаса.

 

Подытоживая описание геокаркаса следует обозначить где его лучше применять.
Пожалуй, геокаркас из металла наиболее уместен для тентовых павильонов и прозрачных, облицованных стеклом конструкций. Там, по крайней мере он будет смотреться.
Для деревянных каркасов жилых домов подобная технология вряд ли приемлема.

 

Ребристо-кольцевая схема несравнимо эстетичнее и технологичнее, чем геодезическая. Посмотрите фото домов от Domespace, в особенности их интерьера - очень стильно и красиво. Это не только мое мнение.
В нее удобно вписываются и вертикальные прямоугольные окна, и входные двери, а в верхнюю часть купола - стандартные мансардные окна.

Ребристо-кольцевая схема в умах многих связывается непременно с применением гнутоклееной балки. И это многих останавливает, поскольку изготовить подобный элемент самостоятельно не так то просто. Правда сейчас сделать на заказ подобные балки уже можно за относительно доступную цену.

Однако вместо гнутоклееной балки можно использовать и сегментную фанерно-досчатую, собранную на саморезах с клеем. Коробчатую, либо двутавровую. Таких балок потребуется не так уж много - 18-24 шт.

 

Применение в каркасе купола дугообразных балок, имеющих достаточное поперечное сечение, чтобы обеспечить требуемую изгибную жесткость имеет еще одно преимущество, по сравнению с однослойным геокаркасом. Кто хоть раз собирал вживую купол порядка 10-12 метров диаметром поймет меня сразу. Пока однослойный геокаркас не замкнут полностью, он весьма податлив и хлипок. Его форма определятся точностью изготовления ребер и коннекторов, также набегающей погрешностью в крепежных соединениях. Поскольку углы между ребрами составляют порядка 160-170 градусов в зависимости от частоты разбиения (в плоскости, проходящей через центр сферы), то даже небольшое изменение длины ребер вызывает значительное отклонение вершины (узла) от расчетной сферы. Отсюда возможны возможны всяческие нестыковки при сборке каркаса, особенно на этапе его замыкания, потому что к этому моменту все предыдущие ошибки суммируются и могут достигнуть весьма заметной величины. Еще хуже обстоит дело при сборке купола по методу Гуд-карма, когда купол собирается не из ребер, а из жестких треугольных панелей. Там вообще возможны ветровые аварии на промежуточных этапах сборки, незамкнутый купол не обладает жесткостью подобно свернутому в трубу листу тонкой бумаги.
Ребристо-кольцевой каркас свободен от этих недостатков. Там форма определяется точностью изготовления длинной дугообразной балки, которая легко обеспечивается с помощью шаблонов внизу на стапеле. При монтаже всего трех балок, расположенных под углом 120 градусов по азимуту, мы уже получаем прочную треногу, которая жестко задает позиции ключевых монтажных точек, значительно облегчая всю дальнейшую работу.

 

@And-Ray63, согласен со всем.
Добавлю- что гнутоклеенные балки не просто- а очень просто изготовить прямо на площадке с помощью простейшего стапеля

 

Шаг балок в ребристо-кольцевом каркасе выбирается порядка 1,5 метров по нижнему периметру. Такой шаг позволяет легко вписать как окно, так и достаточно широкую, двустворчатую дверь.

Кольцевые связи каркаса, идущие с шагом около метра значительно повышают его жесткость и прочность. В верхней части купола они работают на сжатие, а в нижней - на растяжение. В тех местах каркаса, где расположены оконные и дверные проемы дугообразные балки должны быть дополнительно усилены, поскольку там отсутствуют кольцевые связи, но это конструктивно несложно и достигается накладками, увеличивающими поперечное сечение балок.

 

@Ekodomik, а есть фотографии или детальное описание изготовления гнуто-клеенных балок (что-то наподобие https://www.forumhouse.ru/threads/154012/)?

 

Я видел на ютьюбе видео ролики с демонстрацией этой технологии.
Но все же, она отличается от промышленной:
1. Ламели в промышленности строганы и калиброваны рейсмусом.
2. Ламели соединены встык "елочкой", т. е. они не имеют разрыва по длине.

Склеенная промышленным балка по идее должна бы жестче и прочнее, за счет более тонкого клеевого шва и за счет того, что каждая ламель по сути цельная и хорошо работает на растяжение.

 

Честно говоря- нет фото. Когда клеили- не фотографировали. Следующие сборки только весной. Тему заведу обязательно

 

Ламели- только после рейсмуса и конечно сухие
Соединить можно в четверть - но считаю это лишним. При 12-15 слоях можно обойтись и просто смещением стыков. Прочность, конечно, будет меньше, но все равно сильно избыточная (имею ввиду высоту балки 300мм и больше. толщина такая- чтобы утеплителя достаточно поместилось)