Арка из кирпича своими руками - украшение фасадов. Разновидности кирпичных арок, как выполнить кладку своими руками

П ерекрывать камины и печи можно только арками , стяжками, напуском или клином. Нельзя применять для перекрытий металлические изделия: арматуру, уголки, швеллера и т. д.

Арка самое надёжное перекрытие, передающее вертикальную нагрузку от верхних рядов кладки печи или камина на стенки «в распор».

Арки бывают:

полуциркульными
лучковыми
прямыми

Полуциркульная арка – ровно в пол-круга – самая прочная и надёжная. Радиус закругления в такой арке равен половине ширины топки.

Для кладки такой арки необходимо сначала изготовить кружало. Возьмите лист фанеры и вырежьте из него 2 полукруга радиусом в половину ширины топки. Поставьте полукружья на пол и вставьте между ними деревянные бруски длиной 11 см и сколотите их гвоздями. Кружало готово.

При кладке арки на цементно-песчаном растворе, кирпичи на кружало кладут целыми, не сточенными, а заклинивают кладку раствором. При кладке арки на глине, заклинивать раствором нельзя, так как глиняно-песчаный раствор имеет очень низкую прочность и рано или поздно он выкрошится из швов. Поэтому все кирпичи арки необходимо стачивать на клин. Причём размеры клина зависят от радиуса закругления арки.

Можно размеры клина вычислить через геометрические формулы, но проще расчертить с помощью нитки. Для этого положите кружало на стол и приложите к нему кирпич. Из центра кружала натяните нитку на левый верхний угол кирпича.
Прочертите карандашом по кирпичу линию реза от верхнего левого угла. То же самое проделайте и с правой стороной кирпича. У вас получится примерно такой рисунок. Затем сточите болгаркой или кирочкой излишки и у вас получится клиновой кирпич, рассчитанный именно на ваш радиус закругления арки.

После подготовки необходимого количества клиновых кирпичей, можно начинать кладку. Кружало устанавливается в топку на подпорках, выравнивается по уровню и отвесу. Кладка арки ведётся, начиная с крайних кирпичей с тем расчетом, чтобы в верхней части арки стоял кирпич, а не шов между двумя кирпичами. Правильность кладки проверяется ниткой, натянутой из центра кружала. Кирпичи, прилегающие к арке подгоняются к ней по месту.

Лучковая арка более пологая чем полуциркульная. Применяется при более широких окнах, при ограниченной высоте окна. Кружала под такую арку представляют собой не ровную половину круга, а сектор.

Технология кладки лучковой арки такая же как и полуциркульной, с той лишь разницей, что радиус закругления в такой арке заранее неизвестен. Он вычисляется по формуле:

R – радиус закругления лучковой арки

в- высота, на которую вы хотите поднять верх арки (обычно равна высоте 1-2 рядов кладки)

с- половина ширины топки

Прямая арка . Применяется в том случае, если вы хотите сделать обязательно прямое перекрытие. От арки здесь остаются только кирпичи, сточенные на клин. То есть принцип арки (передавать вертикальную нагрузку в стороны) остаётся, а форма дуги пропадает.

Кружало при этом изготавливать не надо. Кладка арки ведётся по доске. В изготовлении прямая арка является наиболее сложным из всех перекрытий. Основную сложность представляет собой расчёт углов спила каждого кирпича, точнее его измерение.

Для определения углов сточки надо сначала задать центр арки. Дальше технология похожа на изготовление кирпичей для лучковой арки. Только вместо кружала используется прямая доска. Сначала в центр доски ставится центральный кирпич. Отмеряются углы срезов с помощью нитки, натянутой из центра арки к его верхним углам.

Центральный кирпич (1) пилится по линиям реза. Затем к центральному подрезанному кирпичу приставляется справа второй кирпич (2) так, чтобы левый нижний угол второго кирпича совпадал с правым нижним углом центрального. Нитка (4) натягивается на верхний правый угол второго кирпича из центра арки (3). Прочерчивается линия реза. При этом правый нижний угол второго кирпича оказывается ниже линии доски. По доске, как по линейке, прочерчивается вторая линия реза (5), срезающая правый нижний угол второго кирпича.

Таким же образом, последовательно приставляя последующие кирпичи к арке, подрезаются все остальные. При этом каждый раз правый нижний угол последующего кирпича будет опускаться всё ниже и ниже уровня доски. По той же технологии обрезаются кирпичи в левую сторону от центрального. В результате получается арочка с ровным низом и ступенчатым верхом.

Теперь остаётся провести прямую линию от левого верхнего угла самого левого кирпича к правому верхнему углу самого правого кирпича и обрезать все кирпичи по этой линии. Таким образом вы получите комплект кирпичей для прямой арки. Ставится такая арка по прямой доске, как по кружалу. При выборе центра арки надо учитывать, что высота кирпичей и прочность арки напрямую зависят от его положения. Чем ближе к арке расположен центр, тем клинья получаются круче, арка прочнее,но высота кирпичей в ней уменьшается.

Стяжка . Применяется в том случае, если вы хотите сделать прямое перекрытие с вертикально стоящими кирпичами. Не самый надёжный способ перекрытия. Использование стальных стержней может привести со временем к провисанию перекрытия. Для изготовления стяжки возьмите два стальных прутка диаметром 10-12 мм и длиной на 20-30 см больше ширины топки. На концах стержней нарежьте резьбу. В кирпичах, предназначенных на перекрытие, просверлите отверстия диаметром 12-14 мм. Разложите просверленные кирпичи в ряд и проденьте через отверстия срежни. Забейте швы между кирпичами раствором. После того как раствор подсохнет, наденьте на стержни шайбы и стяните, получившийся брус, гайками. Устанавливать такой кирпичный брусок можно прямо на окно камина. Это очень симпатично, но, из-за использования металла, очень ненадёжно. Каким бы огнеупорным ни был кирпич, он всё равно нагревается и нагревает стальные стержни, а коэффициенты теплового расширения кирпича и стали сильно отличаются друг от друга.

Перекрытие напуском. Применяется для прямого перекрытия небольших (шириной до 1 кирпича) участков в печах. Кирпичи в таком перекрытии не проваливаются за счёт того, что они консольно зажаты в кладке. При кладке под них надо подкладывать дощечку, которая затем убирается.

Перекрытие клином . Применяется для прямого перекрытия проёмов шириной до 2-х кирпичей. Для перекрытия клином тоже применяется подпорка, на которую укладываются номерные кирпичи. После окончания всей кладки дощечка убирается. Кирпичи №3 держатся за счёт жёсткой заделки в кладку, кирпич №6 держится за счёт клина.

Видео: кладка арки своими руками

Статья содержит подробное описание технологии строительства кирпичной арки. Поэтапная инструкция с видеоуроками поможет разобраться с основными моментами расчёта, подготовки и кладки свода. Вы узнаете, как правильно собрать опалубку и не допустить ошибок при её установке.

Арочный свод или перемычка — эффектное решение внешнего вида и надёжная конструкция верха любого проёма. Из-за большей длины (по сравнению с прямой перемычкой) она лучше распределяет нагрузку, что позволяет обходиться без применения металла или бетона при возведении стен или облицовке. Область применения арочной конструкции из кирпича:

Проёмы несущих стен.
Облицовка кирпичом.
Камины, печи (очаг или топка).
Уличные барбекю и мангалы.
Отдельно стоящие порталы (калитка, ворота).

Для построения арки понадобятся развитые навыки каменщика и плотника. Если нет уверенности в своих силах, лучше выложить пробную конструкцию, оценив её устойчивость. Мы рассмотрим вариант создания арки на абстрактном примере.

Для работы потребуется следующий инструмент:

Набор каменщика — кирка, шнур, мастерок, вёдра.
Электроинструмент — болгарка, шуруповёрт, электролобзик.
Плотницкий измерительный и разметочный инструмент.

Подготовка к работе

Для кладки арки необходимо собрать из дерева (брусок, рейка, листовой материал) временную несущую опалубку. Это деревянная опора, которая повторяет форму и размеры внутренней плоскости арки. Для того чтобы её сделать, нужно знать следующие параметры будущей конструкции:

Форма свода. Всего существует две разновидности арочных сводов — правильная арка и лучковая перемычка. Подробнее о них можно мы рассказали в статье «Оконная перемычка» . В самой работе выбранная форма не играет большой роли, поэтому здесь следует руководствоваться больше сочетанием внешнего вида с другими архитектурными элементами.
Радиус арки. В правильной арке радиус полуокружности (свода) равен половине расстояния между опорами (по внутренней плоскости). Радиус свода лучковой перемычки определяется произвольно (индивидуально) из соображений внешнего вида.
Расстояние между внутренними плоскостями опор. Определяется по месту. Кружало должно свободно проходить между опорами.
Толщина стенки. Арка может быть любой толщины, даже непрерывным тоннелем. Для начала рекомендуем построить конструкцию толщиной в 1 кирпич (250 мм).
Предварительный расчёт. Главное условие стабильности кирпичной перемычки — нечётное количество кирпича. То есть центральный («замковый») камень должен находиться на равном расстоянии от опор или их проекций. Если он будет немного меньше стандарта, можно подрезать его болгаркой. При этом толщина шва в нижней части кладки должна быть не менее 5-6 мм, в верхней не более 30 мм.

Когда все размеры сняты и есть полная ясность желаемого результата, можно приступать к сборке опалубки.

Сборка опалубки

Ход работы:

Из листового материала (ОСБ, фанера, ДСП) вырезать два одинаковых полукруга или сегмент по размерам будущей арки (мастера называют эти сегменты «кружало»).

К кружалам прикрутить бруски для усиления — по низу и в верхней трети (горизонтально, параллельно).
Зафиксировать стенки на необходимом расстоянии (250 мм) бруском.
Распределить рейки с шагом 200 мм по грани окружности таким образом, чтобы они образовывали поддерживающий каркас. Зафиксировать их саморезами.
Тонким листовым материалом (фанера, ОСБ 4-6 мм, оцинковка, ДВП) перекрыть рабочую плоскость опалубки (место укладки кирпича). Деревянную плоскость можно смазать маслом или соляркой, чтобы не портилась от раствора, и легче было снимать опалубку.

Опалубка готова. Теперь нужно установить её непосредственно в проём.

Установка опалубки

Даже если вес кирпичей предполагается небольшой, и арка находится на высоте, настоятельно рекомендуем устанавливать опалубку на вертикальные стойки. Их можно зафиксировать к опорам дюбелями в шов, а в середине поставить дополнительную опору. Обязательно сделайте распорки стоек.

Как правило, арку выкладывают одновременно с плоскостью, поэтому место «пяты» (опорной площадки свода арки) определяется по уровню ряда кладки. Его высота должна быть известна заранее (в пределах допуска).

Если вы решили делать лучковую (сегментную) перемычку, придётся дополнительно выложить упоры для пяты. Для этого кирпич подрезается по месту. Форма подрезки — соответственно положению первого кирпича свода. Опалубку при этом устанавливают так, чтобы начало свода приходилось на плоскость пяты.

Кладка арки и подрезка пяты, видео

Своды правильной арки начинаются с кирпича, лежащего горизонтально, затем поднимаются, постепенно изменяя угол наклона. Поэтому опалубку следует установить после укладки первого кирпича в опору. Начало свода будет приходиться на него (на первый кирпич).

Кладка кирпича

От рядовой кладки арка мало чем отличается — основные трудности связаны с правильным расчётом и изготовлением ровной опалубки. Если вы делаете арку «холодной» конструкции, используйте цементный раствор усиленной пропорции (1 часть цемента, 2,5 части песка). Если это будет печь или мангал, следует применить специальный раствор на глине.

Кирпич на опалубку укладывается с двух сторон одновременно. Используйте ограничители толщины нижнего слоя и проверяйте плоскость. Она должна совпадать с плоскостью опор, а швы заполнены раствором. Демонтировать кружала можно не ранее 21 дня с момента укладки.

Уличный камин — видео кладки стен и арки

Освоив главные принципы расчёта, создания опалубки и общего подхода, начинающий мастер вырабатывает собственные приёмы и ноу-хау. Чем больше практики, тем лучше будет результат. На основе данных этой статьи вы сможете овладеть кладкой любого вида каменных перемычек.

Топка в виде арки. Пошаговое видео с комментариями

Архитекторы часто в своих работах используют архитектурно-дизайнерские элементы, которые придают строению оригинальность и красоту. Одной из таких декоративных деталей является арка. Внутренние конструкции легко оформляются с помощью гипсокартона. Для сооружения наружных геометрических элементов используется кирпич. Многих начинающих мастеров интересует вопрос: как делается арка из кирпича своими руками?

Виды арок

Арки в архитектуре используются в зодчестве разных народов. Соответственно, на их форму оказывало влияние культурного наследия стран. Примером этому может служить аравийская арка, широко распространенная в архитектуре ближневосточных государств.

Наиболее часто встречаются следующие типы арок:

полуциркульная или полукруглая: имеет вид полуокружности, центр которой находится на одном уровне с пятами арки. Опирается такая конструкция чаще всего на пилоны. Данный вид арки можно отнести к классике;
лучковая: по форме представляет собой дугу, равную четверти окружности. Арки такого типа украшали оконные проемы жилых домов Древнего Рима;
стрельчатая или ломаная арка, образованная двумя пересекающимися под углом дугами.

В современной архитектуре в качестве декоративного элемента используются два первых типа – полукруглые (их сейчас называют полными) и лучковые. Не меньшей популярностью пользуются и клинчатые арки – такое название они получили, благодаря технологии строительства: кирпичи выкладывают клином с последующей их фиксацией»замком».

Общая технология кладки кирпичных арок

Кладка арки из кирпича, независимо от выбранного типа, производится в следующем порядке:

Разрабатывается общий вид арки.
Производится расчет ее параметров.
Вычерчивается рабочий чертеж с указанием всех необходимых размеров.
Изготавливается шаблон, который затем устанавливается в проеме.
Выкладываются перемычки проем.
Закрепляется и фиксируется кирпичная кладка.
Производится демонтаж шаблона.

На последнем этапе выполняется отделка сформированного проема.

Расчет шаблона

Перед тем как сделать арку из кирпича, необходимо изготовить вспомогательную конструкцию – шаблон. Его качество оказывает непосредственное влияние на конечный результат. По этой причине необходимо тщательно рассчитать его размеры. В качестве примера можно рассмотреть оформление окна шириной 1500 мм при помощи лучкового типа.

Обратите внимание: для проектирования арочного проема важна не его ширина, а длина дуги, по которой и будет выкладываться кирпич. Чтобы не создавать себе проблем в дальнейшем, надо этот размер на стадии расчета подкорректировать таким образом, чтобы он был кратным 70-75 мм.

Шаблон по ширине должен быть меньше проема на 5 мм. Этот небольшой зазор облегчит операции его установки и разборки (даже если он отсыреет).

Высота вспомогательной конструкции должна совпадать с аналогичным параметром арки. Кстати, она не должна быть слишком низкой – это чревато проседанием кирпичной кладки под воздействием нагрузки.

Теперь осталось определиться с толщиной шаблона. Если она будет слишком большой, вес конструкции усложнит работу. Оптимальной в нашем примере можно считать толщину 200 мм.

Изготовление шаблона

Работу начинаем с разметки арки на листе ДСП. Для этого надо:

разметить осевую линию;
симметрично осевой провести границы проема;
на оси отметить верхнюю точку арки;
от высшей точки отложить вниз размер, равный высоте арки, и через полученную отметку провести прямую, перпендикулярную оси. Места пересечения вспомогательной линии с правой и левой границами проема отметить точками;
от той же (высшей) точки вниз отложить отрезок, равный радиусу арочной дуги – таким образом находится центр окружности;
в центральной точке установить металлический стерженек (колышек) и привязать к нему отрезок вязальной проволоки, равный по длине радиусу окружности;
ко второму концу прикрепить карандаш, и при помощи импровизированного циркуля соединить три ранее размеченные точки.

Шаблон состоит из двух таких деталей – кружал – соединенных между собой брусками. Если кружала вырезать точно по разметке, то острые углы не дадут возможности их скрепить друг с другом. Поэтому перед тем, как приступить к выпиливанию, надо от нижних точек арочного профиля отложить вниз по 100 мм, увеличив таким образом тело детали.

После этого можно вырезать деталь электролобзиком.

Второе кружало размечать намного проще: для этого надо использовать уже вырезанную деталь в качестве выкройки. Просто наложите ее на новый лист ДСП и обведите по контуру.

Бруски, предназначенные для скрепления кружал, должны по длине соответствовать заданной толщине шаблона. Скручивают подготовленные детали саморезами. По верху шаблона прибивается полоса ДВП – таким способом все возможные неровности приспособления сглаживаются.

Кружало в оконном проеме для кладки кирпичной арки

Установка шаблона в проеме

Под края шаблона устанавливаются подпорки из обрезной доски толщиной 20 мм. Для предотвращения их падения между ними вставляют распорку.

Шаблон устанавливается сверху на подпорки заподлицо с краем фасонного лицевого кирпича. Следует иметь в виду один нюанс: слишком выступающая арка (более 60 мм) в процессе эксплуатации будет разрушаться от морозов и дождей. Если все-таки вы решитесь на такой шаг, закройте ее сверху керамической плиткой или металлом.

Кладка арки из кирпича своими руками

Сначала выкладывают правую левую пяты арки. После этого можно приступить к разметке порядовки. Делается это при помощи рулетки. Для удобства на шаблоне делают разметку через каждые пять кирпичей.

По толщине шва решение принимается на месте.

После этого можно выложить арку от пяток к высшей точке — с двух сторон. Последние один или два кирпича (в зависимости от того, четное или нечетное число получилось при разметке) — называются замковыми. После их укладки на место швы тщательно забиваются раствором. Если этого не сделать, арка может «сесть».

Арку – лицевую и забутовочную – необходимо выложить за один прием. Шаблон можно снять через два-три часа после того, как кладка обжата. Если убрать вспомогательную конструкцию в этот же день не получается, защитите ее от возможного дождя полиэтиленовой пленкой. Иначе разбухшее дерево может подорвать свежую кладку, и работу придется полностью переделывать.

Арка – это криволинейная перемычка, служащая архитектурным элементом проема стены или пролета между опорами. Боковой распор сводчатой конструкции обеспечивает ее прочность. Кирпичные арки различаются по видам:

лучковые арки – кладка кирпичей в них производится по направляющей в виде усеченной дуги;
клинчатые арки – кирпичи укладываются клином с устройством фиксирующего «замка»;
полные арки – кирпичная кладка выполняется полукругом и имеет высоту в 1/2 ширины проема.

Несмотря на различные способы кладки штучного камня, последовательность и общий принцип работ по изготовлению таких арок особо не отличаются. При наличии опыта в строительном деле любую из них можно выложить своими руками.

Материалы для кладки

При монтаже арок используются трапециевидные клиновые кирпичи. Форма таких материалов позволяет надежно фиксировать конструкцию свода. Клиновые кирпичи можно купить в магазине строительных материалов или изготовить самостоятельно путем механической обработки обычных изделий до придания им нужной формы.

В качестве вяжущего материала для кирпичной кладки арок применяется цементно-песчаный раствор или специальные его виды. Например, для оформления своими руками очагов печей или каминов, раствор готовится из глины с добавками мелкого гравия фракцией менее 8мм и шамотного песка.

Облицовка выложенных арок часто выполняется с использованием декоративного камня. Этот отделочный материал удобен, отлично вписывается в интерьер практически любого помещения, придавая ему солидность.

Изготовление кирпичной арки

На технологию изготовления своими руками кирпичной арки влияет выбор ее вида и конструктивных особенностей. Процесс монтажа свода состоит из нескольких этапов:

расчет и изготовление арочного шаблона;
установка шаблона в проеме или между опорными столбами;
кирпичная кладка свода;
обжатие и закрепление готовой конструкции;
разборка шаблона;
отделка арки.

Каждый из этих этапов строительства требует внимательного исполнения. Поэтому рассмотрим их подробнее.

Изготовление арочного шаблона

Кладка арки из кирпича выполняется с применением специального шаблона, который повторяет контур будущего проема. Кроме формообразующей, арочный шаблон выполняет несущую функцию в процессе основной работы. Поэтому важно точно рассчитать и изготовить этот вспомогательный элемент своими руками. При его расчете нужно учитывать, что высота подъема арки должна соответствовать ее радиусу округления и быть равной 1/2 ширины проема.

Материалом для изготовления шаблона служат доски и листы древесно-стружечных плит (ДСП). На листе ДСП карандашом намечается центр конструкции арки, ее нижние и верхние точки. Потом их нужно соединить дугой до получения усеченного полукруга. По выполненной разметке выпиливаются два кружала, основания которых прибиваются по длинным торцам доски. Длина отрезка доски должна соответствовать ширине проема, а ее поперечный размер – толщине будущей арки. К дугообразной части кружал, начиная с основания конструкции, прибивается полоса оргалита т.6мм, на которой будет производиться кирпичная кладка. Шаблон готов.

Установка шаблона

Установка изготовленного своими руками шаблона выполняется при помощи боковых подпорок. Они изготавливаются из досок и устанавливаются с внутренней стороны проема, затем распираются между собой брусьями нужной длины или другими досками. Затем на верхний торец подпорок устанавливается шаблон.

Для правильного размещения на нем камня кладки нужно сделать разметку. Для этого на середину шаблона устанавливается кирпич. Затем раздвигается циркуль на ширину равную толщине кирпича плюс 0,5см толщины шва кладки. От уложенного кирпича откладываются зафиксированные расстояния по кромке шаблона с нанесением отметок. Это нужно проделать по обеим сторонам шаблона.

Выполнение кладки арки

Арочная кладка ведется равномерно с двух сторон шаблона, передвигаясь постепенно к его середине. Положение каждого уложенного камня должно соответствовать своей отметке. Нанесение раствора на постель кирпича должно быть клинообразным – это улучшит фиксацию материалов. Швы кладки не должны расширяться на величину более 25мм. После завершения основной работы в середине арки вертикально устанавливается замковый кирпич. Он плотно забивается и фиксирует всю конструкцию.

Правильность кладки и направления радиальных швов проверяются по разметке и шнуру, конец которого привязывается к гвоздю, забитому в центре опорной части шаблона.

Опалубку можно удалять через 2-3недели, на этот срок влияют температура воздуха и качество кладочного раствора. Чтобы извлечь шаблон необходимо удалить распорки и опорные доски, а после этого аккуратно опустить его вниз.

Отделка арки

Впечатляющий результат можно получить при отделке кирпичной арки своими руками с использованием декоративного камня. Для этого процесса применяются его узкие пластины – так проще крепить их на арочных закруглениях. Порядок дальнейших действий таков:

Поверхность арки зачищается вместе с частью примыкающих стен и обрабатывается грунтовкой. При гладких поверхностях на них делаются насечки.
Готовится раствор, состоящий из клея, песка и извести. Его состав может меняться в зависимости от вида декоративного камня.
Обычно, кроме арки, подвергаются облицовке прилегающие части стен. Первый ряд камня укладывается снизу на стыках арки и стены.
Укладка следующего ряда камня тоже начинается снизу, но крайний камень должен в нем немного выступать за стык. Все остальные камни укладываются внахлест.
Элементы отделки закругленных краев арки предварительно обрезаются по дуге при помощи строительного ножа и плоскогубцев.
Внутренняя часть арки облицовывается элементами декоративного камня также их укладкой внахлест.
После отделки образовавшиеся швы заделываются специальным раствором, который наносится шпателем.

Кирпичные арки могут исполняться своими руками в различных стилях, но кладка любого из них придаст вашему жилью оригинальный вид и великолепную атмосферу.

Зачастую перед строителем возникает задача выстраивания арочного перекрытия, обустройства куполообразной кровли или оригинального «горбатого» мостика над водоемом, который становится все более популярной малой архитектурной формой. При этом, в большинстве случаев мастера не утруждают себя сложными расчетами, используя две величины, которые известны даже семикласснику. Такими величинами являются ширина пролета, впоследствии перекрываемая аркой, и высота подъема арки, которая рассчитывается путем определения расстояния между воображаемой горизонтальной линией, проведенной между точками, на которые осуществляется упор арки, и наивысшей точкой арки. По мнению специалистов, данных величин недостаточно, чтобы обустроить надежную арку с высокими эксплуатационными характеристиками. Основная роль при конструировании арочного перекрытия отводится выбору материалов, из которого будет сооружаться арка, и связанному с ним расчету арки, правильность проведения которого определяет ее последующие эксплуатационные характеристики. Следуя данным рекомендациям, вы сможете сконструировать надежное арочное перекрытие, которое станет отличным решением и не только разнообразит дизайн квартиры, но и станет отличным украшением ландшафтного дизайна сада. Специалисты в данной сфере без труда произведут все необходимые расчеты, но что делать, если нет возможности воспользоваться их услугами, и приходится выполнять все работы самостоятельно? В этом случае воспользуйтесь нашими рекомендациями, которые помогут вам максимально эффективно справиться с поставленной задачей.

Арочные системы с точки зрения профессионала

С точки зрения специалистов инженеров, арочными конструкциями называются системы ломаного или криволинейного характера, на опорные элементы которых действуют вертикальные нагрузки, приводящие к наклонным реакциям, направленным внутрь проема. Горизонтальной составляющей подобной опорной реакции является распор, что свидетельствует о том, что арочные системы являются распорными конструкциями. Это и является их основным отличием от балок, которые испытывают только нормальное механическое напряжение. В современном строительстве арки используются в качестве основных несущих конструкций сооружений различного назначения, будь то хозяйственные, промышленные или сельскохозяйственные постройки, пролетом от 12 до 70 м. Что касается зарубежного строительства, то в данной отрасли конструирование арочных пролетов еще более развито, что позволяет сооружать арки высотой до 100 м и более.

Классификация арок: основные разновидности

В соответствии со статической схемой , различают бесшарнирные , двухшарнирные и трехшарнирные арки ;

Также опорные конца арки можно соединить горизонтально расположенным стержнем, воспринимающим горизонтальную нагрузку и называемым затяжкой . Расчет арки с затяжкой несколько отличается от расчета двухшарнирной арки или трехшарнирной арки без затяжки.

Для каждого из этих типов характерны свои достоинства и недостатки, в связи с чем, выбор конструкции осуществляется инженером-проектировщиком, который осуществит расчет трехшарнирной арки с учетом прочностных требований, предъявляемых к ней, материалов, используемых для ее конструирования, и архитектурных задач, которые возлагаются на ту или иную конструкцию.

В соответствии со схемой опирания, выделяют арки с затяжкой и арки без затяжки . Если первые воспринимают распор, то распор последних передается на опоры. Изготовление затяжки осуществляют из профильной стали или арматуры. Если эксплуатация арки будет осуществляться в условиях агрессивных сред, способствующих коррозии металла, допускается использование деревянных клееных затяжек.

По форме различают:

Треугольные арки, состоящие из прямых полуарок. Расчет треугольной арки не представляет сложностей, и вы сможете произвести его самостоятельно;

Пятиугольные арки;
Сегментарные арки, оси полуарок которых располагаются на общей окружности;
Стрельчатые арки, состоящие из нескольких полуарок, оси которых расположены на двух окружностях;

Как осуществить расчет трехшарнирной арки с затяжкой: рекомендации специалистов

Если вы планируете осуществить монтаж небольшой арки, расчет и конструирование не доставят вам особых сложностей, так как для их производства предпочтительнее использовать листы строительного материала огромных размеров, такого как фанера, гипсокартон или OSB-плиты. Наибольшие показатели их длины ширины составляют 250 и 120 см соответственно, что позволяет просто начертить арку на листе материала и выпилить как минимум две составляющие детали несущих балок. В завершение такие арки обшивают листовым материалом, после чего можно считать, что арка готова. Несмотря на быстроту и простоту монтажа арок данным методом, для него характерны и свои недостатки, среди которых большое количество материала, затраченного на отходы, декоративность готовой арки и неспособность конструкции нести нагрузки.

Обустройство арочных конструкций существенно усложняется, если перед мастером стоит задача монтажа арки над большим просветом (до нескольких метров) или арки, способной выдерживать высочайшие нагрузки. В связи с тем, что на строительном рынке трудно найти материалы, размеры которых позволяют осуществить монтаж такой арки, она конструируется как наборная конструкция, состоящая из нескольких деталей. В связи с этим, перед мастером встает задача точного расчета арки и определения размеров ее деталей.

Как уже упоминалось ранее, арки различают в соответствии с такими параметрами, как форма, размер и высота, и прежде, чем реализовать проект расчета деревянной арки, необходимо четко представлять себе конструкцию и приблизительные размеры желаемой арки. С учетом данных параметров, легче определиться с выбором материалов для ее монтажа и последующим проведением расчетов.

Дилетанты, услышав словосочетание «расчет арки» зачастую пугаются, однако расчеты в данном случае несложные и основаны на использовании школьных формул из геометрии. Кроме того, чтобы облегчить проведение расчетов, необходимо начертить на миллиметровой бумаге контур арки в несколько уменьшенном масштабе. После этого изготавливают шаблон арки в реальном размере, имея который, вы сможете наиболее эффективно провести дальнейшие расчеты, так как сможете приложить так называемую копию арки к месту ее монтажа и оценить правильность проведенных расчетов. Для изготовления шаблона можно использовать плотный картон, фанеру или лист ДВП.

Арочные конструкции занимают обширную нишу в архитектуре, и их использование - широчайшая тема, объять которую невозможно в одной статье. В настоящем материале мы рассмотрим изготовление арки в квартире или частном доме, так как традиционный прямоугольный проем, оформленный в виде арки, станет эксклюзивной деталью интерьера квартиры, выгодно отличающей ее от других квартир.

Рассмотрим пример расчета трехшарнирной арки:

В большинстве случаев, независимо от опыта мастера, ему известны три параметра арки, среди которых ширина пролета, перекрываемого аркой, высота арки, а также глубина (ширина) стены. Перед мастером при этом стоит задача рассчитать параметры деталей арки, собрать их в единую арочную конструкцию и прочно закрепить ее.

Способ № 1 - эмпирический

Несмотря на то, что любой расчет арки начинается с вычисления радиуса ее окружности, арка не всегда представляет дугу окружности. Существуют ситуации, когда арка состоит из двух дуг (это относится к аркам, выполненным в готическом стиле) или характеризуются несимметричными очертаниями. В этом случае расчет каждой дуги арки производится отдельно. Но, вернемся к расчету окружности арки. Его удобнее производить на бумаге, при этом уменьшив размер, в масштабе, например, 1: 50. Подготовив бумагу и циркуль, чертим на листе дверной проем с учетом масштаба и проводим ось симметрии, делящую проем пополам. После этого ось циркуля необходимо изменить, поставив ножку с иглой непосредственно на ось симметрии. Далее нужно начертить несколько дуг и, остановив свой выбор на наиболее оптимальной, остальные убрать с помощью ластика.

Чтобы нагляднее продемонстрировать данный пример, изобразим дугу арки:

где R - радиус окружности арки, а L представляет собой половину хорды дуги, тогда как размер хорды соответствует длине арочного просвета. Что касается H, то данный показатель отображает высоту подъема арки.

Способ № 2 - математический

Чтобы осуществить математический расчет радиуса окружности арки, воспользуйтесь теоремой Пифагора, в соответствии с которой:

R= L2 + (R2 - H2)

R= L2 + (R - H)2

Разложив двучлен, преобразуем выражение в вид:

R2 = L2 + R2 - 2HR + H2

Вычтем из обеих частей R и получим:

L2 + H2 - 2HR = 0

Перенесем слагаемое с R за знак равенства:

2RH = L2 + H2

И, наконец, получим искомый R:

R = (L2 + H2)/ 2H

Важно! Формула для вычисления радиуса окружности арки: R = (L2 + H2)/ 2H , где R - радиус окружности арки, H - высота подъема арки, L - половина хорды дуги (длина арочного просвета).

В связи с тем, что арка состоит из нескольких частей, для изготовления которых придется использовать доску определенной ширины, произведем расчет размеров детали, которую можно изготовить из доски с конкретными размерами. Для этого необходимо решить обратную задачу. С учетом известного радиуса арки и высота ее подъема (в данном случае это ширина доски), рассчитаем максимально возможную длину детали, которую можно изготовить из доски с определенной шириной, то есть произведем расчет длины арки. В связи с тем, что из предыдущих расчетов нам уже известны определенные соотношения, выведем следующую формулу:

L2 = 2RH - H2

HR - H2

Чтобы правильно изготовить арку, необходимо подготовить несколько больше деталей, с учетом того, что в процессе монтажа их придется стыковать. Способ стыковки выбирается в зависимости от назначения арки. Практикуется использование накладных деталей по «щекам» арки и стыковка двух арок, с учетом сдвига на полдетали.

В процессе расчета деталей необходимо учитывать то, какая сторона арки, в зависимости от ее расположения по отношению к деталям, больше всего нас интересует (внутренняя или внешняя). Проще говоря, нам необходимо понять, как будут располагаться несущие детали арки по отношению к самой арке. Например, при обустройстве куполообразной кровли, несущие детали арочной конструкции будут располагаться ниже арки, а при монтаже арочного свода - выше. Возникают ситуации, когда необходимо обустроить двустороннюю арку. В последнем случае расчет деталей арки произведет по наименьшему закруглению.

Если в процессе эксплуатации, арка будет нести высокие нагрузки, необходимо произвести ее усиление с помощью различных балок и затяжек, установленных между узлами арки. Таким образом, вы сможете обустроить несущую ферму, которая способна выдержать повышенные нагрузки.

Если вы решили обустроить арку в готическом стиле, вам необходимо максимально точно определить радиус закругления арки на концах. В этом случае вы облегчите себе задачу, используя эмпирический способ расчета арки, с помощью которого вы экспериментальным путем подберете точку закругления арки, далее из этой точки вниз проведете линию, идущую параллельно стене, измерите полученное расстояние и проведете линию такой же длины с другой стороны. Затем ножку циркуля ставят на эту линию, определяют расстояние (радиус) и, двигаясь вниз или вверх параллельно линии, определяют точку, где линия стены и дуга арки сомкнутся посредством второй (меньшей) дуги. На второй стороне чертежа необходимо произвести то же самое.

Чтобы облегчить себе задачу и максимально эффективно произвести расчет арки, вы можете сделать несколько чертежей и выбрать наиболее подходящий. Как вы уже поняли, приведенные примеры расчета арки далеко не единственные, и существуют другие способа расчета, однако эмпирический способ наглядно вам демонстрирует, как будет выглядеть арка после осуществления монтажа. Кроме того, в процессе осуществления расчетов вы сможете легко корректировать чертеж до тех пор, пока не достигнете желаемого результата.

Сделав чертеж и удостоверившись в его правильности, необходимо изготовить шаблон арки, используя который, вы без труда осуществите монтаж любой арочной конструкции.

Несколько слов о выборе материала для арки

Для изготовления арки можно использовать различные материалы, в том числе и металл (расчет металлической арки производится несколько иначе), а также кирпич и бетон, однако наиболее простым и дешевым способом является изготовления арки из гипсокартона. В связи с тем, что арка, изготовленная из кирпича и бетона, будет очень тяжелой, для нее необходимо монтировать арматурный каркас. Арматура легко поддается сгибанию, и вы без труда сможете сварить из нее каркас. После этого, используя перфоратор, в стенах необходимо просверлить отверстия, вбить в них штыри и приварить к ним арочный каркас.

Изготовление арки из гипсокартона осуществляется намного проще и быстрее, однако готовая конструкция будет менее прочной, чем ее кирпичные или бетонные аналоги. Для этого необходимо изготовить каркас из жестяных профилей, по бокам обшить их гипсокартоном, а для обшивки внутреннего проема использовать сегменты(для их изготовления гипсокартон разрезают с одной стороны, выгибают и в заключение закрепляют саморезами). Образовавшиеся грани необходимо сгладить шпаклевкой.

Расчет кирпичной арки: основные моменты

Чтобы осуществить расчет кирпичной арки, также необходимо изготовить шаблон из ДВП, качество которого во многом определяет эксплуатационные характеристики и внешний вид будущей кирпичной арки. В первую очередь необходимо рассчитать размеры шаблона, для чего потребуется знание ширины арочного проема. Например, ширина арочного проема составляет 15000 мм.

Так как ширина шаблона должна быть на 5 мм меньше, значит, она составит 1495 мм. Даже если произойдет разбухание шаблона от влаги, вы сможете без труда осуществить его демонтаж на финальных стадиях работы. Высота шаблона должна соответствовать высоте арки, в нашем случае пусть будет 168 мм. Так как целый лицевой кирпич рекомендуется класть в верхней части арки, необходимо произвести расчет числа кирпичей. Так как высота одного ряда составляет около 72 мм (высота кирпича + высота шва), а общее число рядов равно 4, арочная высота составляет 72*4 - 120 = 168мм. (120мм при этом - высота кирпича, уложенного на ребро).

И в заключение

Чаще всего монтаж арочных конструкций осуществляется для декоративного оформления помещения, независимо от его предназначения. Это может быть и дом, и квартира, и офис.

Зачастую с помощью арки оформляют дверной проем между кухней и гостиной. Однако монтаж арки может использоваться и в процессе более масштабных видов строительства. Если вы планируете оформить с помощью арки внутреннее убранство помещения, специалисты рекомендуют изготовить арочную конструкцию из гипсокартона, так как это намного дешевле, проще и менее трудозатратно. При этом готовая конструкция ничуть не уступит аркам из кирпича или дерева. Чтобы не разочароваться в красоте и правильности арки, специалисты рекомендуют подойти к монтажу арочной конструкции с должной тщательностью и провести расчет арки, что можно осуществить несколькими способами. В нашей статье мы предложили вам два наиболее распространенных и эффективных способа расчета арки, воспользовавшись которыми, вы сможете соорудить надежную и эстетически привлекательную арку.