Перечисленные формы крыш подвергаются модификации за счет применения различных элементов, как в устройстве самого покрытия, так и в конструкции кровли. Дополнительные элементы служат для внешнего оформления крыши и повышают функциональность жилых помещений, обеспечивая освещение и вентиляцию.

Глава 2. Общие сведения об устройстве крыш

2.1 Понятие «крыша», «уклон». Типы крыш

Крыша — это верхний ограждающий элемент здания. Она более других конструктивных частей постройки противостоит природным явлениям: летом солнечные лучи нагревают и раскаляют кровлю, осенью и весной ее гидроизоляционные свойства испытывают дожди и талая вода, зимой она удерживает на себе тяжелый снежный покров, в любое время года сильные порывистые ветра устраивают ей проверку на устойчивость. Поэтому конструкция крыши должна отвечать требованиям прочности, гидро- и теплоизоляции, а кровельные материалы должны быть морозостойкими и иметь химическую и радиационную стойкость. По архитектурно-конструктивному решению различают два типа крыш: чердачные и совмещенные. По существу совмещенная крыша представляет собой гидроизоляционный ковер из нескольких слоев рубероида на битумной мастике, уложенный на чердачное перекрытие. Такие крыши обычно плоские, они не имеют уклона, а водоотвод с них осуществляется с помощью внутренних водостоков. При индивидуальном строительстве крыши такого типа устраиваются крайне редко (в основном лишь при возведении небольших хозяйственных построек).

Чердачные, скатные крыши состоят из деревянного каркаса и кровли.

При выборе формы крыши приходится учитывать многие факторы, которые влияют на ее эксплуатационные качества. Так, в соответствии с требованиями пожарной безопасности высота чердачного помещения должна быть не менее 1,6 м. В снежных районах крыши следует делать с большим уклоном, а форму лучше всего выбирать без западающих углов и разжелобков. В районах с сильными ветрами крыши нуждаются в усилении несущих конструкций.

Вообще, уклон крыши — это один из основных параметров, определяющих ее конструкцию. Значение этого параметра может варьироваться в пределах 15 — 45°. Тот или иной уклон придается крыше в зависимости от климата местности, в которой строится дом, и от вида используемого кровельного материала. Минимальный уклон — 15-20° — допустим при использовании металлической кровли; для асбестоцемента ой кровли достаточно уклона 20 — 30°; самого, большого уклона требует черепица — 35 — 45°. Произвольно уменьшать уклон крыши не рекомендуется. Увеличивать уклон можно, но до определенных пределов (он не должен быть более 70°). Существует прямая зависимость между шириной перекрываемого пролета, уклоном крыши и ее высотой: чем шире перекрываемый пролет и больше требуемый уклон, тем выше должна быть крыша.

2.2 Основные сведения о стропильном каркасе крыши

«Скелетом» крыши является стропильный каркас

В малоэтажных домах индивидуальной застройки несущей конструкцией обычно является деревянный стропильный каркас. Деревянный каркас крыши состоит из следующих конструктивных элементов: мауэрлата, стропил, затяжек, стоек, подкосов и ригелей.

Мауэрлат (плотники обычно называют его матицей) представляет собой брус сечением не менее 10 х 10 см или бревно, обтесанное с нижней стороны. Мауэрлат служит опорой для стропил и равномерно распределяет нагрузку от каркаса и кровли на наружные стены. В рубленых домах роль мауэрлата обычно выполняет верхний венец сруба.

Стропила принимают на себя вес кровли, снега и давление ветра, поэтому древесина для их изготовления не должна иметь никаких изъянов: гнили, червоточин, выпадных сучков, трещин в зонах соединения, трещин вне зон соединения. Размер сечения стропил подбирается в зависимости от их длины и расстояния между ними.

Самый простой каркас у односкатных крыш, он состоит из наслонных стропил, которые опираются на мауэрлаты, уложенные по верху разновысоких стен, сверху стропил набивается обрешетка.

У каркасов многоскатных крыш стропила висячие, нижними концами они опираются на стены, а верхние концы стропил сходятся друг с другом в коньке. Стропила можно крепить прямо к мауэрлату, но если нужно перекрыть большой пролет, а также при использовании тяжелых кровельных материалов нагрузка может оказаться чрезмерной. В подобных случаях в конструкцию каркаса включаются дополнительные элементы. При этом собираются стропильные фермы, из которых затем и монтируется каркас.

При врубке стропильных ног в мауэрлаты на балках чердачного перекрытия устраивается временный дощатый настил. Далее укладывается на место мауэрлат или заменяющие его бруски. Затем на мауэрлате и концах стропильных ног делают врубки и закрепляют стропильные ноги.

Таким путем устанавливаются две крайние пары стропил (по одной паре на каждой стороне здания). Затем между ними по коньку натягивается шнур либо укладывается слега или доска, по которой выравниваются все промежуточные пары стропил, устанавливающиеся далее.

Стропильные фермы собираются внизу, а затем поднимаются на дом и устанавливаются. Верхушки (коньки) ферм соединяются между собой коньковым прогоном. Конструкция ферм может быть простой и сложной. Простая ферма представляет собой две стропильные ноги, упирающиеся в горизонтальный брус, — затяжку. В сложной конструкции присутствуют другие элементы — стойки, подкосы, ригели. Работа по сборке ферм значительно ускорится, если сборку производить по шаблону, сколоченному из досок. Существует множество способов соединений элементов стропильного каркаса между собой. Если каркас крыши монтируется только из стропильных ног, то они соединяются с мауэрлатом или верхним венцом сруба на шип. При соединении стропила с затяжкой, чтобы его конец не скользил по затяжке, его врубают одинарным или двойным зубом с шипом и без него. Во избежание скола древесины на конце затяжки врубку следует выполнять с отступом от края в 25 — 30 см. Если же соединение необходимо выполнить в край затяжки, то его стропильную ногу врубают так, как показано на рисунке. Для надежности соединения усиливают болтами или металлическими скобами. Ригель в стропильные ноги врубают полусковороднем вполдерева и крепят нагелем. Для большей надежности соединения можно вместо нагеля использовать болт либо усилить узел металлической скобой. Стойку со стропильными ногами и подкосами, а также подкосы со стропилами соединяют на зуб с шипом и фиксируют соединение хомутами и скобами. С помощью хомута соединяют и стойку с затяжкой. Кстати, если затяжка делается составной, то ее части сращивают зубом, металлическими накладками и болтами, а место сращивания совмещают с узлом крепления затяжки со стойкой.

Крыши зданий должны иметь свес, что необходимо для защиты стен от дождя и снега, поэтому размеры затяжек и стропил необходимо рассчитать так, чтобы они выходили за линию стены. Если стены толстые и свес большой, а балки (мауэрлаты) уложены по внутреннему краю стен, то, чтобы избежать прогиба кровли, стропильные ноги наращивают «кобылками». Их необязательно делать из бруса, обычно их изготавливают из досок, поставленных на ребро. Чтобы крышу не снесло ветром, стропила крепят к стене с помощью металлических хомутов или свитых из проволоки тросиков, которые закрепляют за вбитый в стену штырь или ерш. Конек сбивают из досок шириной 20 см. При монтаже стропильного каркаса на домах с печным отоплением или газовыми котлами необходимо соблюдать требования пожарной безопасности: наименьшее допустимое расстояние от деревянных элементов здания до внешних стенок каналов дымоходов и печных труб составляет 40 см. После того как стропила установлены, приступают к устройству карнизов. Карнизы закрывают нависающие над стенами свесы кровли и одновременно служат украшением здания. В кирпичных домах карнизы, как правило, также делаются из кирпича; они устраиваются еще на этапе возведения стен. В деревянных домах карнизы оборудуют, обшивая свисающие концы стропильных ферм тесом. Фермы стропильного мансардного каркаса отличаются от ферм обычного каркаса тем, что в их состав включается большее число элементов. Так, у них по две стойки, которые опускаются из места перелома стропильных ног, и еще одна, соединяющая конек с верхней затяжкой; кроме того, фермы собираются с двумя затяжками — верхней и нижней, причем нижняя затяжка у фронтонных ферм сплошная.