Конструктивные элементы крыши

Крыша дома состоит из двух основных конструктивных блоков: несущие элементы и кровля. Несущие элементы обычно бывают двух видов:

• Балки - вытянутые конструктивные элементы крыши, длина которых гораздо больше, чем ширина и высота.
• Фермы - решетки, конструируемые из балок. В верхней части фермы находится верхний пояс балок, в нижней части расположены стержни нижнего пояса. Верхний и нижний пояса соединяются вертикальными стержнями - стойками, и наклонными стержнями - раскосами.

Обычно балки и фермы делаются из дерева, но встречаются и стальные конструкции несущих элементов крыши. Часто используют смешанные фермы, в которых их металла делаются только те элементы, которые испытывают максимальные нагрузки, а остальные элементы выполняются из дерева.

Давайте подробнее изучим конструктивные элементы двух видов крыш: скатной и плоской.

Скатная крыша

Скатной называется крыша, которая состоит из скатов - плоских поверхностей, которые пересекаются и образуют углы, называемые ребрами. Ребра бывают двух видов:

• конек - это ребро скатной крыши, обращенное углом вверх;
• разжелобок или ендова - это ребро скатной крыши, обращенное углом вниз, и образующее своеобразный желоб.

Скаты как правило выступают за пределы стен. Та, часть скатов, которая выступает, называется карнизным свесом.

Скатная крыша

Основной скатной кровли являются стропила - наклонные балки, которые одним концом опираются на верхнюю часть стены, а другим концом доходят до конька крыши.

В сложных случаях стропила объединяются в стропильные фермы.

Конструкция скатной крыши со стропильными балками

Конструкция скатной крыши со стропильными фермами.
1) стропило; 2) затяжка; 3) мауэрлат; 4) коньковый прогон; 5) дополнительный прогон под стойками и подкосами;
6) подкос; 7) стойка; 8) стропильная ферма; 9) дополнительные связи.

Выбор материала, из которого изготовлены стропила, зависит от несущих стен, колонн, пролетов и других параметров строящегося дома, так как именно стропила передают нагрузку от крыши на несущие конструкции здания. Обычно на несущей стене крепится специальный брус или мауэрлат, на который опираются стропила. Этот брус служит для равномерного распределения нагрузки на несущую стену, с целью уменьшения нагрузки на единицу площади верхней кромки несущей стены.

Для стропильных ферм нет необходимости обеспечивать дополнительную поддержку балкой под коньком. Их конструкция и так обеспечивает достаточную прочность при вертикальных нагрузках. А вот для предотвращения опрокидывания всей конструкции, верхние концы стропил поддерживают специальной балкой - прогоном. Для предотвращения выворачивания и опрокидывания стропильной фермы, ее укрепляют вертикально стоящими балками.

Все эти элементы соединяются друг с другом с помощью металлических стяжек, пластин, гвоздей. Реже используется клей.

На выбор конструкции крыши и материала кровли и стропил влияют такие параметры, как конструкция здания, величина пролета, климатические особенности региона, а также требования по пожарной безопасности, долговечности и т. д.

По способу формирования опоры стропил различают два вида стропил:

• наслонные стропила;
• висячие стропила.

Наслонные стропила скатной крыши

Главная функция стропил - обеспечить жесткость и прочность крыши. Поэтому особое внимание необходимо уделять основному элементу наслонных стропил - стропильным ногам, которые предназначения для удерживания на себе обрешетки и формирования скелета крыши. Стропильные ноги опираются на стойки, мауэрлат и коньковый прогон. Расстояние между стойками зависит от величины пролета, и может варьироваться в пределах 3-5 м. Кроме этого, для улучшения требований по жесткости для каждой стойки можно поставить продольные подкосы.

Наслонные стропила

Наслонные стропила имеют существенное ограничение - их можно использовать при строительстве только тех зданий, где величина пролета составляет не больше 16 м. Пролет - это расстояние между несущими стенами или колоннами. Так вот, если пролет больше 16 м, то наслонные стропила могут выгнуться и сломаться, так как велик риск не выдержать нагрузки.

Если пролет от 6 до 16 м, то при использовании стропил, их надо усиливать. В качестве усиления для стропил может использоваться металлический каркас, либо стропила должны быть обработаны специальным составом для усиления гибкости дерева. Но лучше для строительства домов с пролетами больше 6 м использовать стропильные фермы.

Висячие стропила скатной крыши

Висячие стропила проще в конструкции и дешевле, но имеют существенно ограничение: их можно применять только в тех домах, где величина пролета меньше 12 м. Висячие стропила в основе своей имеют стропильные ноги, которые крепятся на затяжках и болтах.

Кроме наслонных и висячих стропил, существуют еще наносные стропильные ноги. Они образуют угловое ребро в многоскатной крыше.

Стропила - это брусья или доски, сечение которых обычно составляет от 180 до 200 мм. Если это брусья, то их устанавливают с шагом от 1,5 до 2 м. Если это менее прочные доски, то шаг составляет от 1 до 1,5 м.

Железобетонные стропила

Стропильная конструкция может быть не только деревянной, но и железобетонной, при этом принципе ее построения примерно такой же, но отличие в том, что опираться такие стропила могут только на такой же твердый железобетонный или кирпичный остов, то есть несущие стены должны быть более жесткими. Шаг опорных столбов - 4-6 м.

На основу из стропил укладывают обрешетку из балок меньшего сечения. На обрешетку укладывают кровельное покрытие. Для большей прочности, в целях предотвращения сминаемости гибких кровельных материалов, а также во избежание попадания крошек от кровельного покрытия внутрь помещения, между обрешеткой и кровельным покрытием можно еще дополнительно выложить настил, состоящий из двух слоев: рабочий слой выкладывают перпендикулярно обрешетке, защитный слой выкладывают параллельно коньку. Между рабочим и защитный слоем должен быть проложен слой рубероида. Если вы используете мягкий рулонный кровельный материал или асбестоцементную плиту, то такой настил обязателен.

Уклон кровли скатной крыши зависит от количества осадкой в той климатической зоне, где производится строительство. В целом, необходимо придерживаться следующих правил:

• если осадков мало и климат сухой, то угол уклона кровли должен быть не более 30 градусов;
• если количество осадков среднее, то угол уклона кровли должен быть 30-45 градусов;
• если количество осадков большое и климат влажный, то угол уклона кровли должен быть не менее 45 градусов.

При этом есть еще дополнительное условие, что если для покрытия кровли используются наборные материалы типа черепицы, то уклон должен быть не менее 25 градусов. И следует учитывать, что чем больше угол уклона кровли, тем больше расход кровельного материала.

Плоская крыша

Плоская крыша гораздо проще, чем скатная, так как в ней принципиально отсутствуют стропила и прочие сложные конструктивные элементы. Плоская крыша состоит из нескольких слоев, вот перечень основных слоев снизу вверх:

1. Железобетонные плиты или дощатый слой, образующие перекрытие верхнего этажа или чердака. Нижняя сторона этого слоя может быть отделана потолочным покрытием в случае, если это жилой этаж.
2. Слой для защиты кровли от паров влаги, проникающих изнутри дома. Как правило, пароизоляция - это 1-2 слоя рубероида.
3. Слой утеплителя. Это один из самых толстых слоев кровли, поэтому за счет разницы толщины на разных сторонах он уже может формировать небольшой уклон для того, чтобы кровля имела отвод воды. Утеплитель может быть сделан из плит ячеистого бетона или каких-либо сыпучих теплоизоляционных материалов, например керамзита.
4. Цементная стяжка для отвода воды, тоже должна иметь небольшой уклон - до 2,5 процентов.
5. Гидроизоляционный слой - собственно само основное кровельное покрытие. Плоские крыши обычно кроют рулонным материалом - рубероидом, толем и т. д.
6. Необязательный защитный слой, укрепляет гидроизоляционный слой и предохраняет его от разрушительных атмосферных воздействий: град, дождь, а также от падения веток, птичьего кала и т. д. Защитный слой делается следующим образом: на гидроизоляционный слой наносится битум или мастика, и в нее вдавливается слой песка либо гравийной крошки.

Плоская крыша

Плоская кровля имеет эксплуатируемую поверхность, то есть на ней возможно присутствие людей, поэтому во избежание несчастных случаев обязательно надо ставить ограждение плоской кровли. Существует несколько способов создания такого ограждения:

• можно делать его в виде стальной решетки, которую крепят на заглушках;
• можно использовать кирпич как более тонкое продолжение несущих стен - это называется парапетом, в этом случае необходимо предусмотреть разрыв в том месте, где осадки из приемных желобов должны уходить в водосточную трубу;
• можно сделать гибридный вариант - основа из кирпича и закрепленная на ней решетка.