Крыши и кровли

При широкой крыше и, соответственно, слишком длинных затяжках применяют конструкцию с прогонами и затяжками. В данном случае затяжки подпираются стропильными балками. Эта конструкция требует установки дополнительных деревянных балок основания, на которые опираются столбы, передающие нагрузку от стропильных балок. При пролете крыши 7,5—10 м достаточно одной стропильной балки, если пролет 9—12 м, устанавливают две. Несущие столбы должны быть усилены подкосами, увеличивающими жесткость конструкции и подпирающими стропильную балку.

Какой бы конструкции ни была крыша, необходимо обеспечить ей достаточную продольную жесткость. Для предохранения стропильных конструкций от опрокидывания при монтаже, сразу после установки стропила со стороны чердачного пространства соединяют диагональными досками. Дополнительно усиливают жесткость конструкции коньковые прогоны. Если же диагональные (так называемые ветровые) доски врезаны в стропильные ноги либо чердачное помещение – нежилое, то их можно оставить и после окончания монтажа конструкции для дополнительного усиления.

Стропила или стропильные фермы бывают наслонные (самый распространенный вариант) и висячие. Основная стропильная конструкция – треугольник, как наиболее жесткая и экономичная. Сложные стропильные фермы состоят из стропильных балок (стропильных ног), затяжек, ригелей, стоек, подкосов и других дополнительных элементов.

Наслонные стропила устанавливают в домах со средней несущей стеной. Они состоят из двух наклонных стропильных ног, нижними концами опирающихся на продольные брусья – мауэрлаты, верхними – на коньковый прогон, поддерживаемый стойками, устанавливаемыми на лежень на внутренней несущей стене. Лежень и мауэрлат распределяют нагрузки на стены. Если нет внутренних продольных стен, стропила опирают на внутренние поперечные стены или столбы. Расстояние между опорами не должно превышать 6,5 м. Дополнительная опора позволяет увеличивать ширину перекрываемого помещения до 12 м, а две дополнительные опоры – до 15–16 м. С увеличением пролета конструкция усложняется за счет введения дополнительных элементов – стоек, подкосов, увеличивающих поперечную жесткость и устойчивость стропильной системы в целом и превращающих стропильную конструкцию в ферму.

Висячие стропила применяют там, где нет внутренних опор; их опирают только на наружные стены. Висячие стропила состоят из наклонных стропильных ног и затяжки – горизонтального бруса для восприятия распора от стропильных ног. Нижние концы стропильных ног опираются через затяжку на мауэрлаты, верхние соединяются между собой у конька. Простейшие висячие стропила – симметричная треугольная ферма. Величина перекрываемого пространства при этом составляет 7—12 м. Для усиления конструкции предусматривают дополнительную горизонтальную стяжку – ригель. Висячие стропила трудоемки в изготовлении и обходятся значительно дороже наслонных, поэтому для снижения стоимости крыши иногда создают комбинированные стропильные системы, состоящих как из висячих, так и наслонных стропил.

В деревянных и брусовых домах стропильные ноги опираются на верхние венцы, составляющие горизонтальный ряд сруба, в каркасных – на верхнюю обвязку. В каменных (кирпичных, легкобетонных) домах для опирания стропильных ног используют мауэрлаты (подстропильные брусья), служащие для закрепления концов ног и распределения давления от крыши на большую площадь каменной кладки. Если стропильные ноги ставят редко, мауэрлаты представляют собой короткие брусья (коротыши) длиной 500–700 мм; при частом расположении стропильных ног мауэрлат укладывают по всей длине стены. Все деревянные элементы стропил изолируют от каменной кладки слоем гидроизоляционного материала.

При четырехскатных или более сложных формах крыш стропильные конструкции усложняются. В местах пересечения скатов ставят диагональные стропильные ноги. На них опирают короткие стропильные ноги торцевых скатов. Верхними концами диагональные ноги опираются на консоль конькового бруса или коротыш в месте стыка стропильных ног у конька; нижними – на мауэрлаты в месте их стыкования в углу. Диагональные ноги имеют большую длину и несут значительную нагрузку, поэтому их поддерживают промежуточной опорой. На мансардных крышах применяют фермы особых конструкций с межэтажным перекрытием вместо затяжки.

Простейшая несущая конструкция для двухскатной крыши состоит из стропильных ног, двойных затяжек, конькового бруса. Стены первого этажа здесь подняты над уровнем перекрытия, что позволяет существенно расширить площадь мансарды; стропильные ноги опираются на деревянные мауэрлаты, закрепленные анкерными болтами к несущей стене. Поверхность мауэрлата отделена от стены сплошной гидроизоляцией (рубероид на битумной мастике). Средние затяжки придают конструкции необходимую жесткость и одновременно могут являться несущими элементами для чердачного перекрытия. Такие стропила называются висячими. Благодаря многим преимуществам эта конструкция широко применяется при строительстве индивидуальных домов.

На стропильную систему набивается обрешетка, которая служит основой для кровельного покрытия. Она может быть сплошной и разреженной. Выбор обрешетки зависит от типа кровли. Сплошной настил укладывают под гибкую черепицу Разреженную обрешетку устраивают для натуральной черепицы, керамической черепицы и металлочерепицы, фальцевой металлической кровли, из пиленых брусков хвойных пород обычно сечением (30–50) × 50 мм.

ДЛЯ ОДНОЙ И ТОЙ ЖЕ ФОРМЫ КРЫШИ МОГУТ БЫТЬ ПРИМЕНЕНЫ РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ СТРОПИЛЬНЫХ СИСТЕМ. ОСНОВНЫМИ ФАКТОРАМИ ПРИ ВЫБОРЕ КОНСТРУКЦИЙ ЯВЛЯЮТСЯ:

❐ расположение несущих стен и расстояние между ними. Безопорные пролеты классифицируют по размеру на малые (до 5 м) и большие (свыше 5 м);

❐ высота чердачного помещения для жилого должна быть не менее 2,5 м, для нежилого достаточно 1,9 м;

❐ угол наклона крыши;

❐ нагрузки, где помимо собственного веса конструкции крыши и кровли необходимо учесть дополнительные нагрузки от погодных факторов (ветер, осадки, снеговая нагрузка).

При этом расстояние между брусками принимают в соответствии с размерами и прочностью кровельных плит и листов. Для черепичных покрытий оно зависит от длины черепицы и уклона крыши, для металлочерепицы – от длины волны и т. д. Толщину настила и сечение брусков обрешетки определяют уклон ската, вид кровельного материала и шаг стропил. Стыки брусков или досок должны располагаться на опорах, а длина их – быть не меньше двух пролетов между опорами. Вокруг дымоходов и других выступающих элементов, в ендовах, на карнизах обрешеткой служит настил из обрезной доски сечением 25 × (100–150) мм. Элементы обрешетки (доски, бруски) прибивают к стропильным ногам оцинкованными гвоздями.

Детали и узлы соединений

Многие виды соединительных узлов стропильной системы могут быть унифицированы и выполнены с использованием элементов, изготовленных из листовой стали.

Для соединения деревянных элементов применяются гвозди, шурупы, нагели, болты и шпонки установленного диаметра, гвоздевые пластины. Монтаж стропильной системы начинают с выравнивания стяжкой верхней поверхности несущих стен. На стяжку укладывают гидроизоляцию, а поверх нее мауэрлаты и лежень. Далее собирают подстропильную опорную конструкцию из стоек, прогонов, подкосов и устанавливают сначала крайние стропила, а затем промежуточные. Расстояние между фермами определяется конструкцией системы и несущей способности обрешетки.