1

КРЫША


Венчает все сооружение крыша, она, как последний штрих, украшает (или нет) и подчеркивает индивидуальность дома, а также играет главную роль в архитектурном обрамлении любого здания, в том числе и дома. Чисто утилитарное назначение крыши заключается в защите внутреннего пространства от атмосферных осадков в виде дождя, снега, а также вообще от внешних воздействий – ветра и солнца.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Крыша представляет собой единство несущей конструкции, к которой относятся стропильные фермы, обрешетка и кровля. Самые распространенные формы крыш представлены на рис. 97.
Но это далеко не все. Крышу составляют многие элементы, которые, однако, могут присутствовать в каждом конкретном варианте или нет. Независимо от этого надо иметь о них представление (рис. 98).

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Рис. 97. Типы крыш: а – односкатная; б – двускатная с равнозначными скатами; в – вальмовая; г – полувальмовая; д, е – шатровые; з, ж – многоскатные сложные

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Рис. 97 (продолжение). Типы крыш: и – двускатная неравнозначная; к – двускатная луковично-купольная; л – полувальмовая усложненная; м – четырехскатная (палатка); н – восьмискатная; о – крещатая; п – трехскатная со светелкой; р – четырехскатная «колпак»; с – крещатая бочка; 1 – щипец; 2 – конек; 3 – скат; 4 – полувальма; 5 – ребро; 6 – ендова; 7 – светелка

Скат – плоскость, которая служит для отведения атмосферных осадков.
Конек – это угол, который образуется в том месте, где в самой верхней точке соединяются 2 ската.
Наклонные ребра – это наклонные внешние углы, которые образуются в результате пересечения вальмовых или многощипцовых крыш.


ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Рис. 98. Элементы крыши: 1 – скат; 2 – конек; 3 – наклонное ребро; 4 – разжелобок; 5 – карнизный свес; 6 – фронтальный свес; 7 – желоб; 8 – водосточная труба; 9 – дымоход

Разжелобок – внутренний угол, который образуется 2 скатами кровли.
Карнизный свес – горизонтальный край кровли над стеной дома.

Фронтонный свес – наклонный край кровли над стеной дома.
Желоб – приспособление с углублением, предназначенное для отвода воды.
Форму крыши определяют назначение постройки и ее размеры. Гараж, хозблок и навес постройки чаще всего кроются односкатной крышей. Обычными для жилых домов являются двухскатные и мансардного типа. Их изготовление не вызывает затруднений, кроме того, для них подходят любые кровельные материалы. На юге чаще строят вальмовые (шатровые) крыши, которые хорошо выдерживают порывы ветра.
Из кровельных материалов уже традиционным является шифер. Малоэтажные дома неплохо смотрятся под черепичной крышей, но для нее необходимо усиливать стропила, чтобы они были в состоянии выдержать вес черепицы. Кровельная сталь востребована при сооружении крыши сложной конфигурации. Хозяйственные постройки обычно кроют рулонными материалами.
В одноэтажных домах, в которой несущей является средняя стена, применяют наклонные стропила, которые одним концом лежат на наружной стене, а другим – на стойке, установленной на средней стене. Стропила соединяются стропильными гвоздями, а к стенам сруба они крепятся скобами. Крепление стропил к каменным стенам осуществляется следующим образом: в стену вбивается металлический костыль (ерш), к которому проволочными скрутками в виде 2 петель крепятся стропила. Ерш должен находиться на 250–300 мм ниже обреза стены. Концы стропил каменного дома лежат на брусе, который укладывается вдоль всей стены и служит для распределения нагрузки, идущей от стропил, на стену.
Между стропилами и в обрешетке (там, где пройдет дымовая труба) предусматривают противопожарный разрыв, оставляя между стропилами, обрешеткой и трубой зазор (примерно 13 см).
Стропила испытывают как постоянную, так и временную нагрузку. К первой относится собственный вес стропил, а к последней – снег, ветер и полезная нагрузка. В качестве расчетной снеговой нагрузки принимают 180 кг/м -------, однако за счет значительного количества выпавшего снега этот показатель может увеличиться до 400–500 кг/м ---   В зависимости от конструктивных особенностей крыши стропильные фермы имеют свои особенности. Но в основе каждой из них лежит треугольник, который признается жесткой и экономичной конструкцией. Его составляют из 2 стропильных ног (что составляет верхний пояс фермы) и затяжки (нижнего пояса). Верхние концы стропильных ног соединяются с коньковым прогоном (горизонтальной балкой), а нижние концы стропильных ног и концы нижнего пояса лежат на наружных стенах.
Поскольку конструкция, которую образуют только верхний и нижний пояса, выдерживает только очень легкую кровлю, фермы дополнительно опираются на внутренние подпорки (стойки). Стропильные фермы предназначены для того, чтобы придать крыше необходимый уклон. Градус уклона зависит от ряда факторов, главными из которых являются следующие:
1) количество осадков. При большом количестве атмосферных осадков угол уклона равен 45° и более;
2) ветровая нагрузка. При значительных показателях угол уклона снижается;
3) вид кровли:
– для штучных материалов предусмотрен уклон не менее 22 °;
– для рулонных – от 5 до 25°;
4) для асбоцементных листов и черепицы – 25–35° и более.
С возрастанием уклона крыши увеличиваются количество используемых кровельных материалов и расходы на них. Стропильные фермы могут по-разному крепиться к стенам, поэтому различают конструкции с висячими и наклонными стропилами. Висячие стропила (рис. 99) лежат в одной плоскости, жестко связаны и имеют 2 точки опоры – на наружные стены. Нижние концы стропил опираются на мауэрлаты (опорные брусья), обтесанные на 2 канта. В срубах и каркасных конструкциях в их качестве выступают верхний венец сруба либо верхняя балка каркаса. В домах из кирпича мауэрлат представляет собой деревянный брус, установленный заподлицо с внутренней стороны кладки. Мауэрлаты обычно выполняют из бревен, но в целях экономии для него используют обрезки досок длиной 60–70 см.
Обычные висячие фермы состоят из стропильных ног, то есть имеют только 2 точки опоры. Но при этом они работают на сжатие и изгиб. В результате под тяжестью конструкции создается горизонтальная распирающая нагрузка, которая передается на стены. Для компенсации этого усилия стропильные ноги стягивают затяжками, которые представляют собой горизонтальные балки, расположенные как у основания стропил, так и выше. Правильный расчет затяжек очень важен, так как мощность балки и надежность соединения определяются высотой их расположения. Если сечения стропил недостаточно, между ними вставляют решетку из стойки, подкосов и ригеля, что существенно увеличивает жесткость всей конструкции. Стропильные ноги укрепляют скобами и привязывают проволокой толщиной 4–6 мм к ершам.
Предварительно подготовленные стропила поднимают на чердачное перекрытие и собирают, используя вспомогательные раскосы и распиловки из досок, которые должны временно поддерживать фермы. Узлы стропильной фермы из висячих стропил с ригелем или без него устанавливают на пролеты 6–8 м.


ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Рис. 99. Висячие стропила: 1 – раскос; 2 – одинарная затяжка; 3 – доска-накладка; 4 – подкладка; 5 – наружная стена; 6 – накладка

Затяжка может быть одинарной (в этом случае на нее идет тот же материал, что и на стропила) или двойной (можно взять доски и тоньше). Для ригеля берут доски толщиной 25–30 мм. Для противодействия ветровой нагрузке поперек устанавливают раскосы (связки) из досок толщиной 30–40 мм. Для усиления жесткости конструкции скатов и перераспределения нагрузки со стропильных ног на стены используют систему стоек и раскосов, которые поддерживают верхние концы стропильных ног. Раскосы выполняют из досок толщиной 30–40 мм, один конец которых прибивают к основанию стропильной ноги, а другой – к середине соседней. Сечение стропил определяется шириной пролета, шага стропил и уклоном крыши. Обычно шаг стропил не превышает 120 см (табл. 23).

Таблица 23
Выбор сечения стропильных ног
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Наклонные стропила (рис. 100) устанавливают, как понятно из их названия, наклонно, что достигается использованием опор разной высоты.
В качестве опор могут служить обе наружные стены или наружная и внутренняя стены. Наклонные стропила устанавливают в домах со средней несущей стеной или промежуточными опорами в виде столбов.


ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Рис. 100. Наклонные стропила: 1 – раскос; 2 – мауэрлат; 3 – скрутка; 4 – наружная стена; 5 – внутренняя стена; 6 – врубка; 7 – лежень; 8 – рубероид

Стропильные ноги противоположных скатов лежат на наружных стенах, а средняя часть – на внутренней стене или опорах (при ширине дома 10 м достаточно 1 дополнительной опоры; если ширина дома составляет более 15 м, необходимы 2 опоры). Таким образом, все элементы данной конструкции работают только на изгиб. Верхние концы стропильных ног угловыми накладками скрепляют внахлест, а нижние – к мауэрлатам сечением 100 х 100 мм. В вершине стропильной конструкции укладывают прогон (для его изготовления используют бревно с широким сечением либо сколачивают его из досок толщиной 50 мм), который затем станет основой коньку крыши.
Мансарда – это этаж в чердачном пространстве, фасад которого полностью или частично образован поверхностью наклонной или ломаной крыши.
Расстояние между стропильными ногами обычно равно 1 м, при уклоне крыши более 45° – 1,2–1,4 м, а в тех районах, где выпадает много снега, оно уменьшается до 0,8–0,6 м. Оптимальное расстояние между стропилами представлено в табл. 24.

Таблица 24
Расстояния между стропилами несущей конструкции

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Мансардные крыши (рис. 101) дают возможность обустроить чердачное пространство под жилье.
Идея использования мансарды в качестве жилого помещения впервые пришла в голову французскому архитектору Ф. Мансару (XVII в.). Они имеют фермы особой конструкции. Их особенность заключается в наличии межэтажного перекрытия вместо затяжки, это связано с тем, что нижний пояс является основой для пола мансарды. В двухпролетных домах их устанавливают с креплением на внутреннюю стену, в однопролетных домах – без него. Верхние и нижние пояса, вертикальные стойки и горизонтальные схватки изготавливают из двойных брусьев. Поскольку двухпролетная мансардная конструкция имеет добавочную опору в центре, удваивать элементы необязательно. Самые распространенные конструкции мансардных крыш представлены на рис. 102.


ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Рис. 101. Мансардные крыши: а, б – одноуровневая при двухскатной крыше; в – одноуровневая при ломаной крыше; г – одноуровневая с выносными консолями; д – двухуровневая со смещенным шипом опирания


ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Рис. 102. Конструкции мансард: а – в ломаной крыше пролетом не более 6 м; б – рамная конструкция с пролетом 6–12 м; 1 – треугольная ферма; 2 – стойка; 3 – подкосы стоек; 4 – подкосы рамы; 5 – прогон; 6 – балки перекрытия; 7 – наружные стены; 8 – внутренние стены; 9 – стропила; 10 – ригель; 11 – обрешетка

Оригинально устроены и окна мансардного этажа (рис. 103). Иногда их устраивают в виде отдушин, то есть они совмещают функции освещения и вентиляции чердачного помещения.


ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Рис. 103. Окна для освещения мансардных этажей