Когда древний человек покинул пещеры и перебрался в долины и леса, то его жилищем стали примитивные постройки с крышей в виде полога, сооруженные из ветвей и шкур животных. Прошли века, люди совершенствовали не только постройки, но и кровлю. Скандинавская пословица гласит: "Крыша - пятый фасад". Современные технологии и богатый выбор строительных материалов позволяют сделать этот элемент жилого дома не только надежным, но и красивым и легким.
Фантазия человеческая без устали создает все новые конструкции крыш. Каких только не бывает на свете!
Например, в Германии возводят крыши, которые в три раза выше стен самого дома. А взгляните на китайские или японские пагоды: они озорно вздернули к небу углы своих кровель. На Западе очень популярны травяные покрытия строений: и экологично, и в зной прохладно. Многие умельцы используют для своих нужд полезную площадь крыши, размещая там солнечные батареи или водяную систему с солнечным подогревом. На рис. 1 представлены наиболее типичные формы крыш.
Несмотря на большое разнообразие их конструкций, все же несущая стропильная основа крыши едина. О ней мы и поговорим.
В России применяют свод правил по проектированию и строительству СП 31-105-2002, его восьмой раздел посвящен крыше.
Рис. 1. Некоторые конструкции крыш: 1 - односкатная; 2 - двухскатная; 3 - вальмовая; 4 - полувальмовая со скатом; 5 - вальмовая с козырьком; 6 - мансардная с фронтоном; 7 - мансардная вальмовая; 8 - бочкообразная; 9 - шедовая; 10 - крестовая; 11 - пирамидальная; 12 - круглая односкатная
Рис. 2. Рекомендуемые нормы расположения некоторых деталей крыши
Рис. 3. Схема стропильной фермы: 1 - схватка; 2 - стропильная нога; 3 - кобылка; 4-мауэрлат (подстропильный брус); 5 - гидроизоляция (толь); 6 - скрутка из проволоки; 7 - костыль; 8 - болт; 9 - гвозди; 10 - шип; 11 - коньковый брус; 12 - стойка; 13 - скобы; 14 - стена или столб; 15 - подкос
Кроме того, для получения более подробных сведений можно обратиться к строительным нормам и правилам (СНиП II-26-76 в ч. 2 гл. 26), где речь идет о кровлях.
Итак, что же является опорой для различных видов покрытий? Все детали крыши имеют специальные названия. Чтобы в дальнейшем не запутаться в терминах, приведем небольшой перечень (рис. 3 - 5).
Несущие конструкции скатной кровли; состоят из наклонных стропильных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов. При необходимости понизу их связывают горизонтальными подстропильными балками. В целом это конструкция, поддерживающая скаты крыши.
Балочная конструкция из системы параллельных наклонных балок (стропильные ноги), опирающихся нижним концом на мауэрлат (см. рис. 6), а верхним - на коньковый брус.
Пришитая гвоздями к стропильной ноге короткая доска, на которую опирается карнизный свес кровли.
Верхнее горизонтальное ребро крыши, образованное пересечением двух кровельных скатов.
Часть балки или иной конструкции, выступающая за плоскость стены.
Брус, служащий опорой наклонных деревянных стропил и предназначенный для распределения нагрузки, создаваемой крышей сооружения. Располагается на верхнем внутреннем обрезе каменных стен.
Бруски, доски, жерди, планки, располагаемые поперек стропил для настила по ним кровельного материала.
Плоский вертикальный выступ в стене, обработанный в форме колонны (ордера) для опоры ската крыши.
Расположенные между несущей балкой и опорными стойками отрезки бруса. Предназначены для распределения вертикальной нагрузки.
Строительный элемент, соединяющий два узла каркаса, фермы, стропил. Расположен по диагонали замкнутого контура, обеспечивает жесткость конструкции.
Горизонтальный элемент строительной конструкции (балка, прогон). В рамах соединяет стойки, в каркасах - опоры, в крышах - стропила.
В общем объеме строительных работ по возведению жилого дома стоимость крыши составляет около 18%; ее качества обеспечивают надежность защиты здания от осадков, ветра, солнечной радиации.
Обратимся к наиболее распространенной в жилищном строительстве скатной крыше. Уклон скатов зависит от многих факторов: во-первых, от материала, во-вторых, от климатической зоны, в которой находится дом. В северных районах уклон следует делать как можно круче, чтобы массы снега не собирались на крыше и не создавали опасности перегрузки несущих конструкций. А там, где часты сильные ветры, крыша, наоборот, должна быть низкой, чтобы она не страдала от разрушительных порывов. В южных районах кровлю окрашивают в светлые тона, отражающие жаркие солнечные лучи.
Как правило, крыша индивидуального дома имеет холодный чердак, а утепление устраивают по чердачному перекрытию. В щипцовой (передней) стене чердака и в кровле делают слуховые и вентиляционные окна (рис. 2). Это позволяет избежать перегрева помещений верхнего жилого этажа летом и удалять влажный воздух, проникающий на чердак из отапливаемых помещений зимой. Существуют нормативы высоты чердака для обеспечения его проветривания, освещения и прохода. Крыша опирается на мауэрлат, который должен быть смонтирован над чердачным перекрытием не ниже 400 мм. От ригеля или схватки до пола чердака расстояние составляет не менее 1900 мм.
Полностью собранный элемент для опоры кровли называют стропильной фермой. На рисунке 3 хорошо видно, из каких элементов она состоит, а также порядок их крепления. Стропильные ноги (2) опираются на мауэрлат (4) и коньковый брус (11), который, в свою очередь, опирается на стойку, укрепленную над средней несущей стеной этажа, и усилен распорками. При большом пролете стропильных ног опасность их изгиба уменьшают за счет схваток (ригелей) (1). Чтобы сильным ветром не сдуло несущий стропильный каркас, концы стропильных ног через одну крепят к стене проволочной скруткой, прочно прибитой к стене металлическим костылем (6, 7). Шаг между стропильными ногами составляет от 800 до 1200 мм. Все деревянные элементы, опирающиеся на бетонные и каменные детали, должны быть изолированы от них с помощью толя или просмоленных деревянных лежней.
Конструкции опор на перекрытие зависят от ширины пролета стропильной фермы. Если крыша двухскатная, то следует ориентироваться на рисунок 5. Если односкатная, то размеры выдерживают в соответствии с рисунком 4.
Рис. 4. Крепление стропил односкатной крыши
Если ширина пролета крыши менее 9 м, то применяют висячие стропила. В этом случае стропильные ноги опираются на наружную стену, а концы укрепляют брусом, так называемой затяжкой. Образуется жесткий треугольник. Можно дополнительно ввести в крепление верхний ригель.
В последнее время строительная индустрия освоила производство готовых деревянных и металлических стропильных ферм, которые избавляют застройщика от сложной сборки. Причем основание ферм изготавливают из усиленного профиля, что позволяет делать чердачное перекрытие по этим элементам конструкции.
После того как закончен монтаж стропил, строители устраивают деревянную обрешетку, состоящую из брусьев или досок, прибиваемых поперек стропильных ног. Степень их плотности зависит от того, какая кровля заложена в проекте. Чем она тяжелее (шифер, глиняная черепица), тем плотнее дощатый настил. Например, при шиферной кровле расстояние между досками или брусом обрешетки делают не более 490 мм, а при глиняной черепице - не более 330 мм. Линии стыковок элементов кровли обязательно должны лежать на доске обрешетки. В местах сопряжений скатов, карнизов и вдоль коньков обрешетку сооружают сплошной.
Снизу под стропилами потолок обшивают обычно гипсокартонными листами, а внутрь закладывают необходимую гидро- и теплоизоляцию.
Если чердак получился просторный, то его можно использовать под мансардный этаж или вспомогательные помещения.
Строительные компании обычно включают услуги по сооружению крыши в полный объем возведения жилого дома.
Рис. 5. Способы подпора стропил двускатной крыши
Рис. 6. Замена подгнившего основания стропильной ноги: 1 - боковая деревянная накладка; 2 - болт с гайками; 3 - наружная стена с пилястрой; 4 - стропильная нога; 5 - новый кусок стропильной ноги; 6 - мауэрлат; 7 - скоба с двух сторон; 8 - временное раскрепление (подпорка)
Если какие-либо деревянные элементы крыши пришли в негодность, то наряду с устранением дефектов необходимо выявить причину их возникновения. Чаще всего это - нарушение требований к кровле, плохая вентиляция чердака, некачественные утепление и гидроветроизоляция подкрышного пространства, неплотное запирание чердачного люка, переливы расширительного бака водяного отопления.
При реконструкции крыши рекомендуется разбирать ее частями, дабы избежать намокания во время выпадания осадков. Для ремонта деревянных конструкций следует применять пиломатериалы, влажность которых составляет не более 25%. Крупные элементы, например стропильные ноги, следует обработать огнезащитными и антисептическими составами. Необходимо тщательно исследовать все деревянные детали на предмет поражения гнилью, грибком и жуком-точильщиком. Все поврежденные места нужно аккуратно удалить, снять с крыши и сжечь. Если поражение незначительное, то можно отесать это место и обработать антисептиком. Затем проверить целостность изоляции деревянных элементов от бетонных и каменных конструкций. Не допускается заделывать концы деревянных опор в стеновую кладку. Если в стропилах меняют какую-либо деталь, то конструкцию раскрепляют, чтобы усилия в заменяемых элементах воспринимали временные конструкции.
Подгнивший конец стропильной ноги удаляют и устанавливают новый, который крепят к оставшейся части двумя боковыми накладками и сквозными болтами с широкими шайбами, причем площадь сечения этих накладок должна быть не менее площади сечения стропильной ноги.
Мауэрлат и изолирующую подкладку меняют, прибегая к помощи автомобильного домкрата. Провисание крыши устраняют только путем выравнивания или замены стропильной ноги. Нельзя подшивать к ней доски для устранения этого дефекта.
Все стыки и врубки несущих конструкций должны быть плотно подогнаны, зазор может составлять не более 1 мм. Недопустимо оставлять сквозные щели.
Застройщику следует знать, что если он принял решение поменять вид кровельного покрытия, то ему, скорее всего, придется уплотнять обрешетку и, возможно, изменять уклон стропильных ног.
Автор: В. Горблюк
