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.
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
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.
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
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.
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
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.
Рис. 103. Окна для освещения мансардных этажей
На стропила набивают обрешетку, представляющую собой настил, который является основанием для кровли и обеспечивает ее жесткость (рис. 104).
Рис. 104 Обрешетка из брусков: 1 – стропильная ферма; 2 – обрешетка; 3 – подкос
В передаче нагрузки прослеживается следующая последовательность: обрешетка воспринимает нагрузку от кровли, передает ее стропилам, а те, в свою очередь, направляют тяжесть крыши на несущие стены, опирающиеся на фундамент. Обрешетка бывает сплошной (расстояние между брусками не превышает 1 см) и разреженной. Сплошная обрешетка состоит из 2 слоев, набиваемых один на другой. 1-й слой представляет собой разреженную обрешетку, а 2-й состоит из досок, плотно уложенных под углом 45° относительно 1-го слоя. Сплошная обрешетка необходима для таких кровельных материалов, как мягкая кровля, металлочерепица, мягкая черепица и др. Разреженная обрешетка предназначена для стальной кровли, цементно-песчаной черепицы и др. На коньке, ребрах, ендовах, разжелобках и по карнизным свесам всегда выполняют сплошную обрешетку. Обрешеточные бруски прибивают к стропилам гвоздями, длина которых равна толщине 2 брусьев. Чаще всего для обрешетки используют древесину хвойных пород. Расстояние между брусками обрешетки составляет 50 х 50 или 60 х 60 мм. В последние годы строительная индустрия несколько приблизилась к индивидуальным застройщикам и предлагает готовые стропильные конструкции из дерева, металла и железобетона. Их нужно только собрать и наложить обрешетку. Фермы стропильных конструкций предусмотрены для всех видов крыш (рис. 105).
Рис. 105. Конструкции ферм: а – двускатная; б – ферма со сложной формой верхнего пояса; в – ферма-ножницы; г – сводчатая; д – мансардная
Чтобы правильно выбрать кровельный материал, необходимо учесть уклон крыши, конструкцию дома и его архитектурные особенности. Не последнее место в этом ряду занимает материальное состояние застройщика. Выбор же материалов достаточно широк. Кровельные материалы делятся на:
1) силикатные (асбоцементные листы глиняная и глиняно-песчаная черепица;
2) органические (битуминозные, полимерные материалы, дегтевые, из древесины);
3) металлические (листовая оцинкованная и неоцинкованная сталь).
Размеры некоторых видов листовых кровельных материалов приведены в табл. 25.
Таблица 25
Размеры некоторых листовых кровельных материалов
