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 которых несущей является средняя стена, применяют наклонные стропила, которые одним концом лежат на наружной стене, другим – на стойке, установленной на средней стене. Стропила соединяются стропильными гвоздями, скобами. К стенам сруба стропила крепятся скобами. Крепление стропил к каменным стенам осуществляется так: в стену вбивается металлический костыль (ерш), к которому проволочными скрутками в виде двух 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 постоянной относится собственный вес стропил, к временной – снег, ветер, полезная нагрузка. В качестве расчетной снеговой нагрузки принимают 180 кг/м2, которая за счет значительного количества выпавшего снега может увеличиться до 400–500 кг/м2.
Стропильные фермы для крыш имеют свои особенности. Но в основе каждой из них лежит треугольник, который признается жесткой и экономичной конструкцией. Он состоит из двух стропильных ног (верхний пояс фермы) и затяжки (нижний пояс). Верхние концы стропильных ног соединяются с коньковым прогоном (горизонтальной балкой), нижние концы стропильных ног и концы нижнего пояса лежат на наружных стенах. Поскольку конструкция, которую образуют только верхний и нижний пояса, выдерживает лишь 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:
а) для штучных материалов предусмотрен уклон не менее 22°;
б) для рулонных – от 5 до 25°;
3) для асбоцементных листов и черепицы – 25–35° и более.
С возрастанием уклона крыши увеличивается расход кровельных материалов, соответственно, и расходы на нее.
Монтаж крыши начинают с установки крайних пар стропил, располагая их по торцевым сторонам дома. Поверх натягивают шнур в качестве ориентира для других стропил.
Стропильные фермы могут по-разному крепиться к стенам, поэтому различают конструкции с висячими и наклонными стропилами. Висячие стропила (рис. 100) лежат в одной плоскости, жестко связаны и имеют две точки опоры – на наружные стены. Нижние концы стропил опираются на мауэрлаты, обтесанные на два канта. Мауэрлат – это опорный брус. В срубах и каркасных конструкциях в качестве мауэрлата выступает верхний венец сруба или верхняя балка каркаса. В домах из кирпича мауэрлат – деревянный брус, установленный заподлицо с внутренней стороны кладки. Мауэрлаты обычно выполняют из бревен, но, экономя, также используют обрезки досок длиной 60–70 см.
Рис. 100. Висячие стропила: 1 – раскос; 2 – одинарная затяжка; 3 – доска-накладка; 4 – подкладка; 5 – наружная стена; 6 – накладка
Обычные висячие фермы состоят из стропильных ног, то есть имеют только две 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 расположения затяжки.
Если сечение стропил недостаточное, 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 кершам (этот способ уже описан выше).
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 устанавливают на пролеты 6–8 м.
Затяжка может быть одинарной (в этом случае на нее идет тот же материал, что и на стропила) или двойной (можно взять доски потоньше). 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, другой – к середине соседней.
Сечение стропил определяется шириной пролета, шага стропил нуклоном крыши. Обычно шаг стропил не превышает 120 см (табл. 12).
Таблица 12
Выбор сечения стропильных ног
Наклонные (наслонные) стропила (рис. 101) устанавливают 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. Стропильные ноги противоположных скатов лежат на наружных стенах, а средняя часть – на внутренней стене или опорах (при ширине дома 10 м достаточно одной дополнительной опоры; если ширина дома 15 м и более, необходимы две опоры). Таким образом, все элементы данной конструкции работают только на изгиб.
Рис. 101. Наклонные стропила: 1 – раскос; 2 – мауэрлат; 3 – скрутка; 4 – наружная стена; 5 – внутренняя стена; 6 – врубка; 7 – лежень; 8 – рубероид
Под каждую пару стропильных ног устанавливают стойки, которые обеспечивают жесткость конструкции. По ним прибивают ветровые связки, используя доски толщиной 50 мм.
Способ крепления стропильных ног к стенам выбирают в зависимости от материала ограждающей конструкции. Если стены кирпичные или каменные, то используют скрутки из проволоки диаметром 4–6 мм; если стены деревянные, то стропила соединяют с концов скобами.
Верхние концы стропильных ног угловыми накладками скрепляют внахлест (допускается и соединение в торец). Нижние концы фиксируют к мауэрлатам сечением 100 × 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 далее станет основой конька крыши.
Расстояние между стропильными ногами обычно равно 1 м. При уклоне крыши более 45° – 1,2–1,4 м, в районах, в которых выпадает много снега, это расстояние уменьшается до 0,8–0,6 м. Оптимальное расстояние между стропилами представлено в табл. 13.
Таблица 13
Расстояния между стропилами несущей конструкции (м)
Стропильная нога, которую врубают взатяжку, давит на нее, что может привести к отколу верхней части затяжки. Чтобы не допустить этого, стропило врубают одним из следующих способов – с одним зубом, шипом (эти соединения могут дополнять друг друга). Кроме того, надо, чтобы расстояние между врубкой и концом стропильных ног не было менее 250–300 мм. Чтобы увеличить площадь опоры стропила, его врубают двойным зубом, причем для первого зуба предусматривают на затяжке упор и шип, а для стропильной ноги – проушину, для второго зуба – только упор.
Чтобы дополнительно усилить соединение, стропильные ноги укрепляют болтами или хомутами (следует отдать предпочтение второму способу, так как отверстия, без которых невозможно закрутить болт, негативно скажутся на прочности стропильных ног и затяжек.
Для соединения подкоса с бабкой в нем вырубают шип, а в бабке готовят гнездо под него. Ригель соединяют со стропильной ногой сковороднем вполдерева и добавочно укрепляют болтом или нагелем (деревянным гвоздем).
