Виды в конструкции крыш
Крыша дома — это не только защита от атмосферных воздействий (снега, дождя, солнца, ветра и т. д.), но и внешний вид дома. Красивая крыша, как элегантная шляпа, украшает дом и подчеркивает его индивидуальность, является венцом архитектурного сооружения.
Крыша почти любой конфигурации состоит из несущей конструкции — стропильных ферм и обрешетки — и собственно кровли.
Наличие тех или иных элементов крыши определяется ее формой и конструктивными особенностями.
Форму крыши выбирают в зависимости от назначения постройки и ее размеров.
Односкатной крышей чаще всего кроются хозяйственные постройки, гаражи, навесы. Для жилых и садовых домов традиционны двускатные и мансардные формы крыши. Они просты в изготовлении и кроются любыми кровельными материалами. В южных районах чаще устраиваются вальмовые крыши, так как они лучше противостоят ветровым нагрузкам.
Кровельные материалы
Из кровельных материалов наиболее надежными и долговечными свойствами обладает шифер. Для малоэтажных домов лучшим кровельным материалом является черепица, но она требует усиленных стропил из-за веса черепицы.
Кровельную сталь применяют при сложных конфигурациях крыш. Рулонные кровли используют при покрытии хозяйственных помещений или как временное покрытие в жилых домах. В одноэтажных домах со средней несущей стеной обычно устраивают крышу с наклонными стропилами, опирающимися одним концом на наружную стену, другим - на прогон или стойку, устанавливаемую над средней стеной. Элементы стропил соединяют между собой стропильными скобками, гвоздями.
Наиболее распространенные формы крыш в проекциях: 1 - двускатная; 2 - мансардная; 3, 4 - вальмовая; 5 - шатровая; 6 - многощипцовая.
К рубленым стенам конца стропил крепятся скобами. К каменным стенам стропила крепятся следующим образом: вначале в стену, не выше четвертого шва кладки, сверху забивается металлический ерш. К ершу скрутками из проволоки в две петли крепятся стропила.
Конца стропил каменного дома опираются на брус, положенный по всей длине стены, который распределяет нагрузку от стропил на стену. В стропилах и обрешетке в месте пропуска дымовой трубы от печки устраивают противопожарный разрыв, между элементами стропил, трубой и обрешеткой оставляют зазор в 13 см.
Элементы крыши: 1 - скаты; 2 - конек; 3 - наклонное ребро; 4 - разжелобок; 5 - карнизный свес; 6 - фронтонный свес; 7 - желоб; 8 - водосточная труба; 9 - дымовая труба.
Строительные фермы для крыш различной формы имеют свои особенности. В основе любой стропильной фермы лежит треугольник, как наиболее жесткая и экономичная конструкция. Он образуется из 2-стропильных ног (верхний пояс фермы) и затяжки (нижний пояс). Стропильные ноги верхними концами соединяются с коньковым прогоном. Нижние концы стропильных нг, а также концы нижнего пояса крепятся на наружных стенах дома. Конструкция, состоящая лишь из верхнего и нижнего поясов, способна выдержать лишь очень легкую кровлю. Для большей надежности фермы снабжены дополнительным внутренними подпорками (подкосами, стояками, схватками).
Строительные фермы создают необходимый уклон кровли, который зависит от ряда фактором:
- особенностей климата: при большом количестве осадков уклон крыши 45° и более, при преобладающих ветрах уклон значительно ниже и т.д.;
- кровельного материала: при использовании штучных кровельных материалов уклон не менее 22°, для рулонных материалов - 5-25° и более, для асбоцементных листов и черепицы - 25-35° и более.
Необходимо помнить, что с увеличением уклона крыши возрастает расход материалов, и соответственно, ее стоимость.
В зависимости от способа крепления фермы к стенам дома различают конструкции с висячими или наклонными стропилами.
Висячие стропила находятся в одной плоскости, жестко связаны между собой и опираются на две крайние опоры (наружные стены).
Висячие стропила: 1 - раскос; 2 - одинарная затяжка; 3 - доска-накладка; 4 - подкладка; 5 - наружная стена; 6 - накладка.
Опорой для нижних концов стропил служат мауэрлаты, обтесанные на два канта. Простейшие висячие фермы состоят из стропильных ног и затяжки (нижнего пояса). Для предохранения от прогиба стропильных ног при недостаточном их сечении между ними вводят решетку из стойки, подкосов и ригеля. Это увеличивает жесткость конструкции стропильной фермы. Стропильные ноги укрепляют скобами и привязывают проволокой толщиной 4-6 мм к ершам, забиваемым в стену. Это предохраняет крышу от возможного срыва при сильном ветре. Нижний конец такой скрутки закрепляют за костыль или ерш, забитый в шов кладки на 250-300 мм ниже обреза стены, или за балку чердачного перекрытия. В деревянных рубленых домах стропила скрепляют скобами со вторым венцом сруба.
Наклонные стропила: 1 - раскос; 2 - мауэрлат; 3 - скрутка; 4 - наружная стена; 5 - внутренняя стена; 6 - врубка; 7 - лежень; 8 - рубероид.
Для установки висячих стропил необходимо изготовленные заранее стропила поднять, каждое отдельно, на чердачное перекрытие, а потом уж производить их сборку, применяя вспомогательные раскосы и распиловки из досок для временного крепления фермы. Узлы стропильной фермы висячих стропил собирают с ригелем или без ригеля на пролеты до 6 или 8 метров. Одинарную затяжку изготовляют из тех же досок, что и стропила, для двойной затяжки подойдут доски меньшей толщины. Для накладок ригеля подойдут доски 25-30 мм. Если жесткость крыши обеспечивается стропильной фермой, то для противодействия ветровым нагрузкам в поперечном направлении устанавливаются 1-2-диагональные связки (раскосы). Раскосы делают из досок толщине 30-40 мм, крепят к основанию стропильной ноги и к середине соседней. Удобнее всего раскосы ставить над средней стеной. Доски в таком случае прибивают к стойке и лежню. Сечение стропил зависит от размера пролета, шага стропил и уклона крыши. Наиболее распространенный шаг стропил - 120 см.
Наклонные стропила укладывают наклонно, на опоры разной высоты. Опорами служат либо две наружные стены, либо наружная и внутренняя стены. При устройстве двускатной крыши для наклонных стропил необходима стена-опора.
Стропильные ноги противоположных скатов крыши могут быть в одной плоскости и укладываются на коньковый прогон попеременно. Наслонные стропила просты в сборке, не требуют сложных механизмов при монтаже. Узлы наслонных стропил собирают с подкосами, стойками.
Если ширина здания составляет 10 м, достаточно одной дополнительной опоры, а если она доходит до 15 м, тогда желательно наличие двух опор. Верхние концы стропильных ног соединяются внахлест при помощи угловых накладок. Нижние концы стропил крепятся к опорным брускам (мауэрлатам) размером 100х100 мм. Мауэрлаты в большинстве случаев заготавливаются из целых бревен, обтесанных на два канта, но иногда в целях экономии их делают из обрезков длиной 0,6-0,7 метра. В середине фермы устанавливается средняя стойка, на которую опирается вершина верхнего пояса фермы.
В вершине стропильной конструкции крыши укладывается прогон, служащий основой будущему коньку крыши . Коньковый прогон либо делается из бревен с широким сечением, либо сколачивается из двух досок толщиной 50 мм.
Для мансардных крыш изготавливают фермы особой конструкции. Они также могут устанавливаться с креплением на внутреннюю стену (для двухпролетных домов) или без него (для однопролетных домов). Особенностью мансардных ферм является наличие междуэтажного перекрытия вместо затяжки. Это обусловлено тем, что нижний пояс служит основой для пола мансардного помещения. Верхние и нижние пояса, а также вертикальные стояки и горизонтальные схватки должны быть спаренными, выполненными из двойных брусьев. Для двухпролетной мансардной конструкции удвоение необязательно, так как она имеет дополнительную опору в центре.
Современные дома с мансардой часто делают и без ломаной конструкции крыши, с расположением стены под углом к полу.
Стропильные фермы: А - висячая ферма однопролетного дома; Б - ферма с подкосами; В - ферма для однопролетного дома шириной более 8 м; Г - наклонная стропильная ферма; Д - ферма для мансардной крыши.
Для освещения мансардного этажа в скатах крыш часто устраивают дополнительные окна. Такие окна могут устраиваться не только для освещения. Часто их выполняют в виде отдушин, предназначенных для выхода на крышу и вентиляции чердачного помещения.
Чтобы крыши зданий имели свес, необходимый для отвода воды от стен, затяжки или стропильные ноги выпускают за линию стены. У деревянных зданий свес должен составлять не менее 550 мм.
Окно для освещения мансардного этажа
Обрешетка строения является основой для настила кровли. В зависимости от вида кровли обрешетка может выполняться из досок, брусков или теса.
Обрешетка непосредственно воспринимает нагрузку кровельного материала и, в свою очередь, давит на стропила, а стропила передают тяжесть крыши несущем стенам.
Обрешетка может быть сплошной, когда зазор между брусьями не превышает 1 см, или разреженной. Сплошная опалубка, как правило, устраивается из двух слоев: первого - разряженного и второго - сплошного из досок, уложенных под углом в 45° по отношению к доскам нижнего слоя.
Сплошная обрешетка устраивается под мягкую кровлю, плоский асбестоцементный и безасбестовый шифер, металлочерепицу и мягкую черепицу. Разреженная обрешетка вполне подходит для стальной кровли, кровли из глиняной или цементно-песчаной черепицы, а также для кровли из волнистых асбестоцементных листов.
Простейшая несущая конструкция крыши
Обрешеточные брусья прибивают к стропилам гвоздями, длина которых равна толщине двух брусьев. В местах стыков и пересечений скатов (на коньке, ребрах, ендовах, разжелобках), а также по карнизным свесам всегда делают сплошную обрешетку.
Обычно несущая конструкция выполняется из древесины хвойных пород.
В кирпичных и блочных домах стропила и обрешетка могут быть выполнены из железобетона или металла.
Оптимальным размером обрешетки для большинства кровельных покрытий являются бруски размером 50х50 мм (60х60 мм) или жерди диаметром 70 мм. Среднее расстояние между стропильными ногами составляет около 1 м. На крышах с уклоном более 45° это расстояние увеличивается до 1,2-1,4 м и на крышах домов, рас положенных в снежных районах, уменьшается до 0,8-0,6 метра.
Расстояния между стропилами несущей конструкции (м)
В настоящее время для облегчения частного строительства промышленность выпускает готовые стропильные конструкции, которые остается лишь собрать, уложить на наружные стены и поверх них устроить обрешеточный настил. Изготавливают несущие конструкции из древесины, железобетона или металла. Все конструкции - сборные. Их доставляют к месту строительных работ в разобранном виде и складывают уже на месте. Складная конструкция может состоять из нескольких элементов, упакованных вместе. Некоторые конструкции довольно громоздки даже в разобранном виде, так как разбиты на три больших детали: для прикарнизных и коньковую. Другие комплектуются из более мелких плоскостей. Наиболее удобны в применении шарнирные конструкции, снабженные шарнирами либо в коньковом прогоне, либо вдоль карнизов. Шарниры позволяют несущую конструкцию без проблем складывать и раскладывать.
Формы готовых стропильных конструкции отражают почти все существующие конфигурации крыш.
Обрешеточные брусья крепятся к готовым стропильным фермам тем способом, который предусмотрен самой конструкцией. К стропилам, выполненным из древесины, обрешетины просто прибиваются. Что касается железобетонных стропильных ферм, то они могут иметь либо отверстия для гвоздей, либо выпуски диаметром до 6 мм, которые обхватывают и прочно удерживают бруски обрешетки, либо шипы, на которые накалываются обрешетины.
Нередко основание под кровельные материалы требует дополнительного выравнивания. Так, железобетонные плиты, а также основание, по которому уложен полужесткий или сыпучий утеплитель, выравнивают стяжками из цементно-песчаного раствора или из асфальтобетона.
Конструкции ферм для индивидуальных домов: 1 - двухскатная ферма; 2 - ферма со сложной формой верхнего пояса; 3 - ферма-ножницы; 4 - сводчатая ферма; 5 - мансардная ферма.
Выравнивание песчаным асфальтобетоном допустимо лишь на крышах с уклоном не более 20%.
стяжки выполняются в следующем порядке: при уклоне до 15% - сначала в местах примыкании и разжелобках (ендовах), а затем - на скатах; при уклоне более 15% работа по выравниванию основания ведется в обратном порядке.
Выравнивающие стяжки устраиваются не сплошняком на всей поверхности основания, а на участках размером 6х6 м (для цементно-песчаного раствора) или 4х4 м (для асфальтобетона). Между этими участками делаются температурно-усадочные швы шириной 5 мм или шириной 1 см с заложением в них реек. По вшам укладывают полосы рубероида шириной 150 мм с точечной приклейкой их с одной стороны шва.
Толщина асфальтобетонной стяжки зависит от материала основания: если основание из бетона или жестких теплоизоляционных плит, толщина стяжки должна составлять 15-20 мм, а если из нежесткого утеплителя, то 20-30 мм. Асфальтобетонную стяжку устраивают лишь на скатах.
После устройства выравнивающей стяжки основание необходимо сразу же огрунтовать, что обеспечит более прочную приклейку рулонных и гидроизоляционных материалов. До этого цементным раствором заделывают все неровности основания. Стяжки огрунтовываются полосами шириной 4-5 м.
Качество устройства основания проверяют по следующим показателям:
- уклон;
- ровность;
- прочность и жесткость (основание не должно проваливаться и прогибаться под ногами);
- плавность и округлость мест примыканий и разжелобков ( для более прочной приклейки рулонных материалов).
Деревянные несущие конструкции необходимо обработать специальными антисептиками, а также ежегодно производить инспекцию стропил на наличие паразитов и гниения. Делается это в светлое время суток и, в случае необходимости, при дополнительном источнике света.