Строительство дома

Конструкция крыши дома и установка стропил

Крыша – необходимый элемент конструкции здания. Эти покрытия могут быть чердачными и бесчердачными, односкатными, двускатными и четырехскатными, полувальмовыми или полущипцовыми. Вне зависимости от выбора конструкции крыши дома этот элемент должен эффективно выполнять свои главные функции: защищать здание от ветра, солнца, дождя и снега, служить надежным теплоизолятором.

Крыши и кровли: элементы конструкции (с фото)

Конструкция крыши имеет несущую и ограждающую части. Несущая часть конструкции крыши состоит из деревянных или железобетонных стропил, деревянных, стальных строительных ферм или железобетонных панелей. Устройство несущей конструкции крыши передает нагрузку от снега, ветра и собственного веса крыши на стены и отдельные опоры. Ограждающая часть конструкции крыши состоит из следующих элементов: кровли — верхней водонепроницаемой оболочки крыши, и основания под кровлю в виде обрешетки из деревянных брусков, дощатого настила или цементного слоя по железобетонной основе.

Посмотрите на фото крыш дома, как выглядят несущая и ограждающая конструкции:

Фотогалерея

Кровли в зависимости от материала устанавливают деревянные, из глиняной черепицы, металлочерепицы, кровельной листовой стали. Конструкции кровель крыш из волнистых асбестоцементных листов (шифера), плоских асбестоцементных плиток, рулонных материалов — тол и рубероида в настоящее время применяются редко.

   

Несущая конструкция скатной крыши должна обладать необходимой прочностью и устойчивостью, ограждающая часть — легкостью, устойчивостью к химическим и атмосферным воздействиям, водонепроницаемостью, малой теплопроводностью.

   

По конструкции виды крыш могут быть бесчердачными и чердачными. Для проветривания и освещения чердака в крыше устраивают чердачные окна.

   

При устройстве бесчердачной крыши элементы чердачного покрытия и крыши совмещают в одной конструкции — покрытии, предохраняющем здание от охлаждения в зимнее время и атмосферных осадков.

На этих фото представлены конструкции крыш дома различных видов:

Фотогалерея

Какой градус уклона должен быть у крыши?

Для обеспечения стока атмосферной воды поверхность из разных материалов должна иметь соответствующий уклон, который выражается отношением высоты подъема h к половине перекрываемого пролета L или в градусах угла наклона крыши к горизонту L. Например, при L=27 отношение H:L=1:2. При пологих крышах уклон иногда выражают в процентах, для этого отношения H:L умножают на 100.

В зависимости от уклона крыши бывают плоские и скатные. Плоские крыши имеют градус уклона не более 3%. Скатные крыши представляют собой системы пересекающихся наклонных плоскостей — скатов. Пересечения скатов крыши образуют двухгранные углы, из которых обращенные кверху называются ребрами, а обращенные книзу — разжелобками или ендовами. Верхнее горизонтальное ребро пересечения скатов крыши называется коньком.

Уклон скатных крыш принимают в зависимости от вида кровли, например, для глиняной черепицы уклон крыши составляет 1:1—1:2, для кровельной листовой стали 1:3,5 (L=16).

В зависимости от того, какой у крыши уклон, их называют пологими или крутыми. Скатные крыши с уклоном до 15% являются пологими, с уклоном более 15% — крутыми.

Какой уклон должен быть у крыши в идеале? При выборе формы крыши следует обратить особое внимание на возможность быстрого и полного стекания дождевой и талой воды. Для уменьшения снеговых нагрузок (в Подмосковье нормативная снеговая нагрузка составляет более 100 кг/м2) следует проектировать крыши с крутыми скатами, имеющими уклон более 30°. Как показала практика, наибольшее количество снега скапливается на заветренных скатах крыш, имеющих уклон 30°, так как с наветренного ската снег сдувается ветром, переносится через конек и отлагается на заветренном скате. Однако ознакомление с проектами коттеджных домов показывает, что во многих случаях крыши, к сожалению, имеют уклон именно 30° (возможно, так проще чертить по угольнику). На крышах, уклоны которых значительно больше или меньше 30°, количество снега будет меньше, так как при крутом уклоне, например 45°, снег легко сползает с крыши, а при малом — сдувается ветром. Следует также учитывать, что если близко к коттеджу растут высокие деревья, защищающие его от ветра, то на крыше образуются значительные снегоотложения.

Форма крыш: односкатная, двускатная и четырехскатная конструкции

В строительстве применяют разнообразные формы крыши, которые выбирают с учетом общей конфигурации здания в плане, возможного направления отвода воды, а также индивидуальных архитектурных возможностей.

   

Конструкции односкатных крыш в настоящее время применяются редко, их устраивают над зданиями сравнительно небольшой ширины и в случаях, когда отвод воды можно организовать только к одной из продольных стен.

   

Конструкции двускатных (щипцовых) крыш состоят из двух скатов, направленных в противоположенные стороны. Образующиеся треугольники в верхней части торцовых стен называют щипцами или фронтонами.

   

Вальмовая четырехскатная конструкция крыши имеет скаты на четыре стороны. Скаты, направленные к торцовым стенам, называются вальмами, отсюда название крыш — вальмовые. Щипцовые стены в конструкции четырехскатных крыш отсутствуют.

   

Вариантом конструкции вальмовой крыши является полувальмовая или полущипцовая крыша. Боковые скаты срезают только часть щипца и имеют вследствие этого по линии уклона меньшую, чем основные скаты, длину. Полувальма, расположенная вверху, имеет форму треугольника.

Выбор материала и типа конструкции крыши зависит от расположения в здании внутренних опор, величины перекрываемых пролетов, уклона кровли и требований, предъявляемых к крыше: огнестойкости, теплотехнических свойств и долговечности.

Несущие конструкции скатных крыш

Простейшим типом несущей конструкции скатных крыш являются наклонные деревянные стропила. Наклонные стропила двускатной крыши опирают нижними концами на подстропильные брусья — мауэрлаты, а верхними — на горизонтальный брус, называемый верхним коньковым прогоном. Верхний прогон поддерживается стойками, установленными на внутренние опоры. Расстояние между стойками, несущими коньковые прогоны, принимают от 3 до 5 м.

Для увеличения продольной жесткости конструкции стропил и уменьшения сечения коньковых прогонов укрепляют парные продольные подкосы, расположенные у каждой стойки или через одну при небольших пролетах. Для уменьшения свободного пролета стропильных ног устанавливают поперечные подкосы, опираемые на лежень внизу и подпирающие стропильные ноги вверху. В случае смещения внутренней опоры от центральной оси здания не более чем на 1 м, стойку, поддерживающую прогон, устанавливают наклонно.

При имеющихся в здании двух капитальных продольных стен или двух рядов внутренних столбцов укладывают два верхних прогона. Ноги стропильной конструкции крыши в этом случае по длине могут быть составными. Для увеличения жесткости конструкции необходимо устанавливать ригели.

Конструкция стропильной системы четырехскатной вальмовой крыши

В четырехскатных вальмовых крышах в местах пересечения скатов необходимо располагать диагональные накосные стропильные ноги, в некоторые врубают укороченные стропильные ноги — нарожники.

   

Диагональные стропильные ноги в стропильной конструкции вальмовой крыши имеют большую длину и несут значительную нагрузку. Поэтому их поддерживают в пролете промежуточной опорой в виде подкоса или поставленной в углу здания шпренгельной конструкцией. При конструкции стропильной системы вальмовой крыши нижним концом диагональную стропильную ногу опирают на подстропильные брусья в углу, в месте их сопряжения или на балку, уложенную наискось на подстропильные брусья на некотором расстоянии от угла. При наличии одного прогона верхний конец диагональной ноги опирается на его консоль, а при двух прогонах — на пробоины, прикрепленные гвоздями к концам стропильных ног. Консоли прогонов используют как промежуточные опоры на косых ногах. В местах сопряжения стропилы усиливают металлическими креплениями: гвоздями, болтами, скобами.

   

В зданиях, не имеющих внутренних опор, невозможно устраивать наклонные стропила. Поэтому в качестве несущих конструкций крыши применяют строительные фермы, к которым подвешивается чердачное перекрытие.

Расположенные по верхнему контуру фермы, стержни образуют верхний пояс строительной фермы, по нижнему контуру — нижний пояс. Стойки — вертикальные стержни и раскосы — наклонные стержни, расположенные между верхним и нижним поясами, образуют решетку фермы. Стропильные фермы изготовляют деревянные, стальные и железобетонные. В продольном направлении фермы устанавливают на расстоянии 4—6 м друг от друга. Простейшим видом деревянной строительной фермы являются шпренгельные фермы. Фермы состоят из стропильных ног, затяжки, воспринимающей распор, вертикальной подвески — бабки, к которой подвешена затяжка, и подкосов.

   

Ввиду большой ширины здания при установке шпренгельных и строительных ферм чердачное перекрытие недопустимо перекрывать балками, опирающимися на стены. Конструкцию чердачного перекрытия подвешивают на стальных хомутах к затяжке стропил или к нижнему поясу фермы, образуя подвесные перекрытия.

   

При наличии подвесного чердачного перекрытия подвески или бабки висячих стропил, работающие на растяжение, иногда выполняют из стальных тяжей. К затяжке деревянных висячих стропил подвешены в перпендикулярном к ней направлении на хомутах из полосовой стали деревянные прогоны. Перпендикулярно к прогонам подвешены деревянные балки, между которыми уложено облегченное межбалочное заполнение. Для уменьшения нагрузки при монтаже конструкции крыши на висячие стропила или стропильную ферму следует выбирать конструкцию для подвесного перекрытия, имеющую небольшой собственный вес.

   

В стальных фермах подвесное чердачное перекрытие изготовливают несгораемым по стальным балкам. Между балками укладывают сборные железобетонные плиты, по ним — легкий утеплитель и армопенобетонные или армопеносиликатные плиты. При устройстве утепления подвесного чердачного перекрытия необходимо предусмотреть защиту стальных балок от охлаждения, поскольку вследствие конденсации водяных паров будет происходить ржавление нижней полки балок, и возможно образование нежелательных желтых полос. В целях повышения огнестойкости и долговечности несущие конструкции скатных крыш целесообразно выполнять из железобетона, а железобетонные несущие конструкции скатных крыш рекомендуется выполнять бесстропильными из крупноразмерных панелей заводского изготовления.

Кабельная система против обледенения крыш

Кабельная система против обледенения крыш заключается в том, что по периметру крыши протягивают электрический кабель, который работает при температурном режиме воздуха от 0°С до -15 ?С и при наличие воды или льда на крыше. Система снабжена температурным и влажностным датчиками, которые устанавливают по краю крыши с южной стороны. С помощью датчиков регулируют включение и отключение кабельной системы.

Более дорогие системы управления позволяют не только включать и отключать нагрев, но и задавать время работы в зависимости от температуры: крыша прогревается тем дольше, чем сильнее мороз.

Перед установкой системы следует обратить внимание на качество кабеля. Кабель должен иметь мощную внутреннюю оплетку и надежный слой изоляции из стойкого материала для обеспечения механической прочности кабеля и электробезопасности системы.

Торец двускатной крыши и высота чердачного перекрытия

В большинстве проектов форма крыши коттеджа — двускатная. Торец крыши дома может заканчиваться вертикальной кирпичной стенкой треугольного очертания с карнизом по верхней кромке и пояском по нижней части, то есть решаться в виде фронтона. Конечно, не классического, как например над колоннами Большого театра в Москве или храма Парфенон в Афинах, но весьма выразительного, с хорошими пропорциями, возможно, с окном и декоративными деталями. Такой торец двускатной крыши позволяет дать хорошее естественное освещение и проветривание в помещениях, размещенных на чердаке, а также делает конструкции стропил единообразными, хотя и получается некоторое увеличение объема кирпичной кладки.

   

Другой вариант образования крыши у торцевой стены — вальмовое решение, то есть с наклонными треугольными скатами. Такая крыша не увеличивает объем кирпичной кладки чердака, но при этом усложняется конструкция стропил. Иногда, например, по замыслу архитектора, торцевой скат срезает не весь торец двускатной крыши, а только верхнюю или нижнюю ее часть. В этом случае неполный торцевой скат называют полувальмой, а крышу — полувальмовой. Для образования вальм широких домов устанавливают диагональные стропильные ноги, а по ним — укороченные стропилины (нарожники). Сопряжение элементов в деревянных стропилах производится скобами, гвоздями или болтами.

   

Высота чердачной крыши определяется шириной дома, уклоном, конструкцией крыши и необходимостью обеспечить свободный противопожарный проход высотой не менее 1,6 м вдоль всего помещения. Важно проследить, чтобы в самых низких местах, у наружных стен было не менее 0,4 м от верха засыпки чердачного перекрытия до мауэрлата. Это необходимое требование для периодического осмотра и ремонта нижних частей стропил, наиболее подвергающихся продуванию, промерзанию, увлажнению, а также для обеспечения противопожарной безопасности. Заметим, что высокие крыши не только меньше задерживают снег, но позволяют эффективнее использовать чердачное пространство.

Установка стропил двухскатной крыши (с видео)

Несущая часть крыши чаще всего образуется системой наклонных деревянных стропил. Обычное их название — стропильные ноги. Они устанавливаются под углом, равным углу наклона ската кровли, и опираются нижними концами на наружные кирпичные или блочные стены через подкладку в виде продольного бруса (мауэрлата), прикрепленного к стене для равномерного распределения нагрузки.

   

При установке стропил двухскатной крыши между стеной и мауэрлатом прокладывается два слоя рубероида. Верхние концы стропил опираются на подконьковый брус или на промежуточные прогоны, передающие нагрузку на внутренние несущие стены через систему стоек. Общая устойчивость стропильной системы обеспечивается раскосами, подкосами и диагональными связями.

   

Стропильные ноги располагаются через каждые 0,8—2,0 м в зависимости от их сечения, материала кровли и других условий. Нижние концы стропильных ног через одну следует крепить к стене скрутками из проволоки, чтобы предохранить крышу от возможного срыва при сильном ветре. Скрутку закрепляют за костыль или ерш, забитый в шов кладки на 250-300 мм ниже мауэрлата.

   

В домах с бревенчатыми или брусчатыми стенами стропила соединяются скобами со вторым верхним венцом. В целях доступности мауэрлатов и нижних концов стропильных ног для осмотра и ремонта их располагают на расстоянии 35-40 см от перекрытия.

   

В тех случаях, когда при установке стропил на крышу они опираются только на две наружные стены (если нет промежуточных опор), они называются висячими и представляют собой простейший тип стропильных ферм, к которым подвешивают (если оно есть) чердачное перекрытие. В висячих стропилах при пролетах более 6 м между верхними концами стропильных ног зажимают подвесную бабку (вертикальный брус). Во избежание провисания конструкции к нижнему концу бабки подвешивают с помощью хомутов из полосовой стали горизонтальную затяжку и прогон для опирания балок чердачного перекрытия. При пролетах до 12 м в конструкцию стропил вводят подкосы, уменьшающие расчетную длину стропильных ног.

Через какой промежуток устанавливают стойки под прогоны и стропила?

Стойки под прогоны устанавливаются на внутренние стены через каждые 3-4 м, при этом под стойки укладывают доски (лежни) и прокладки из рубероида или толи.

   

Критерии усложнения стропильной системы связаны с конструктивными ограничениями или дополнительными требованиями, предъявляемыми к крыше некоторыми типами кровли. Например, 1 м2 обычной черепицы весит около 50 кг, поэтому при использовании этого материала стропильная система должна быть рассчитана на максимальную нагрузку. Расход пиломатериалов, а следовательно, и стоимость крыши в данном случае возрастут на 15-20%. Мягкая черепица легче керамической в пять раз, но зато для нее необходимы сплошная обрешетка из досок или фанеры, применение подкладочных ковров при малых уклонах, а это делает экономию мнимой.

Посмотрите видео «Установка стропил крыши», чтобы лучше представить технологию процесса:

При устройстве свесов кровель и карнизов, в целях экономии бруса крупного размера, нижний конец стропильной ноги наращивают короткими досками — кобылками (40 х 120, 50 х 100 мм), которые к тому же легче пропустить через кирпичную кладку.

Конструкции крыш коттеджа: самые распространенные вопросы

Выбирая форму и конструкцию крыши, у неопытных строителей возникает ряд вопросов: самые распространенные и ответы на них даны ниже.

На какие виды специалисты подразделяют конструкции крыш?

Конструкции, ограждающие здания сверху, бывают в основном двух видов: скатные или чердачные; плоские или бесчердачные, в которых крыша и чердачное перекрытие совмещены (так называемые совмещенные покрытия). Последние состоят из несущей конструкции (например, балок или железобетонных плит, одновременно выполняющих функцию потолка. Для отвода атмосферных осадков крыши всегда делают с уклоном. В зависимости от потребностей в конструкцию покрытия включают еще пароизоляционный и теплозащитный слой. Плоские бесчердачные покрытия широко применяются в строительстве жилых многоэтажных и общественных зданий, в зданиях производственного и сельскохозяйственного назначения. В домах коттеджного типа в отечественной практике они встречаются крайне редко. Бывают бесчердачные крыши и криволинейной, арочной формы, например в бассейнах, спортзалах и выставочных павильонах.

Какие конструкции крыш коттеджа предпочтительнее?

Для домов коттеджного типа, как правило, применяют чердачные или скатные крыши. Они состоят из верхней части (оболочки), называемой кровлей, основания (обрешетки или сплошного настила), которое непосредственно поддерживает кровлю, и несущей конструкции — стропил, опирающихся на наружные и внутренние стены. Крыши больше, чем другие элементы дома, подвергаются атмосферным воздействиям. Расходы по их содержанию и ремонту значительно отражаются на стоимости эксплуатации всего дома. Поэтому конструкции крыш должны обладать прочностью и долговечностью, соответствующим классу здания. Крыша выявляет силуэт коттеджного дома, как бы венчает его, придает законченный вид и выразительность его архитектурному решению. Она, как элегантная шляпа, завершающая и нередко определяющая образ модно одетого человека.

Не усложняют ли лишние конструктивные красоты функции, которые должна выполнять крыша?

При разработке проекта коттеджа форме крыши следует уделить немалое внимание, в том числе ее внешней привлекательности. Вместе с тем не следует допускать и излишне сложных очертаний, которые, не прибавляя красоты дому, усложняют конструктивное решение, делают дороже строительство, эксплуатацию и ремонт. К тому же это может привести к образованию на крышах больших снеговых мешков и как следствие — протечек. Уклон крыш указывают в градусах по отношению к горизонтальной поверхности, например 45°, или процентах.

Какие нагрузки должна выдерживать кровля в средней полосе России?

Нормативная нагрузка колеблется от 70 до 200 кг/м2 горизонтальной проекции покрытия. Кроме постоянной нагрузки от собственного веса, конструкция крыши должна выдерживать временные нагрузки (снеговой покров, давление ветра с наветренной стороны и разрежения с подветренной стороны), а также нагрузки, возникающие при эксплуатации (ремонте, очистке от снега и другие).

Какие случаются деформации в кровельных несущих конструкциях?

Деформации и другие недостатки в кровельных несущих конструкциях, встречаются в процессе эксплуатации. В деревянных: нарушения соединений между элементами, разрушение гидроизоляции мауэрлатом, загнивание и прогиб стропильных ног, обрешетки и других элементов; в железобетонных: разрушение защитного слоя бетона, коррозия арматуры, прогибы, трещины и др.; в кровлях из листовой стали: ослабление гребней и фальцев, коррозия, пробоины и свищи, разрушение окрасочного или защитного слоя; в кровлях из асбестоцементных плиток черепицы и других штучных материалов: повреждения и смещения отдельных конструкций, недостаточный напуск друг на друга и ослабление крепления элементов кровель к обрешетке. Все они устраняются по мере выявления, не допуская их дальнейшего развития.

Вопрос-Ответ