Конструктивные решения крыш зависят в основном от применяемых материалов. Использование для устройства крыш круглого материала, хотя и имеет многовековую традицию, но в настоящее время чаще всего используется обработанная древесина в виде брусьев и досок.
На кровлю действуют нагрузки от снега, собственного веса конструкций и кровельных материалов, а также ветра (рис. 1).
Внешние воздействия на покрытие:
I - чердак; II - чердачное перекрытие; III - несущая конструкция; IV - кровля; 1 - постоянные нагрузки (собственный вес); 2 - временные нагрузки (снег, эксплуатационные нагрузки); 3 - ветер (давление); 4 - ветер (отсос); 5 - воздействие температур окружающей среды; 6 - атмосферная влага (осадки, влажность воздуха); 7 - химически агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе; 8 - солнечная радиация; 9 - влага, содержащаяся в воздухе чердачного пространства.
Чердачная скатная крыша состоит из несущих конструкций и кровли. Между такой крышей и чердачным перекрытием, находится чердак, используемый для размещения вентиляционных каналов (коробок), разводов трубопроводов и т.п. При значительных уклонах чердачные пространства нередко используются для встроенных в них помещений.
В чердак зимой через чердачные перекрытия из помещений верхнего этажа проникают тепло и влага. Чем теплее чердак и чем теплопроводнее материал кровли, тем больше образуется конденсата (инея). При повышении наружной температуры конденсат тает, вызывая загнивание деревянных конструкций и коррозию металлических элементов. Увлажнение чердака может происходить также в результате проникания влажного воздуха из лестничных клеток, в связи с чем важное значение приобретает плотность притвора дверей и люков, ведущих на чердак.
Весьма важным и эффективным мероприятием против увлажнения чердачного пространства является его проветривание. Для этого устраивают вентиляционные отверстия под карнизом (приточные отверстия) и в коньке (вытяжные отверстия), а также слуховые окна. Несущая часть состоит из стропил, ферм, прогонов, панелей и других элементов (рис. 2, 3).
Принципиальное решение несущей конструкции вальмовой крыши с применением ферм.
План расположения ферм и стропил при устройстве четырехскатной вальмовой крыши:
1 - дымовая труба.
В одноэтажных однопролетных домах шириной до 6 м крыши можно возводить с использованием простейших стропильных ферм, сбитых из досок сечением 50 х 150 мм (рис. 4, а). Их легко изготовить заранее, накладывая одну на другую, а затем установить, раскрепив диагональными ветровыми связями с внутренней стороны. Стропила и нижний пояс (затяжку) соединяют между собой на гвоздях или шурупах с помощью двухсторонних накладок из досок толщиной 25 мм.
Конструктивные схемы и узлы двухскатных дощатых крыш:
а, б - висячие стропила (фермы) для одноэтажных однопролетных зданий;
в - наклонные стропила для одноэтажных двухпролетных зданий;
г - висячие стропила (фермы) для мансардных однопролетных зданий;
д - то же с ломаной крышей;
е - то же для мансардных двухпролетных зданий.
При пролетах свыше 6 м, а также при больших снеговых нагрузках стропильную ферму необходимо усилить дополнительными внутренними раскосами (рис. 4, б). По конструктивным соображениям ее удобнее делать с двойными нижним и верхним поясами. В этом случае все элементы фермы (стропила, затяжку, подкосы и концевые вставки) можно делать из досок одинаковой толщины. Места примыкания подкосов к верхнему и нижнему поясам, а также стык досок затяжки следует усилить дощатыми накладками. Соединение отдельных элементов таких ферм лучше производить на шурупах или болтах.
Использование большепролетных стропильных ферм в одноэтажных домах позволяет отказаться от устройства средней несущей стены (вместе с фундаментами) и получить в доме свободную внутреннюю планировку. Вместе с тем, не следует забывать, что применение таких ферм может быть рекомендовано только при грамотном конструировании и тщательном выполнении заготовочных и монтажных работ.
Для одноэтажных двухпролетных зданий (со средней несущей стеной) двускатную крышу обычно делают, используя наслонные стропила, опирающиеся одним концом на наружную стену, а другим - на прогон или средние стойки (рис. 4, в). На коньке стропила соединяют между собой гвоздями внахлест либо с помощью дощатых накладок. При длине стропильных ног свыше 4 м устраивают подкосы. Наружные концы наслонных стропил опирают на подкладной распределительный брус (мауэрлат) сечением не менее 100 х 100 мм. Для удобства опирания снизу каждой стропильной ноги прибивают упорный брусок. Каждую вторую стропильную ногу крепят к наружной стене или к чердачным балкам ветровыми связями (проволочные хомуты, дощатые накладки).
Крыши в домах с мансардными помещениями при отсутствии средней опоры конструктивно решают так же, как стропильные фермы. Своеобразной затяжкой таких ферм являются балки междуэтажного перекрытия, в которые упираются стропила. Простейшая конструкция мансардной крыши - треугольная ферма прямолинейного очертания (рис. 4, г), применяемая при устройстве мансарды в однопролетных домах шириной до 6 м. Учитывая, что нижний пояс такой фермы является полом мансарды, его конструкцию принимают в виде двух параллельных балок сечением не менее 50 х 150 мм каждая. Горизонтальные схватки и вертикальные стойки также лучше делать спаренными из более тонких досок - это упрощает в дальнейшем обшивку стен и потолков мансарды.
Конструкция мансардной крыши с изломанными скатами (рис. 4, д) более сложная в изготовлении и может быть оправдана лишь при узких пролетах, когда габариты мансарды трудно вписать в простую треугольную форму крыши.
В домах со средней несущей стеной крышу над мансардой тоже делают на основе стропильных ферм (рис. 4, е), однако, ее нижний пояс, имеющий опору в центре нагрузки, может быть более легким.
Оптимальное сечение для стропил любых крыш (так же, как и для балок перекрытий) 50 х 150 мм.
В деревянных конструкциях расстояние между фермами составляет 0,9...1,0 м. При большой снеговой нагрузке на пологих крышах это расстояние следует уменьшать до 0,8...0,6 м, а на крышах с уклоном более 45° его можно увеличить до 1,2...1,4 м. Если крышу возводят со стропильными фермами, нижним поясом которых являются балки чердачного или междуэтажного перекрытия, то расстояние между ними следует принимать с учетом конструкции пола или потолка. При сооружении вальмовых и шатровых крыш могут применяться более легкие фермы и стропила при меньших уклонах кровель, чем в двухскатных крышах. Вальмовая крыша, собранная из готовых ферм (с расстоянием между ними 1200 мм), показана на рис. 2 и 3.
Если пролеты слишком большие, то нужно проверить по чертежу ширину опорной поверхности ферм и при необходимости уменьшить расстояние между ними таким образом, чтобы расчетное давление на опорное соединение не было превышено.
Если ферма оказывается на месте, где проходят дымовые трубы, то ее переносят и располагают так, чтобы она находилась на расстоянии не менее 100 мм от трубы. Расстояние между фермами, оказавшееся большим в месте прохода группы труб, заполняется сплошной решеткой.
Конструкции ферм, изготовленных из одной части и двух частей, показаны на рис. 5. Фермы, состоящие из двух частей, применяют при длинных пролетах, а также в том случае, когда дом стоят на склоне и крыша имеет разные уровни (рис. 5, б и в).
Примеры установки ферм:
а - при опоре ферм на верхний пояс каркаса наружных стен в однопролетном решении; б - при выполнении конструкции крыши из полуферм, опирающихся на балки, в двухпролетном решении; в - при выполнении конструкции крыши из полуферм, расположенных в разных уровнях, в двухпролетном решении.
Если в доме будет использоваться чердак, то фермы заменяют конструкцией из рам (рис. 6).
Деревянные фермы для дома с мансардным этажом:
а - применение ферм в двухпролетном решении с дополнительным усилением перекрытия деревянными балками; б - принципиальная схема опорного узла фермы; в - схема установки ферм при однопролетном решении.
Дополнительно к конструкции, состоящей из ферм, применяют несущую стену, чтобы прогибы несущих элементов оставались в допустимых пределах. Чтобы увеличить ширину чердака, каркас наружной стены дома с мансардным этажом можно приподнять. В чердачном помещении высотой от 0,6 м и выше отделку стен, полов и потолков выполняют так же, как и на жилом этаже. Однако в комнате для того, чтобы там можно было поместить необходимую мебель, оборудование и проложить арматуру около стен, свободная внутренняя высота должна быть около 0,8 м.
Части каркаса соединяют с помощью гвоздей или специальных соединительных элементов, которые изготовляют из листовой оцинкованной стали толщиной 2...4 мм.
Типы угловых соединительных элементов.
Эти элементы имеют изогнутую форму и соединительные кронштейны с отверстиями. Преимуществом таких элементов является прочность крепления, поэтому их можно использовать в соединениях, несущих большие нагрузки. Кроме того, они не портят внешний вид дома и при их применении можно избежать растрескивания древесины, т.к. исключается использование гвоздей большей толщины, чем предусмотрено.
Для соединения частей каркаса служат гребенчатые гвозди, имеющие конусообразную форму шляпки. Благодаря этому гвоздь утапливается в отверстии. Соединения, выполненные таким образом, при увеличении на них нагрузки снижают до минимума возможные продольные и поперечные смещения.
Тип башмаков колонны:
а - регулируемый B; б - регулируемый DB; в - регулируемый IB; г - регулируемый I.
 |
Использование башмака колонны: |
Башмак (рис. 8, а, г) закрепляют (заанкеривают) в бетон или крепят (рис. 8, б, в) болтами к основанию. Высоту установки при необходимости можно регулировать. Допуск регулирования в вертикальном направлении +25 мм. Тип башмака колонны подбирают с учетом нагрузки на нее.
Типы башмаков балки:
1 - обычный; 2 - тип 1; 3 - тип B; 4 - тип 2; 5 - специальный.
Башмак служит для соединения балок к колоннам или другим балкам. Применяются главным образом два типа башмака. В первом случае крепежные крылья вертикальной части загнуты внутрь, при этом башмак может оставаться видимым (рис. 10, типы 2 и 4). Во втором случае башмаки балки, попадающие под облицовку, снабжены крыльями, загнутыми наружу, при этом их легче крепить к основанию (рис. 10, типы 1, 3, 5).
 |
Соединение конструкций с помощью крепежных элементов. |
 |
Использование угловых крепежных элементов при установке балок или стропил крыши. |
Крепежные уголки применяют, например, при соединении стены или верхнего стягивающего бруса с кровельной фермой. Крепежное профилирование делает пластину устойчивой к изгибам.
 |
Прямые пластины для гвоздевых соединений деревянных элементов: |
Эти элементы используются при выполнении креплений в стыковых швах, в которых на соединение направлены нагрузки, связанные с растяжением.
Бесчердачные крыши подразделяются на:
Невентилируемые крыши применяют в тех случаях, когда исключается накопление влаги в покрытии в период эксплуатации. Такие покрытия могут выполняться с теплоизоляцией, совмещенной с несущей конструкцией.
Основными элементами совмещенной крыши являются:
Пароизоляционный слой в виде одного или двух слоев рубероида или пергамина на мастике предусматривают для защиты теплоизоляции от увлажнения водяными парами, проникающими со стороны внутренних помещений. В качестве утеплителя применяют плитные или сыпучие теплоизоляционные материалы. Поверх теплоизоляции делают выравнивающий слой (стяжку) из цементного раствора. По стяжке устраивают кровлю. Ее выполняют из рулонных кровельных материлов в несколько слоев. Наклеивают их на холодную или горячую мастику. Для защиты гидроизоляционного ковра от повреждений делают защитный слой в виде насыпок из песка или мелкозернистого гравия, втопленного в верхний слой мастики, или слоя рубероида.
Частично вентилируемые крыши имеют в материале панели каналы, расположенные в верхней толще панели.
Вентилируемые крыши имеют сплошные воздушные прослойки, осушающие покрытие зимой и предохраняющие его от перегрева солнечными лучами летом.
Конструкция совмещенной крыши состоит из нескольких слоев материалов:
При невентилируемой крыше по утеплителю устраивают стяжку из цемента.
Источники:
http://www.svasti.ru/teploizolyaciya_krysh
http://www.svasti.ru/cherdachnaya_skatnaya_krysha
http://www.svasti.ru/bescherdachnaya_krysha