Итак, любая крыша состоит из несущих элементов и кровельного покрытия. Несущие элементы, как правило, представляют собой балки – конструктивные элементы вытянутой формы (у которых длина намного превышает ширину и высоту поперечного сечения), или фермы – несущие элементы, состоящие из соединенных в неизменяемую конструкцию балок (стержней), условно расположенных в одной плоскости. Внешне ферма выглядит как решетка. Расположенные в верхней части этой решетки балки называют верхним поясом, стержни нижнего контура – нижним поясом, наклонные стержни, соединяющие между собой верхний и нижний пояса, – раскосами, а вертикально расположенные соединительные стержни – стойками.

Чаще в индивидуальном строительстве используют деревянные балки и фермы, но распространены также конструкции из стали. Применяют смешанные – металлодеревянные – фермы, в которых элементы, воспринимающие наибольшую нагрузку, выполнены из стали, а все остальные части – из дерева.

Рассмотрим отдельно конструктивные элементы скатных и плоских крыш.

Такие крыши состоят из скатов, которые при пересечении образуют ребра (углы). Смотрящее вверх ребро называют коньком, обращенный вниз угол – разжелобком, или ендовой. Часть кровельного покрытия, выступающая за периметр наружных стен, называется карнизным свесом.

Скатная кровля основана на стропильной конструкции.

Основным элементом такой конструкции являются стропила – наклонно расположенные балки, опирающиеся одним концом на верх несущей стены, а вторым – на конек крыши. Наклон стропил соответствует уклону ската. В плане стропила должны быть перпендикулярны плоскости несущей стены. Вместо стропил можно использовать стропильные фермы (рис. 2).

Стропила передают нагрузку от конструкций крыши и внешних воздействий на несущие стены или колонны здания. Возможная форма и материал стропил зависят от типа несущих опор, величины пролета и других общих конструктивных параметров здания.

Стропила или стропильные фермы опирают на горизонтально расположенные на несущей стене брус или мауэрлат.

Стропильные фермы не нуждаются в дополнительной поддержке под коньком. Стропильные балки при необходимости (достаточно большая ширина пролета и наличие внутренних несущих стен или колонны) подпирают в верхней точке стойками и подкосами. Чтобы уменьшить число стоек, по коньку крыши укладывают балку-прогон, опирающуюся на стойки и поддерживающую верхние концы стропил. Прогон играет также роль связывающего элемента, придающего устойчивость к опрокидыванию всего конструктивного остова крыши.

Стропильные фермы с той же целью укрепляют вертикальными связями – фермами или балками, расположенными перпендикулярно самим стропильным фермам.

Крепление деревянных элементов крыши осуществляют с помощью металлических пластин, затяжек, гвоздей и путем врезки и склеивания.

Стропила могут быть наслонными и висячими.

Основной элемент наслонных стропил – стропильные ноги, которые держат на себе обрешетку. При этом стропильные ноги обязательно опирают на стойки с подкосами, коньковый прогон и мауэрлат. Расстояние между стойками может быть принято от 3 до 5 м. Кроме перечисленных конструкций, для увеличения жесткости конструкции могут быть установлены продольные подкосы (у каждой стойки), но это не обязательное условие. Наслонные стропила применяют в зданиях с пролетами не более 16 м. Если пролет (расстояние между несущими стенами или рядами колонн) превышает 16 м, наслонные стропила могут не выдержать нагрузку от собственного веса: в таком случае они прогнутся или сломаются.

Если пролет менее 16, но более 6 м, возможно использовать стропила, однако они требуют усиления (древесина с обработкой или природной гибкостью, дополнительный металлический каркас). В зданиях с пролетами более 6 м есть смысл устроить конструкцию крыши на основе стропильных ферм.

Висячие стропила включают в свою конструкцию только стропильные ноги, которые крепят на затяжках с помощью лобовой врубки и болтов. Верхние концы стропил соединяют прорезным шипом. Висячие стропила применяют в зданиях с пролетами менее 12 м.

Кроме рассмотренных видов стропил, различают накосные стропильные ноги, которые образуют наклонное угловое ребро в вальмовой или многоскатной крыше.

Наиболее распространенная ширина сечения стропил составляет 180 – 200 мм. Такие стропила из брусьев устанавливают с шагом 1,5 – 2 м, из досок (с большей длиной сечения) – с шагом 1 – 1,5 м.

Часть стропильных ног прикрепляют к наружным стенам с помощью скруток из проволоки, вбитых и вклеенных деревянных костылей на гвоздях, болтах или скобах.

Стропильная конструкция из железобетона строится по такому же принципу, как и деревянная, но может быть оперта только на железобетонный или кирпичный остов здания. Вместо опорных стоек применяют столбы с шагом от 4 до 6 м.

Поверх основы из стропил укладывают балки обрешетки (с настилом по ним или без настила), меньшего сечения, в поперечном стропилам (горизонтальном) направлении. Непосредственно на обрешетку укладывают кровельное покрытие. Сплошной настил по обрешетке применяется в случае использования рулонного кровельного материала или асбестоцементных плит. Настил выполняют в два слоя: рабочий (перпендикулярно обрешетке) и защитный (под 45° к коньку или параллельно ему), между слоями укладывают слой рубероида.

Уклон кровли зависит от климатических условий. При большом количестве осадков угол должен быть не менее 45°, в сухом климате – не более 30°, в других условиях – от 30 до 45°. Если для покрытия используют штучные материалы (например, сланец или черепицу), уклон должен составлять не менее 25°. Следует помнить, что увеличение угла наклона ведет к увеличению количества материалов.

Плоская кровля проще в устройстве, чем скатная. Крыша состоит из следующих слоев (начиная с нижнего).

1. Перекрытие верхнего жилого этажа или чердака (железобетонные плиты или настил из досок, с нижней стороны отделанные потолочным покрытием).

2. Пароизоляция – один или два слоя рубероида или пергамина, уложенного по мастике. Этот слой нужен для защиты от водяных паров, проникающих из помещений здания.

3. Утеплитель из плитных (например, ячеистый бетон) или сыпучих (например, керамзит или пористый шлак) теплоизоляционных материалов. На этом этапе уже можно устраивать небольшой уклон для водоотвода.

4. Цементная или асфальтовая стяжка с небольшим уклоном (до 2,5 %) для отвода воды (настил). Этот слой характерен для невентилируемой совмещенной крыши.

5. Кровельное покрытие (гидроизоляция). Для плоских крыш используют рулонные кровельные материалы (толь, рубероид и т. п.), укладывая их в несколько слоев тем способом, который подходит для выбранного материала.

6. Защитный слой из песка, просеянного (мелкого) шлака или мелкого гравия, вдавленного в слой мастики или битума поверх гидроизоляционного кровельного материала для защиты последнего от механических воздействий извне. Этот слой не обязателен.

Ограждение плоской кровли является необходимым элементом конструкции и может представлять собой более тонкое продолжение контурных стен верхнего этажа, стальную решетку или (третий вариант) два ряда кладки в полкирпича и закрепленную на них решетку. Стальное ограждение крепят на заглушки. Продолжение контурной кирпичной кладки или железобетонной стены над поверхностью крыши называют парапетом. Он нужен для защиты торца крыши от влаги. Но при этом на поверхности кровли в наиболее низком месте по уклону необходимо устроить водосток с выводом наружу через специальную трубу и желоб. Внутренний водоотвод устраивают чаще в промышленных зданиях.

Водоприемные воронки располагают на расстоянии не менее 50 мм от парапета, нижняя часть воронки связана с трубой, которая может проходить наружу через стену на уровне чердака или цоколя, при этом по всей высоте должна быть равномерно отдалена от наружных стен здания. При полностью наружном водоотводе жидкость скапливается в приемных желобах по периметру кровли и стекает по водосточной трубе с дальнейшим отводом в желоб на поверхности земли.