Крыша является одним из основных функциональных элементов строения, при этом обычно занимая незначительную часть его объема. Крыша выполняет одну из ключевых функций в обеспечении надежности здания, особенно это относится к его верхним этажам. Если принимать во внимание архитектурно-конструктивные решения, то все конструкции можно разделить на две большие группы – совмещенные и чердачные.

Совмещенная конструкция имеет пологую форму и является одной из наиболее простых. Получается, что крыша совмещена с потолком помещения. В большинстве случаев для совмещенных крыш используют железобетонные плиты или иные элементы, изготавливаемые, как правило, из древесины. Совмещенные конструкции делают пологими с небольшим уклоном, обычно не превышающим 2,5 %. На внешнюю поверхность настилают гидроизоляционный прослойный ковер. Его производят из рубероида, который укладывают перекрестно и проклеивают между собой битумными мастиками. Водоотвод в этом случае организуют при помощи внутренних водостоков.

В современных домах можно встретить вентилируемую пологую конструкцию. Она отличается от стандартной тем, что между непосредственной кровлей и слоем утеплителя имеется воздушная прослойка, хорошо пропускающая воздух. Если мансарду предполагается устроить с помощью совмещенной кровли, то обязательно придется принимать во внимание климатические условия района, в котором находится дом. Помимо этого, необходимо учитывать температурно-влажностный режим разных помещений, находящихся в мансарде.

Чердак, переоборудованный в жилое помещение, превращается в мансарду. Торцевая часть мансарды, имеющая форму трапеции или треугольника, называется фронтоном. Обязательно для подъема на чердак устанавливают лестницы, двери или же прорезают специальные входные люки. Высота чердака должна быть не меньше 2 м. Чтобы в мансарде было достаточно света и свежего воздуха, в крыше прорезают специальные чердачные окна.

Форму крыши выбирают в зависимости от того, как будет использоваться чердачное помещение. Конструкции крыш бывают нескольких основных видов – односкатная, двускатная и мансардная (рис. 1).

Рисунок 1. Основные типы крыш: а – односкатные, б – двухскатные, в – вальмовые, г – шатровые, д – многощипцовые, е – мансардные

Чаще всего в индивидуальном строительстве встречаются двускатные конструкции. Односкатная крыша обычно бывает у гаражей, сараев, навесов и т. д.

Двускатную крышу сделать довольно легко, к тому же она подходит для покрытия любым кровельным материалом. Одной из разновидностей двускатных крыш является мансардная система. Благодаря ей можно воспользоваться дополнительным пространством. Как правило, мансарды отводят под спальные комнаты.

Кровля – это верхний водонепроницаемый слой, вместе с основанием (обрешетка, изготовленная из деревянных брусьев или досок) они составляют ограждающие элементы. Наклонные плоскости называются скатами. Верхнее ребро, располагающееся в горизонтальной плоскости, – конек. В зависимости от используемых кровельных материалов крышу возводят под определенным углом. Если кровлю планируется делать из волнистых асбестоцементных листов (шифера), то уклон должен составлять 33 % от высоты общего подъема.

Несущие элементы конструкции должны иметь определенную прочность, обладать устойчивостью. Всю ограждающую часть выполняют таким образом, чтобы она была абсолютно водонепроницаемой, плохо проводила тепло. Помимо этого, ограждающую часть делают так, чтобы она обладала еще целым рядом положительных характеристик – прочностью, устойчивостью, невосприимчивостью к различным динамическим нагрузкам. Общая мансардная конструкция должна получиться как можно более прочной, долговечной и экономичной. Стоит отметить, что это относится не только к размеру финансовых вложений на ее изготовление, но и к эксплуатационным расходам. Кровля может быть сделана из самых разных материалов, например, плит, листов шифера, кровельного железа, черепицы и т. д.

Сегодня довольно часто можно встретить кровли, сделанные из волнистых асбестоцементных листов. Они долговечны, несгораемы, при этом масса их не слишком большая. Еще одним плюсом подобной кровли является незначительное количество швов, кроме того, не придется делать слишком плотную обрешетку. За асбестоцементными листами волнистого типа вовсе не придется ухаживать.

Кровлю из плоских листов асбестоцемента сооружают при помощи сплошной или разреженной обрешетки. Размеры листов бывают 300 × 300 или 400 × 400 мм, причем их выпускают нескольких типов – рядовые, коньковые, фризовые и краевые.

Глиняная черепица – один из самых тяжелых кровельных материалов, поэтому под него изготавливают усиленную обрешетку, между ее элементами расстояние делают таким, чтобы оно было кратным размеру черепиц. Типов черепицы также несколько – это зависит от материала, из которого она изготовлена (глина или цементно-песчаная смесь), вида штамповки и т. д. Каждый элемент черепичной кровли оснащен пазами и гребнями, при помощи которых детали крепятся как к обрешетке, так и закрепляются между собой, образуя единую конструкцию.

Кровля, выполненная из рулонных материалов, проста в изготовлении, но служит она обычно не слишком долго. Чтобы продлить срок службы, кровлю настилают в 2 или 3 слоя. Крепят ее с помощью гвоздей или же путем приклеивания подходящими мастиками.

К крыше строения предъявляются определенные требования, связанные с устойчивостью, прочностью, гидроизоляцией, пароизоляцией. Наружное покрытие кровли делают таким образом, чтобы оно получилось как можно более морозостойким, устойчивым к воздействию прямых солнечных лучей, осадков и разного рода химическим веществам.

Вся конструкция крыши включает в себя несколько основных элементов: мауэрлат (опорный брус, на который приходится вся нагрузка), обрешетка, стропила и непосредственно сама кровля.

На мауэрлат приходится основная нагрузка от всех остальных элементов крыши. За счет него масса равномерно распределяется на несущие стены. Если стены изготовлены из строительных материалов невысокой прочности, то под мауэрлат следует поместить максимально возможно широкую доску, чтобы площадь опоры стала как можно больше. Это необходимо для снижения давления на стены здания.

Стропила принимают на себя вес кровли, а также разного рода динамические нагрузки – ветер, осадки. Сечение этого элемента рассчитывается в зависимости от пролета, итогового угла наклона, климата и нескольких других факторов.

Обрешетка рассчитана на поддержку кровли. Подбирают ее сечение в зависимости от кровельных материалов и их массы. Обычно ее сооружают из брусков и кладут на стропила под прямым углом с небольшим шагом, причем размер шага напрямую зависит от сечения брусьев и общей конструкции кровли. Стоит отметить, что для рулонной кровли необходимо изготавливать двойную обрешетку. Кровля является верхним покровом крыши и предназначена для защиты всей конструкции от атмосферных осадков и низких температур.

При строительстве крыши в первую очередь устанавливают мауэрлат, который предварительно обрабатывают антисептическими веществами. При их отсутствии брусья покрывают слоем смолы или битума, оборачивают рубероидом. Это очень ответственное дело, так как мауэрлат следует укладывать строго по уровню, чтобы данный элемент конструкции находился в горизонтальной плоскости. В длину брусья, из которых состоит мауэрлат, соединяют между собой вполдерева, а стык дополнительно укрепляют промышленными скобами.

Все соединения стропил пригоняют друг к другу максимально плотно, чтобы между элементами не оставалось щелей или зазоров. Висячие дощатые стропила, которые будут располагаться на небольшом пролете, собирают непосредственно на земле и устанавливают на место в собранном виде.

Стойку плотно соединяют со стропилами, после окончания прирезки их накрепко закрепляют скобами. Когда подкосы подводят к стойке, их также первоначально прирезают, подгоняют к месту, а потом дополнительно устанавливают еще одну скобу. Стропильную ногу вместе с затяжкой объединяют в общую конструкцию при помощи специального стяжного хомута. Подкосы после окончания прирезки и подгонки плотно крепят к нижнему прогону и стропильным ногам. Делают это с помощью гвоздей или скоб.

Если конструкция предусматривает установку наслонной стропильной системы, то ее делают по той же самой технологии, что и в домах, выполненных по каркасной технологии. Обрешетку делают из брусьев подходящего сечения, настил – по сплошной, разреженной или иной методике. Обычно его сооружают из досок, которые соединяют со стропилами гвоздями. Под мягкой кровлей из рубероида обрешетка будет находиться в виде сплошного настила из двух слоев. Верхний слой называется защитным, а нижний – рабочим. Одинарный настил допустим как сплошной, так и немного разреженный, однако разрез может быть не больше нескольких сантиметров. Его возможно использовать в качестве основания для кровли, выполненной из плоских листов асбестоцемента.

Под черепицу основание необходимо делать гораздо более прочным – в этом случае наиболее подходящими будут бруски сечением 50 × 50 мм. Такая же конструкция подойдет для настилки волнистых листов, выполненных из стеклопластика, или для асбестоцементных волнистых листов.

При сооружении настила и обрешетки нужно учитывать несколько немаловажных моментов. Например, не доводить эти элементы кровельной конструкции до дымовых труб примерно на 10 см. На свесах карниза настил в обязательном порядке делают сплошным, в разжелобках ширина составляет 800 мм.

Чтобы получить качественный и долговечный настил, рекомендуется использовать древесину хвойных пород, осину, тополь или ольху.

В конструкции крыши основная нагрузка ложится на стропила, которым приходится выдерживать не только свою массу, но и такие переменные нагрузки, как снег, дождь и ветер. Помимо стропил, определенная часть нагрузки ложится на составные балки и фермы. Стропила бывают двух видов – висячие и наклонные. Тип конструкции зависит от наклона кровли, вида кровельных материалов и целого ряда других факторов.

Стропила наклонного типа оснащены двумя или тремя опорами. Если конструкция имеет незначительный пролет, то используют обычно наклонные односкатные стропила. Двускатные наклонные конструкции рекомендуется устанавливать как в жилых, так и в общественных зданиях, которые внутри имеют несущие стены, колонны или укрепленные перегородки.

В нижней части стропила устанавливают на мауэрлат, вверху их крепят в коньковом прогоне, который дополнительно крепят к стойкам, размещаемым на нижнем прогоне. Все элементы соединяют друг с другом с помощью врубок (как правило, способом «вполдерева»), дополнительно закрепляют скобами, болтами или гвоздями.

Висячие стропила – это система, где все элементы конструкции закреплены с помощью хомутов либо скоб и дополнительно усилены при помощи саморезов. Любая стропильная система бывает симметричной или несимметричной. Все установленные конструкции изготавливают из древесины, влажность которой не превышает 12 %, без гнили и червоточин. Доски и брусья раскраивают по необходимому размеру на специальных станках. Перед началом сборки конструкции все элементы размечают при помощи специальных шаблонов.

Детали, из которых будет собираться вся система, устанавливают таким образом, чтобы они были под рукой. Перед тем как приступить к сборке, наносят схему на объекте при помощи мела.

Усиленную стропильную конструкцию делают из бревен. Для нее подойдут круглые и ровные бревна, диаметр которых не превышает 18 см. Если на их поверхности имеются незначительные неровности, то их снимают топором или рубанком по шнуру. Все затяжки, которые крепят друг к другу стропильные ноги, делают из самой хорошей древесины.

Максимальная длина круглого леса не превышает 6,5 м. Если требуется затяжка для изготовления более длинного пролета, то ее собирают минимум из двух бревен, соединяя их друг с другом по длине. После этого подбирают бревна, подходящие для производства стропильных ног. Подкосы и стойки гораздо более короткие, поэтому для них подойдут обрезки или бревна меньшей длины. В отобранном материале обязательно отесывают конец и размечают местонахождение врубок по шаблону, который изготавливают заранее из фанеры или же тонкой листовой стали. Участки врубок после разметки аккуратно выпиливают и зачищают острым топором.

В перекрытиях можно использовать составные балки, которые соединены друг с другом в одну конструкцию при помощи пластинчатых нагелей. Они выполняются в виде пластин из металла или другого подходящего по прочности материала. В них просверливают отверстия и закрепляют на элементах составной балки. В результате получается довольно прочная конструкция, которая способна выдержать значительную нагрузку. Кроме того, они подходят для сооружения верхнего пояса стропильной фермы. Балки собирают из брусьев на деревянных нагелях. Нагели в балках лучше всего устанавливать по всей длине, за исключением средней части, где сдвигающие усилия не слишком большие.

Балки допустимо изготавливать из древесины, влажность которой не превышает 20 %. Дерево для пластинчатых нагелей должно быть влажностью не выше 10 %. Балки следует собирать на специальной конструкции, которая включает в себя 2 опоры. Между ними должен располагаться вал, вращающийся на паре втулок. С обеих сторон вала на козлах находятся брусья. Балки соединяют друг с другом на концах специальными хомутами-стяжками. Чтобы получился нужный строительный подъем в конструкции, к валу крепят 2 распорки, чья толщина должна соответствовать подъему.

За счет того, что концы балок стянуты, а центральная часть согнута из-за закрепленных распорок, балки изгибаются на величину подъем. В ходе выполнения этой работы необходимо внимательно следить за тем, чтобы плоскости брусьев, которые соединяются между собой, были максимально плотно пригнаны друг к другу. При этом обязательно смотреть за тем, чтобы строительный подъем везде был одинаковым.

Если это удается соблюсти, то крыша получится с хорошим и правильным скатом. После этого по шаблону отмечают места, где будут располагаться нагели, и выбирают гнезда. В них размещают пластинчатые нагели. Когда эти операции с одной стороны будут завершены, из-под конструкции убирают козелки, а вал разворачивают на 180°. Козелки возвращают на место, из балок снова выбирают гнезда и нагели размещают уже в них.

Когда все нагели будут на своих местах, стяжки убирают. Балки придется слегка выпрямить, что приведет к незначительному уменьшению строительного подъема, а нагели надежно будут закреплены в гнездах. Выполняя такие работы самостоятельно, следует помнить о том, что сборка стропильной фермы представляет собой очень трудоемкий процесс. Он предусматривает расположение и закрепление длинномерных и тяжелых систем. Есть 2 основные технологии, с помощью которых можно сделать данную конструкцию быстро и качественно.

Первая технология. При строительстве межэтажного перекрытия в местах, где будут располагаться стойки и стропильные ноги, наносят специальные риски. К торцевым частям балок крепят 2 лобовые доски, однако при этом верхняя доска должна обязательно выходить за пределы балки минимум на 2 см. Именно к ней будет прикреплена стропильная нога. С нижней стороны к балкам крепят доски, представляющие собой карниз.

После этого приступают к установке стропильной конструкции, которую между собой соединяют в форме буквы «А». Данная стойка будет располагаться на черепном бруске, с которым ее объединяют в одну конструкцию при помощи гвоздей или саморезов. Обязательно проверяют с помощью отвеса вертикальность всей системы. Предварительно всю конструкцию укрепляют откосом.

По похожей технологии устанавливают стропила с противоположного конца балки, находящейся в самом верху межэтажного перекрытия. Между ними размещают 2 промежуточных стойки. Между стойками определяют расстояние, исходя из ширины оконного блока фронтона. В верхних частях стоек наклонных стропил находится деревянная ферма, которую соединяют с остальной конструкцией при помощи гвоздей и дополнительно фиксируют подпоркой. Это делают так, чтобы ферма располагалась строго в горизонтальной плоскости. Верхнюю часть подпорки крепят к ферме до установки.

Далее собирают каркас фронтона, который находится с противоположной стороны крыши. Когда эта работа сделана, верхнюю часть ферм или конек и стойки соединяют шнуром. Он будет выполнять функцию маяка, чтобы все остальные стропила находились в одной плоскости как по горизонтали, так и по высоте. Каждую установленную пару стропил для большей устойчивости конструкции дополнительно расшивают изнутри досками. Между стойками с двух сторон располагают специальные дощатые подкосы. Чтобы конструкция крыши получилась максимально жесткой, на стойках дощатых ферм крепят ветровые связи из досок.

Вторая технология немного отличается от первой. В этом случае все балки межэтажного перекрытия, на которые приходится основная нагрузка от кровельных материалов, а также динамических нагрузок (снега, дождя или ветра), производят двухветвевыми из досок сечением минимум 40 × 150 мм. Стойки стропил наклонного типа, выполненных в форме буквы «А», также изготавливают из этого материала.

Концевую часть фермы кладут на скошенную верхнюю часть стропильной ноги. Ее закрепляют между выступающими ветвями стойки. Последующая технология монтажа стропильной конструкции точно такая же, как и при предыдущем способе (рис. 2).

Рисунок 2. Варианты изготовления крыши в зависимости от ширины пролета: 1 – перекрытие, 2 – затяжка, 3 – подкладка; 4 – стропильная нога, 5 – ригель, 6 – коньковый прогон, 7 – лежень, 8 – бабка, 9 – мауэрлат, 10 – хомут, 11 – подкос

Если дом выстроен из бруса, то для сооружения его крыши лучше использовать систему висячих стропил. Нижние концы конструкции в этом случае опираются непосредственно на стены, а верхние соединяются в коньке. Средняя длина стропильной ноги – от 5,5 до 6 м, а максимальный угол наклона не превышает 50°. Для изготовления крыши лучше использовать брус сечением 15 × 15 или 10 × 15 см. Чтобы жесткость конструкции была выше, между стропильных ног врезают затяжку. Ее соединяют в треть толщины бревна. В коньковой части, а также по середине устанавливают доски, между которыми находятся вертикальные ветровые связи. Так как у промежуточных стропил нет стоек, площадь мансарды становится значительно больше. Стропила при строительстве такого дома производят так же как и для дома каркасной конструкции: например, сооружают временный настил, который укладывают на балки межэтажного перекрытия (рис. 3).

При сборке данной конструкции пазы, расположенные в стропильной ноге, изготавливают так, чтобы они были сопряжены с гребнем стены, после чего стропила временно закрепляют в конструкции при помощи подпорок. Когда процесс монтажа стропильной фермы завершен, в конструкции закрепляют коньковый брус и брус по осям затяжек. Между ними дополнительно устанавливают ветровые связи. После этого стропильные ноги крепят к брусьям стены с помощью металлического уголка. В нижней части уголок закрепляют в двух верхних рядах брусчатой стены. Стропила, призванные переносить с кровли нагрузку на несущие стены, следует устанавливать с шагом от 60 см до 1 м – данное расстояние зависит не только от выбранного кровельного материала, но и от уклона крыши.

Рисунок 3. Конструкция стропил в доме, выполненном из брусьев: 1 – стропильная нога, 2 и 4 – продольные брусья, 3 – подкосы, 5 – затяжка, 6 – перекрытие, 7 – стеновой брус, 8 – крепления (гвозди или саморезы), 9 – стальной уголок; а, б) узлы сопряжений