Скатные кровли. Стропильные фермы.

Виды и конструкции скатных крыш — обзор решений

Со­дер­жа­ние

· 1. Ос­нов­ное о скат­ной крыше

· 2. Раз­но­вид­но­сти скат­ных крыш

· 3. Ос­нов­ные части скат­ной крыши

· 4. О типах и раз­но­вид­но­стях стро­пиль­ных систем

Крыша дома – это за­вер­ша­ю­щий эле­мент внеш­не­го ар­хи­тек­тур­но­го облика любого здания. Она осу­ществ­ля­ет тех­ни­че­ские функ­ции и, в то же время, яв­ля­ет­ся укра­ше­ни­ем, ко­то­рое может при­дать дому особый за­по­ми­на­ю­щий­ся вид. Скат­ные крыши и их кон­струк­ции яв­ля­ют­ся слож­ны­ми ин­же­нер­ны­ми со­ору­же­ни­я­ми, и от их пра­виль­но­го обу­строй­ства будет за­ви­сеть уют и ком­форт­ное пре­бы­ва­ние про­жи­ва­ю­щих под ней людей. Спра­воч­ник стро­и­те­ля дает четкое по­ня­тие, что под­ра­зу­ме­ва­ет­ся под сло­ва­ми «кровля» и «крыша».

Крыша – это верх­няя часть дома, по­кры­ва­ю­щая его и за­щи­ща­ю­щая от нега­тив­но­го вли­я­ния окру­жа­ю­щей среды и ат­мо­сфер­ных осад­ков, таких, как дождь, снег, сол­неч­ная ра­ди­а­ция, хо­лод­ный и го­ря­чий ат­мо­сфер­ный воздух и т.д. В ши­ро­ком смысле, крыша пред­став­ля­ет собой кон­струк­цию, ко­то­рая вос­при­ни­ма­ет на­груз­ки от ат­мо­сфер­ных осад­ков и вет­ро­вых воз­дей­ствий, а также веса своего внеш­не­го слоя (фи­ниш­но­го по­кры­тия).

Кровля – это верх­ний эле­мент крыши, ее по­кры­тие, за­щи­ща­ю­щее дом от все­воз­мож­ных внеш­них воз­дей­ствий. Она несет, как тех­ни­че­ские функ­ции, так и де­ко­ра­тив­ные, пред­став­ляя собой свое­об­раз­ный на­деж­ный и кра­си­вый шатер, по­кры­ва­ю­щий дом.

Крыши бывают плос­ки­ми и на­клон­ны­ми. В по­след­них по­верх­ность крыши имеет уклон (скат) в сто­ро­ну на­руж­ных стен. В за­ви­си­мо­сти от формы ската на­клон­ные крыши бывают

· од­но­скат­ны­ми;

· ша­тро­вы­ми;

· щип­цо­вы­ми.

Дом со скат­ной кров­лей

Скат­ные крыши бывают самой разной формы – ко­ни­че­ски­ми, пи­ра­ми­даль­ны­ми, шпи­ле­вы­ми и др. Наши кли­ма­ти­че­ские усло­вия и сло­жив­ши­е­ся веками тра­ди­ции сде­ла­ли скат­ные крыши наи­бо­лее по­пу­ляр­ны­ми в за­го­род­ном стро­и­тель­стве. Эта статья будет по­свя­ще­на дан­но­му виду крыш. Она по­мо­жет ин­ди­ви­ду­аль­ным за­строй­щи­кам пра­виль­но вы­брать кон­струк­цию крыши и гра­мот­но осу­ще­ствить кон­троль во время работ по ее воз­ве­де­нию. Какой она будет и из какого ма­те­ри­а­ла будет сде­ла­на, опре­де­ля­ют на стадии про­ек­ти­ро­ва­ния. Многое за­ви­сит от ар­хи­тек­тур­но­го вида фасада здания и тех­но­ло­гии устрой­ства кро­вель­но­го по­кры­тия.

вер­нуть­ся к со­дер­жа­нию

Ос­нов­ное о скат­ной крыше

К скат­ным от­но­сят­ся такие виды крыш, у ко­то­рых по­верх­ность кровли на­кло­не­на в сто­ро­ну на­руж­ных стен. Такое устрой­ство дает воз­мож­ность есте­ствен­ным об­ра­зом сте­кать дождю и талым водам.

Угол, под ко­то­рым скат на­кло­нен к го­ри­зон­ту, при­ня­то на­зы­вать углом крыши. Он вы­ра­жа­ет­ся в гра­ду­сах. В ос­нов­ном скат­ные крыши имеют угол не менее 5°. Бывают случаи, когда от­дель­ные участ­ки крыши могут иметь угол на­кло­на 90°. Какое устрой­ство скат­ной кровли и ее угол на­кло­на по­на­до­бит­ся для вашего дома, будет за­ви­сеть от кли­ма­та, общей ар­хи­тек­ту­ры дома и от вы­бран­но­го ма­те­ри­а­ла для фи­ниш­но­го по­кры­тия. К при­ме­ру, там, где вы­па­да­ет боль­шое ко­ли­че­ство осад­ков, и кро­вель­ное по­кры­тие яв­ля­ет­ся неплот­ным (ме­тал­ло­че­ре­пи­ца), кро­вель­ные скаты нужно делать кру­ты­ми. Там, где часто дуют силь­ные ветра, с целью умень­ше­ния вет­ро­во­го дав­ле­ния, кровли устра­и­ва­ют­ся более по­ло­ги­ми. Если пра­виль­но вы­брать уклон крыши, то можно умень­шить сто­и­мость стро­и­тель­ства дома. Крутые крыши более до­ро­гие, по­сколь­ку тре­бу­ют боль­ших тру­до­вых затрат и ма­те­ри­а­лов.

Чем при­вле­ка­тель­ны скат­ные крыши, так это своим раз­но­об­ра­зи­ем. Форму и вид кровли вы­би­ра­ют, при­ни­мая во вни­ма­ние на­зна­че­ние по­строй­ки и его план. Но, в любом случае, она должна осу­ществ­лять ка­че­ствен­ный отвод воды, ко­то­рая сте­ка­ет по ней в период таяния снега и в дожд­ли­вую пору года. Скат­ные крыши могут быть обо­ру­до­ва­ны чер­да­ком или быть без него, а также иметь ман­сард­ное жилое по­ме­ще­ние.

вер­нуть­ся к со­дер­жа­нию

Раз­но­вид­но­сти скат­ных крыш

Крыши скат­ные по своему виду могут быть:

· од­но­скат­ны­ми. Это самый про­стой по форме скат, ко­то­рый от­во­дит воду лишь в одном на­прав­ле­нии. Их ис­поль­зу­ют для по­кры­тия неболь­ших до­ми­ков, при­стро­ек к дому, крылец, вре­мен­ных со­ору­же­ния и хо­зяй­ствен­ных по­стро­ек. Все они стро­ят­ся без чер­да­ка или имеют ан­тре­со­ли в про­стран­стве под крышей;

· дву­скат­ны­ми. Ее устра­и­ва­ют, как пра­ви­ло, в ма­ло­этаж­ных домах. Она об­ла­да­ет двумя ска­та­ми или на­клон­ны­ми плос­ко­стя­ми, име­ю­щи­ми пря­мо­уголь­ную форму. Бо­ко­вые части стен тре­уголь­ной формы, при­ме­ня­е­мые при устрой­стве такой крыши, имеют на­зва­ние фрон­то­ны;

· че­ты­рех­скат­ны­ми или ша­тро­вы­ми, об­ра­зо­ван­ны­ми из двух­скат­ных крыш. Тре­уголь­ные скаты в устрой­стве ша­тро­вой крыши на­зы­ва­ют валь­ма­ми. Фрон­то­ны этой крыши по всей высоте сре­за­ют­ся на­клон­ной плос­ко­стью;

· по­лу­валь­мо­вы­ми. Их от­ли­чие от че­ты­рех­скат­ных крыш со­сто­ит в том, что на­клон­ные плос­ко­сти в таких крышах сре­за­ют только часть фрон­то­на;

· че­ты­рех­щип­цо­вы­ми. В таких крышах со­еди­ня­ют­ся четыре дву­скат­ные плос­ко­сти;

· ман­сард­ны­ми. Такие крыши необ­хо­ди­мы, когда чер­дач­ное про­стран­ство ис­поль­зу­ет­ся для жилых комнат или для слу­жеб­но­го на­зна­че­ния;

· ко­ни­че­ски­ми и ку­поль­ны­ми. Они устра­и­ва­ют­ся для пе­ре­кры­тия зданий, име­ю­щих по плану круг­лую форму;

· пи­ра­ми­даль­ны­ми. При­ме­ня­ют­ся в домах, ко­то­рые имеют в плане квад­рат­ную форму или форму пра­виль­но­го мно­го­уголь­ни­ка. Эти вы­со­кие и вы­тя­ну­тые вверх крыши на­зы­ва­ют также шпи­ля­ми.

вер­нуть­ся к со­дер­жа­нию

Ос­нов­ные части скат­ной крыши

Кон­струк­ция скат­ной кровли вклю­ча­ет в себя два типа ос­нов­ных эле­мен­тов – несу­щие и ограж­да­ю­щие (речь идет непо­сред­ствен­но о кровле).

Несу­щие эле­мен­ты скат­ных крыш пред­на­зна­че­ны, чтобы при­ни­мать на­груз­ки от снеж­но­го по­кро­ва, вет­ро­во­го дав­ле­ния, веса самой крыши. С их по­мо­щью про­ис­хо­дит пе­ре­рас­пре­де­ле­ние на­гру­зок на несу­щие стены и от­дель­но рас­по­ло­жен­ные опоры. Все это предъ­яв­ля­ет к проч­но­сти несу­щих эле­мен­тов по­вы­шен­ные и до­воль­но жест­кие тре­бо­ва­ния.

Мау­эр­лат крыши

К ним от­но­сят такие эле­мен­ты, как мау­эр­лат и стро­пиль­ную си­сте­му дву­скат­ной крыши.

Кроме них есть необ­хо­ди­мость в до­пол­ни­тель­ных кре­пеж­ных эле­мен­тах (стой­ках, ри­ге­лях, рас­пор­ках, под­ко­сах и т.д.). С их по­мо­щью стро­пиль­ной ферме при­да­ет­ся нужная жест­кость.

Мау­эр­ла­том на­зы­ва­ет­ся брус, ко­то­рый служит опорой для на­клон­ных де­ре­вян­ных стро­пил. С его по­мо­щью рас­пре­де­ля­ет­ся на­груз­ка, со­зда­ва­е­мая крышей дома. Его можно от­ме­тить, как свое­об­раз­ный фун­да­мент для всей кон­струк­ции крыши. В клас­си­че­ском ва­ри­ан­те он имеет се­че­ние 15х15 см, но, как пра­ви­ло, не меньше 10х10 см.

Мау­эр­лат устра­и­ва­ют таким об­ра­зом, что он может про­сти­рать­ся на всю длину здания или его под­кла­ды­ва­ют только под стро­пиль­ные ноги. Когда се­че­ние стро­пиль­ной ноги по ширине неболь­шое, то с те­че­ни­ем вре­ме­ни она может про­вис­нуть. Во из­бе­жа­ние этого поль­зу­ют­ся спе­ци­аль­ной ре­шет­кой, в ко­то­рую вклю­ча­ют­ся под­ко­сы, стойки и ригели. Для из­го­тов­ле­ния стоек и под­ко­сов ис­поль­зу­ют доску ши­ри­ной 15 см и тол­щи­ной 2,5 сан­ти­мет­ров. Можно также поль­зо­вать­ся де­ре­вян­ны­ми пла­сти­на­ми, сде­лан­ны­ми из бревен диа­мет­ром не меньше 13 см. Мау­эр­лат укла­ды­ва­ют по верх­не­му обрезу стены – по ее оси, а также в сто­ро­ну на­руж­но­го и внут­рен­не­го края (про­сле­жи­ва­ет­ся за­ви­си­мость от кон­струк­ции крыши и стен).

Лучше не про­из­во­дить уклад­ку мау­эр­ла­та ближе, чем 5 см от края на­руж­ных плос­ко­стей стен. Он должен на­деж­но кре­пить­ся к стене, по­сколь­ку крышу можно срав­нить с боль­шим па­ру­сом, ко­то­рый под по­ры­вом ветра может быть, если не сорван, то несколь­ко пе­ре­дви­нут, что яв­ля­ет­ся крайне неже­ла­тель­ным.

По тра­ди­ции ма­те­ри­а­лом для мау­эр­ла­та служит дерево, но при из­го­тов­ле­нии кро­вель­но­го кар­ка­са из ме­тал­ла можно поль­зо­вать­ся швел­ле­ром, дву­тав­ром и дру­ги­ми ме­тал­ло­про­фи­ля­ми.

Укла­ды­ва­ние мау­эр­ла­та осу­ществ­ля­ют по про­клад­ке из гид­ро­изо­ля­ци­он­но­го ма­те­ри­а­ла (к при­ме­ру, ру­бе­ро­и­да) на высоте не мень­шей, чем 40 см от верх­ней части чер­дач­но­го пе­ре­кры­тия. Через каждые 3-5 метров про­го­ны должны опи­рать­ся на стойки, ко­то­рые своими ниж­ни­ми кон­ца­ми вруб­ле­ны в лежни. Угол, рас­по­ло­жен­ный между стро­пиль­ной ногой и под­ко­сом должен быть при­бли­жен­ным к 90°. Когда устрой­ство скат­ной крыши преду­смат­ри­ва­ет, что стро­пиль­ная нога имеет боль­шую длину, осу­ществ­ля­ют монтаж до­пол­ни­тель­ных опор, пред­став­ля­ю­щие собой под­ко­сы, опи­ра­ю­щи­е­ся на лежни. По­сколь­ку каждое звено мау­эр­ла­та свя­зы­ва­ют с двумя зве­нья­ми, на­хо­дя­щи­ми­ся по-со­сед­ству и од­но­вре­мен­но при­креп­ля­ют их к стро­пи­лам, то в ре­зуль­та­те по всему пе­ри­мет­ру кро­вель­ной си­сте­мы по­лу­ча­ет­ся устой­чи­вая на­деж­ная кон­струк­ция. Можно от­дель­ны­ми сег­мен­та­ми под­кла­ды­вать мау­эр­лат под стро­пиль­ные ноги.

Когда го­во­рят о стро­пиль­ной си­сте­ме крыши, то речь идет о несу­щей кон­струк­ции скат­ной кровли, в состав ко­то­рой входят на­клон­ные стро­пиль­ные ноги, вер­ти­каль­ные стойки и на­клон­ные под­ко­сы. Стро­пи­ла могут быть сде­ла­ны из дерева, же­ле­зо­бе­то­на, ме­тал­ла и сме­шан­ных ма­те­ри­а­лов. При помощи таких кре­пеж­ных эле­мен­тов, как под­ко­сы, ригели, стойки, рас­пор­ки и т.п. Стро­пи­ла со­еди­ня­ют в стро­пиль­ные фермы (си­сте­мы).

Стро­пиль­ная си­сте­ма фор­ми­ру­ет­ся на такой гео­мет­ри­че­ской фигуре, как тре­уголь­ник. При­чи­на в том, что бла­го­да­ря этому, она яв­ля­ет­ся наи­бо­лее устой­чи­вой и жест­кой.

Для стро­пил ис­поль­зу­ет­ся брус с разным се­че­ни­ем, это опре­де­ля­ет­ся длиной стро­пиль­ных ног, шагом уста­нов­ки стро­пил и рас­чет­ной ве­ли­чи­ной на­гру­зок (сне­го­вых, вет­ро­вых) для кон­крет­но­го ре­ги­о­на. Для про­стых кон­струк­ций крыш ре­ко­мен­ду­е­мая ве­ли­чи­на се­че­ния ко­леб­лет­ся в пре­де­лах 40х150 мм и 100х250 мм.

Стро­пиль­ные си­сте­мы могут быть с:

· двух­скат­ны­ми фер­ма­ми;

· фер­ма­ми с верх­ним поясом слож­ной формы;

· фер­ма­ми-нож­ни­ца­ми;

· ман­сард­ны­ми фер­ма­ми.

вер­нуть­ся к со­дер­жа­нию

О типах и раз­но­вид­но­стях стро­пиль­ных систем

На осо­бен­но­сти кон­струк­ции стро­пиль­ных систем влияет рас­по­ло­же­ние и ко­ли­че­ство внут­рен­них опор, форма самой крыши, ве­ли­чи­на про­ле­та между опо­ра­ми, дей­ству­ю­щие на об­ре­шет­ку на­груз­ки и другие фак­то­ры.

Ос­нов­ной эле­мент стро­пиль­ной си­сте­мы – это стро­пиль­ные ноги, ко­то­рые под­дер­жи­ва­ют об­ре­шет­ку. Их при­ня­то укла­ды­вать вдоль кро­вель­но­го ската.

Фер­мо­вая кон­струк­ция может обу­стра­и­вать­ся с при­ме­не­ни­ем стро­пил двух типов – на­слон­ных, ко­то­рые опи­ра­ют­ся концом и сред­ней частью на стены здания, и ви­ся­чих, опи­ра­ю­щих­ся на стены здания только кон­ца­ми без ис­поль­зо­ва­ния про­ме­жу­точ­ных опор.

Креп­ле­ние стро­пил

Стро­пи­ла ви­ся­че­го типа про­из­во­дят пе­ре­да­чу на­груз­ки на две край­ние опоры, в их ка­че­стве могут вы­сту­пать и стены здания. Ноги таких стро­пил могут ра­бо­тать, как в сто­ро­ну изгиба, так и в сто­ро­ну сжатия. С их по­мо­щью в го­ри­зон­таль­ном на­прав­ле­нии со­зда­ет­ся рас­пи­ра­ю­щее усилие, ко­то­рое яв­ля­ет­ся очень боль­шим и пе­ре­да­ет­ся стенам. Ме­тал­ли­че­ские и де­ре­вян­ные за­тяж­ки по­мо­га­ют зна­чи­тель­но умень­шить это усилие. Рас­по­ло­же­ние за­тя­жек может быть у ос­но­ва­ния стро­пил и выше. Чем выше будет рас­по­ла­гать­ся за­тяж­ка, тем более мощной она должна быть. Ма­те­ри­ал, из ко­то­ро­го она из­го­тов­ле­на, в этом случае, не имеет зна­че­ния. Такая скат­ная кровля, узлы ко­то­рой на­деж­но со­еди­не­ны со стро­пи­ла­ми, яв­ля­ет­ся ста­биль­ной и дол­го­веч­ной.

По­сколь­ку в ви­ся­чих стро­пи­лах опора осу­ществ­ля­ет­ся только в двух край­них точках, то за­тяж­ка, со­еди­ня­ю­щая стро­пиль­ные ноги, не дает им разъ­ез­жать­ся. Когда пролет меньше 8 м, чтобы умень­шить прогиб стро­пиль­ных ног, па­рал­лель­но за­тяж­ке вре­за­ет­ся ригель. При про­ле­те больше 8 м ста­вит­ся бабка с под­ко­са­ми. Ви­ся­чи­ми стро­пи­ла­ми поль­зу­ют­ся в со­ору­же­ни­ях, об­ла­да­ю­щих лег­ки­ми сте­на­ми. Их боль­шое до­сто­ин­ство, что они могут пе­ре­кры­вать длин­ные про­ле­ты.

Стро­пи­ла на­слон­но­го типа при­ме­ня­ют в зда­ни­ях, ко­то­рые имеют сред­нюю несу­щую стену, а также об­ла­да­ют столб­ча­ты­ми про­ме­жу­точ­ны­ми опо­ра­ми. Их ис­поль­зу­ют, когда рас­сто­я­ние между ними не больше 7,0 м. До­пол­ни­тель­ная опора может уве­ли­чить ширину пе­ре­кры­тия до 12 м, а на­ли­чие двух – до 15,5 м. Стро­пиль­ные ноги в де­ре­вян­ных домах (брус­ча­тых или руб­лен­ных) имеют опору на верх­них венцах, в кар­кас­ных – на верх­ней об­вяз­ке. В домах из камня опорой для стро­пиль­ных ног будет слу­жить мау­эр­лат.

Из этого видно, что окон­ча­ния стро­пил осу­ществ­ля­ют пе­ре­да­чу на­груз­ки на внеш­ние стены здания, а их сред­няя часть про­из­во­дит пе­ре­да­чу на­груз­ки на внут­рен­ние стены или опоры.

По срав­не­нию с дру­ги­ми типами кро­вель­ных систем кро­вель­ная си­сте­ма с ис­поль­зо­ва­ни­ем на­слон­ных стро­пил яв­ля­ет­ся более легкой в мон­та­же. При этом эко­но­мят­ся пи­ло­ма­те­ри­а­лы, а значит, умень­ша­ет­ся сто­и­мость стро­и­тель­ства.

В одной кро­вель­ной кон­струк­ции мож