Устройство крыши является одним из важнейших этапов постройки любого здания, так как она защищает внутреннюю часть строения от попадания атмосферных осадков. Также крыша завершает общий архитектурный ансамбль дома, поэтому должна быть не только функциональной, но и эстетичной.

Требования к стропильной системе

Крыша состоит из нескольких слоёв, расположенных на несущем каркасе, который называется стропилами (или стропильной системой). Именно от правильности проектирования и монтажа каркаса зависит надёжность, функциональность и долговечность всей крыши в целом.

Основная функция крыши – защита строения от попадания вовнутрь атмосферных осадков. Однако она выполняет и ряд других задач:

• является частью общей архитектуры здания, то есть может содержать декоративные элементы, выступы, окна, мансарды, смотровые площадки и т. д.;
• влияет на размеры чердачного помещения, которое домовладельцы часто используют для устройства жилых комнат, зон для отдыха и игр, оранжерей, мастерских;
• установку различных приборов на крыше, например, спутниковые тарелки или другие антенны.

Учитывая всё это, к несущему каркасу крыши предъявляют достаточно жёсткие требования:

• конструкция должна выдерживать не только собственный вес кровли с учётом дополнительных элементов, но и действие снеговой и ветровой нагрузки согласно требованиям СП 17.13330.2017 и СП 20.13330.2016;
• материалы выбирают с достаточной прочностью и жёсткостью, но при этом общая масса каркаса должна быть небольшой;
• следует принимать во внимание не только климатические особенности региона постройки, а также требования к внутренней планировке и внешнему дизайну дома.

Для изготовления основных несущих элементов крыши чаще всего выбирают балки или брусья из древесины хвойных пород по ГОСТ 8486–86 не ниже 1-2 сорта. Допускается использовать доски толщиной не менее 30 мм. Если же расчётная нагрузка на крышу достаточно большая, то рекомендуется в качестве несущих элементов использовать стальные профили или же применять специальные сборные фермы.

При углах наклона полотна крыши менее 60º, лучше использовать дерево, в остальных случаях – комбинацию стальных и деревянных частей. Для зданий больших размеров рекомендуется использовать дополнительные стальные опоры или сборные фермы.

Основные части конструкции стропильной системы

Стропильная система состоит из следующих частей:

• мауэрлат – представляет собой бревно, укладываемое горизонтально на верхнюю часть внешних стен здания. Он является опорой для всего остального каркаса;
• стропила – наклонные брёвна или брусья, расположенные с определённым шагом. Снизу они опираются на мауэрлат, а сверху соединяются друг с другом при помощи стальных пластин. Таким образом стропила формируют скат крыши, который должен выступать от стены дома не менее чем на 50 см;
• обрешётка – это небольшие брусья, которые укладываются на стропила под прямым углом. В результате образуется основа для укладки кровельного покрытия;
• затяжка – длинные горизонтальные брусья, соединяющие противоположные стены здания;
• бабка – краевой элемент, который выполняется из толстой доски и соединяет внешние выступающие за стены концы стропил.

Кроме того, в каркас кровли могут быть включены следующие элементы:

• лежень – по своей конструкции схож с мауэрлатом, но укладывается на внутренние стены. Применяется в зданиях большой ширины для создания дополнительных и служит опорным элементом для стоек и рёбер жёсткости;
• стойки и подкосы формируют дополнительные опоры и рёбра жёсткости;
• конёк – длинный брус, который укладывается на стойки и поддерживает верхние концы соединенных стропил;
• прогоны – дополнительные горизонтальные брусья, которые укладываются на затяжку или параллельно ей. На них устанавливают стойки и подкосы.

Все части несущего основания кровли выполняют из дерева, однако при больших нагрузках основные опорные элементы (стропила, стойки и т. д.) лучше изготавливать из стальных профилей.

Формы крыш и стропильных систем

Односкатная крыша – самый простой вариант, который применяют для веранд, гаражей и других небольших сооружений. Основным недостатком является отсутствие чердака.

Односкатную крышу лучше всего использовать при ширине здания не более 4,5 м и шагом стропил 1,5-2 м.

Стропильная система в этом случае требует только одностороннего крепления к несущей стене, а другие концы стропил могут опираться на подпорки или каркасную стену. Обязательным условием является разная высота стен: несущая стена всегда должна быть выше, чтобы обеспечить требуемый уклон кровельного полотна.

Двускатная крыша наиболее распространена в частных домах. Для неё характерно наличие двух скатов, обычно расположенных под углом не более 30-40º, что позволяет оборудовать в доме чердачное помещение.

Стропила устанавливаются под углом на мауэрлат и крепятся к нему за счёт специальных вырезов и фиксирующих приспособлений. Их верхние концы соединяются при помощи стальных пластин. При ширине сооружения более 10 м рекомендуется устанавливать лежень со стойками и подкосами на внутренние стены. Далее укладывается обрешётка, на которой потом располагают кровельное покрытие.

Четырёхскатная крыша позволяет обустраивать в доме достаточно просторные чердачные помещения. По конструкции она похожа на двускатную, но имеет ряд отличительных особенностей:

• обязательна установка центральной опоры, которая будет поддерживать основную крышу;
• мауэрлат укладывают только на бетонные или кирпичные стены, для деревянных домов его допускается не использовать;
• основная крыша формируется по принципу двускатной;
• установка диагональных стропил, которые соединяют углы основной крыши с концами конька.

Далее на всю стропильную систему крепят обрешётку и поверх неё размещают кровлю.

Ломанная крыша предназначена для оборудования в доме просторного мансардного помещения. Она имеет целый ряд отличий от других исполнений:

• имеет 4 и более скатов;
• углы наклона нижних кровельных полотен больше, чем у верхних;
• требует установки нескольких прогонов со стойками и коньками;
• шина одной обрешётки обычно составляет 0,6-0,8 м;
• укладка дополнительных балок перекрытия.

При этом свес практически отсутствует.

Типы стропильных систем – чем они отличаются между собой

Выделяют два вида несущих каркасов, которые отличаются способом крепления основных частей.

Конструкция с висячими стропилами применяется в зданиях небольшой ширины. Стропильные ноги опираются нижним концом на мауэрлат, а верхними срезами упираются друг в друга.

Наслонные стропильные системы устанавливают в зданиях, где есть дополнительные стойки и коньковые пролёты. Сами стропила опираются на мауэрлат и конёк, что позволяет выдерживать большие нагрузки.

Также используют стропильные фермы, которые представляют собой неразборный каркас. Их изготавливают из досок и стальных профилей. Фермы позволяют смонтировать кровлю любых размеров.

Для скрепления всех частей крыш используют резьбовые соединения (болты, винты и шпильки), анкеры и другие специальные виды крепежей (стальные пластины и т. д.). Соединительные элементы изготавливают из качественной легированной стали, которая не подвержена коррозии и способна выдерживать большие циклические нагружения.