Конструктивные элементы крыши: общие описания и схемы

На чем стоит крыша?

Пример действительно прямой крыши – «переломов» нет

Прежде всего, следует понимать, что конкретная конструкция крыши зависит от расположения несущих элементов здания, хотя и не всегда точно повторяет их рельеф.

Как несущие конструкции могут оказаться «под открытым небом», так и крыша может далеко выходить за их пределы. Однако «в среднем» – они совпадают. Соответственно, формы крыши следуют расположению тех несущих элементов, на которые они опираются.

Как скатная крыша (имеющая уклон более 3 %), независимо от того, сколько у нее скатов, может быть прямой, так и плоская крыша (с уклоном до 3%) – может быть ломаной. В связи с простотой устройства и обслуживания, дома с прямой крышей являются наиболее распространенной конструкцией.

Устройство многоскатной кровли

Данная группа представлена крышами с числом скатов от 4 и более, направленными в сторону наружных стен. Верхний предел ограничен лишь бюджетом и фантазией застройщиков, проект может включать несколько фронтонных участков, врастающие друг в друга скаты, одно- или многоуровневые конструкции.

Элементы

Конструкция в любом случае является сложной и включает:

• Скаты – наклонные участки крыши, расположенные в одной плоскости и формирующие конфигурацию кровли при стыковке или пересечении друг с другом. Количество скатов напрямую влияет на сложность и стоимость проекта, в большинстве случаев эта величина является четной.
• Наружные ребра хребтов и внутренние ендовы – углы, образуемые на стыках смежных скатов. В зависимости от места расположения выделяют верхний горизонтальный коньковый прогон, диагональные ребра-вальмы и внутренние разжелобки ендовы. Последние нуждаются в усиленной герметизации и подпорках в верхней зоне.
• Карнизные свесы, защищающие фасад от осадков. О том, как обустроить карнизный свес односкатной крыши, читайте тут.
• Второстепенные системы и элементы, устанавливаемые с целью продления срока службы кровельных конструкции (водосточные желоба, аэраторы).

Остальные элементы стандартные, по аналогии с другим скатными разновидностями сложные крыши закрываются многослойным пирогом, при необходимости – утепляемым и вентилируемым (что относится к основным узлам и элементам скатной крыши?)

Особенности стропильной системы

Отличительными особенностями каркасов таких кровель являются:

• Высокая крутизна скатов. В домах с неэксплуатируемыми чердаками многоскатная крыша может иметь сравнительно малый угол, но чаще всего она имеет уклон от 45° и даже больше.

  Это объясняется как потребностью в быстром сходе снега (сложные крыши не рассчитаны на удержание толстого покрова в течение длительного времени), так и особенностями планировки дома (крутые скаты обеспечивают больше пространства под кровлей).

• Наличие множества ендов и наружных хребтов, нуждающихся в дополнительном укреплении и впоследствии – в надежной герметизации. Зоны сопряжения скатов подвергаются усиленным нагрузкам и не могут эксплуатироваться без подпорок (как минимум 1 вертикальная стойка при длине прогонов и стропил более 6 м), подкосов, затяжек и аналогичных элементов.
• Отсутствие горизонтального опорного бруса на наклонных участках. Ряд элементов стропильной системы привязывается не привычному мауэрлату, а диагональным стропилам, что существенно усложняет расчет.
• Высокая вероятность комбинирования разных типов кровельных систем и способов соединения узлов.
• Большое количество участков примыкания к вертикальным стенкам, проходным и доборным элементам.

Вне зависимости от типа кровли на проблемных участках стропильный каркас закрывается сплошной обрешеткой. Это, вкупе с причудливой формой крыши приводит к необходимости установки аэраторов в верхней зоне или принятии других мер по проветриванию пирога.

Планы конструкций с фото

Строительные нормативы относят к сложным крышам конструкции с числом скатов на площади в 100 м² от 5 и выше или меньшим количеством при наличии элементов с криволинейными поверхностями. В частности, ЕНиР «Кровельные работы» определяет сложными крыши шатрового, купольного или сводчатого типа, или совмещенные постройки с примыканием к таким конструкциям от 10% от общего периметра (как сделать шатровую крышу своими руками?).

Основные отличия проявляются в форме дополнительных скатов. В зависимости от этого параметра сложные крыши условно разделяются на вальмовые (с треугольными скатами и ровной линией фронтонов) и многощипцовые (с треугольными вертикальными вставками под двускатными выступами). Подробно о том, что такое вальма крыши, читайте тут.

Примеры фото сложных вальмовых конструкций приведены ниже:

Многощипцовые разновидности отличаются отсутствующей или малой протяженностью горизонтальных опорных участков

Помимо этого, различия проявляются в числе уровне скатов, их форме и симметричности. Максимальную сложность имеют комбинированные виды, совмещающие все типы скатов и имеющие многоуровневую конструкцию. Это же относится к крышам со скатами или элементами с криволинейными или ломаными поверхностями (как сделать ломаную крышу своими руками?)

Определимся с терминами

Прежде, чем определиться, как закрыть крышу дома, необходимо усвоить понятия, применяемые в строительстве – что есть что на крыше:

1. Карнизная планка – прикрывает пространство под кровельным материалом от осадков и ветра
2. Брус или доска обрешетки – служит основой, на которую крепится материал покрытия
3. Брус контробрешетки. Применяется не всегда, может нести кровельный материал, под него крепится гидроизоляция. Иногда – теплоизоляция
4. Гидроизоляционная пленка

5. Стропило – основной несущий элемент крыши

1. Конек – место соединения скатов крыши
2. Слой кровельного материала
3. Уплотнитель конька (позволяет прохождение воздуха для вентиляции, но не допускает попадание осадков и мусора)
4. Заглушка конька – элемент, закрывающий торец конька
5. Ветровая доска – располагается в торце некоторых видов кровель, имеющих фронтоны, предотвращает боковое воздействие ветра на листы кровли
6. Водосточная труба – отводит осадки в ливневую канализацию или на придомовую территорию
7. Кронштейн трубы
8. Водосточный желоб – служит для сбора осадков с поверхности кровли и сброса ее в водосток
9. Кронштейн желоба
10. Снегозадержатель
11.  Ендова (место вогнутого стыка скатов крыши) внутренняя (расположенная под материалом кровли)
12. Ендова внешняя (расположенная поверх материала кровли)

В некоторых конструкциях существуют свои, специфические элементы, на простых кровлях (например, плоских) – большинство перечисленных узлов отсутствует. Тем не менее, перечисленный набор – достаточно типичен для большинства скатных кровель.

Конструкция крыши частного дома

Конструкция крыши частного дома переработанная

Во все времена крыша была наиболее гармоничным архитектурным завершением дома. Она не только завершает, логически закругляет и всесторонне определяет наружный тип строения и особенности внешнего вида дома. Всем известно, что именно возведение кровли дома или кровельные работы являются очень важным, завершающим этапом строительства. Крыша – это не просто защита строения от солнца, дождя и снега, придание сооружению своеобразного внешнего вида, но и обеспечение комфорта для проживания в доме. Это завершающий элемент строения, который призван защищать вас от всех неблагоприятных климатических и атмосферных условий.

Что относится к элементам кровли?

Стандартная конструкция состоит из несущего стропильного каркаса и прослоек пирога. Среди основных элементов выделяют:

• Скаты – плоскости кровли с уклоном от 8-10°. В свою очередь бывают вальмовыми (треугольными или подрезанными трапециевидными с чуть меньшей площадью) и основными.
• Ребра – прямые линии пересечения скатов, формирующие углы крыши. Условно выделяют горизонтальное коньковое ребро (оно же – прогон или конек), образуемое в верхней линии крыши, накосные ребра и ендовы или разжелобки (западающие ребра или внутренние углы).
• Карнизный свес – наклонный выступ скатов за пределы стен, обеспечивающий безопасный сход осадков и приток свежего воздуха для вентилирования многослойных пирогов.
• Щипцы, фронтоны – выступы над основной плоскостью ската, формирующиеся в крышах со сложной конфигураций, в том числе – с целью установки окон и освещения внутреннего пространства.
• Участки примыкания крыши с вертикальными основаниями.
• Второстепенные элементы (слуховые и мансардные окна, желоба, снегозадержатели, люки, аэраторы и проходные конструкции), монтируемые с целью продления сроков службы скатной крыши или увеличения комфортности подкровельного пространства.

  Больше об устройстве и монтаже стропильной системы мансардной крыши можно узнать здесь.

Сложность и стоимость строительства крыши напрямую зависит от числа и уклона скатов, планов на обустройство подкровельного пространства, наличия или отсутствия дополнительных архитектурных элементов. Подробно о том, как устанавливается уклон скатной кровли и рассчитывается площадь, читайте тут.

Геометрия строения крыши

Форма крыши может иметь различную геометрию, которая в большинстве случаев определяется видом строения:

• Крыша с одним скатом возводится над простыми строениями, например, баней, туалетом или беседкой, или постройками, примыкающими одной стороной к основному зданию. Такой вид кровли не требует большого количества материалов, но характеризуется долгим сроком эксплуатации.
• Двухскатная или щипцовая крыша состоит из двух скатов, имеющих определенный уклон. Треугольник, образуемый скатами, называют щипцом или фронтоном. Такая крыша пользуется огромной популярностью, возводится над многоэтажными домами и коттеджами.
• Крыша с четырьмя скатами может быть вальмовой или шатровой, используется при строительстве дачных домов.
• Крыша в виде купола является одним из самых старых видов, чаще всего такой вариант встречается над гостиницами или павильонами.
• Мансардная крыша является разновидностью двускатной конструкции.
• Сводчатые крыши используются в качестве перекрытий над промышленными или общественными зданиями прямоугольной формы.
• Коническая крыша лучше всего смотрится над зданиями круглой формы.
• Крыша в форме пирамиды возводится над квадратными или многоугольными строениями.

Кроме этого крыши могут быть чердачными и бесчердачными. В первом случае чердак может быть холодным или утепленными. Крыша без чердака служит перекрытием верхнего этажа здания, при этом допускается полная или частичная вентиляция, а также ее отсутствие.

Климатические условия местности во многом определяют угол наклона скатов конструктивные особенности крыши. В районах с преобладанием температуры воздуха выше ноля градусов крыша над домом может иметь небольшой уклон. В регионах, характеризующихся сильной ветреностью, лучше строить дома с пологими крышами. Там, где большую часть года холодно, а осадков выпадает большое количество, скат должен быть крутым, а свес маленьким. В этом случае осадки будут беспрепятственно скатываться с крыши.

Элементы кровли

Обычно кровля состоит из следующих элементов:

• конек;
• черновой настил;
• контробрешетка;
• обрешетка;
• стропильная система;
• стойка стропильной фермы;
• ригель;
• матица;
• кобылка;
• свес крыши.

Кровля может иметь и иную схему. Иногда встречаются дополнительные элементы, а некоторые крыши построены по упрощенной схеме. Но обычно все эти компоненты используются при строительстве. Теперь расскажем о каждом из них подробнее.

Конек

Коньком является самый верхний элемент, закрывающий стык между скатами крыши. Чаще всего встречается на двухскатных крышах. Но иногда его можно увидеть и на более сложных четырехскатных.

Он может быть изготовлен из различных материалов, в зависимости от основного материала кровли – металлочерепицы, шифера, профлиста, ондулина и других материалов.

Черновой настил

Представляет из себя основание, на которое укладывается гидроизоляционный материал – чаще всего черепица. При использовании шифера и профлиста некоторые строители предпочитают отказаться от него, чтобы сократить время работ, уменьшить нагрузку на стропила, а заодно снизить расходы на закупку строительных материалов.

Укладывается черновой настил прямо на стропила. Обычно изготавливается из толстой фанеры, ДВП, ДСП или досок.

Контробрешетка и обрешетка

Контробрешетка устанавливается на черновой настил. Бруски, формирующие ее, укладываются поперек крыши. Ее главным назначением является обеспечение вентиляции всего подкровельного пространства – между кровлей и обрешеткой.

Монтаж обрешетки производится поверх контробрешетки. Бруски укладываются вдоль крыши. На обрешетку укладывается и фиксируется сама кровля. Таким образом, обрешетка принимает весь вес покрытия, передает на контробрешетку, которая, в свою очередь, передает нагрузку стропилам.

Перпендикулярное расположение деревянных брусков, из которых изготавливаются обрешетка и контробрешетка, позволяет обеспечить максимально равномерное распределение нагрузки.

Если в качестве основного кровельного материала используется ондулин или рубероид, это значительно упрощает процесс. Укладка производится прямо поверх чернового настила – промежуточные элементы покрытия кровли не являются необходимыми.

Стропильная система и сопутствующие элементы

Стропило — это брусок большого сечения, закрепленный под определенным углом на верхней части стены и передающий ей нагрузку от кровли.

Стойка стропильной фермы – вертикальный брусок, установленный между стропилом и матицей. Его основным назначением является частичное снятие нагрузки со стропил, а также организация стен мансарды.

Ригель – доска, соединяющие парные стропила в нижней части. Благодаря ей увеличивается жесткость стропильной фермы.

Кобылка – доска, которая удлиняет стропило (а точнее — стропильную ногу), позволяя организовать свес крыши.

Стропильная система состоит из всех вышеперечисленных элементов. Она представляет треугольную ферму, не только передающую нагрузку от кровли, снега и прочего на стену, но и противостоящую ветру.

Высота треугольника, образованного стропильной системой, зависит от интенсивности ветров и обильности снегопадов в регионе. Чем сильнее ветра, тем ниже должен быть треугольник, чтобы снизить сопротивление. С другой стороны, большая высота позволяет облегчить удаление снега с крыши.

Сечение брусков, используемых в качестве стропил, зависит не только от типа кровли, но и от количества выпадающего за зиму снега, силы ветров. При проектировании необходимо учитывать и постоянные нагрузки, и временные – в противном случае после сильного снегопада стропила могут сломаться, что приведет к полному разрушению кровли.

Свес крыши – часть конструкции, выступающая за пределы внешних стен. Она позволяет снизить количество влаги, попадающей вследствие атмосферных осадков на поверхность стен. Ее длина должна составлять не менее 70-80 см.

Это наиболее распространенные элементы кровли. Зная их, каждый может представить себе стандартную крышу. Но также существует множество других элементов, которые являются желательными, а в некоторых случаях и обязательными при строительстве кровли.

Виды крыш

Разные типы крыш различаются своими конструктивными особенностям и формами. При обустройстве кровли обычно применяются скатные варианты кровли (односкатные, многоскатные).

Самыми простыми по монтажу являются односкатные, отличаются низкой трудоемкостью и высокой скоростью монтажа, из-за слишком низкого подкровельного пространства не возможности оборудовать полноценный чердак (мансарду). Такая крыша устанавливается на постройке, две стены которой имеет разную высоту. Односкатная крыша редко обустраивается на жилых строениях (обычно в климатических зонах, где преобладают сильные ветра). Чаще всего их устанавливают на гаражах и всевозможных хозяйственных постройках.

По особенностям обустройства многоскатные относятся к наиболее сложным типам крыш. Они состоят из большого числа конструктивных элементов. Монтаж стропильной системы таких крыш следует выполнять особенно тщательно. Скатные кровли (по своим конструктивным особенностям) разделяются на:

• чердачные, когда под крышей обустраивается помещение, где владелец может хранить разные вещи или переоборудовать под жилую комнату;
• безчердачные, когда несущие компоненты крыши выполняют функции перекрытия верхнего этажа.

При такой конструкции, полезного пространства под кровлей не остаетсяИсточник blog-potolok.ru

Перед тем, как строить крышу дома, необходимо выбрать определенный вид многоскатной конструкции:

• двускатные являются самым распространенным типом, такая кровля состоит из двух соединенных вверху поверхностей, грани формируют два фронтона, скаты могут быть разной длины, тогда фронтоны трансформируются в треугольники неправильной формы, такие крыши можно покрывать любым кровельным материалом, отличаются надежностью, долговечностью и простотой монтажа;
• четырехскатные образуются четырьмя треугольниками (часто разной формы), соединеными вершинами в общей точке;
• вальмовые, у которых два ската имеют трапецевидную форму, а другие два – треугольную, они обладают хорошей устойчивостью к ветровым нагрузкам, поэтому часто обустраиваются на юге;
• полувальмовые, этот подтип формируется так, что длины боковых плоскостей короче длин основных, обычно такие конструкции обустраиваются в регионах со сложными климатическими условиями;
• ломаные являются разновидностью двускатных, формируются из четырех плоскостей, соединяющихся под тупым углом;

Основные разновидности конструкции стропильной системыИсточник zen.yandex.ru

• многощипцовые отличаются достаточно сложной конструкцией, такие кровли устанавливаются на домах элитного класса, которые обладают интересной геометрической конфигурацией;
• мансардные обустраиваются тогда, когда чердак планируется переоборудовать под жилое помещение, этот вид имеет ломаный профиль и достаточно сложен в монтаже, часто является разновидностью многощипцовой, двускатной крыш;
• шатровые образуют четыре треугольных ската, вершины которых соединены вместе.

Стропила

Являясь составным элементом крыши, на стропила возложена очень важная функция: поддерживать обрешетку. Они принимают на себя давление снега, влаги и ветра, все кровли. По конструкции их разделяют на наслонные и висячие. Наслонные стропила используют, если пролет крыши (так называется расстояние между опорами) составляет менее 6,5 метров, а при наличии дополнительной опоры – 10-12 метров.

Висячие стропила используются, если пролет крыши не имеет дополнительных опор и составляет 7-12 метров. Их основное отличие от наслонных в том, что они передают лишь вертикальное давление на мауэрлат. Затяжки нижнего пояса и стропильные ноги – это главные составляющие висячих стропил.

Наслонные стропила:

1. стропильная нога;
2. ригель;
3. чердачное перекрытие.

Висячие стропила:

1. мауэрлат;
2. стропильная нога;
3. затяжка;
4. бабка;
5. подкос.

В зависимости от того, из какого материала построен дом, стропильные ноги можно крепить:

• с помощью верхней обвязки в каркасных домах из дерева;
• на верхние венцы в рубленых, деревянных и брусчатых постройках;
• на специальные опорные брусья, которые также называют мауэрлат в зданиях из камня. При этом мауэрлат должен быть толщиной15-16 см, сам он может быть частичным (брусья подкладывают лишь под стропильную ногу) или цельным (проходить по всей длине сооружения).

Если у стропильных ног есть небольшое сечение, то предотвратить их провисание можно, если использовать решетки из подкосов, стойки и ригель. Подкосы и стойки можно изготовить из досок, ширина которых 15 см, а толщина  2,5 см, или из деревянных пластин, выпиленных из бревна диаметром не менее 13-14 см.

Во время установки стропильная нога врубается в затяжку. Чтобы конец ноги не скользил и не скалывал затяжку, врубать ее нужно зубом, высота его должна составлять 1/3 от высоты затяжки, шипом либо с учетом обоих способов. Помимо того, затяжка останется целостной и не будет скалываться, если стропила будут установлены на расстоянии примерно 3-4 см от края. Стропильную ногу нужно врубить в конец затяжки, в свою очередь зуб отодвинуть как можно дальше.

Чтобы усилить крепления стропила, нужен так называемый двойной зуб. Зубы могут быть одинаковой высоты, но чаще всего их подбирают так, чтобы показатели высоты первого равнялись 1/5 толщины затяжки, а второго – 1/3. Чтобы закрепить первый зуб, на затяжке делают упор, шип и проушину на стропиле, а для второго – лишь упор.

Чтобы дополнительно закрепить стропила в затяжках, можно применять болты или хомуты. Болты используют не так часто, поскольку они могут ослабить сечение затяжек и стропильных ног.

Если подкосы с бабкой, они соединяются с врубкой, при этом гнездо делается в бабке, а в подкосе вырубается шип. Соединение такого типа в висячих стропилах нуждается в дополнительных креплениях хомутами либо болтами. Ригель соединяется со стропильными ногами врубкой сковороднем «в полдерева». Крепится такое соединение нагелем и болтом, а чтобы придать ему большую прочность, еще и скобой.

Основные элементы затяжки скрепляются между собой зубом, накладкой из металла и болтами. Затяжку соединяют с бабкой при помощи хомута. Чтобы стены здания уберечь от атмосферной воды, свес крыши должен иметь длину не менее 550 мм.

Помимо того, что в затяжке закрепляются концы стропильных ног, их еще дополнительно зацепляют за стены здания при помощи так называемых скруток. В этом случае крыша не будет повреждена при сильном ветре. Скрутка – это внушительный кусок толстой проволоки, одним концом она приматывается к стропильной ноге, а другим – к костылю, его вбивают в шов каменной или кирпичной кладки на расстоянии 30-35 см от верхнего края стены, можно также к балке перекрытия чердака. Если дом деревянный рубленый, то скрутку можно заменить железной скобой, которая соединяет стропила и второй венец сруба.

Железобетонные стропильные ноги в наслонных стропилах одним концом нужно уложить на наружную стену здания, а вторым – на сборный прогон из железобетона, который поддерживается кирпичными столбиками. Нижние концы стропильных ног, которые выступают за стену, способны нести карнизный свес кровли. Когда вы выбираете материал для стропил, необходимо учитывать многие факторы: вес кровли, расстояние между стропилами, длину стропильной ноги и прочее.

Стропильная система с наслонными стропилами

В стропильной системе с наслонными стропилами верхний конец каждой стропильной ноги опирается на прогон. который через стойки передает нагрузку на внутреннюю несущую стену здания. Благодаря наличию опоры у верхнего конца, стропильная рама не создает распора (давления на стены в горизонтальной плоскости в противоположных направлениях) на нижних концах стропил.

В системе с наслонными стропилами не нужна затяжка для компенсации распора. Детали стропильной системы и несущие стены дома менее нагружены .

При устройстве мансарды такую крышу удобно опирать на аттиковые стены (продолжение наружной стены выше перекрытия) высотой 1-1,5м. Стропильная система с наслонными стропилами имеет

• Универсальность — пригодна для устройства крыш с пролетом до 16м. для монтажа на легких стенах (каркасных, деревянных), для крыш с малым углом наклона скатов.
• Крыша с наслонными стропилами имеет меньший вес, расход пиломатериалов, проще в монтаже, чем такая же крыша с висячими стропилами.
• Менее чувствительна к неравномерной нагрузке на скаты — меньше деформации и действие боковых сил на стены дома.

Требует дополнительной опоры — несущей стены внутри дома или перекрытия, рассчитанного на нагрузку крыши.

Названия элементов и частей кровли

Все конструктивные элементы крыши предназначены для выполнения своей функции:

• Скат – главный элемент, представляющий собой наклонную плоскость, по которой осадки беспрепятственно отводятся с кровли. В какой-то степени скат гарантирует водонепроницаемость крыши.
• Ребра – выступающие углы в местах пересечения скатов.
• Ендова – внутренний угол, также образующийся при пересечении скатов.
• Спуск – нижняя часть ската.
• Капельник – низ спуска, предназначенный для защиты карниза и стены от воды.
• Карнизный свес – часть ската, расположенная горизонтально за плоскостью наружной стены.
• Фронтальный свес – часть ската, выступающая за фронтон.
• Желоб – элемент крыши, в котором собирается талая и дождевая вода. Располагается вдоль горизонтальной нижней кромки ската.

Собранная вода отводится по водосточной трубе, которая может располагаться у внешних стен здания (наружный водосток) или внутри стен (внутренний водосток). Второй вариант чаще всего используют при обустройстве плоской кровли.

Строения небольшой высоты и незначительной площади можно строить без водосточной системы, в этом случае вода со скатов стекает непосредственно на землю.

Используемое кровельное покрытие может укладываться вдоль ската или поперек него. Соединение листов может выполняться внахлест или в замок.

Большое значение имеет угол наклона скатов, который может выражаться в градусах или процентах. Уклон не позволяет осадкам собираться на крыше в большом количестве, особенно это относится к снежной массе. Это препятствует преждевременной деформации кровельного покрытия и продлевает срок его службы. По этому показателю определяют вид кровельного материала, соответствующие элементы крыши дома и способ водоотведения.