Прочность, так же, как и устойчивость крыши, зависит напрямую от несущей конструкции, которая представлена в виде стропильной системы. Основой стропильной системы выступают, соответственно, стропила. Кровля – наружная поверхность крыши, которую укладывают непосредственно на конструкцию, состоящую из обрешетки и системы, образованной стропилами. Стропила должны выдерживать не только вес уложенного на них кровельного материала, но и нагрузку на неё снежных масс зимой и порывов ветра. Стропильную конструкцию выбирают, исходя из выбранного кровельного материала, а также тут важны уровень и частота выпадения снега, и сила порывов ветра, характерных для данного типа местности.
Конструкция
Главным элементом в стропильной системе является треугольник. Этот треугольник обычно образуется с помощью двух стандартных стропильных ног. Это так называемые верхний и нижний пояса фермы.
Основным элементом каждой фермы являются так называемые стропильные ноги. Они представляют собой цельные элементы и укладываются строго вдоль ската крыши, их задача состоит в поддержании обрешетки.
Обрешеткой называют совокупность брусьев, уложенных под углом в 90 градусов на строительные ноги. Она принимает на себя давление кровельного материала, и непосредственно давит на стропила. Они же, в свою очередь, направляют давление самой крыши на несущие стены. Обрешетка, в зависимости от расстояния между брусками, может быть: сплошная, расстояние между отдельно взятыми брусками не превышает одного сантиметра, и разреженная, расстояние между брусками составляет 3-4 сантиметра. Брусья, образующие обрешетку, прибиваются к стропилам специальными гвоздями. Обычно длина таких гвоздей составляет две толщины брусьев. Стропильная конструкция с двумя поясами может выдержать только самую лёгкую крышу. Тяжёлые кровельные материалы требуют жесткой основательной опоры. Поэтому почти все стропильные системы оснащены всякого рода подпорками, например, стойками, схватками либо подкосами. Для того чтобы получился жёсткий каркас, стропила закрепляются между собой, а, чтобы в будущем крыша не была сорвана ветром, сам каркас прочно связывается с самой коробкой дома. Балки крепятся к стене, а в кирпичных домах на стропила обычно надевается крепкий проволочный хомут, который привязывается к вбитым в стену штырям.
Типы стропильных конструкций
Существует два главных типа стропильных конструкций: висячие и наслонные (не путать с наклонными!) стропила.
Стропила первого типа опираются на крайние опоры, работа их стропильных ног направлена, соответственно, на изгиб и сжатие.
Наслонные стропила, в свою очередь, устанавливаются в домах, имеющих центральную несущую стену или промежуточными подпорками. Концами стропила опираются на наружные стены, а центральная их часть на опоры. В отличие от висячих стропил, наслонные работают, исключительно на изгиб.
В качестве основного материала для стропил чаще всего используется дерево. Это происходит потому, что их можно легко установить и, так сказать, подогнать под необходимый размер. Это значит, что их можно нарастить либо обрезать, подтесать. Такие манипуляции могут понадобиться в случаях некачественного возведения стен, что, например, невозможно сделать с металлическими конструкциями. Железобетонные конструкции используют для строительства массивных каменных, железобетонных либо кирпичных домов и коттеджей, кровли которых тяжелые и требуют особого внимания.
Для того чтобы срок службы работы древесины сделать как можно дольше, необходимо ещё на этапе проектирования предпринять защитные меры. Стропила подвергаются антисептической и противопожарной пропитке. Срок службы древесины будет зависеть в будущем от качества выполненных работ. Для изготовления стропил из дерева берётся древесина только первых сортов, которые содержат наименьшее количество всякого рода шероховатостей. Предпочтение отдается хвойным породам древесины, лиственница и сосна. Влажность не должна превышать 22 %. Толщина бруска, доски либо пластины, используемых для изготовления стропила, находятся в прямой зависимости от размера стропильных ног, веса самой кровли, нагрузок ветров и снежных масс, отступами между самими стропилами и так далее и тому подобное.
В последнее время в деревянные стропильные конструкции добавляются металлические элементы. Нужно учитывать тот факт, что серьёзные проблемы могут возникнуть из-за значительных отличий коэффициентов теплопроводности дерева и теплопроводности металлических конструкций. Образующийся при суточном перепаде температур конденсат может быть причиной гниения деревянных балок. В том случае, если использования металлических элементов избежать никак не удастся, необходимо позаботиться о тщательной изоляции их от соприкосновения с древесиной. Деревянные стропила можно получить с помощью двух способов: первый – приобрести уже готовые стропильные фермы, либо второй – самостоятельно их изготовить.
Но существуют не только деревянные стропила, они могут быть также металлическими и комбинированными. Стропильные конструкции из стали можно также получить при помощи двух способов – приобрести на рынке (сегодня очень много строительных компаний специализируются на их производстве), либо сделать их самостоятельно, непосредственно на стройплощадке.
Проектирование стропильной конструкции производится в соответствии с расчетами, отклонение от которых может привести к серьезным или даже разрушительным последствиям.
