Главные составляющие несущей конструкции крыши — стропильные фермы и обрешетка. Кровля — всего лишь наружная часть крыши, которая укладывается на несущую конструкцию, состоящую стропильных ферм и обрешетки. В основе стропильной фермы лежит треугольник, как наиболее жесткая и экономичная конструкция. Он обра­зуется из 2-х стропильных ног (это верхний пояс фермы) и затяжки (нижний пояс).

Стропильные ноги верхними концами соединяются с коньковым прогоном. Нижние концы стропильных ног, а также концы нижнего пояса крепятся на наружних стенах дома. Такая конструкция состоящая лишь из верхнего и нижнего поясов, способна выдержать лишь очень легкую кровлю. Более тяжелые кро­вельные материалы нуждаются в основательной опоре. Поэтому большинство ферм снабжены дополнительными внутренними подпорками (подкосами, стойками, схватками).

Стропильные фермы для различных форм крыши име­ют свои особенности (рис. 1).

Фермы двухскатных коттеджей могут быть висячими или наклонными (в зависимости от способа крепления фермы к стенам дома).

Самую простую конструкцию висячих стропильных ферм используют для установки на однопролетных домах (то есть на домах без средней несущей стены (рис. 1а). Такие дома имеют внутреннюю свободную планировку и их ширина не превышает 6 метров. Стропильная ферма в этом случае опирается своими концами лишь на стены здания без промежуточных опор. Ее конструкция проста: две стропильные ноги, затяжка и пара подкосов. Стро­пильные ноги между собой и с затяжкой соединяются шурупами или гвоздями с помощью двухсторонних угло­вых накладок (дощечек толщиной 25 мм).

Рис. 1. Строительные фермы:

А — висячая ферма однопролетного дома; Б — ферма с подкосами; В — ферма для однопролетного дома шириной более 8 м; Г — наклонная стропильная ферма; Д — ферма для мансардной крыши.

Если ширина однопролетного дома превышает 6 м (рис.1б), тогда необходима ферма с большим количеством подкосов. То же требование относится и к крышам, на которые приходится большая снежная нагрузка. Такая стропильная ферма имеет спаренные верхние и нижние пояса.

При пролетах больше 8 м между вершиной верхнего пояса и затяжкой устанавливают «бабку» (рис. 1в).

Наклонные стропильные фермы (рис. 1г) устанавливаются для двухпролетных домиков со средней несущей стеной. Они опираются своими концами на наружные стены дома, а средней частью — на внутреннюю стену. Если ширина здания составляет 10 м, достаточно одной дополнительной опоры, а если она доходит до 15 м, тогда желательно наличие двух опор. Верхние концы стропильных ног соединяются внахлест при помощи угловых накладок. Нижние концы стропил крепятся к опорным брускам (мауэрлатам) размером 100x100 мм. Мауэрлаты в большинстве случаев заготавливаются из целых бревен, обтесанных на два канта, но иногда в целях экономии их, делают из обрезков длиной 0,6—0,7 метра. В середине фермы устанавливается средняя стойка, на которую опирается вершина верхнего пояса фермы.                           

Для мансардных крыш изготавливают фермы особой конструкции (рис. 1д). Они также могут устанавливаться с креплением на внутреннюю стену (для двухпролетных домов) или без него (для однопролетных домов). Особен­ностью мансардных ферм является наличие междуэтаж­ного перекрытия вместо затяжки. Это обусловлено тем, что нижний пояс служит основой для пола мансардного помещения. Верхние и нижние пояса, а также вертикаль­ные стойки и горизонтальные схватки должны быть спа­ренными, выполненными из двойных брусьев. Для двухпролетной мансардной конструкции удвоение необяза­тельно, так как она имеет дополнительную опору в центре.

В вершине стропильной конструкции крыши уклады­вается прогон, служащий основой будущему коньку кры­ши. Коньковый прогон либо делается из бревен с широ­ким сечением, либо сколачивается из двух досок толщи­ной 50 мм.

Обрешетка (опалубка) — это совокупность брусьев, перпендикулярно уложенных на стропильные ноги. Она непосредственно воспринимает нагрузку кровельного ма­териала и в свою очередь давит на стропила, а стропила передают тяжесть крыши несущим стенам.

Обрешетка может быть сплошной, когда зазор между брусьями не превышает 1 см, или разреженной с шагом в 3—4 см. Сплошная опалубка как правило устраивается из двух слоев: первого — разряженного и второго — сплош­ного из досок, уложенных под углом в 45° по отношению к доскам нижнего слоя.

Сплошная обрешетка устраивается под мягкую кров­лю, плоский асбестоцементный и безасбестовый шифер, металлочерепицу и мягкую черепицу. Разреженная обре­шетка вполне подходит для стальной кровли, кровли из глиняной или цементно-песчаной черепицы, а также для кровли из волнистых асбестоцементных листов.

Обрешеточные брусья прибивают к стропилам гвоздя­ми, длина которых равна толщине двух брусьев. В местах стыков и пересечений скатов (на коньке, ребрах, ендо­вах, разжелобках), а также по карнизным свесам всегда делают сплошную обрешетку.

Обычно несущая конструкция выполняется из лесо­материалов (досок, брусьев, жердей) из древесины хвой­ных пород. В кирпичных и блочных домах стропила и об­решетка могут быть сделаны из иных материалов (напри­мер, из железобетона или металла).

Что касается древесной конструкции крыши, то для различных элементов выбирают древесину определенно­го сорта. Затяжки заготавливаются из древесины только 1 сорта; стропильные ноги и стойки — из древесины 1 или 2 сорта. Подкосы выполняются из древесины 2— 3 сорта. В общем и целом картина заготовок для деталей несущей конструкции выглядит следующим образом: вам понадобится 3/4 объема древесины 1 и 3 сорта и 1/4  объе­ма древесины 2 сорта.

Оптимальным сечением для стропил любой конструк­ции является сечение 50х 150 мм. Оптимальным размером обрешетки для большинства кровельных покрытий явля­ются бруски размером 50x50 мм (60x60 мм) или жерди диаметром 70 мм. Среднее расстояние между стропильными ногами составляет около 1 метра. На крышах с уклоном более 45° это расстояние увеличивается до 1,2—3 м и на крышах домов, расположенных в снежных онах, уменьшается до 0,8—0,6 метра.

Более точно шаг между стропильными ногами можно определить по таблице, исходя из сечения стропил и расстояния между опорами несущей конструкции (стойками, подкосами, коньковым прогоном).

Шаг между брусьями обрешетки зависит от того, какой она должна быть: сплошной или разреженной.

План расположения стропильных ног имеет свои особенности в зависимости от конструкции крыши и наличия промежуточных опор (стен или колонн). План простейшей несущей конструкции приведен на рис. 2.

Рис. 2. Простейшая несущая конструкция крыши

В настоящее время для облегчения частного строительства промышленность выпускает готовые стропильные конструкции, которые остается лишь собрать, уложить на наружные стены и поверх них устроить обрешеточный на­стил. Изготавливают несущие конструкции из древесины, железобетона или металла. Все конструкции — сборные. Их доставляют к месту строительных работ в разобран­ном виде и складывают уже на месте. Складная конструк­ция может состоять из нескольких элементов, упакован­ных вместе. Некоторые конструкции довольно громоздки даже в разобранном виде, так как разбиты на три боль­ших детали: два прикарнизных и коньковую. Другие ком­плектуются из более мелких плоскостей. Наиболее удоб­ны в применении шарнирные конструкции, снабженные шарнирами либо в коньковом прогоне, либо вдоль кар­низов. Шарниры позволяют несущую конструкцию без проблем складывать и раскладывать.

Формы готовых стропильных конструкций отражают почти все существующие конфигурации крыш (рис. 3).

Рис.3. Конструкция ферм для индивидуальных домов:

1-  двускатная ферма; 2- ферма со сложной формой верхнего пояса; 3- ферма-ножницы; 4- сводчатая ферма; 5- мансардная ферма  

Обрешеточные брусья крепятся к готовым стропиль­ным фермам тем способом, который предусмотрен са­мой конструкцией. К стропилам, выполненным из древе­сины, обрешетины просто прибиваются. Что касается же­лезобетонных стропильных ферм, то они могут иметь либо отверстия для гвоздей, либо выпуски диаметром до 6 мм, которые обхватывают и прочно удерживают бруски обрешетки, либо шипы, на которые накалываются обре­шетины.

Нередко основание под кровельные материалы требу­ет дополнительного выравнивания. Так, железобетонные плиты, а также основание, по которому уложен полуже­сткий или сыпучий утеплитель, выравнивают стяжками из цементно-песчаного раствора или из асфальтобетона. Выравнивание песчаным асфальтобетоном допустимо лишь на крышах с уклоном не более 20%.

Стяжки выполняются в следующем порядке: при ук­лоне до 15% — сначала в местах примыканий и разжелоб­ках (ендовах), а затем — на скатах; при уклоне более 15% работа по выравниванию основания ведется в обратном порядке.

Выравнивающие стяжки устраиваются не сплошняком на всей поверхности основания, а на участках размером 6x6 м (для цементно—песчаного раствора) или 4x4 м (для асфальтобетона). Между этими участками делаются температурно—усадочные швы шириной 5 мм или шириной 1 см с заложением в них реек. По швам укладывают полосы рубероида шириной 150 мм с точечной приклейкой их с одной стороны шва.

Толщина асфальтобетонной стяжки зависит от мате­риала основания: если основание — из бетона или жест­ких теплоизоляционных плит толщина стяжки должна со­ставлять 15—20 мм, а если — из нежесткого утеплителя, то — 20—30 мм. Вообще, асфальтобетонную стяжку уст­раивают лишь на скатах.

После устройства выравнивающей стяжки основание необходимо сразу же огрунтовать, что обеспечит более прочную приклейку рулонных и гидроизоляционных ма­териалов. До этого цементным раствором заделывают все неровности основания. Стяжки огрунтовываются полоса­ми шириной 4—5 м.

По ходу и по завершению подготовительных работ не­обходимо проверить основание на следующие качества:

—  на уклон;

—  на ровность;

— на прочность и жесткость (основание не должно про­валиваться и прогибаться под ногами, особенно если ему предстоит выдерживать кровельный материал большого веса);

— на плавность и округлость мест примыканий и желобков (для более прочной приклейки рулонных риалов).

Деревянные несущие конструкции могут принести немало хлопот, так как древесина подвержена гниению и  заражению паразитами. Чтобы предотвратить эти напасти, необходимо, во-первых, обработать все элементы  деревянной конструкции специальными антисептиками, во-вторых, ежегодно производить инспекцию стропил на выявление паразитов и анализ качества атмосферостойкости. Делается это в светлое время суток и, в случае необходимости, при дополнительном источнике света.

Возможные причины гниения:

— водопроницаемость кровли.

Выход: ремонт кровельного покрытия.

— плохая вентиляция крыши.

Выход: устройство более эффективной вентиляции (как  то: замена поврежденного пароизолящюнного слоя, освобождение забитых вентиляционных отверстий и др.).

Более всего подвержены загниванию мауэрлаты, концы стропильных ног и затяжек (или балок чердачного перекрытия). В этом случае сгнившую часть стропил

мауэрлаты полностью удаляют и на их место вставляют короткие вкладыши из бруса. Если сгнил довольно длин­ный участок стропильной фермы, тогда делают подмогу: укладывают брус, подпирающий снизу конец стропила крепящийся к ноге скобами.

Ремонт висячих стропил должен выполнять специа­лист, так как это очень сложная процедура.

Иногда стропильные фермы бывают доведены до та­кого состояния, что требуют капитального ремонта и да­же полной замены. Лучше с этим не затягивать!

В случае заражения древесных стропил паразитами, их необходимо обработать специальными средствами либо самостоятельно, либо вызвав специалиста.

Не всегда просевшая крыша является сигналом трево­ги. Если стропильная конструкция не повреждена насекомыми или гнилью, если кровельное покрытие в полном  порядке, то о крыше можно не беспокоиться. Другое дело — слишком легкая конструкция, не приспособленная к весу кровли. Такую конструкцию необходимо укре­пить дополнительными балками и брусьями. Способ укрепления несущей конструкции зависит от формы ска­тов, формы самой конструкции, от веса и вида кровель­ных материалов, а также от состояния крыши в целом. Если для ремонта стропил нужны балки небольшой дли­ны, тогда укрепление крыши можно производить изнут­ри (со стороны чердака). В противном случае, придется удалять кровельное покрытие.

Таблица  1. Расстояния между стропилами несущей конструкции (м)