На житейском уровне ясно, что крыша дома должна быть достаточно прочной, чтобы не обвалиться на головы жильцам. Строители выделяют и вторую вещь, которой не должно случаться. Не допускается поперечной деформации балок более чем на полпроцента от их длины. С точки зрения инженера-конструктора это означает, что на стадии расчетов кровли нужно заложить для нее достаточную несущую способность, исходя из совокупности будущих нагрузок всех видов.
Таких нагрузок несколько: во-первых, это собственный вес крыши и вес снега, который скапливается на ней зимой. Придется учесть, что иногда наверху ходят люди — для очистки или ремонта, и их масса также добавляется. Плюс на крышах определенной формы (с выступами, окошками, трубами, декором) снег в некоторых зонах собирается особенно пышными шапками. Одновременно нужна поправка на ветер. Он, в зависимости от направления, сдувает снег со ската или надувает на скат, так что толщина покрова и его вес становятся неравномерными.
Инженер-конструктор при расчетах должен знать, как много у крыши скатов (например, дом с односкатной крышей) , насколько они крутые и как ориентированы относительно преобладающих направлений ветров. Для одинаковых домов, один из которых стоит на продуваемом пустыре, а второй защищен окрестным лесом или соседними высокими зданиями, «фактор ветра» тоже различается. Поэтому расчет кровли по несущей способности всегда выполняется отдельно для каждого проекта, использовать универсальные цифры (или делать «на глаз») тут недопустимо. Особенно для пролетов длиннее шести метров.
В многоэтажных зданиях для перекрытий и крыши используются железобетонные плиты — мощные и тяжелые; они и принимают на себя нагрузки. В малоэтажном домостроении кровли делаются деревянными, обычно они скатные, хотя бывают и плоскими. В любом случае, расчет стропильных конструкций имеет свою специфику: все элементы должны выдерживать суммарный вес, эффективно перераспределять его и передавать на несущие стены. Эти задачи и решают люди в конструкторских отделах проектно-строительных организаций.
В своей работе конструкторы пользуются СНиПом 85 года с внесенными недавно актуальными поправками. СНиП посвящен кроме прочего как раз снегу и ветрам. Вся наша страна разделена в документе на зоны, размеченные на карте, и для каждой зоны задана своя нормативная нагрузка. Например, по снеговой нагрузке Москва находится в третьей зоне (из восьми) с нормативом 180 кг/м² .
*В свое время здорово нашумела история с обрушением перекрытий здания Басманного рынка. Вспомним — версия перегрузки от полуметрового слоя снега тогда рассматривалась совершенно всерьез, хотя в итоге оказалась отвергнутой следствием. Однако дело на этом не закончилось, проверяли все большепролетные сооружения. Госстрой совершенно оправданно увеличил региональную нормативную снеговую нагрузку на квадратный метр со 140 до 180 кг.
Балки прогибаются, длинные балки прогибаются особенно легко. Поэтому придумана строительная ферма: она выглядит как решетка, в которой часть или все ячейки треугольные. Раздавить треугольник очень сложно, по законам механики, это идеальная по жесткости и прочности фигура, так что вся строительная ферма — прочная и жесткая. Для перекрытия больших пролетов предпочтительно использовать именно фермы, что мы и делаем.
В загородном домостроении правильно использовать деревянные фермы, прочно скрепленные между собой. Геометрия ферм и их прочность рассчитывается с помощью специализированных программ, после чего происходит изготовление стропильной системы на производстве. Качество сборки у кровельного каркаса заводского изготовления (мы монтируем только такие!) очень высокое.
Монтировать стропильные системы кровли кустарным способом и без специальных расчетов- недопустимо и даже преступно, так как последствия разрушения крыш могут быть очень серьезными!
Компания РНР использует стропильные фермы, выпущенные в заводских условиях по технологии MiTek. Главная ее особенность — это узлы соединений, в которых используются особые металлические пластины с шипами. Шипы под серьезным давлением плотно входят в древесину, и деревянные детали будущей фермы намертво скрепляются. Причем форма пластин (как и параметры деревянных брусьев) рассчитывается специальной программой. В качестве вводных данных задаются характеристики будущей крыши — она может быть многоскатной, асимметричной, мансардной — какой угодно. Для разных архитектурных решений изготавливаются разные фермы, причем и отдельные составляющие этих ферм (деревянные части и металлические пластины для узлов) различаются. Монтаж кровли производится непосредственно на объекте из готовых фрем, это быстро и эффективно.
Как видим, при устройстве каркасной кровли приходится отвечать на три вопроса: с какими нагрузками ей предстоит столкнуться; какой она должна быть, чтобы эти нагрузки выдержать; и как практически добиться всего, что запланировано. Положительный итог достигается совместными усилиями конструкторов, проектировщиков и строителей.
