Крыша - верхняя часть строений, защищающая их от непогоды. Например, в жарких странах - от солнца и тропических ливней, на севере - от потери драгоценного тепла и от многотонной массы снега. Именно этим вызвано многообразие форм крыш, закрепленное вековой строительной практикой разных народов. И каждая из них воспринимается как национальная традиция.

Выбор уклона крыши
Одно из наиболее очевидных отличий в форме крыши - разные уклоны ее скатов. Величина уклона связана с архитектурным стилем, с типом материала, который используется для кровли.
Уклон крыши выбирают в зависимости от местного климата. В районах с большим количеством дождей его делают таким, чтобы обеспечить быстрый слив дождевой воды, а вот в теплом сухом климате предпочтительнее плоская крыша.
В строительной практике приходится учитывать еще и то, какой материал кровли предполагается применить в конкретном случае. Вообще уклон делают в пределах 10-60°. Однако на крутую крышу требуется больше материалов.
Наклон стропил и высота конька взаимосвязаны. Чтобы найти высоту конька математическим путем, нужно половину ширины перекрытого стропилами пролета между стенами дома умножить на относительную величину, которая приведена в табл. 1 для диапазона углов уклона от 5 до 60°.

Например, ширина дома - 8 м. Требуется определить высоту верхней точки стропил при уклоне кровли в 25°. Для этого нужно половину ширины дома (8:2=4 м) умножить на взятую из табл. 1 соответствующую уклону 25° относительную величину 0,47. Получаем 1,88 м. Именно при такой высоте подъема стропил уклон крыши этого конкретного дома будет равен заданной величине (25°). Можно уклон характеризовать и простым отношением перепада высоты крыши на определенной горизонтальной базе (скажем, на 1 м). Примеры определения уклонов ската крыши показаны на рис. 1.

Форма крыши
На форму крыши кроме субъективных предпочтений влияют три основных фактора: климат, традиции и материальные возможности застройщика. Любые формы крыши являются сочетанием четырех основных (рис. 2) - плоской, односкатной, двускатной (щипцовой) и четырехскатной (шатровой).

С торцов дома треугольные стороны крыши образуют так называемые вальмы. Некоторые из них имеют собственные названия. Например, из комбинации вальмовой и двускатной формы получается «датская» крыша, а изменение уклона на каждой половине двух скатов дает «ломаную». На ломаной крыше можно установить односкатное слуховое окно. Четыре наиболее распространенных комбинации изломов показаны на рис. 3.

Пересекаясь, скаты образуют наклонные линии - ребра. Когда при пересечении скатов образуются внутренние углы, их называют разжелобками или ендовами.

Несущие конструкции крыши
Крыши возводят с отдельными наклонными стропилами. Стропильные конструкции появились еще в античные времена, задолго до развития каркасного строительства из дерева. Стропила встречаются на древних зданиях во всем мире. Сегодня такая конструкция наиболее популярна, поскольку стропильная система универсальна и материалы для ее возведения доступны и не очень дороги.
По конструктивным особенностям стропила можно разделить на наслонные и висячие.
Наслонные стропила (рис. 4) всегда опираются своими концами на прочное несущее основание. На односкатных крышах это могут быть наружные стены, а на двускатных опорой может служить внутренняя перегородка дома или несущая продольная балка, лежащая на боковых стенах, возведенных заодно с фронтоном. При расстоянии между опорами от 5 до 6 м под стропила ставят откосы, а устанавливают опорный шпрингель.

Висячие стропила (рис. 5) обычно устанавливают в больших пролетах. Нижние концы их опирают на стены, а верхние сводят друг с другом в коньке и прочно скрепляют. Самая простая конструкция из двух стропил получается, когда их нижние концы упирают в горизонтальный брус, называемый затяжкой.
В коньке висячие стропила соединяют простым прорезным шипом или вполдерева. Чтобы стропила не прогибались, в них на некотором рассстоянии от конька врубают вполдерева горизонтальный ригель. Для прочности все детали скрепляют скобами.
При ширине пролета 7,5...9,0 м в стропила для прочности под конек устанавливают опору [бабку), нижний конец которой скрепляют с затяжкой. Стропилами с бабкой и подкосами можно перекрыть пролет от 9 до 10 м.

Изготовление стропил
Древесину для стропил берут только 1 го сорта с возможно меньшим количеством сучков. Толщина бревен, брусков, досок, используемых на стропила, зависят от длины стропильных ног, расстояния между стропилами, массы кровли, ветровых и снеговых нагрузок на крышу. Наиболее тяжелые кровли - это черепичные, глиносоломенные и глинокамышовые. Сечения стропил под такие кровли можно выбрать из табл. 2.

Когда приходится брать материал меньшей толщины, чем указано в таблице, то под стропила ставят подкосы из бревен 0 1315 см. Для равномерного распределения нагрузки от стропил на стены здания мауэрлат (брус, укладываемый на стены по периметру здания для опоры стропильных ног) выбирают толщиной не менее 18 см.
Стропила предварительно собирают на ровной площадке. Бревна (бруски, толстые доски) укладывают по заранее подготовленному шаблону, делают врубку элементов на нижних концах стропил и соединяют их с затяжкой. Затем врубают верхнюю часть, отрезают излишки древесины, метят и разбирают стропила на отдельные элементы.
Ферма (единая стропильная сборка) состоит из множества мелких деталей (обычно сечением 50x100 мм). Их собирают на заводе или в мастерской. Висячие стропила в виде фермы очень дороги. Только для простых строений трудоемкость ферменной системы может конкурировать со стропильной. Их применение оправдано для перекрытия больших проемов.
Главное преимущество крыши из стропил состоит в том, что пространство без объемных конструкционных элементов под кровлей можно использовать как жилое помещение или кладовую. В качестве примера можно привести жилые помещения в мансардах с потолками кафедрального типа. Важно и то, что каркас крыши со стропилами экономичнее ферменных конструкций. Учитывая все факторы, ради справедливости нужно отметить, что стропильная система гораздо привлекательнее для застройщиков, но ее устройство из пиломатериалов непосредственно при возведении крыши требует больше времени.
Фермой можно перекрыть намного больший пролет по сравнению со стропилами из бруса, что соответственно обеспечивают устройство просторных помещений и не ограничивают выбор их планировки. Фермы устанавливают быстро, и за счет этого стропильные работы удешевляются. Большой недостаток ферм в том, что крышу очень трудно переделать, так как ферму нельзя расчленять.
Кроме необходимости обоснованного выбора ската, конструкции и формы надо помнить и о других требованиях, предъявляемых к крыше как строительной системе. Это, например, выбор обшивки каркаса и вида кровли, системы изоляции и вентиляции пространства под кровлей, деталей карнизов и фартуков, сливов и водосточных труб.

В целом несущая конструкция крыши представляет сложное инженерное сооружение (рис. 6). Строительной практикой до мелочей отработаны разнообразные варианты сборки ее деталей, надежно работающих при всех ситуациях нагрузки. Однако эта тема требует отдельного рассмотрения.