Постоянные нагрузки на большинстве крыш малы. Крыша завершающая каркас дома не держит на себе верхние конструкции, она держит только собственный вес и вес кровельного материала. Другое дело временные нагрузки — крыша защищает дом от непогоды. В некоторых районах временная нагрузка, создаваемая природой намного больше постоянной. Если строительство ведется в регионе, где случаются сильные снегопады, сильные ветры или сейсмические толчки то конструкция крыши должна соответствовать этим условиям. Источниками получения информации о нагрузках служат местные чиновники и местные конструкторы-проектировщики.
Архитекторы и инженеры, проектирующие стропильные крыши используют один из двух конструкторских подходов. Если в конструкции крыши имеется коньковая балка, то она выполняет ту же функцию что и любые другие балки в доме. Она должна быть прочной для выдерживания нагрузок приложенных к ней, жесткой для сохранения геометрии крыши и должна опираться на твердое основание. Опоры поддерживающие коньковую балку принимают точечные нагрузки и переносят их к основанию. Как балка, так и путь передачи нагрузки проектируются инженером или архитектором.
Коньковые тяжелые и дорогие балки применяются для создания под крышей открытого пространства. При наличии коньковой балки нет распора на нижних концах стропил, следовательно, нет необходимости в хомутах, связывающих стропильные пары. Дизайнеры часто проектируют крыши с коньковыми балками для создания потолков по типу потолков в соборах.
Во втором конструкторском подходе к конструкции крыши стропила не лежат на коньковой балке сверху, а зажимают ее с двух сторон. Правильно назвать эту балку коньковой доской. Она используется, как деталь для крепления противоположных стропил. По сути, нагрузка с одной стороны крыши компенсируется нагрузкой с другой. Коньковая доска, толщина которой в этой конструкции всего 50–100 мм (2–4 дюйма) передает давление с одного ската крыши на другой.
Коньковая доска мало, что делает для удержания стропил, поэтому проявляется сильная тенденция опускания конька и выталкивания нижних концов стропил. Здесь в работу вступают балочные перекрытия или отдельные балки-затяжки либо металлические стяжки, связывающие противостоящие стропила. Если низ стропил будет зафиксирован от перемещения, то и верх не опустится.
Ограничение раздвижки стропил (нейтрализация распора) — ответственная часть проектирования и строительства крыши. Крайне важно знать и соблюдать правила закрепления стропил к балке и закрепления между собой двух балок в центре строения там, где длины отдельных балок не хватает на ширину дома. Все части конструкции, воспринимающей распор должны быть надежно соединены иначе концы противоположных стропил не будут связаны друг с другом и раздвинутся.
