โครงสร้างหลังคาบ้านเรือนคือโครงสร้างและวัสดุมุงหลังคาซึ่งพบได้ในบ้าน เดี่ยวส่วนใหญ่ ในสภาพอากาศหนาวเย็นและอบอุ่น^{[ 1 ]}หลังคาเหล่านี้สร้างด้วยไม้ เป็นส่วนใหญ่ มี รูปทรงที่แตกต่างกันหลายแบบ และคลุมด้วย วัสดุหลากหลายชนิด

หลังคาไม้สมัยใหม่ส่วนใหญ่จะมีโครงสร้างเป็นคู่ของคานร่วมหรือโครงไม้สำเร็จรูปที่ยึดเข้าด้วยกันด้วยแผ่นเชื่อมต่อโครงไม้ อาคารที่มีโครงสร้างไม้และอาคารเก่าแก่อาจมีโครงสร้างเป็นคานหลักหรือโครงหลังคาไม้หลังคายังถูกกำหนดให้เป็น หลังคา ร้อนหรือหลังคาเย็นขึ้นอยู่กับวิธีการออกแบบและก่อสร้างโดยคำนึงถึงฉนวนกัน ความร้อน และการระบายอากาศ ของอาคาร ความลาดชันหรือความเอียงของหลังคาลาดเอียงนั้นกำหนดโดยวัสดุที่ใช้มุงหลังคาและการออกแบบทางสุนทรียภาพเป็นหลักหลังคาแบนมีความลาดเอียงประมาณสิบองศาเพื่อระบายน้ำ หลังคาแบนบนบ้านส่วนใหญ่พบได้ในพื้นที่แห้งแล้ง^{[ 2 ]}

ในพื้นที่ที่มีลมแรง เช่น บริเวณที่พายุไซโคลนหรือพายุเฮอริเคนอาจพัดขึ้นฝั่ง สิ่งสำคัญที่สุด ใน ด้านวิศวกรรมคือการยึดหลังคาให้มั่นคงระหว่างเกิดพายุรุนแรง ซึ่งทำได้โดยการใช้เหล็กยึดกับคานหรือโครงหลังคาแต่ละชิ้น โดยปกติแล้วนี่ไม่ใช่ปัญหาในพื้นที่ที่ไม่เสี่ยงต่อลมแรงหรือสภาพอากาศเลวร้าย

ในสหราชอาณาจักร หลังคาคอนกรีตที่มุงด้วยกระเบื้องโดยทั่วไปจะมีคานหลังคาห่างกัน 600 มม. (24 นิ้ว) ไม้ระแนงหลังคาห่างกัน 300 มม. (12 นิ้ว) และคานฝ้าเพดานห่างกัน 400 มม. (16 นิ้ว) ส่วนในสหรัฐอเมริกายังคงใช้หน่วยวัดแบบอิมพีเรียล และโดยทั่วไปแล้วชิ้นส่วนโครงสร้างจะเว้นระยะห่างกันสิบหกหรือยี่สิบสี่นิ้ว

โครงสร้างหลังคาอาจถูกขัดจังหวะเพื่อทำช่องเปิด เช่นปล่องไฟหรือช่องแสง ปล่องไฟมักสร้างโดยมีส่วนเบี่ยงน้ำที่เรียกว่า " คริกเก็ต"หรือ"อานม้า"อยู่เหนือปล่องไฟ แผ่นโลหะ กัน น้ำ ใช้เพื่อปิดช่องว่างระหว่างปล่องไฟกับวัสดุมุงหลังคา

หลังคาโครงไม้แบบเรียบง่ายประกอบด้วยไม้ระแนงที่ปลายไม้ระแนงวางอยู่บนแผ่นไม้ แนวนอน บนผนังแต่ละด้าน^{[ 3 ]}ปลายด้านบนของไม้ระแนงมักจะมาบรรจบกันที่คานสันหลังคาแต่อาจจะชนกับไม้ระแนงอีกอันโดยตรงเพื่อสร้างไม้ระแนงคู่ที่เรียกว่าคู่ ขึ้นอยู่กับวัสดุมุงหลังคา อาจใช้ไม้ระแนง แนวนอน ไม้ตีหรือแปยึดกับไม้ระแนง หรือใช้แผ่นไม้ ไม้อัดหรือแผ่นใยไม้อัดอัดขึ้นรูปเป็นพื้นหลังคา (เรียกอีกอย่างว่าแผ่นปิดหรือแผ่นปิด) เพื่อรองรับวัสดุมุงหลังคาแปใต้หรือแผ่นแปที่หนากว่าจะใช้เพื่อรองรับช่วงไม้ระแนงที่ยาวกว่าคาน ยึด ซึ่งอาจทำหน้าที่เป็นคานเพดานด้วย มักจะเชื่อมต่อระหว่างปลายด้านล่างของไม้ระแนงตรงข้ามเพื่อป้องกันไม่ให้ไม้ระแนงแยกออกจากกันและทำให้ผนังแยกออกจากกันคานค้ำหรือคานยึดอาจยึดไว้สูงขึ้นระหว่างไม้ระแนงตรงข้ามเพื่อเพิ่มความแข็งแรง คานหลังคา คานยึด และแผ่นเหล็กทำหน้าที่ถ่ายน้ำหนักของหลังคาไปยังผนังของอาคาร

โครงหลังคาสำเร็จรูปมีให้เลือกหลากหลายรูปแบบ โดยผู้ผลิตจะออกแบบให้เหมาะสมกับอาคารแต่ละประเภทโดยเฉพาะ

โครงสร้างหลังคาไม้ยังสร้างขึ้นในหลากหลายรูปแบบโดยใช้ข้อต่อไม้หรือโลหะ คานไม้ขนาดใหญ่ที่มักเว้นระยะห่างกัน 240 ซม. (8 ฟุต) ถึง 370 ซม. (12 ฟุต) เรียกว่าคานหลักคานหลักอาจผสมกับคานรองหรือรองรับแปร่วมก็ได้

โครงสร้างหลังคาต้องได้รับการออกแบบให้รับน้ำหนักโครงสร้างรวมถึงสิ่งที่เรียกว่าน้ำหนักคงที่น้ำหนักของตัวโครงสร้างเอง และน้ำหนักของวัสดุมุงหลังคา ตลอดจนน้ำหนักเพิ่มเติมที่เรียกว่าน้ำหนักจากสภาพแวดล้อมเช่น หิมะและลม หลังคาแบนอาจต้องได้รับการออกแบบสำหรับน้ำหนักบรรทุกจร ด้วย หากมีคนสามารถเดินบนหลังคาได้ ในสหรัฐอเมริการหัสอาคารระบุน้ำหนักบรรทุกเป็นปอนด์ต่อตารางฟุต ซึ่งแตกต่างกันไปตามภูมิภาค น้ำหนักบรรทุกและช่วง (ระยะห่างระหว่างจุดรองรับ) จะกำหนดขนาดและระยะห่างของคานและโครงหลังคา^{[ 4 ]}

วัสดุมุงหลังคา รวมถึงวัสดุรองพื้นและวัสดุมุงหลังคา ออกแบบมาเพื่อระบายน้ำเป็นหลัก วัสดุมุงหลังคายังเป็นองค์ประกอบสำคัญของสถาปัตยกรรม ดังนั้นวัสดุมุงหลังคาจึงมีสีและพื้นผิวที่หลากหลาย วัสดุมุงหลังคาหลัก^{[ 5 ]}บนบ้านในอเมริกาเหนือคือกระเบื้องยางมะตอยแต่บางแห่งก็ใช้กระเบื้องมุงหลังคา ประเภทอื่น หรือหลังคาโลหะหลังคากระเบื้องและ หลังคา ฟาง เป็นที่นิยมในยุโรปมากกว่าในอเมริกาเหนือ วัสดุมุง หลังคาบางชนิดช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านเครื่องปรับอากาศในสภาพอากาศร้อนได้ด้วยการออกแบบมาเพื่อสะท้อนแสง

กระเบื้องยางมะตอยเป็นวัสดุมุงหลังคาที่ใช้กันมากที่สุดในอเมริกาเหนือ คิดเป็นสัดส่วนมากถึง 75% ของหลังคาลาดชันทั้งหมด วัสดุประเภทนี้กำลังได้รับความนิยมในยุโรปเช่นกันเนื่องจากต้นทุนการติดตั้งที่ต่ำกว่า กระเบื้องยางมะตอยครองตลาดหลังคาที่อยู่อาศัยในอเมริกาเหนือ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วมีราคาถูกกว่า^{[ 6 ]}เมื่อเทียบกับวัสดุอื่นๆ

ในภาคใต้ของสหรัฐอเมริกาและเม็กซิโก หลังคาที่ทำจากกระเบื้องดินเผาก็ได้รับความนิยมอย่างมากเช่นกัน เนื่องจากมีอายุการใช้งานยาวนาน และสามารถทนต่อลมพายุเฮอริเคนได้โดยมีความเสียหายเพียงเล็กน้อยหรือไม่เสียหายเลย

ในยุโรป หลังคาที่ทำจากกระเบื้องหินชนวนและกระเบื้องดินเผาเป็นที่นิยมมาก หลังคาหินชนวนหลายแห่งในยุโรปมีอายุมากกว่า 100 ปี และโดยทั่วไปแล้วต้องการการบำรุงรักษา/ซ่อมแซมเพียงเล็กน้อย

การระบายอากาศในพื้นที่ใต้หลังคาเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อควบคุมอุณหภูมิภายในพื้นที่ใต้หลังคา หากไม่มีการระบายอากาศที่เหมาะสม ความชื้นอาจทำให้เกิดการควบแน่นภายในเนื้อผ้าหลังคา ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายร้ายแรงต่อโครงสร้าง การผุพังจากความชื้นหรือความแห้ง และอาจทำให้ฉนวนกันความร้อนเสียหายได้

การเกิดหย condensation ภายในพื้นที่ใต้หลังคาเป็นปัญหาที่พบได้บ่อยมากขึ้นในปัจจุบัน เนื่องจาก: การระบายอากาศลดลงอย่างมาก เพราะโครงสร้างอาคารที่ปิดมิดชิดมากขึ้น โดยใช้หน้าต่างและประตูที่มีประสิทธิภาพสูง และไม่มีปล่องไฟ โครงสร้างที่ปิดมิดชิดนี้หมายความว่าอุณหภูมิอากาศภายในอาคารสูงขึ้น อากาศที่อุ่นขึ้นจะยิ่งสามารถกักเก็บไอน้ำได้มากขึ้น

เนื่องจากส่วนที่อยู่อาศัยของอาคารมีอุณหภูมิสูงขึ้น พื้นที่ใต้หลังคาจึงมีอุณหภูมิลดลง โดยฉนวนกันความร้อนและวัสดุมุงหลังคาประสิทธิภาพสูงส่งผลให้พื้นที่ใต้หลังคาเย็นลง

เมื่ออากาศอุ่นและชื้นจากด้านล่างลอยขึ้นไปสู่พื้นที่ใต้หลังคาที่เย็น การควบแน่นจะเริ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิอากาศลดลงจนถึง "จุดน้ำค้าง" หรือเมื่ออากาศอุ่นสัมผัสกับพื้นผิวที่เย็นใดๆ ในหลังคา

วัสดุก่อสร้างส่วนใหญ่สามารถซึมผ่านไอน้ำได้ อิฐ คอนกรีต ปูนปลาสเตอร์ ไม้ และฉนวนกันความร้อน ล้วนอาจเกิดการควบแน่นระหว่างช่องว่างได้ นี่คือเหตุผลที่ข้อบังคับอาคารของสหราชอาณาจักรกำหนดให้หลังคาต้องมีการระบายอากาศ ไม่ว่าจะโดยการใช้ช่องระบายอากาศใต้ชายคา ช่องระบายอากาศบนสันหลังคา หรือแผ่นกระเบื้องหรือแผ่นหินชนวนระบายอากาศแบบเปลี่ยนใหม่^{[ 7 ]}

การระบายอากาศของดาดฟ้าหลังคาช่วยเร่งการระเหยของน้ำจากการรั่วไหลหรือการควบแน่นและระบายความร้อนซึ่งช่วยป้องกันการเกิดน้ำแข็งเกาะและช่วยให้กระเบื้องหลังคาแอสฟัลต์มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น รหัสอาคารในสหรัฐอเมริกากำหนดอัตราการระบายอากาศขั้นต่ำไว้ที่ 1 ตารางฟุต (0.093 ตารางเมตร⁾ของช่องเปิดต่อ 150 ตารางฟุต (14 ตารางเมตร⁾ (1:150) โดยมีอัตราส่วน 1:300 ในบางกรณี^{[ 8 ]}อากาศอุ่นจะลอยขึ้น ดังนั้นฉนวนกันความร้อนของเพดานจึงได้รับการออกแบบให้มีค่า r ที่สูงขึ้น และมักจะติดตั้งฉนวนระหว่างคานหรือโครงหลังคา หลังคาที่มีฉนวนและการระบายอากาศที่เหมาะสมเรียกว่าหลังคาเย็นหลังคาอุ่นคือหลังคาที่ไม่มีการระบายอากาศ^{[ 9 ]}โดยที่ฉนวนจะถูกวางไว้ในแนวเดียวกับความลาดเอียงของหลังคา^{[ 10 ]}หลังคาร้อนคือหลังคาที่ออกแบบมาไม่ให้มีการระบายอากาศ และมีฉนวนกันความร้อนที่กันอากาศได้เพียงพอสัมผัสกับแผ่นปิดเพื่อป้องกันการควบแน่น^{[ 11 ]}เช่น เมื่อ ใช้ฉนวน โฟมพ่นโดยตรงที่ด้านล่างหรือด้านบนของแผ่นหลังคา หรือในเพดานโบสถ์บางแห่ง^{[ 12 ]}

การออกแบบที่ทันสมัยกว่าคือการติดตั้งดาดฟ้าหลังคาที่มีโฟมรองด้วยฟอยล์ พร้อมกับดาดฟ้าชั้นที่สองที่มีช่องว่างอากาศห่างจากโฟมรองด้วยฟอยล์ เพื่อให้อากาศไหลในแนวตั้งไปยังช่องระบายอากาศที่ยอดหลังคา ซึ่งเป็นการออกแบบดาดฟ้าสองชั้นที่มีช่องว่างอากาศ การออกแบบนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ^{[ 13 ]}

ในตะวันออกใกล้ตั้งแต่สมัยโรมัน ตลอดช่วงยุคกลาง และจนถึงต้นศตวรรษที่ 20 หลังคาบ้านถูกสร้างขึ้นในลักษณะดังต่อไปนี้: ขั้นแรก พวกเขาวางคานไม้ไว้เหนือผนัง โดยเว้นระยะห่างระหว่างคานแต่ละอันประมาณ 60 ซม. จากนั้นจึงวางแผ่นไม้บางๆ หรือกระดาน ( แป ) ขวางแนวนอนชิดกัน โดยแต่ละแผ่นมีความหนา 3 นิ้วมือ (6.75 ซม.) หรือน้อยกว่าเล็กน้อย^{[ 14 ]}จากนั้นจึงยึดวัสดุปูพื้นซึ่งทำจากเส้นใยพืชธรรมชาติที่ทอเข้าด้วยกัน เช่นต้นกกใบกกหรือปาปิรัสใบปาล์มและเปลือกไม้ ให้ แน่นหนา^{[ 15 ]}เหนือวัสดุปูพื้นนี้ พวกเขาได้วางชั้นดินเหนียวหนาๆ ไว้ก่อน ตามด้วยชั้นดินที่มีความหนา 20 เซนติเมตร (7.9 นิ้ว) หลังจากนั้นจึงฉาบด้านบนด้วยส่วนผสมของดินเหนียวที่ประกอบด้วยซีเมนต์ผสมดินเหนียวเศษหินเศษเครื่องปั้นดินเผาบดและฟาง^{[ 15 ] [ 14 ] [ 16 ]}วัสดุมุงหลังคาประเภทนี้สามารถทนต่อความชื้นและฝนตกหนักได้เป็นอย่างดี^{[ 14 ]}

ในเมืองซานาประเทศเยเมนในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เสื่อที่ทำจากใบปาล์มบิดเป็นเกลียวถูกวางทับบนคานไม้ที่ใช้ค้ำเพดาน^{[ 17 ]}เสื่อเหล่านี้ถูกยึดไว้ด้วยไม้ที่วางตั้งฉากกับคาน^{[ 17 ]}เหนือไม้ที่วางไขว้กันเหล่านี้ มีการปลูกพุ่มไม้ และคลุมด้วยเสื่ออีกครั้ง คานไม้และเสื่อถูกเคลือบด้วยปูนขาวหรือปูนฉาบที่แข็งมาก^{[ 17 ]}ความหนาของผนังเพดานไม่ค่อยเกิน 30 เซนติเมตร (12 นิ้ว) ไม่รวมคาน^{[ 17 ]}

ในแคว้นกอลสเปนโปรตุเกสและ อา กีแตน โบราณ บ้านเรือนสร้างด้วยหลังคาทรงแหลมที่ฉาบด้วยก้อนโคลนแห้งและคลุมด้วยกกและใบไม้ ในขณะที่หลังคาอื่นๆ ทำจากไม้กระดาน โอ๊ค หรือมุงจาก^{[ 18 ]}ชาวโคลเคียนในปอนตุสสร้างหลังคาโดย "ตัดปลายคานขวางออก แล้วค่อยๆ บรรจบกันเมื่อวางขวาง แล้วนำขึ้นไปด้านบนจากทั้งสี่ด้านในรูปทรงพีระมิด จากนั้นจึงคลุมด้วยใบไม้และโคลน" ^{[ 18 ]}ในมาร์เซย์ในสมัยโบราณ ไม่ได้ใช้กระเบื้องมุงหลังคาบ้าน แต่ใช้เพียงดินผสมฟาง^{[ 18 ]} ชาว ฟรีเจียโบราณสร้างหลังคาพีระมิดจากท่อนซุงที่ยึดติดกัน แล้วคลุมด้วยกกและไม้พุ่ม จากนั้นจึงกองดินขึ้นเป็นเนินสูง^{[ 18 ]}

• 
  หลังคาไม้ทรงสูงชันที่กำลังก่อสร้างในประเทศญี่ปุ่น
• 
  คานสันหลังคาและโครงหลังคาขนาดใหญ่ มีคานยึดหรือไม้ค้ำยันปรากฏให้เห็นอยู่ด้านหน้า
• 
  โครงสร้างคานเหล็กชุดหนึ่งถูกวางไว้บนหลังคาบ้านที่กำลังก่อสร้าง
• 
  โครงสร้างหลังคาเสริมแรงอย่างแข็งแรงในพื้นที่เสี่ยงพายุไซโคลน
• 
  การติดตั้งแผ่นเหล็ก corrugated iron ให้กับบ้านที่กำลังก่อสร้าง แสดงให้เห็นจั่วสองด้านและอุปกรณ์ยึดภายนอกเพื่อป้องกันพายุไซโคลน
• 
  ตัวอย่างการออกแบบหลังคาทางสถาปัตยกรรม
• 
  ภาพแสดง โครงสร้างหลังคาทรงปั้นหยาในภาคเหนือของออสเตรเลียโดยใช้โครงสร้างโครงถักแบบยึดด้วยตะปูหลายตัว ชิ้นส่วนสีน้ำเงินคือไม้ระแนงหรือแปหลังคาโลหะขึ้นรูป หลังคานี้สร้างด้วยโครงเหล็กรูปตะขอที่ทำขึ้นเป็นพิเศษ ซึ่งยึดติดกับโครงถักด้วยสลักเกลียว M16 โครงเหล็กนี้ยึดติดกับสลักเกลียว M16 ที่หล่อในสถานที่ ฝังลึก 300 มม. (12 นิ้ว) เข้าไปใน ผนังบล็อก คอนกรีตเสริมเหล็กระบบนี้มักติดตั้งทุกๆ 900 มม. (35 นิ้ว) รอบขอบเขต

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับหลังคา (ระบบโครงสร้าง)ในวิกิมีเดียคอมมอนส์