Схема вальмовой четырехскатной крыши

Большинство специалистов, занимающихся строительством крыш и укладкой кровли, с уважением относятся к конструкции крыши с вальмами. Несмотря на определенную сложность постройки, четырехскатная вальмовая крыша практически полностью вытеснила обычную двухскатную схему даже в тех климатических районах, где ее использование особых преимуществ владельцу дома и не приносит. Вальмовая крыша выглядит изящней, более долговечна вследствие оптимального распределения нагрузки на каркас, стены дома и элементы крепления.

В чем секрет долговечности вальмовой крыши

Вальмовая конструкция крыши, по сути, это та же двухскатная схема, в которой плоские фронтоны заменены двумя дополнительными скатами. На первый взгляд, ничего особенного. Но в реальности, использование двух дополнительных стропил для образования каждого дополнительного ската, называемого вальмой, требует правильного расчета прочности балок и понимания механики распределения нагрузки на стропила и кровлю. В противном случае изящная конструкция рискует развалиться при первом же ветре или снеге из-за потери жесткости и прочности постройки.

Схема четырехскатной крыши дает несколько простых преимуществ, заметно продлевающих жизнь всей постройке:

• Высокая стойкость к резким порывам ветра. Воздушный поток, порывами бьющий во фронтон обычной двухскатной крыши со скоростью 20-25 м/с, способен запросто раскачать и «сложить» всю крышу. Двухскатный каркас, в отличие от вальмовой схемы, имеет очень небольшой запас прочности к таким нагрузкам. Вальмовая схема обладает, по меньшей мере, вдвое меньшим опрокидывающим моментом из-за низкой парусности;
• Способность эффективно противостоять совместному действию на кровлю порывов ветра и сильного дождя. Это самый неблагоприятный вариант для крыши. В спокойную безветренную погоду дождь легко переносится и двухскатной крышей. Но уже при 5-7 м\с даже качественная кровля может легко дать течь, в первую очередь из-за задувания потоков воды под свесы кровли на фронтонах;
• Самым выдающимся свойством правильно построенной конструкции вальмой крыши является низкая чувствительность к нагрузкам от воздействия массы снега и талой воды.

Схема устройства вальмовой крыши

Приведенная схема позволяет даже неосведомленному человеку без опыта строительства подобных конструкций разобраться в устройстве вальмового варианта крыши. Как говорилось выше, вальмовая схема имеет много общего с двухскатной конструкцией. Это, прежде всего, система из двух рядов стропильных ног, опирающихся на коньковый прогон и мауэрлатный брус. На этом, правда, сходство и заканчивается.

Кроме определенного количества рядовых стропил, образующие два плоских ската, в конструкции простой вальмовой крыши применяются:

1. Две пары длинных диагональных или угловых стропил, смыкающихся попарно на коньке крыши и образущих при этом характерные треугольные поверхности, именуемые вальмами. Это самые важные элементы вальмовой крыши, они воспринимают все нагрузки на вальмовые участки кровли;
2. Нарожные стропила или нарожники, конструктивно они мало чем отличаются от обычных рядовых стропил. Единственной проблемой является то, что каждую нарожную балку необходимо рассчитывать, изготавливать и подгонять на месте индивидуально;
3. Использование так называемой скамейки — прочной рамы из бруса, сечением 150*150 мм. Две вертикальные стойки с подкосами обеспечивают жесткое и прочное удерживание самой верхней балки крыши конькового бруса или прогона;
4. Целой системы подкосов и подпорок, необходимых для придания жесткости силовым элементам крыш с большой длиной пролета.
5. Шпрегели — дополнительные силовые элементы для повышения жесткости и прочности угловых сочленений балок перекрытия или мауэрлатного бруса. Так как на углы опираются самые нагруженные и тяжелые элементы – угловые стропильные балки вальмовых скатов, использование шпрегельных распорок является обязательным элементом усиления конструкции.

Именно установка диагональных и нарожных стропил требует тщательного многократного измерения и подгонки мест крепления каждой из балок в схеме конструкции вальмовой крыши. Трудоемкость и кропотливость подгоночных работ заставляет изготавливать, строить и собирать основные силовые элементы, что называется, «на земле». Так быстрее и проще предварительно проверить по схеме соответствие всех размерных цепей.

Основа для установки вальмовой крыши

Для большинства зданий возможно использование традиционного способа установки с опорой на мауэрлатный брус каменных стен. Мауэрлатные доски или брусья укладываются на гидроизоляцию и прихватываются анкерными болтами и проволокой. Если конструкцией крыши предусматривается наличие большого вылета висячих стропил, которые позволяют использовать часть кровли в качестве навеса над крыльцом или террасой, к нижней части стропильных ног пришивают так называемые кобылки — отрезки доски или бруса нужной длины.

При установке каркаса вальмовой крыши по этой схеме чердачное перекрытие, отделяющее потолок от чердака, приходится изменять, и выполнять опору на дополнительный пояс из деревянного бруса, закрепленного анкерными болтами к вертикальной поверхности стен.

Сам деревянный брус мауэрлата может использоваться двояко:

• Стать опорой для стропильных ног в классическом варианте применения;
• На мауэрлат может быть уложено перекрытие из соснового бруса 150х150 мм или 150х200 мм;

Последняя схема более сложна и достаточно затратная в реализации, поэтому к ней прибегают только при установке вальмовых четырехскатных крыш на стены с недостаточной жесткостью кладки. Установка опорного перекрытия из бруса потребует большого количества длинных и дорогих балок из сосны или дуба. Поэтому по возможности такое перекрытие стараются опереть на одну из внутренних стен коробки здания, что позволит значительно усилить перекрытие и применить для него более дешевые и доступные пятиметровые балки.

Наиболее ответственные узлы каркаса крыши вальмовой схемы

Чаще всего проблемы в конструировании и сборке каркаса вальмовой крыши обусловлены сложностью соединения балок и стропил. Прежде всего, в теле балок и стропил не пропиливают любые пазы и уступы, особенно в срединной части, за исключением опорных поверхностей на концах стропильных ног.

Самым проблемным этапом сборки накосных или угловых стропил является привязка концов стропильной ноги к нижней угловой опоре на мауэрлате или брусе. Для более точного прилегания установку диагонального стропила выполняют в два этапа, с максимальной подгонкой прилегающих поверхностей стропила к коньковой балке и второй парной стропиле.

Из-за большой длины диагонального стропила балку зачастую сбивают из нескольких более коротких брусьев или толстых досок, «сшитых» гвоздями — соткой. Забивают гвозди попарно, на расстоянии не менее 50 мм, и обязательно — под разным углом. Кроме того, для длинных накосных балок обязательно применяется подпор, устанавливаемый в самом нагруженном месте балки, как на схеме. Благодаря этому уменьшается прогиб стропил и сохраняется плоскость вальмы крыши.

Следующим, наиболее ответственным местом в схеме вальмовой крыши можно назвать точки присоединения нарожных балок или стропил к диагональным балкам. На диагонали набивают так называемые черепные планки, их задача — облегчить установку нарожных брусьев на диагональные. Где именно должна крепиться нарожная стропила, определяют заранее по чертежу или схеме. Для крепления используют уголки и ригеля. При этом тело диагональной балки сверлить или пропиливать категорически не рекомендуется, чтобы исключить возникновение ослабленных участков.

Нижняя часть нарожников крепится, как и рядовые стропила, по одной из опорных схем на мауэрлате. Верхняя часть стропил опирается на коньковый брус пазом 5х5 см, выполненным по специальному шаблону. Для увеличения площади опоры нижних частей стропил их дополняют небольшими подпорами. После того как диагонали на каждой из вальм отрегулированы и выставлены под оптимальным углом в 45^о к плоскости опоры, они жестко крепятся с использованием ригелей и накладок из стальных пластин. Далее крепятся нарожники и рядовые стропильные балки, подгоняются подкосы и упоры с «подшивом» гвоздями и болтами. В последнюю очередь нашивается кровельная доска, и дополнительно крепится мауэрлат.

Только выставив правильно геометрию каркаса и взаимного расположения всех силовых элементов, можно получить прочную и устойчивую конструкцию крыши по вальмовой схеме.

Заключение

Чтобы понять тонкости сборки схемы вальмового каркаса, достаточно один раз вместе со специалистами поучаствовать в строительстве простой четырехскатной крыши. Этот опыт будет намного ценнее десятка теоретических разборов схем вальмовых крыш. Тем более что вариантов и схем на основе вальмовых вставок и скатов сегодня существует великое множество, и каждый из них требует своего подхода в постройке.

• Виды крыш частных домов
• Как правильно крыть крышу шифером
• Как крыть крышу профнастилом своими руками
• Устройство кровельного пирога под профнастил