Вальмовая стропильная система крыши. Особенности конструкции и монтажа
Вальмовая крыша или, другими словами, четырехскатная стропильная система — популярное и хорошо изученное решение для крыши, которое позволяет возводить чердачные кровли большой площади. Особенностью конструкции является дополнительный скат, заменяющий фронтон. Этот скат имеет треугольную форму и называется вальмой. Частный случай такого ската — полувальма, когда скат не доходит до границы армопояса.
Внедрение дополнительного ската (вальмы) в конструкцию двускатной крыши даёт следующие преимущества перед традиционной компоновкой:
Распределение нагрузки на все четыре стены. Двускатная кровля опирается только на две. Это актуально в зданиях старой постройки, стены которых возведены в условиях вынужденной экономии (из мергеля, самана, кирпича на глиняном растворе).
Отсутствие фронтона даёт уменьшение ветровой нагрузки (парусности) на стропильную систему. Это жизненно важное свойство в ветреных районах и для домов, стоящих на отшибе. Участок кровли вместо фронтона не даёт существенной нагрузки на фундамент. При этом его возведение быстрее и дешевле.
Лучший доступ солнечного света. Конёк меньшей длины — меньшая тень «паруса» всей крыши. Это полезно для смежной застройки и частного сектора.
На фоне явных преимуществ вальмовая кровля имеет некоторые недостатки:
Неэффективное использование чердачного пространства в домах с отношением стен не более 3:1 (одна стена не более чем в три раза длиннее другой). На многоэтажных домах это незаметно из-за значительной длины здания.
Более сложная конструкция. Это двойное свойство, т. к. сложность стропильной системы подразумевает больше элементов, что делает её технически более совершенной — прочной и жёсткой.
Больший расход кровельного материала — оборотная сторона экономии на фронтоне.
По составу и качеству материала многоскатная кровля не отличается от прочих вариантов. На сегодняшний день актуальны следующие размеры сечений элементов вальмовой стропильной системы*:
Мауэрлат. Доска толщиной от 60 до 100 мм и шириной от 150 до 250 мм. Брус — от 100х100 до 200х200 мм.
Центральная стойка (бабка). Доска толщиной от 60& до 100 мм и шириной от 150 до 200 мм. Брус — от 100х100 до 150х150 мм.
Стропила, конёк, рёбра, стойки, подстропильные затяжки — доска толщиной от 50 до 75 мм, шириной от 100 до 180 мм.
Рекомендуется применять поддерживающие и усиливающие металлические изделия — скобы, пластины, тяги, анкеры, турбовинты, самодельные или штампованные заводские посадочные детали. Толщина металла — от 2,5 мм.
Расчёт основного эскиза
Примечание. Будет рассмотрен вариант традиционной (классической) вальмовой крыши с углом 45° к горизонту и вертикали. Монтаж потребует развитых навыков плотника.
Внедрение вальмы в двускатную крышу подразумевает устройство дополнительных коньков для этого ската. Их называют рёбрами или накосными стропилами. Остальные стропила вальмы называются нарожниками. В соответствии с законами геометрии, длина нарожников будет зависеть от высоты чердака (при соблюдении угла в 45°).
Отталкиваясь в расчётах от показателя в 45°, можно легко рассчитать основные пропорциональные размеры крыши. Самый важный момент при создании эскиза и переносе его на местность — точка проекции сочленения рёбер и конька (далее — точка проекции).
Порядок работы
1. Установить мауэрлат на армопояс при помощи анкеров на глубину не менее 1,5 толщины мауэрлата. Врубка углов — в полдерева.
2. Установить лежни и подготовить затяжки.
3. Обозначить точки проекции и установить на них опорные стойки (с запасом по высоте) строго вертикально на прочных временных подкосах.
4. Определить высоту конька относительно неподвижной горизонтальной плоскости — перекрытия или армопояса, разметить и подрезать стойки по высоте.
5. Соединить стойки коньковым прогоном (доска) с надёжной завязкой и раскрепить центральную раму* откосами и обвязками.
Вальмовая стропильная система крыши. Особенности конструкции и монтажа своими руками
6. Установить стропильные ноги двух параллельных скатов в соответствии с проектом. Раскрепить временной обрешёткой и установить подстропильные затяжки (ригели).
7. Если расстояние между опорами накосной стропилы более 2,2 метра, под неё устраивается промежуточный упор, который называется шпренгель. Это вертикальная стойка, установленная на горизонтальную балку, закреплённую к мауэрлату.
8. Подрезать по месту, установить и раскрепить рёбра вальмы. Подразумевается, что устройство свеса крыши утверждено.
9. Смонтировать к рёбрам вальмы накосные стропила основных параллельных скатов.
10. Установить нарожники вальмы, надёжно скрепляя все узлы доступными способами — саморезы, турбовинты, резьбовые затяжки. Под каждую стропильную ногу необходимо делать врубки в мауэрлат.
11. Если проекция рабочей части стропил имеет длину более 1,5 м, необходимо установить промежуточные стойки.
* Центральная рама — условное название (ряда) стоек, конькового прогона и лежня, связанных между собой дополнительными тягами и откосами.
Вальмовая кровля имеет два распространённых частных случая. Обе разновидности некоторым образом влияют на конструкцию узла сочленения конькового прогона и накосных стропил.
Случай первый. Шатровая крыша
Это разновидность кровли, состоящей из четырёх вальм, т. е. она не имеет параллельных пар скатов разного размера. Все скаты абсолютно одинаковы. В основном такие крыши применяют на беседках или башнях. Ход работы будет состоять из пунктов 2,3,7,8,9 предыдущей инструкции. Из-за своего небольшого размера и конструктивной жёсткости их можно изготовить на полигоне или в цеху и затем смонтировать краном.
Случай второй. Вальмовая кровля без внутренних опор
Этот вариант подойдёт в случае, если необходимо максимально задействовать чердачное пространство, например, в коммерческом строительстве. В этом случае угол ската вальмы лучше сделать более пологим — 22,5° или менее к вертикали, опущенной на точку проекции или 67,5° и более к горизонту. Это необходимо для того, чтобы избежать избыточной снеговой нагрузки.
Данный вид кровли делает полезным до 90% пространства перекрытия. При этом её монтаж требует большого опыта и смекалки. Вся суть возведения этого вида стропильной системы сводится к строительству на временных опорах, которые демонтируются после окончательного раскрепления. Рама держится за счёт жёсткости и равномерного напряжения всех элементов — такая кровля из профильной трубы на порядок надёжнее деревянной.
Особое значение при создании безопорной вальмовой крыши имеет чистота подгонки (точность врубки) элементов и надёжность соединений. Здесь необходимо максимально применять металлические элементы, клей и резьбовые тяги.
Заключение
При монтаже любой стропильной системы обращайте внимание на качество пиломатериала. Достаточно нескольких личинок шашеля или короеда, чтобы в течение 10 лет любая деревянная стропильная система была уничтожена. Обязательно обрабатывайте древесину специальными составами.
