Беседка с четырёхскатной крышей: конструкция, расчёт и монтаж

Валмовая крыша состоит из двух треугольных валмов (диагональных скатов) и двух трапециевидных боковых скатов. Коньок образуется стыком верхних концов валмовых балок и наборной балки. Стропила боковых скатов опираются на наборную балку, валмовые ножки — на валмы. Угловые столбы воспринимают вертикальную составляющую от валмов и горизонтальный раздвижный эффект от стропил. Лежни связывают столбы по периметру и передают нагрузку на фундамент.

Главное отличие от двухскатной схемы — отсутствие фронтонов. Ветровая нагрузка действует на все четыре склона, создавая удерживающий момент, который снижает риск срыва крыши. Однако валмовые ножки работают на сжатие и изгиб одновременно: их длина больше длины обычных стропил, а сечение часто делают тем же, что приводит к прогибам. Необходимо либо увеличить сечение валмовых ножек, либо вводить подкосы от наборной балки или от лежней к середине валмы.

Наборная балка должна работать как балка на двух опорах (угловые столбы) с равномерно распределённой нагрузкой от стропил боковых скатов. Стыки досок наборной балки располагают строго над столбами или с перекрытием не менее 1 м при скреплении гвоздями или болтами через 300–400 мм. Если коньок длиннее 3 м, вводят промежуточную стойку под наборную балку или собирают её из клеёного бруса расчётного сечения.

Разметку валмовых балок и ножек производят по полноразмерному шаблону на полу или на сборочном столе. Угол среза валмовой балки в плане равен половине угла между лежнями (обычно 45° при квадратном основании). Угол наклона валмы в профиле меньше угла наклона боковых скатов, так как длина валмы больше при той же высоте подъёма. Вычисляют его по теореме Пифагора: тангенс угла валмы равен подъёму, делённому на половину диагонали основания.

Валмовые ножки укорачиваются по сравнению со стропилами боковых скатов. Длина каждой следующей ножки уменьшается на постоянную величину, равную шагу стропил, умноженному на тангенс угла валмы. Верхний срез ножки делают сложным: он должен лечь на валмовую балку плоскостью, а не точкой. Для этого вырезают «седло» или используют металлическую опорную пластину с заранее выверенным углом. Нижний срез ножки совпадает с выемкой под лежню — стандартная «ласточкин хвост» или прямой срез с набивной доской.

Подкосы под валмовые ножки закладывают в проект обязательно. Их нижнее крепление — к лежне или к наборной балке (если геометрия позволяет), верхнее — к валмовой ножке на расстоянии 1/3–1/2 её длины от конька. Подкос работает на растяжение, исключая изгиб валмовой ножки. Крепят болтами М10 с увеличенными шайбами или гвоздями 100–120 мм в заклёпку по инженерной схеме.

Для лежней используют брус 100×100 мм или 100×150 мм (сосна, влажность не выше 18%). Наборную балку собирают из двух досок 50×150 мм или 50×200 мм в зависимости от пролёта между угловыми столбами. Стропила боковых скатов — доска 50×150 мм с шагом 600–800 мм. Валмовые балки — тот же сечение, что и наборная балка, либо клеёный брус 80×160 мм. Валмовые ножки — доска 50×150 мм, при длине свыше 4 м увеличивают высоту до 200 мм или вводят подкосы.

Крепеж: угловые металлические крепления для стыка стропил с наборной балкой и валмами, опорные пластины для валмовых ножек, болты М10–М12 для соединения наборной балки со столбами, гвозди 90–120 мм для обрешётки. Антисептик и огнебиозащита наносят до сборки на все торцы и вырезы. Кровлю выбирают по углу наклона: металлочерепица и профнастил — от 14°, мягкая черепица — от 11°, ондулин — от 10°, натуральная черепица — от 22°.

Валмовые стыки — самая уязвимая зона для течей. Под кровлей укладывают валмовую гидроизоляцию (самоклеящуюся битумную ленту или полимерную мембрану) шириной не менее 600 мм по центру стыка, с заходом на склоны минимум 300 мм. Сверху на гидроизоляцию нашивают контробрешётку 30×50 мм для вентиляционного зазора, затем основную обрешётку. Вентиляционный зазор под валмами должен сообщаться с зазором у конька и у корнизов — создаётся непрерывный контур циркуляции.

Конёк валмовой крыши короче, чем у двухскатной при тех же габаритах. Конёковый элемент выбирают по ширине, закрывающей зазор между сконами не менее 150 мм с каждой стороны. При мягкой черепице конёк клеят на мастике и прибивают гвоздями под перекрытие черепицы. При металлочерепице и профнастиле используют конёковую планку с уплотнителями под волну профиля. Валмовые планки (внутренние и внешние) монтируют до укладки основного покрытия: внутренняя — на гидроизоляцию, внешняя — поверх кровли с уплотнителем.

Корнизы у валмов обрезают по диагонали. Фронтонная доска (при её наличии) или ветровой бретер крепятся к торцам стропил и валмовых ножек. Желобочная система требует воронок в углах сбора воды от двух скатов — учитывайте удвоенный расход воды в углах валмов при расчёте сечения желоба и диаметра трубы.

Четырёхскатная крыша без внутренних несущих стен эффективно до пролёта конька 3–4 м и ширины основания 6 м. При больших габаритах наборная балка работает на пределе, валмовые балки требуют сечения под клеёный брус или металл, что удорожает конструкцию. Альтернатива — ввести центральную несущую стену или столб и сделать две двухскатные крыши с внутренним валмом (эндавой), либо применить фермы с верхним поясом в виде наборной балки.

При сложной планировке беседки (выступы, эркеры) валмовая схема порождает множество дополнительных валмов и ендов, каждый из которых — потенциальная течь. В таких случаях проще разбить крышу на блоки с двухскатными фрагментами и соединить их эндовами с качественной гидроизоляцией. Если беседка открытая (без стен), ветровая нагрузка на валмы возрастает за счёт обдува снизу — требуется расчёт на вырыв и усиленное крепление лежней к фундаменту анкерами.

Проверяют геометрию: диагонали основания равны (±5 мм), коньок горизонтален (уровень на длине), валмовые балки лежат в одной плоскости (натянутая нить по верхнему краю). Стропила боковых скатов не должны иметь прогибов более 3 мм на 1 м длины. Валмовые ножки прижимаются к валмам плотно — зазоры недопустимы, заделывают монтажной пеной или линолеумом под опорную пластину. Обрешётка проверяется правилом 2 м: перепад в любом направлении не более 3 мм. Все металлические крепления затянуты, гвозди в заклёпке, торцы вырезов промаслены антисептиком.

Мягкая черепица лучше всего подходит для валмов: она гибко ложится на изогнутую линию стыка, не требует сложных валмовых планок, валм клеят на мастике целиком. Металлочерепица и профнастил требуют точной резки листов по диагонали валма и установки внутренней/внешней валмовых планок с уплотнителями — отходы на резку до 15–20%. Ондулин режется ножом, но требует частой обрешётки (шаг 300–400 мм) и тщательной гидроизоляции валма. Натуральная черепица на валмах укладывается специальными валмовыми черепицами или обрезается — трудоёмко и дорого. При выборе учитывайте угол наклона валма: он меньше угла боковых скатов, проверяйте минимальный допустимый угол для материала именно по валму.

Не экономят на сечении наборной балки и валмовых балок — они работают на изгиб. Не пропускают подкосы под валмовыми ножками — это дешевое усиление, дающее кратный запас жёсткости. Можно сэкономить на сечении стропил боковых скатов, уменьшив шаг до 600 мм вместо 800 мм — расход древесины вырастет незначительно, а несущая способность повысится. Обрешётку под мягкую черепицу делают сплошной из ОСП-3 или фанеры 12 мм — это и база для черепицы, и жёсткий диск каркаса. Под металлочерепицу — разреженную из доски 30×100 мм, но с обязательной контробрешёткой для вентиляции.