Расчет снеговой нагрузки


Снеговая нагрузка, методика расчета снеговой нагрузки.

Никого не удивляет ситуация, когда снежная масса на крыше заставляет нервничать, забираться на кровлю и убирать накопившийся слой снега. Даже если снеговая нагрузка рассчитывалась по максимальному значению при монтаже кровли, строительстве основания и каркаса крыши здания, в соответствии с рекомендациями СНиП 2.01.07-85, здравый смысл подсказывает, что не следует проверять справедливость формул на своем доме.

Для территорий с большим количеством осадков скатные кровли явно имеют преимущества перед плоскими конструкциями хотя бы потому, что большая часть снежной массы на больших углах наклона просто сдувается ветром или соскальзывает вниз.

Зачем учитывать давление снега?

Снеговая нагрузка, карта зонального распределения по территории Российской Федерации

Понятно, что на огромной территории Российской Федерации среднестатистическое количество осадков, в виде снега, существенно различается по регионам. По результатам многолетних наблюдений и вычислений, составлена карта территории страны, на которой указаны восемь различных зон по уровню снеговой нагрузки.

Таблица зонального распределения территории РФ по среднему значению снеговой нагрузки

Снеговые районы Российской Федерации I II III IV V VI VII VIII
Расчетный вес снегового покрова Q на 1 м² горизонтальной поверхности земли, кПа (кг/м²) 0,8 (80) 1,2 (120) 1,8 (180) 2,4 (240) 3,2 (320) 4,0 (400) 4,8 (480) 5,6 (560)

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: S=Sg*m, где:

Коэффициент m зависит от угла наклона ската кровли,  при углах наклона ската кровли:

Для простых зданий и построек снеговая нагрузка на плоскую крышу рассчитывается, исходя из прочности и несущей способности самого слабого звена конструкции:

  1. Расчет на излом или предельно допустимый прогиб плоского перекрытия крыши. Для железобетонных балок и каркасных несущих ферм, из которых сегодня очень любят строить всевозможные павильоны или торговые центры, давление от снеговой нагрузки определяют по максимально допустимому прогибу одиночного элемента перекрытия.
  2. Для простых конструкций плоской крыши, в которых относительно короткие и жесткие балки имеют запредельный запас прочности, расчет от снеговой нагрузки выполняют по величине устойчивости и несущей способности стен и вертикальных опор.
  3. В зданиях и постройках, обладающих избыточным запасом прочности, давление на поверхность крыши вследствие снеговой нагрузки берут в расчет для проверки локальной прочности рулонного мягкого покрытия.

На фото: обрушение крыши под тяжестью снега на Гомельщине. Стропильная система не выдержала нагрузки…

Важно! В последнем случае расчет полотна кровельного материала проверяется не по среднему значению прочности на разрыв, а именно в местах, где снеговая нагрузка действует в наиболее неблагоприятных условиях.

К таким местам относятся зоны примыкания к вертикальным стенам, участки, примыкающие к сливным отверстиям, вентиляционным выводам и аэраторам. В этих местах высота снежного покрова может увеличиваться в разы, соответственно, максимальное усилие разрыва, действующее на кровельное полотно, будет значительно выше среднего значения по крыше.

Условия, перечисленные во втором пункте, используются для навесов с плоской крышей, гаражей и хозяйственных зданий, в конструкции которых общий вклад от снеговой нагрузки в общую величину давления на вертикальные опоры или стены составляет не менее 20% от рекомендуемого запаса прочности.

Еще большее значение имеет снеговая нагрузка для каркасных построек на основе ферм, вертикальных стоек и балок перекрытия, изготовленных из металлопроката без использования бетонных отливок. В этом случае расчет выполняется по устойчивости сварных пролетов и всего здания под максимальной величиной снеговой и ветровой нагрузки. Сведения о толщине и мощности снегового покрытия выбираются из данных метеорологических служб за последние пятьдесят лет.

Как рассчитывается снеговая нагрузка?

Несмотря на то, что скатные конструкции кровли имеют определенные преимущества перед плоскими вариантами, в любом случае выполняется расчет давления на несущие элементы крыши в результате возникновения снеговой нагрузки. Цель расчета — определить ориентировочный средний размер стропил в зависимости от общей массы кровельного пирога, снеговой и ветровой нагрузки.

Стандартный подход в определении величины нагрузки площади ската требует выполнения следующих расчетов:

  1. Определяется максимальная высота снегового заряда на крыше и его вес на единицу площади крыши;
  2. По рекомендациям и нормативам СНиПа определяют коэффициент уменьшения давления на скатной поверхности в сравнении с плоской крышей, при этом качество и шероховатость кровельного материала в расчет не принимают, используется только угол наклона кровли;
  3. Перемножая массу на коэффициент уменьшения и площадь поверхности, получают давление от снеговой массы, передающееся на стены и фундамент. Но этой величиной только оценивается снеговая нагрузка, она не используется для точных расчетов.

Важно! При этом в стандартном способе расчета принимается, что снеговой покров распределен равномерно по всей плоскости крыши.

Как и для плоских вариантов крыш, нагрузку от снеговой массы на скатных конструкциях можно посчитать с помощью программы – калькулятора, в ней содержится много поправочных коэффициентов, поэтому результат получается несколько точнее грубой оценки в одно арифметическое действие.

Снеговая нагрузка на различных участках крыши

Зачастую считают, что давление снега на скат кровли не зависит от высоты покрова. Это действительно так, но только для свежевыпавшего снега и только для абсолютно герметичных кровель с углом наклона не менее 25%. Во всех остальных случаях неравномерное давление снега начинает сказываться уже через сутки.

Снег в любом случае начинает перемещаться вниз и таять. Большая часть массы уйдет с коньковой поверхности вниз, ближе к свесам. Часть воды затекает в стыки между листами кровли и может намерзать или улавливаться теплоизоляцией. Чем теплее кровля, тем крепче держится снег на ее поверхности. В некоторых случаях используют обогревающие элементы, позволяющие растопить замерзшую воду в самых опасных для крыши местах — центральной части и на свесах.

На рисунке приведена схема прогиба скатной кровли, полученная расчетным способом моделирования на компьютере.

Снеговой заряд на крыше начинает перераспределяться вдоль ската, в первую очередь из-за процесса уплотнения, и во вторую — из-за неравномерной деформации стропильной системы. Центральная часть стропил, самая гибкая и неустойчивая, прогибается, и соответственно, в каждой точке кровли под снеговой нагрузкой меняется угол наклона ската, а значит, на участках, ближе к свесам, увеличивается давление на стропильный каркас.

Часто сбивают с толку данные о количестве и мощности снегового покрова в различных климатических поясах. Эти сведения имеют очень среднее значение, в одних условиях из-за наветренной позиции крыши снега меньше, а с подветренной – больше. Кроме того, на самой крыше имеется масса конструктивных элементов и участков, где снеговая нагрузка значительно выше средней величины. Например, углы ендова, слуховые и мансардные окна.

В этих местах при неудачном направлении ветра может образоваться сугроб в несколько раз выше среднего значения. Самым неприятным явлением в перемещении снеговой массы является скопление на свесах огромных зарядов снега, перемешанных с талой водой. Снеговая нагрузка такой массы может на порядок превышать среднюю характеристику давления снега из справочных данных.

На процесс скопления снега может влиять даже материал кровли. Неплохо сбрасывают снег крыши, крытые металлическим оцинкованным покрытием, металлочерепицей, хуже всего борется со снегом ондулин и битумная черепица, рулонная кровля. Не стоит сбрасывать со счетов и обогрев кровли, устройство снегозадержателей и множество других нюансов, заметно облегчающих жизнь владельцам зданий и сооружений в зимний период.

Поэтому, никогда не помешают рекомендации профессионалов, как при подготовке к проведению ремонтов кровель, так и при строительстве новой кровли.

Уважаемые посетители!

Мы с удовольствием ответим на возникшие вопросы. Для этого Вы можете:

позвонить по номеру: +7 (495) 669 31 74

или отправить сообщение по адресу: [email protected]

и получить подробную консультацию.

bta.ru

Как выполнить расчет снеговой нагрузки на кровлю?

Как известно, Россия славится холодными, долгими зимами с обильными снегопадами. С одной стороны, это прекрасная возможность насладиться веселыми снежными забавами, а с другой – проблема для каждого владельца частного дома. Снеговая нагрузка – важнейший показатель конструкции кровли, расчет которого выполняют в процессе создания проекта. Вычисление точного веса снега, который должна выдержать стропильная система помогает сделать некий запас прочности, гарантирующий, что крыша не деформируются во время снегопадов. В этой статье мы расскажем, как рассчитается снеговая нагрузка для конкретного региона строительства и конфигурации крыши.

Что такое снеговая нагрузка?

Расчет снеговой нагрузки – необходимое вычисление, выполняемое, чтобы создать надежную, долговечную кровлю, которая выдержит увеличение нагрузки во время снегопадов. От этого показателя зависит количество и толщину сечения элементов стропильного каркаса и в целом влияет на выбор конструкции крыши. На величину снеговой нагрузки оказывает влияние:

Учтите, что согласно строительной климатологии территория России делится на 8 зон по объему выпадающего снега. Эта среднегодовая нормативная величина используется в расчетах несущей способности стропильного каркаса.

Механизм накопления снежной шапки на крыше Нагрузки, действующие на фундамент здания

На что влияет этот показатель?

Обывателю кажется, что снег весит совсем мало и не оказывает сильного давления на поверхность крыши. Однако, накапливающая без регулярной расчистки снежная шапка может увеличивать нагрузку на каркас на 100-300 кг/м2. Конечно, часть снега покидает кровлю естественным путем, сдувается снегом, но остальные 95% массы остаются на скате, из-за чего возникают следующие процессы:

  1. В зимы, когда оттепели чередуются с резкими заморозками, снег на поверхности крыши частично трансформируется в лед, частично намокает, в результате чего вес снежной шапки увеличивается в 2-3 раза, а очистить ее, не портя кровельное покрытие, становится невозможно.
  2. Если вы выбрали сложную кровлю, которая имеет несколько сопряженных скатов, учитывайте, что снег активнее накапливается в местах примыкания, ендовах и других архитектурных элементах, из-за чего снеговая нагрузка распределяется неравномерно.
  3. Снег, стихийно соскальзывающий от конька крыши к кровельному свесу представляет серьезную опасность для здоровья людей, поэтому кровлю оборудую снегозадержателями. В свою очередь задержка снега на свесах увеличивает нагрузку на концы стропильных ног.
  4. Неорганизованный сход снега приводит к срыванию элементов водосточной системы.

Обратите внимание! Расчет веса снега, который предстоит выдерживать крыше во время снегопадов помогает создать долговечную, прочную конструкцию, вырерживающую не одну зиму без угрозы обрушения.

Технология вычисления

Выполнить расчет снеговой нагрузки достаточно просто, однако, этот шаг необходимо выполнить, чтобы спроектировать надежную и долговечную кровлю, определить состав и величину сечения элементов стропильного каркаса. Расчет выполняют по следующей схеме:

  1. Сначала согласно климатическим картам определяют, в какой зоне располагается район, в котором строится дом.
  2. Затем по справочникам выясняется значение нормативной среднегодовой снеговой нагрузки.
  3. Выполняют расчет полной снеговой нагрузки путем умножения нормативного показателя на коэффициент, учитывающий угол наклона скатов. При уклоне 25 градусов или меньше, коэффициент равняется единице, при уклоне 25-60 градусов он принимает значение 0,7, а при уклоне свыше 60 градусов он не учитывается.
Зоны по величине снеговой нагрузки

Важно! Расчет снеговой нагрузки на крышу не учитывает используемый кровельный материал, хотя опытные мастера считают, что разные покрытия по-разному влияют на накапливание снега на поверхности кровли. Шероховатые материалы (рубероид, битумная черепица, ондулин) не дают снежной массе соскальзывать, а гладкие (металлочерепица, фальцевая кровля, профнастил) наоборот предотвращают накапливание.

Способы уменьшения нагрузки

Расчет снеговой нагрузки – реальный способ предотвратить обрушение крыши во время затяжных снегопадов, когда оперативно освободить скаты от снега невозможно. Зная этот показатель, можно правильно выбрать уклон конструкции, разработать проект стропильного каркаса и подобрать материал для ее изготовления достаточной прочности. Чтобы снизить нагрузку, можно выполнить следующие мероприятия:

Другой способ снизить снеговую нагрузку при недостаточной несущей способности стропильного каркаса крыши – оперативно расчищать ее от снега вручную. Конечно, это мероприятие требует соблюдения техники безопасности и выполняется с использование страховочного оборудования.

Процесс образование сосулк и ледяной корки Устройство антиобледенительного устройства

Видео-инструкция

krovlyakrishi.ru

Снеговая нагрузка

Опубликовано 16 Сен 2013Рубрика: О жизни | 13 комментариев

Тема о снеге в сентябре не очень актуальна даже для нас — жителей Сибири. Однако… «сани» уже должны быть готовы, не смотря на то, что пока мы еще продолжаем ездить на «телегах». Приходят на память моменты, когда после обильного снегопада зимой и перед таянием снега весной...

...собственники различных строений — от бань, навесов и теплиц до огромных бассейнов, стадионов, цехов, складов — озадачиваются двумя вытекающими один из другого вопросами: «Выдержит или не выдержит кровля скопившуюся на ней массу снега? Сбрасывать этот снег с крыши или нет?»

Снеговая нагрузка на кровлю – вопрос серьезный и не терпящий дилетантского подхода. Попробую по возможности кратко и доступно изложить информацию о снеге и оказать помощь в решении выше озвученных вопросов.

Сколько весит снег?

Всем, кому приходилось убирать снег лопатой, хорошо известно, что снег бывает и очень легким и неимоверно тяжелым.

Пушистый легкий снежок, выпавший в относительно морозную погоду с температурой воздуха около -10˚C имеет плотность порядка 100 кг/м3.

В конце осени и в начале зимы удельный вес снега, лежащего на горизонтальных и слабо наклонных поверхностях, обычно составляет 160±40 кг/м3.

В моменты продолжительных оттепелей удельный вес снега существенно начинает расти (снег «садится» как весной), достигая иногда значений в 700 кг/м3. Именно поэтому в более теплых районах плотность снега всегда больше, чем в холодных северных местностях.

К середине зимы снег уплотняется под действием солнца, ветра и от давления верхних слоев сугробов на нижние слои. Удельный вес становится равным  280±70 кг/м3.

К концу зимы под действием более интенсивного солнца и февральских ветров плотность снежного наста может стать равной 400±100 кг/м3, иногда достигая 600 кг/м3.

Весной перед обильным таянием удельный вес «мокрого» снега может быть 750±100 кг/м3, приближаясь к плотности льда — 917 кг/м3.

Снег, который сгребли в кучи, перебросили с места на место, увеличивает в 2 раза свой удельный вес.

Наиболее вероятная среднестатистическая плотность «сухого» уплотнившегося снега находится в пределах 200…400 кг/м3.

Для получения информации о выходе новых статей и для возможности скачивать рабочие файлы программ прошу вас подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или в окне вверху страницы.

Введите адрес своей электронной почты, нажмите на кнопку «Получать анонсы статей», подтвердите подписку в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту!

Убирать снег с крыш или нет?

Необходимо понимать простую вещь – масса снега, лежащего на крыше, при отсутствии снегопадов остается неизменной независимо от плотности!!! То есть то, что снег «стал тяжелее» нагрузку на кровлю не увеличило!!!

Опасность заключается в том, что слой рыхлого снега может впитать в себя, как губка, осадки в виде дождя. Вот тогда общая масса воды в разных своих видах, находящаяся на крыше, резко возрастет — особенно при отсутствии стока, а это очень опасно.

Для корректного ответа на вопрос об уборке снега с крыши необходимо знать, на какую нагрузку она спроектирована и построена. Необходимо знать — какое давление распределенной нагрузки — сколько килограммов на квадратный метр – крыша реально может держать до начала недопустимых деформаций конструкции.

Для объективного ответа на этот вопрос необходимо обследовать крышу, составить новую или подтвердить проектную расчетную схему, выполнить новый расчет или взять результаты старого проектного. Далее следует опытным путем определить плотность снега – для этого вырезается образец, взвешивается и считается его объем, а далее – удельный вес.

Если, к примеру, кровля по расчетам должна выдерживать удельное давление 200 кг/м2, плотность снега, определенная опытным путем составляет 200 кг/м3, то это означает, что снеговые сугробы не должны быть глубиной более 1 м.

При наличии на кровле снегового покрытия глубиной более 0,2…0,3 м и высокой вероятности дождя с последующим похолоданием, необходимо принять меры по сбросу снега.

Нормативная и расчетная снеговая нагрузка.

Какая снеговая нагрузка является расчетной при проектировании и строительстве объектов? Ответ на этот вопрос изложен для специалистов в СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. Мы не станем «забирать хлеб» у строителей-проектировщиков и углубляться в варианты геометрических типов покрытий, углов скатов, коэффициентов сноса снега и прочие сложности. Но общий алгоритм составим и программу его реализующую напишем. Мы научимся определять нормативное и расчетное снеговое давление на горизонтальную проекцию покрытия для объектов в любой интересующей нас местности России.

Запомним несколько «аксиом». Если на простой односкатной или двускатной крыше угол уклона покрытия больше 60˚ , то считается, что снега на такой крыше быть не может (μ=0). Он весь «скатится». Если угол уклона покрытия меньше 30˚ , то считается, что весь снег на такой крыше лежит тем же слоем, как и на земле (μ=1). Все остальные случаи – промежуточные значения, определяемые линейной интерполяцией. Например, при угле равном 45˚ только 50% выпавшего снега будет лежать на кровле (μ=0,5).

Проектировщики ведут расчет по предельным состояниям, которые делят на две группы. Переход за предельные состояния первой группы это – разрушение и утрата объекта. Переход за предельные состояния второй группы это – превышение прогибами допустимых пределов и, как следствие, необходимость ремонта объекта, возможно — капитального. В первом случае в расчете используют расчетную снеговую нагрузку, равную увеличенной на 40% нормативной нагрузке. Во втором случае расчетная снеговая нагрузка – это нормативная снеговая нагрузка.

Расчет в Excel снеговой нагрузки по СП 20.13330.2011.

При отсутствии на вашем компьютере программы MS Excel, можно воспользоваться  свободно распространяемой очень мощной альтернативой — программой OOo Calc из пакета Open Office.

Перед началом работы найдите в Интернете и скачайте СП 20.13330.2011 со всеми приложениями.

Часть важных материалов из СП 20.13330.2011 находятся в файле, который подписчики сайта могут скачать по ссылке, размещенной в самом конце этой статьи.

Включаем компьютер и начинаем расчет в Excel снеговой нагрузки на покрытия.

В ячейки со светло-бирюзовой заливкой запишем исходные данные, выбранные по СП 20.13330.2011. В ячейках со светло-желтой заливкой считаем результаты. В ячейках с бледно-зеленой заливкой разместим исходные данные, мало подверженные изменениям.

В примечаниях ко всем ячейкам столбца C поместим формулы и ссылки на пункты СП 20.13330.2011!!!

1. Открываем Приложение Ж в СП 20.13330.2011 и по карте «Районирование территории Российской Федерации по весу снегового покрова» определяем для местности, где построено (или будет построено) здание номер снегового района. Например, для Москвы, Санкт-Петербурга и Омска – это III снеговой район. Выбираем соответствующую строку с записью III в поле с выпадающим списком, расположенном поверх

ячейки D2: =ИНДЕКС(G4:G11;G2)=III

Подробно о том, как работает функция ИНДЕКС совместно с полем со списком можно прочитать здесь.

2. Считываем массу снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли Sg в кг/м2 для выбранного района

в ячейке D3: =ИНДЕКС(h5:h21;G2)=183

3. Принимаем в соответствии с п. 10.5-10.9 СП 20.13330.2011 значение коэффициента, учитывающего снос снега с покрытий зданий ветром  Ce

в ячейке D4: 1,0

Если не понимаете, как назначать Ce — пишите 1,0.

4. Назначаем в соответствии с п. 10.10 СП 20.13330.2011 значение термического коэффициента Ct

в ячейке D5: 1,0

Если не понимаете, как назначать Ct — пишите 1,0.

5. Назначаем в соответствии с п. 10.4 по Приложению Г СП 20.13330.2011 значение коэффициента перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытии μ

в ячейке D6: 1,0

Вспоминаем «аксиомы» из предыдущего раздела статьи. Не помните и ничего не понимаете — пишите 1,0.

6. Считываем нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S0 в кг/м2, рассчитанное

в ячейке D7: =0,7*D3*D4*D5*D6=128

S0=0.7*Ce*Ct*μ*Sg

7. Записываем в соответствии с п. 10.12 СП 20.13330.2011 значение коэффициента надежности по снеговой нагрузке  γf

в ячейке D8: 1,4

8. И, наконец считываем расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S в кг/м2, рассчитанное

в ячейке D9: =D7*D8=180

S=γf *S0

Таким образом, для «простых» зданий третьего снегового района при μ=1 расчетная снеговая нагрузка равна 180 кг/м2. Этому соответствует высота снежного покрова 0,90…0,45 м при плотности снега 200…400 кг/м3 соответственно. Выводы делать каждому из нас!

Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей.

ОСТАЛЬНЫМ можно скачать просто так... — никаких паролей нет!

Ссылка на скачивание файла: snegovaia-nagruzka (xls 1,05MB).

Жду ваши комментарии, уважаемые читатели!!! Профессионалов – строителей прошу «бить не сильно». Статья написана не для специалистов, а для широкой аудитории.

Другие статьи автора блога

На главную

al-vo.ru

Расчет снеговой нагрузки на кровлю

На конструкцию крыши действуют различные силы. Расчет нагрузки на кровлю включает в себя такие воздействия как: вес кровельного материала, стропил и обрешетки, утеплителя, подкладочного ковра, нагрузка снега и ветра. Рассмотрим по отдельности каждую их этих нагрузок.

Расчет стропил

Если вы строите дом самостоятельно, и у вас нет достаточных знаний в области инженерии и архитектуры, то расчет нагрузки на крышу можно заказать в специализированной организации или у частного проектировщика. Если же постройка не столь требовательна к техническим расчетам, то все можно сделать своими собственными силами.

Как правильно рассчитать длину стропил. Она зависит от углов скатов крыши и от ее формы. Сперва следует ознакомиться с нормативной документацией. Для этого потребуется СНиП 2.01.07-85 и приложенные карты к изменениям в этом документе (они были обновлены в 2008 году). Оптимальный шаг между стропилами рассчитывают исходя из возможного предела расстояния, после которого конструкции разрушится полностью или частично.

При частичном разрушении выходят из строя различные элементы и узлы системы. Так, допустимый прогиб элементов конструкции стропил, ног, прогонов или раскосов не должен быть более 0,5% длины прогона или пролета. Полное разрушение наступает при превышении максимально допустимых нагрузок, поэтому крайне важно сделать правильный расчет стропил изначально. Рассчитывать необходимо оба варианта, так как важно знать пределы стойкости стропильной системы.

Снеговая нагрузка

Для тех регионов России, в которых обильные снегопады являются обычным явлением, расчет нагрузки на кровлю становится особенно важным. Для того, чтобы предусмотреть воздействие веса снега при расчете максимального предела прочности, берется полный вес покрова снега. Для расчета частичной разрушаемости, полный вес покрова снега умножается на коэффициент 0,7.

Снежные массы под своим весом могут постепенно сползать вниз, оказывая усиленное давление на свес карниза. Поэтому так важно не превышать допустимые выпуски кровельного материала, указанные производителем. Расчет нагрузки на крышу зависит от уклона кровли, а также направления преобладающих ветров. Дело в том, что с наветренной стороны снега будет меньше, а вот с подветренной — больше.

К примеру, следует рассчитать стропильную систему для двускатной кровли с углами 30 градусов. Для того чтобы посчитать нагрузку от снега с наветренной стороны, поправочный коэффициент принимается равным 0,75, с подветренной 1,25. Все значения коэффициента принимаются исходя из указаний СНиП 2.01.07-85. Для кровель с уклоном более 60 градусов этот коэффициент и вовсе не учитывается, так как на таких скатах снег попросту не задерживается.

Для расчета полной снеговой нагрузки (Q1) необходимо использовать соответствующую таблицу из указанного документа СНиП. Формула расчета кровли при этом имеет вид: Q1= m*Q. m — это поправочный коэффициент, рассчитанный методом интерполяции (при уклоне в 30 градусов он равен 1, при уклоне 60 градусов — 0). Q — снеговая нагрузка, указанная в таблице.

Для того, чтобы посчитать нормативную снеговую нагрузку Q2, пользуются атласом изменений текущего СНиПа или простой формулой Q2= 0,7*Q*m (прочитайте: «Расчет снеговой нагрузки на кровлю и ее особенности «). Для тех регионов, в которых сильный ветер сносит снег с кровли, используется еще один дополнительный коэффициент С, который равен 0,85. При этом средняя скорость ветра должна составлять не менее 4 м/с, среднемесячная температура воздуха зимой не выше -5 градусов Цельсия, а уклон крыши — от 12 до 20 градусов (прочитайте: «Расчет уклона кровли: что учесть «).

Данный коэффициент С используется также если дом находится в защищенном от снега месте — в окружении других, более высоких домов или в лесном массиве. Среднесуточная температура и преобладающая скорость ветра указана в атласах изменений к СНиП 2.01.07-85. Таким образом, стропила должны учитывать максимальную нагрузку Q1, которая необходимо для расчета допустимой прочности конструкции и частичное разрушение Q2 — то есть нагрузку на прогиб. Читайте также: «Как рассчитать стропила «.

Воздействие силы ветра

Снеговая нагрузка может разрушить крышу, ну а ветровая кроме этого может сорвать покрытие. Чем большим является угол скатов кровли, тем больше будет нагрузка ветра на конструкцию. Чем меньшим будет угол, тем сильнее будет подъемная сила, стремящаяся сорвать крышу. Именно поэтому так важен расчет площади двухскатной крыши. Для начала определяют длину стропильной ноги. Здесь пригодится знания школьного курса геометрии, так как стропило составляет с прилегающими стенами прямоугольный треугольник, поэтому рассчитав длину гипотенузы можно определить необходимый показатель.

Немного сложнее посчитать сечение стропила и расстояние между ними. Для этого проведем расчет ветровой нагрузки на кровлю по формуле: Wр= W*k*C. W — ветровое давление, которое берется из таблиц СНиП. k — коэффициент, зависящий от высоты здания, он также указывается в упомянутом выше нормативном документе. С — аэродинамический коэффициент, используемый для расчета подъемной силы с подветренной и наветренной стороны.

Коэффициент С может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Первый случай возникает, если ветер давит на поверхность скатов, это справедливо для больших углов. Второй случай возникает на пологих крышах, когда ветер «стекает» по скатам. Для противодействия этим силам, в зависимости от шага стропил, в стены дома устанавливают так называемые «ерши». Это металлические штыри, к которым проволокой привязываются стропильные ноги. В ветреных регионах привязывается каждое стропило, при нормальных условиях это делают через одну балку, предварительно выполнив расчет балок перекрытия по имеющимся данным.

Для домов возведенных из кирпича, пенобетонных или силикатных блоков, делается армирующий пояс из бетона. В него закладывают анкерные крепления со специальными проволочными структурами для крепления стропил (прочитайте также: «Крепление стропил к балкам перекрытия «).

Расчет балки перекрытия, смотрите на видео:

Нагрузка веса кровли

Серьезное влияние на характеристики стропильной системы оказывает вес самого кровельного материала. При этом различные материалы могут значительно отличаться по своему весу. Чем больше весит кровля, тем больше должен быть угол наклона скатов. Также необходимо знать, как посчитать квадратные метры крыши, так как чем ее площадь больше, тем сильнее она будет зависеть от влияния внешних нагрузок.

Силу давления крыши на стропила можно посчитать, зная характеристика материала. Они зачастую указываются в технических данных или инструкции от производителя. В зависимости от типа кровельного материала выбирается определенный вариант обрешетки. Так, для ее создания используется OSB плита, фанера или обрезная доска. Усредненный вес этих материалов можно узнать из нормативных таблиц или технических данных от производителя. Например, под кровлю из шифера используют бруски сечением 4*6 или 6*6 см, в то время как под битумные гонты — плиты OSB или фанеру.

Расчет квадратуры крыши зависит от ее типа. Рассчитать площадь крыши очень просто для односкатных кровель. В более сложных конструкциях следует разбить крышу на элементарные фигуры — прямоугольники и треугольники, площадь которых легко определяется (подробнее: «Как посчитать площадь кровли дома «). Также важно учесть свесы кровли на карнизах. Расстояние между стропилами определяется исходя из толщины кровельного материала.

Не меньшее значение имеет и теплотехнический расчет кровли, на основании которого подбирается утеплитель и его толщина. Эти два показателя в значительной степени влияют на общий вес конструкции крыши. Кроме того сюда входит и вес паро- и гидроизоляции, а также внутренней обшивки мансардного помещения. Толщина утеплителя рассчитывается по формуле: Т=R*L. Где R — тепловое сопротивление конструкции, которая будет утепляться, L — коэффициент теплопроводности выбранного утеплителя (выбирается по нормативам СНиП II-3-79).

Предположим, что крыша утепляется стекловатой URSA М-20, дом расположен в центральном регионе. Тогда толщина утеплителя будет составлять: Т=4,7*0,038 = 0,18 м = 18 см. В этом случае 4,7 — тепловое сопротивление, взятое из нормативов СНиП, а 0,038 — коэффициент теплопроводности, который был указан производителем материала. Зная плотность утеплителя (указывается в тех. данных) равную 18-21 кг/м.кв, можно посчитать вес материала.

Аналогичным образом рассчитывается вес гидро- и пароизоляции, а также отделочного материала. Немаловажен также и расчет обогрева кровли, так как он влияет на толщину утеплителя. Также система обогрева, которая будет установлена на чердаке, добавится в вес конструкции крыши.

Для того, чтобы учесть вес самой стропильной конструкции, следует нарисовать ее план. В расчет принимаются средние значения для наслонных стропил и прогонов — 5-10 кг/м.кв, для висячих стропил — 10-15 кг/м.кв. Для получения некоторого запаса прочности конструкции, полученные нагрузки умножаются на коэффициент 1,1.

В целях более точного определения весовых нагрузок на крышу необходимо провести теплотехнический расчет кровли пример которого можно найти на страницах нашего портала.

Снеговая нагрузка на кровлю: расчет и нормативное значение по СНиП

При строительстве крыши одним из важных технических решений является расчет максимальной снеговой нагрузки, определяющий конструкцию стропильной системы, толщину элементов несущей конструкции. Для России нормативное значение снеговой нагрузки находится по специальной формуле с учетом района местонахождения дома и норм СНиП. Для снижения вероятности последствий от чрезмерного веса снежной массы, при проектировании кровли обязательно выполняют расчет значения нагрузки. Особое внимание уделяется необходимости установки снегозадержателей, препятствующих схождению снега со свеса крыши.

Кроме оказания чрезмерной нагрузки на крышу, снежная масса, иногда, является причиной протечек в кровле. Так, при образовании полосы наледи, свободный сток воды становится невозможным и талый снег вероятней всего попадет в подкровельное пространство. Самые большие снегопады приходятся на долю горных районов, где снежный покров достигает нескольких метров в высоту. Но, наиболее негативные последствия от нагрузки происходят при периодическом оттаивании, наледи и промерзании. При этом возможны деформации кровельных материалов, неправильная работа водосточной системы и лавинообразный поток снега с крыши дома.

Факторы влияния снеговой нагрузки

При расчете нагрузки от снежных масс на скатную кровлю следует учитывать тот факт, что до 5% массы снега испаряется в течение суток. В это время он может сползать, сдуваться ветром, покрываться настом. Вследствие этих трансформаций возникают следующие негативные последствия :

Способы очистки крыши от снега

Целесообразным выходом из ситуации является ручная очистка. Но, исходя из безопасности для человека, выполнять подобные работы крайне опасно. По этой причине расчет нагрузки оказывает значительное влияние на конструкцию кровли, стропильной системы и других элементов крыши. Давно известно, что чем круче скаты, тем меньше снега задержится на крыше. В регионах с большим количеством осадков в зимний период года угол наклона кровли составляет от 45° до 60°. При этом расчет показывает, что большое количество примыканий и сложных соединений обеспечивает неравномерную нагрузку.

Для предотвращения образования сосулек и наледи применяют системы кабельного обогрева. Нагревательный элемент устанавливают по периметру крыши прямо перед водосточным желобом. Для управления системой подогрева используют автоматическую систему управления или вручную контролируют весь процесс.

Расчет массы снега и нагрузки по СНиП

При снегопаде нагрузка может деформировать элементы несущей конструкции дома, стропильную систему, кровельные материалы. С целью предотвращения этого на стадии проектирования выполняют расчет конструкции в зависимости от воздействия нагрузки. В среднем снег весит порядка 100кг/м 3. а в мокром состоянии его масса достигает 300 кг/м 3. Зная эти величины, достаточно просто можно рассчитать нагрузку на всю площадь, руководствуясь всего лишь толщиной снегового слоя.

Толщина покрова должна измеряться на открытом участке, после чего это значение умножают на коэффициент запаса — 1,5. Для учета региональных особенностей местности в России используют специальную карту снеговой нагрузки. На её основе построены требования СНиП и других правил. Полная снеговая нагрузка на крышу рассчитывается при помощи формулы :

где S – полная снеговая нагрузка;

Sрасч. – расчетное значение веса снега на 1 м 2 горизонтальной поверхности земли;

μ – расчетный коэффициент, учитывающий наклон кровли.

На территории России расчетное значение веса снега на 1м 2 в соответствии со СНиП принимается по специальной карте, которая представлена ниже.

СНиП оговаривает следующие значения коэффициента μ:

Наглядный пример расчета

Возьмем кровлю дома, который находится в Московской области и имеет уклон 30°. В этом случае СНиП оговаривает следующий порядок производства расчета нагрузки :

  1. По карте районов России определяем, что Московский регион находится в 3-м климатическом районе, где нормативное значение снеговой нагрузки составляет 180 кг/м 2 .
  2. По формуле из СНиП определяем полную нагрузку:180×0,7=126 кг/м 2 .
  3. Зная нагрузку от снежной массы, делаем расчет стропильной системы, которая подбирается исходя из максимальных нагрузок.

Установка снегозадержателей

Если расчет выполнен правильно, тогда снег с поверхности крыши можно не убирать. А для борьбы с его сползанием с карниза используют снегозадержатели. Они очень удобны в эксплуатации и освобождают от необходимости удаления снега с кровли дома. В стандартном варианте применяют трубчатые конструкции, которые способны работать, если нормативная снеговая нагрузка не превышает 180 кг/м 2. При более плотном весе используют установку снегозадержателей в несколько рядов. СНиП оговаривает случаи использования снегозадержателей:

Также СНиП описывает основные конструкции и геометрические размеры снегозадержателей, места их установки и принцип действия.

Плоские кровли

На плоской горизонтальной поверхности скапливается максимально возможное количество снега. Расчет нагрузок в этом случае должен обеспечивать необходимый запас прочности несущей конструкции. Плоские горизонтальные крыши практически не строят в районах России с большим количеством атмосферных осадков. Снег может скапливаться на их поверхности и создавать чрезмерно большую нагрузку, которая не учитывалась при расчете. При организации водосточной системы с горизонтальной поверхности прибегают к установке подогрева, который обеспечивает стекание воды с крыши.

Уклон в сторону водосточной воронки должен быть не менее 2°, что даст возможность собирать воду со всей кровли.

При строительстве навеса для беседки, стоянки автомобиля, дачного домика особое внимание уделяют расчету нагрузки. Навес в большинстве случаев имеет бюджетную конструкцию, которая не предусматривает влияния больших нагрузок. С целью увеличения надежности эксплуатации навеса используют сплошную обрешетку, усиленные стропила и другие конструктивные элементы. Используя результаты расчета можно получить заведомо известное значение нагрузки и использовать для строительства навеса материалы необходимой жесткости.

Расчет основных нагрузок дает возможность оптимально подойти к вопросу выбора конструкции стропильной системы. Это обеспечит длительную службу кровельного покрытия, повысит его надежность и безопасность эксплуатации. Установка возле карниза снегозадержателей позволяет обезопасить людей от сползания опасных для человека снежных масс. В дополнение к этому отпадает необходимость ручной очистки. Комплексный подход в проектировании кровли также включает вариант монтажа системы кабельного обогрева, которая будет обеспечивать стабильную работу водосточной системы при любой погоде.

Похожие новости

Комментарии (0)

Как рассчитать нагрузку снега на крышу

При проектировании кровли необходимо учесть весовые нагрузки на стропильную часть, на стены дома и произвести расчет снеговой нагрузки на кровлю, поскольку в зимний период осадки могут превышать вес кровельного материала.

Для полного расчета кровли необходимы следующие данные: площадь кровли. длина коньков, длина хребтов, количество хребтов, длина карнизных свесов, длина фронтонных свесов, количество фронтов, длина ендов, количество ендов, выходящих на карнизный свес, длина примыканий, длина снегозадержателей, уклон наклона ската

Как производится расчет кровли?

Расчет начинается с определения геометрии крыши, для того, чтобы получить размеры для определения площадей и углы наклона скатов с целью узнать параметры схода снега с крыши.

Районирование территории Российской Федерации по расчетному значению веса снегового покрова.

Итак, получив площадь кровли, мы можем определить вес пирога, зная вес каждого материала, и это будут постоянные нагрузки на стропильную часть. На самом деле не так важно, чем крыть крышу, если это не натуральная черепица, то средние значения веса 1 м2 составляют от 25 до 40 кг/м2. Весовые характеристики любого материала приведены в сопроводительных документах, необходимо просто сложить все веса, умножить на поправочный коэффициент 1,1 и получим примерный расчет нужного веса.

Крышу таким образом посчитали, но стоит иметь в виду, что несмотря на точный результат, обычно принимается вес кровли за 55 кг/м2. Делается это потому, что в случае замены кровли спустя много лет, часть материала может быть другим и стропильная часть потребует переделки и усиления. Чтобы избежать этого и берется запас. Не стоит думать, что в таком случае расчет нагрузки от материала на крышу не нужен, вы можете получить и 45 и 50 кг/м2, но можете и 60 кг/м2, а тогда стропила окажутся слишком слабой частью всей конструкции.

Особенности снеговой нагрузки

Прежде чем приступать к этой части, необходимо определить положение дома на карте снеговых нагрузок России, и получить данные в формате Х кгс/м2. Это вес снега выпадающего на 1 м2 горизонтальной поверхности. Углы склона скатов дадут поправочный коэффициент:

После учета данного результата, необходимо учесть воздействие ветров, которые считается по таблицам ветровых влияний в зависимости от высоты дома и места расположения, и, получив расчет веса 1 м2, перейти к стропильной части.

Схема образования снеговых мешков. Пример для крыш с уклонами скатов от 20 до 30 град.

Стропильная часть кровли

Нагрузки на м квадратный выяснили, теперь нам необходимо рассчитать стропильную часть. Важнейшим элементом стропильной системы является мауэрлат. Это балка, которая устанавливается на верхний край стены и служит для равномерного перераспределения весовой нагрузки крыши на стены дома. Расчетных значений здесь нет, но есть определенные правила.

Во-первых, наиболее предпочтителен брус квадратного сечения.

Во-вторых, устанавливается он с таким расчетом, чтобы до углов несущей стены по ширине осталось не менее 3 см (лучше 5). Иначе говоря, при толщине верней части стены в 40 см ширина мауэрлата составит 30 см.

Схема нормативных снеговых нагрузок и коэффициента m. Другие значения коэффициента m приведены в СНиП 2.01.07-85.

В-третьих, при тонкой стене (например, из монолитного армированного бетона), мауэрлат устанавливается с перекрытием 3-5 см, например, при толщине стены в 10 см, ширина мауэрлата будет 20 см.

Делается это для того, чтобы при перераспределении нагрузок не повреждались края стены, наиболее подверженные разрушению. Расчет стропил лучше производить при помощи программ, которые доступны в интернете, в том числе для расчета он-лайн. Главное правило тут – точно и аккуратно внести все данные, убедится, что учтены все конструктивные элементы.

Обратим внимание, что не все программы такого рода учитывают в итогах прогиб. Прогиб – это свойство стропил прогибаться на определенную величину в мм, при нагрузках, и чем длиннее балка, тем больше прогиб. Если в программе такой опции нет, можно в любом справочнике материалов найти рассчитанную для вас балку, и уточнить какой прогиб на погонный м она имеет.

Поправочный коэффициент простой, при прогибе больше допустимого (10-15 мм) необходимо увеличить сечение балки на 20%. То есть балку 50х200 мм, рассчитанную программой заменяем на 50х240 мм.

Что получаем в итоге всего

После проведения всех расчетов получим состав конструктивных элементов, количество балок, вес крыши с учетом снеговой и ветровой нагрузки, и сможем просчитать общий вес крыши. Останется оценить распределение весового воздействия на стену, сравнив ее с прочностью материала стены, и убедиться, что стена выдержит.

Здесь стоит иметь в виду, что запас прочности стены должен составлять не менее 25-30%, ведь даже в спокойных регионах не редкость очень сильные ветры или обильные снегопады, и пиковая нагрузка может кратковременно превысить расчетную. Как правило, такие воздействия скоротечны, и стропильная система выдержит, но если у стены нет запаса прочности, то сами понимаете, может произойти разрушение связки мауэрлат – стена.

Поэтому отнеситесь с вниманием к данному вопросу, используйте эту статью, чтобы если и не рассчитать все самому, то проконтролировать расчеты проектировщика.

Источники: http://kryshadoma.com/montazh-i-remont-krovli/kak-sdelat-raschet-nagruzki-na-krovlyu.html, http://vseokrovle.com/rasschjot/35-raschet-snegovoj-nagruzki.html, http://kryshikrovli.ru/raboty/snegovaja-nagruzka.html

krovlya-mp.ru

Снеговая нагрузка

Вернуться на страницу «Сбор нагрузок»

Расчет снеговых нагрузок

Снеговые нагрузки принимаются в соответствии с СП 20.13330.2016.

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке  γf следует принимать равным 1,4.

Рассчитать снеговые нагрузки можно используя различные программы или воспользоваться этим файлом:

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА ЯНДЕКС.ДИСК

Согласно СП 20.13330.2016:

Снеговые нагрузки

10.1 Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле

S0=ce ct η Sg,      (10.1)

где сe — коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с 10.5-10.9;

ct — термический коэффициент, принимаемый в соответствии с 10.10;

η — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с 10.4; Sg — нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое в соответствии с 10.2. 10.2 Нормативное значение веса снегового покрова Sg на 1 м2 горизонтальной поверхности земли принимается в зависимости от снегового района для территории Российской Федерации по данным таблицы 10.1.

Таблица 10.1

Снеговые районы (принимаются по карте 1 приложения Е) I II III IV V VI VII VIII
Sg, кПа 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

Нормативное значение веса снегового покрова допускается уточнять в установленном порядке на основе данных Росгидромета для места строительства (см. 4.4). В этом случае значение Sg следует вычислять по формуле Sg=0,7 Sg,50, где Sg,50 — превышаемый в среднем один раз в 50 лет ежегодный максимум веса снегового покрова, определяемый по данным многолетних маршрутных снегосъемок о запасах воды в снеговом покрове.

Для пунктов, расположенных в горных и малоизученных районах, обозначенных на карте 1 приложения Е, в местах со сложным изменением рельефа и (или) высоты и в других подобных случаях, нормативное значение веса снегового покрова необходимо корректировать на основе данных Росгидромета или определять по формуле, приведенной в примечании к карте 1 приложения Е, с учетом высотного коэффициента, принимаемого по таблице Е.1. 10.3 В расчетах необходимо рассматривать схемы равномерно распределенных и неравномерно распределенных снеговых нагрузок на покрытия в их наиболее неблагоприятных расчетных сочетаниях.

10.4 Схемы распределения снеговой нагрузки и значения коэффициента η для покрытий следует принимать в соответствии с приложением Б.

Для зданий и сооружений, имеющих габаритные размеры покрытия, превышающие 100 м в обоих направлениях, за исключением плоских покрытий однопролетных и многопролетных зданий (см. схемы Б.1 и Б.5 приложения Б), а также во всех случаях, не предусмотренных приложением Б (при иных формах покрытий, при необходимости учета различных направлений переноса снега по покрытию, близко расположенных зданий и сооружений окружающей застройки и т.п. случаях), схемы распределения снеговой нагрузки по покрытиям и значения коэффициента η необходимо устанавливать в специальных рекомендациях, разработанных на основе результатов модельных испытаний в аэродинамических трубах, или с учетом данных, опубликованных в технической литературе.

В тех случаях, когда более неблагоприятные условия работы элементов конструкций возникают при частичном загружении покрытия, следует рассматривать схемы со снеговой нагрузкой, действующей на половине или четверти его площади (для покрытий с фонарями — на участках шириной b).

Примечания

1 В необходимых случаях снеговые нагрузки следует определять с учетом предусмотренного дальнейшего расширения здания.

2 В приложении Б следует учитывать нормативное значение снеговой нагрузки S0=Sg.

3 При расчетах конструкций допускается применение упрощенных схем снеговых нагрузок, эквивалентных по воздействию схемам нагрузок, приведенным в приложении Б.

4 При расчете прогонов покрытий следует учесть локальную неравномерность снегоотложений введением дополнительного коэффициента η =1,1 к нормативным значениям снеговой равномерно распределенной нагрузки.

10.5 Коэффициент сe, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, устанавливается в зависимости от типа местности (см. 11.1.6), формы покрытия и степени его защищенности от прямого воздействия ветра согласно 10.6-10.9.

10.6 Для покрытий зданий, защищенных от прямого воздействия ветра, в том числе: соседними более высокими зданиями, удаленными менее чем на 10h2, где h2 — разность высот соседнего и проектируемого зданий; сплошными элементами конструкций, возвышающимися над покрытием с двух и более сторон; более высоким лесным массивом; для покрытий, расположенных ниже окружающей местности, проектируемых на местности типа С (см. 11.1.6), а также во всех случаях, не предусмотренных в 10.7 и 10.8, следует принимать ce=1,0. 10.7 Для пологих (с уклонами до 12% или с f/l ≤ 0,05) покрытий однопролетных и многопролетных зданий, проектируемых на местности типов А или В и имеющих характерный размер в плане lc не более 100 м (см. схемы Б.1, Б.2, Б.5 и Б.6 приложения Б), следует установить коэффициент сноса снега, принимаемый по формуле (10.2), но не менее 0,5:

, (10.2)

где k — принимается по таблице 11.2 для типов местности А или В (см. 11.1.6);

 — характерный размер покрытия, принимаемый не более 100 м;

b — наименьший размер покрытия в плане;

l — наибольший размер покрытия в плане.

Для покрытий с уклонами от 12 до 20% однопролетных и многопролетных зданий без фонарей, проектируемых на местности типов А или В (см. схемы Б.1 и Б.5 приложения Б) сe=0,85.

10.8 Для купольных сферических и конических покрытий зданий на круглом плане, регламентируемых схемами Б.13, Б.14 приложения Б, при задании равномерно распределенной снеговой нагрузки значения коэффициента сe следует устанавливать в зависимости от диаметра d основания купола: сe =0,85 при d ≤ 60 м;

сe =1,0 при d >100 м;                                                                              (10.3)

сe =0,85+0,00375 (d — 60) — в промежуточных случаях.

10.9 Снижение снеговой нагрузки, предусматриваемое 10.7, 10.8, не распространяется: а) на покрытия зданий в районах со среднемесячной температурой воздуха в январе выше минус 5°C (см. таблицу 5.1 СП 131.13330);

б) на участки покрытий длиной b, b1 и b2, у перепадов высот зданий и парапетов (см. схемы Б.8-Б.11 приложения Б).

10.10 Термический коэффициент ct следует применять для учета снижения снеговых нагрузок на покрытия с высоким коэффициентом теплопередачи (>1 Вт/(м2°С) вследствие таяния, вызванного потерей тепла.

При определении снеговых нагрузок для неутепленных покрытий зданий с повышенными тепловыделениями, приводящими к таянию снега, при уклонах кровли свыше 3% и обеспечении надлежащего отвода талой воды следует вводить термический коэффициент ct=0,8. В остальных случаях ct =1,0. Примечание — Значения коэффициента ct допускается устанавливать в специальных рекомендациях с учетом термоизоляционных свойств материалов и формы конструктивных элементов.

10.11 Для районов со средней температурой января минус 5°С и ниже (по таблице 5.1 СП 131.13330) пониженное нормативное значение снеговой нагрузки (см. 4.1) определяется умножением ее нормативного значения на коэффициент 0,5. При этом коэффициенты сe и сt принимаются равными единице.

Для районов со средней температурой января выше минус 5°C пониженное значение снеговой нагрузки не учитывается.

10.12 Коэффициент надежности по нагрузке γf для снеговой нагрузки следует принимать равным 1,4.

ВНИМАНИЕ! СП 20.13330.2011 — БОЛЬШЕ НЕ ДЕЙСТВУЕТ!

ТЕПЕРЬ ИСПОЛЬЗУЕМ СП 20.13330.2016!

Расчет снеговых нагрузок

Снеговые нагрузки принимаются в соответствии с СП 20.13330.2011.

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке  γf следует принимать равным 1,4.

Рассчитать снеговые нагрузки можно используя различные программы или воспользоваться этим файлом:

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА ЯНДЕКС.ДИСК

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА GOOGLE.ДИСК

Для определения снеговых нагрузок потребуются следующие исходные данные:

1. Снеговой район строительства.

 Снеговые районы принимаются по карте 1 (приложения Ж). Зная снеговой район, определяем вес снегового покрова Sg, кПа. Принимается в зависимости от снегового района по таблице 10.1

Снеговые районы (принимаются по карте 1 приложения Ж) I II III IV V VI VII VIII
 Sg , кПа — вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемый в зависимости от снегового района 0,8 1,2 1,8 2,4 3,2 4,0 4,8 5,6

2. Тип местности.

 Определяем тип местности. Он бывает трех типов:

А — открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра;
В — городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;
С — городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.

Эти данные необходимы для расчета коэффициента Сe, который учитывает снос снега.

3. Тип схемы.

 Тип схемы выбираем в соответствии с приложением Г (СП 20.13330.2011). Существуют следующие типы схем:

Г.1 Здания с односкатными и двускатными покрытиями;

Г.2 Здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями;

Г.3 Здания с продольными фонарями;

Г.4 Шедовые покрытия;

Г.5 Двух- и многопролетные здания с двускатными покрытиями;

Г.6 Двух- и многопролетные здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями;

Г.7 Двух- и многопролетные здания с двускатными и сводчатыми покрытиями с продольным фонарем;

Г.8 Здания с перепадом высоты;

Г.9 Здания с двумя перепадами высоты;

Г.10 Покрытие с парапетами;

Г.11 Участки покрытий, примыкающие к возвышающимся над кровлей вентиляционным шахтам и другим надстройкам;

Г.12 Висячие покрытия цилиндрической формы;

Г.13 Здания с купольными круговыми и близкими к ним по очертанию покрытиями;

Г.14 Здания с коническими круговыми покрытиями.

4. Средняя скорость ветра. 

Средняя скорость ветра V за три наиболее холодных месяца принимается по карте 2 обязательного приложения Ж. Этот параметр необходим для выбора метода расчета коэффициента Сe, который учитывает снос снега.

5. Ширина покрытия

Ширина покрытия b принимается по схеме крыши, но не более 100 м. Этот параметр необходим для выбора метода расчета коэффициента Сe, который учитывает снос снега.

6. Высота крыши над землей.

Высота крыши над землей Ze. Этот параметр необходим для выбора метода расчета коэффициента Сe, который учитывает снос снега.

7. Уклон кровли.

Уклон кровли определяется по чертежам.

8. Наличие фонарей на крыше. 

Определяет тип схемы и влияет на выбор методики расчета коэффициента Сe.

9. Средняя температура января.

Средняя температура января определяется по карте 5 прил. Ж. Параметр влияет на снижение снеговой нагрузки по пункту 10.9.

10. Уточнения.

  1. Является ли покрытие здания, защищенным от прямого воздействия ветра соседними более высокими зданиями, удаленными менее чем на 10h2, где h2 — разность высот соседнего и проектируемого зданий (Отвечать да/нет)
  2. Рассматривается ли в данном случае участок покрытий длиной b, b1 и b2, у перепадов высот зданий и парапетов (см. схемы Г.8 — Г.11 приложения Г).
  3. Проектируется здание с неутепленным покрытием с повышенными тепловыделениями при уклонах кровли свыше 3 % и обеспечении надлежащего отвода талой воды.

Формулы расчета.

Нормативное значение снеговой нагрузки: S0=0,7cв ct μ Sg,

где

cв — коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра.

Для пологих (с уклонами до 12% или с  f/l 2 м/с (см. схемы Г.1, Г.2, Г.5 и Г.6 приложения Г), следует установить коэффициент сноса снега Для покрытий с уклонами от 12 до 20% однопролетных и многопролетных зданий без фонарей, проектируемых в районах с V=>  4 м/с (см. схемы Г.1 и Г.5 приложения Г) следует установить коэффициент сноса Для покрытий высотных зданий высотой свыше 75 м с уклонами до 20% (см. схемы Г.1, Г.2, Г.5 и Г.6 приложения Г) допускается принимать В остальных случаях
V — средняя скорость ветра за три наиболее холодных месяца принимается по карте 2 св=0,85 св=0,7 св=1
Снижение снеговой нагрузки, предусматриваемое, не распространяется:а) на покрытия зданий в районах со среднемесячной температурой воздуха в январе выше минус 5 °С (см. карту 5 приложения Ж);б) на покрытия зданий, защищенных от прямого воздействия ветра соседними более высокими зданиями, удаленными менее чем на 10 h2 , где h2 — разность высот соседнего и проектируемого зданий;в) на участки покрытий длиной b , b1 и b2 у перепадов высот зданий и парапетов (см. схемы Г.8-Г.11 приложения Г).
Высота zв , м Коэффициент k для типов местности
А — открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра В — городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м С — городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м
= 480 2,75 2,75 2,75

сt — термический коэффициент принимается 0,8 для неутепленных покрытий зданий с повышенными тепловыделениями, во всех остальных случаях принимается равным 1.

μ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке  γf следует принимать равным 1,4.

saitinpro.ru

Тонкости расчета снеговой нагрузки на кровлю

Надежная кровля способна защитить верхнюю и внутреннюю часть здания от всевозможного природного давления. Она удерживает дождевую воду и потоки различного воздуха от проникновения и пагубного воздействия на строительные материалы и целостность конструкций. Но не все разбираются в тонкостях расчета снеговой нагрузки на кровлю, поэтому разберемся в этом вопросе.

Заключаются в тех моментах, которые мы уже рассмотрели, но на самом деле функциональное назначение кровли значительно шире, чем его представляют не особо продвинутые в этом вопросе люди. Дело в том, что воздействие на поверхность кровли кроется не только в ее износостойкости.

Давление внешней среды оказывается почти на все несущие конструкции строения – стены, поскольку крыша стоит на них, фундамент – на него монтируются все, существующие элементы дома. Закрывать глаза на, происходящие нагрузки губительно для здания. Однажды оно может неожиданно разрушится либо покрыться многочисленными трещинами, возможно, проседание крыши и частичный обвал стен.

Для снегозадержания толщина кровли должна быть достаточной, чтобы она просто не проломилась. Необходимо выбирать качественную крышу, которая выдержит даже мешок со снегом на квадратный метр.

Разновидностей не так мало, как может показаться на первый взгляд. Основные – это снеговое и ветровое воздействие на кровлю.

Снег в зависимости от географического расположения здания способен оказывать давление в определенное время года. А мощный ветер создает опасное воздействие всегда, и поэтому считается более коварным врагом кровли. Но сила воздушных потоков зависит от сезонных колебаний и близости к морю, поскольку здесь чаще зарождаются мощные циклоны способные значительно повредить крышу.

Многие знакомы с разрушительными возможностями смерчей, ураганов, шторма. Но обычно такое воздействие длится недолго и не создает постоянной нагрузки. Итак, снег и ветер воздействует на кровлю разными способами.

Важна интенсивность давления.

  1. Снежный покров отличается постоянством статистического давления. Но с помощью очищения крыши можно уменьшить опасность критической ситуации в виде провала или проседания конструкции кровли. В этом случае направление воздействующей силы никогда не меняется.
  2. Ветер непостоянен – неожиданно усиливается либо затихает. Направление его воздействия всегда меняется, и это очень опасно для поверхности кровли, поскольку могут пострадать наиболее уязвимые места.

Но снеговой слой, скопившийся на крыше, несет и другую опасность. Мы поняли, что он постоянно давит на кровлю, но иногда способен внезапно сойти с нее под стены здания, в том числе из-за сильного ветра. Это может стать причиной серьезного ущерба различному имуществу либо человеческому здоровью. Но не стоит забывать о комбинировании воздействия снега и сильного ветра. Разрушительная мощь такого союза способна показать всю силу в момент возникновения урагана, смерча или шторма.

Почему-то о такой возможности все забывают. Вероятно потому, что подобные природные явления происходят нечасто. Но рекомендуется подготовиться к их появлению заранее. Для этого необходимо максимально усилить устойчивость кровли и стропильной системы.

Нагрузка напрямую зависит от угла наклона крыши. Так формируется мощность контакта воздушных и снеговых масс с поверхностью кровли. Снег всегда оказывает вертикальное воздействие, а ветер горизонтальное, но с изменением направления давления на кровлю, стены, фундамент. За счет понимания этих особенностей можно уменьшить силу давления данных факторов и образование опасности для целостности и надежности строения.

Если спроектировать более крутой вариант наклона крыши можно значительно снизить возможность давления снега на структурную целостности крыши или полностью избавится от него, поскольку не будет предпосылки для большего скопления осадков на ее поверхности. Но это станет причиной увеличения уязвимости перед ветровым действием. Придется серьезно поразмыслить, как сделать лучше, чтобы получить максимальную выгоду от формы конструкции крыши.

Важно: Необходимо учитывать специфику климатических условий, в которых построен дом. Если зима не проходит длительное время, а ветер не особенно сильный тогда понятно, что крутой наклон оптимальное решение. В других случаях необходимо учитывать направление ветра и создавать крышу с условием наименьшего образования препятствий для воздушных потоков и наилучшего уменьшения накопления снега на ее поверхности. Рекомендуем искать ту самую золотую середину, позволяющую качественно бороться с природными явлениями.

Вес снега напрямую зависит от региона. Естественно, что этот показатель больше в северных областях и уменьшен в южных. Но существует особенное место – возле гор либо на высокой части холмов. Да иногда дома строятся и здесь, и владельцам постоянно приходится сталкиваться с проблемой сильного снежного и ветрового воздействия. Это происходит в любых географических точках, поскольку такова специфика высокогорных участков планеты.

На основе строительных норм и правил (СНиП) предлагаются подробные таблицы. Они объясняют допустимый уровень снега на территории различных регионов.

Важно: Учитывается нормальное состояние снежного покрова крыши. Необходимо осознавать, что мокрый снег значительно тяжелее сухого аналога. И поэтому рекомендуем учитывать это во время расчетов.

На основе предложенной информации можно с уверенностью рассчитывать необходимую прочность и наклон крыши. Но не стоит отбрасывать особенности материала, использованного для образования покрытия крыши. Дополнительные факторы, приводящие к увеличению скопления снежного покрова на крыше, не менее важны. В совокупности все это может значительно превысить нормативные показатели, предложенные в таблице.

Тщательно рассчитывайте нагрузку снега на площадь плоской крыши. Для этого нужно опираться на предельные состояния. Когда различные силы способны привести к необратимому изменению структуры кровли. Необходимо не допустить уменьшение прочности ниже допустимых значений, и желательно учитывать присутствие запаса надежности. Не делайте прочность кровли впритык к нормативам, поскольку это, может, обернуться неприятными последствиями.

Состояние крыши характеризуется различными категориями. Например, конструкция пребывает в состоянии разрушения, или же покрытие крыши значительно деформировано, и скоро начнет разрушаться.

Расчет необходимо осуществлять на основе обоих возможных состояний. Но рекомендуем использовать оптимальное решение для достижения результата. Без чрезмерного вложения средств на дорогие строительные материалы и человеческий труд. В ситуации с плоскими крышами применяется поправочный коэффициент на уклон в значении – 1, что считается максимально возможной нагрузкой.

На основе данных из таблицы, предложенной СНиП, общая масса снега, согласно нормативному значению, должна умножаться на площадь, покрытую кровлей. В итоге уровень воздействия, может, составлять десятки тонн. Из-за этого на территории РФ такая конструкции крыши не особо прижилась. Ведь известно, что почти вся Россия располагается в климатических зонах с большим количеством снеговых осадков. В большинстве районов они длятся почти круглый год.

Правильное применение информации об уровне снеговой нагрузки в процессе создания проекта кровли возможно лишь с учетом наличия всей необходимой информации. Рассчитанный коэффициент необходимо правильно переложить на проект кровли, что в особенности касается ее стропильного участка. Хотя мауэрлат не зависит от снежного давления, и укладывается на стены, позволяет надежно распределить давление стропил на их поверхность.

Самые важные моменты этого этапа необходимо учитывать.

  1. Рекомендуется использовать мауэрлат на основе бруса, обладающего квадратным сечением.
  2. Монтирование необходимо осуществлять с отступом от несущей стены на 3–5 см. В итоге мауэрлат окажется короче, чем стена примерно на 10 см.
  3. Если мауэрлат укладывается на тонкую стену, необходимо обеспечить ее перекрытие примерно на 4–5 см. В таком случае материал должен быть толще стены примерно на 10 см. За счет этого брус удачно распределит нагрузку, созданную стропильной системой, и не допустит деформации или разрушения краев стены.

В процессе планирования кровельного покрытия необходимо учитывать все воздействующие на него факторы. Если расчеты будут верны и правильно реализованы путем монтирования, тогда крыша и все строение смогут радовать владельцев надежностью в течение длительного времени.

О том, как убрать снег с крыши, смотрите в видео ниже.

stroy-podskazka.ru

Расчет снеговой нагрузки на кровлю: проэктирование, схема

При строительстве крыши одним из важных технических решений является расчет максимальной снеговой нагрузки, определяющий конструкцию стропильной системы, толщину элементов несущей конструкции.

Для России нормативное значение снеговой нагрузки находится по специальной формуле с учетом района местонахождения дома и норм СНиП. Для снижения вероятности последствий от чрезмерного веса снежной массы, при проектировании кровли обязательно выполняют расчет значения нагрузки.

Особое внимание уделяется необходимости установки снегозадержателей, препятствующих схождению снега со свеса крыши.

Кроме оказания чрезмерной нагрузки на крышу, снежная масса, иногда, является причиной протечек в кровле. Так, при образовании полосы наледи, свободный сток воды становится невозможным и талый снег вероятней всего попадет в подкровельное пространство.

Самые большие снегопады приходятся на долю горных районов, где снежный покров достигает нескольких метров в высоту. Но, наиболее негативные последствия от нагрузки происходят при периодическом оттаивании, наледи и промерзании.

При этом возможны деформации кровельных материалов, неправильная работа водосточной системы и лавинообразный поток снега с крыши дома.

Факторы влияния снеговой нагрузки

При расчете нагрузки от снежных масс на скатную кровлю следует учитывать тот факт, что до 5% массы снега испаряется в течение суток. В это время он может сползать, сдуваться ветром, покрываться настом. Вследствие этих трансформаций возникают следующие негативные последствия :

Способы очистки крыши от снега

Целесообразным выходом из ситуации является ручная очистка. Но, исходя из безопасности для человека, выполнять подобные работы крайне опасно. По этой причине расчет нагрузки оказывает значительное влияние на конструкцию кровли, стропильной системы и других элементов крыши.

Давно известно, что чем круче скаты, тем меньше снега задержится на крыше. В регионах с большим количеством осадков в зимний период года угол наклона кровли составляет от 45° до 60°.

При этом расчет показывает, что большое количество примыканий и сложных соединений обеспечивает неравномерную нагрузку.

Для предотвращения образования сосулек и наледи применяют системы кабельного обогрева. Нагревательный элемент устанавливают по периметру крыши прямо перед водосточным желобом. Для управления системой подогрева используют автоматическую систему управления или вручную контролируют весь процесс.

Расчет массы снега и нагрузки по СНиП

При снегопаде нагрузка может деформировать элементы несущей конструкции дома, стропильную систему, кровельные материалы.

С целью предотвращения этого на стадии проектирования выполняют расчет конструкции в зависимости от воздействия нагрузки. В среднем снег весит порядка 100кг/м 3. а в мокром состоянии его масса достигает 300 кг/м 3.

Зная эти величины, достаточно просто можно рассчитать нагрузку на всю площадь, руководствуясь всего лишь толщиной снегового слоя.

Толщина покрова должна измеряться на открытом участке, после чего это значение умножают на коэффициент запаса — 1,5. Для учета региональных особенностей местности в России используют специальную карту снеговой нагрузки. На её основе построены требования СНиП и других правил. Полная снеговая нагрузка на крышу рассчитывается при помощи формулы :

где S – полная снеговая нагрузка;

Sрасч. – расчетное значение веса снега на 1 м 2 горизонтальной поверхности земли;

μ – расчетный коэффициент, учитывающий наклон кровли.

На территории России расчетное значение веса снега на 1м 2 в соответствии со СНиП принимается по специальной карте, которая представлена ниже.

СНиП оговаривает следующие значения коэффициента μ:

Наглядный пример расчета

Возьмем кровлю дома, который находится в Московской области и имеет уклон 30°. В этом случае СНиП оговаривает следующий порядок производства расчета нагрузки :

  1. По карте районов России определяем, что Московский регион находится в 3-м климатическом районе, где нормативное значение снеговой нагрузки составляет 180 кг/м 2 .
  2. По формуле из СНиП определяем полную нагрузку:180×0,7=126 кг/м 2 .
  3. Зная нагрузку от снежной массы, делаем расчет стропильной системы, которая подбирается исходя из максимальных нагрузок.

Установка снегозадержателей

Если расчет выполнен правильно, тогда снег с поверхности крыши можно не убирать. А для борьбы с его сползанием с карниза используют снегозадержатели. Они очень удобны в эксплуатации и освобождают от необходимости удаления снега с кровли дома.

В стандартном варианте применяют трубчатые конструкции, которые способны работать, если нормативная снеговая нагрузка не превышает 180 кг/м 2. При более плотном весе используют установку снегозадержателей в несколько рядов.

СНиП оговаривает случаи использования снегозадержателей:

Также СНиП описывает основные конструкции и геометрические размеры снегозадержателей, места их установки и принцип действия.

Плоские кровли

На плоской горизонтальной поверхности скапливается максимально возможное количество снега. Расчет нагрузок в этом случае должен обеспечивать необходимый запас прочности несущей конструкции.

Плоские горизонтальные крыши практически не строят в районах России с большим количеством атмосферных осадков. Снег может скапливаться на их поверхности и создавать чрезмерно большую нагрузку, которая не учитывалась при расчете.

При организации водосточной системы с горизонтальной поверхности прибегают к установке подогрева, который обеспечивает стекание воды с крыши.

Уклон в сторону водосточной воронки должен быть не менее 2°, что даст возможность собирать воду со всей кровли.

При строительстве навеса для беседки, стоянки автомобиля, дачного домика особое внимание уделяют расчету нагрузки. Навес в большинстве случаев имеет бюджетную конструкцию, которая не предусматривает влияния больших нагрузок.

С целью увеличения надежности эксплуатации навеса используют сплошную обрешетку, усиленные стропила и другие конструктивные элементы.

Используя результаты расчета можно получить заведомо известное значение нагрузки и использовать для строительства навеса материалы необходимой жесткости.

Расчет основных нагрузок дает возможность оптимально подойти к вопросу выбора конструкции стропильной системы. Это обеспечит длительную службу кровельного покрытия, повысит его надежность и безопасность эксплуатации.

Установка возле карниза снегозадержателей позволяет обезопасить людей от сползания опасных для человека снежных масс. В дополнение к этому отпадает необходимость ручной очистки.

Комплексный подход в проектировании кровли также включает вариант монтажа системы кабельного обогрева, которая будет обеспечивать стабильную работу водосточной системы при любой погоде.

Источник:

Сбор нагрузок от снега. Снеговой мешок

В статье «Как определить нагрузку на крышу в вашем районе» мы определились с вариантом классической двухскатной крыши. Но очень часто бывают ситуации, когда к дому пристраиваются навесы, и не каждый знает, что эти навесы будут нагружены снегом значительно больше, чем сама крыша. При сборе нагрузок от снега есть такое понятие как снеговой мешок.

Если на крыше есть перепады высоты, либо просто навес примыкает к высокой стене, то создаются благоприятные условия для наметания сугроба в этом месте. И чем выше стена, к которой примыкает крыша, тем больше будет высота этого сугроба, и тем больше нагрузка будет воздействовать на несущие конструкции.

Иногда снеговой мешок способен увеличить стандартную снеговую нагрузку в несколько раз.

Разберем ситуацию на примере.

Дом с двускатной крышей. К нему с двух сторон пристраивается навес. Необходимо определить снеговую нагрузку на 1 м2 крыши дома и двух навесов. Район строительства – Киевская область (160 кг/м2).

1) Определим снеговую нагрузку на крышу дома.

Угол наклона крыши 35 градусов. Откроем схему 1 приложения Ж ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия».

Т.к. угол наклона крыши не вписывается в диапазон 20-30 градусов, и мостики с фонарями отсутствуют, то нам нужно взять схему нагрузки по варианту 1 – одинаковую для всей крыши.

По интерполяции определяем:

α = 25° α = 35° α = 60°
μ = 1 μ = 0,71 μ = 0

Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:

Se = γfeS0C = 0,49*160*0,71 = 55,7 кг/м2;

здесь:

γfe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,

S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,

С = μCeCalt = 0.71*1*1 = 0.71 – согласно п. 8.6 ДБН.

Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:

Sm = γfmS0C = 1.14*160*0,71 = 129.5 кг/м2;

здесь:

γfm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком),

S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,

С = μCeCalt = 0.29*1*1 = 0.71 – согласно п. 8.6 ДБН.

2) Определим снеговую нагрузку на навес, расположенный вдоль длинной (12-метровой) стороны здания.

Откроем схему 8 приложения Ж ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия».

Т.к. у нас навес, а не веранда со стенами, нам нужно остановиться на варианте «б».

Проверим, нужно ли учитывать местную нагрузку у перепада (здесь и ниже величина S0 берется в кПа):

h = 1 м > S0/2h = 1.6/(2*1) = 0.8 м – учитывать местную нагрузку необходимо, коэффициент μ определять нужно. (В противном бы случае для всего навеса действовал бы один коэффициент μ1).

Определим коэффициент μ для нашего случая:

μ = 1 + (m1L1′ + m2L2′)/h = 1 + (0.3*9 + 0.19*2)/1 = 4,08,

при этом μ = 4,08 < 6 (для навесов) и μ = 4,08 > 2h/S0 = 2*1/1.6 = 1.25 – окончательно принимаем μ = 1.25.

Здесь:

m1 = 0,3 – для плоского покрытия дома с уклоном более 20 градусов;

m2 = 0,5k1k2k3 = 0,5*0,46*0,83*1 = 0,19 (при длине навеса вдоль дома a < 21 м);

k1 = √а/21 = √4,5/21 = 0,46 (здесь а – длина навеса вдоль здания);

k2 = 1 – β/35 = 1 – 6/35 = 0,83 (здесь β – угол уклона навеса);

k3 = 1 – φ/30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (здесь φ – угол уклона навеса вдоль дома, его можно увидеть в варианте «в» схемы 8).

L1′ = L1 = 9 м – при отсутствии фонарей;

L2′ = L2 = 2 м – при отсутствии фонарей;

h = 1 м – величина перепада между крышей и навесом.

Найдем длину зоны повышенных снегоотложений. Проверим условие:

μ = 4,08 > 2h/S0 = 2*1/1.6 = 1.25 (здесь μ берем найденное в расчете, а не принятое окончательно), тогда находим b по формуле:

b = 2h(μ – 1 + 2m2)/(2h/S0 – 1 + 2m2) = 2*1(4,08 – 1 + 2*0.19)/(2*1/1,6 – 1 + 2*0,19) = 11 м < 16 м.

Т.к. b = 11 м > 5h = 5*1 = 5 м, окончательно принимаем b = 5 м.

Сравним величины:

b = 5 м > L2 = 2 м – расчет ведем по варианту 2 схемы 8.

Определим коэффициент μ1:

μ1 = 1 – 2 m2 = 1 – 2*0,19 = 0,62.

Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:

Se = γfeS0C = 0,49*160*1,25 = 98 кг/м2;

Se1 = γfeS0C1 = 0,49*160*0,62 = 48,6 кг/м2;

здесь:

γfe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,

S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,

С = μCeCalt = 1,25*1*1 = 1,25 – согласно п. 8.6 ДБН,

С1 = μ1CeCalt = 0,62*1*1 = 0,62 – согласно п. 8.6 ДБН.

Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:

Sm = γfmS0C = 1.14*160*1,25 = 228 кг/м2;

Sm1 = γfmS0C1 = 1.14*160*0,62 = 113 кг/м2;

здесь:

γfm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком).

3) Определим снеговую нагрузку на навес, расположенный вдоль короткой (9-метровой) стороны здания.

Для этого навеса из-за формы фронтона величина перепада h будет разной, поэтому снеговая нагрузка будет переменной не только поперек, но и вдоль навеса.

a. Найдем значения снеговой нагрузки для максимального значения высоты перепада h = 4,5 м.

Проверим, нужно ли учитывать местную нагрузку у перепада (здесь и ниже величина S0 берется в кПа):

h = 4,5 м > S0/2h = 1.6/(2*4,5) = 0.17 м – учитывать местную нагрузку необходимо, коэффициент μ определять нужно.

Определим коэффициент μ:

Читайте также:  Капельник для крыши: зачем нужен и принцип работы

μ = 1 + (m1L1′ + m2L2′)/h = 1 + (0.4*12 + 0.25*2)/4,5 = 2,18,

при этом μ = 2,18 < 6 (для навесов) и μ = 2,18 < 2h/S0 = 2*4,5/1.6 = 5,6 – окончательно принимаем μ = 2,18.

Здесь:

m1 = 0,4 – для плоского покрытия дома с уклоном менее 20 градусов (в этом направлении уклона у крыши нет);

m2 = 0,5k1k2k3 = 0,5*0,6*0,83*1 = 0,25 (при длине навеса вдоль дома a < 21 м);

k1 = √а/21 = √7,5/21 = 0,6 (здесь а – длина навеса вдоль здания);

k2 = 1 – β/35 = 1 – 6/35 = 0,83 (здесь β – угол уклона навеса);

k3 = 1 – φ/30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (здесь φ – угол уклона навеса вдоль дома, его можно увидеть в варианте «в» схемы 8).

L1′ = L1 = 12 м – при отсутствии фонарей;

L2′ = L2 = 2 м – при отсутствии фонарей;

h = 4,5 м – величина перепада между крышей и навесом.

Найдем длину зоны повышенных снегоотложений. Проверим условие:

μ = 2,18 < 2h/S0 = 2*4,5/1.6 = 5,6, тогда находим b по формуле:

b = 2h = 2*4.5= 9 м < 16 м.

Сравним величины:

b = 9 м > L2 = 2 м – расчет ведем по варианту 2 схемы 8.

Определим коэффициент μ1:

μ1 = 1 – 2 m2 = 1 – 2*0,25 = 0,5.

Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:

Se = γfeS0C = 0,49*160*2,18 = 171 кг/м2;

Se1 = γfeS0C1 = 0,49*160*0,5 = 39,2 кг/м2;

здесь:

γfe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,

S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,

С = μCeCalt = 2,18*1*1 = 2,18 – согласно п. 8.6 ДБН,

С1 = μ1CeCalt = 0,5*1*1 = 0,5 – согласно п. 8.6 ДБН.

Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:

Sm = γfmS0C = 1.14*160*2,18 = 398 кг/м2;

Sm1 = γfmS0C1 = 1.14*160*0,5 = 91,2 кг/м2;

здесь:

γfm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком).

b. Найдем значения снеговой нагрузки для минимального значения высоты перепада h = 1,0 м.

Проверим, нужно ли учитывать местную нагрузку у перепада (здесь и ниже величина S0 берется в кПа):

h = 1 м > S0/2h = 1.6/(2*1) = 0.8 м – учитывать местную нагрузку необходимо, коэффициент μ определять нужно.

Определим коэффициент μ для нашего случая:

μ = 1 + (m1L1′ + m2L2′)/h = 1 + (0.4*12 + 0.25*2)/1 = 6,3,

при этом μ = 6,3 > 6 (для навесов) и μ = 6.3 > 2h/S0 = 2*1/1.6 = 1.25 – окончательно принимаем μ = 1.25.

Здесь:

m1 = 0,4 – для плоского покрытия дома с уклоном менее 20 градусов (в этом направлении уклон крыши равен нулю);

m2 = 0,5k1k2k3 = 0,5*0,6*0,83*1 = 0,25 (при длине навеса вдоль дома a < 21 м);

k1 = √а/21 = √7,5/21 = 0,6 (здесь а – длина навеса вдоль здания);

k2 = 1 – β/35 = 1 – 6/35 = 0,83 (здесь β – угол уклона навеса);

k3 = 1 – φ/30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (здесь φ – угол уклона навеса вдоль дома, его можно увидеть в варианте «в» схемы 8).

L1′ = L1 = 12 м – при отсутствии фонарей;

L2′ = L2 = 2 м – при отсутствии фонарей;

h = 1 м – величина перепада между крышей и навесом.

Найдем длину зоны повышенных снегоотложений. Проверим условие:

μ = 6.3 > 2h/S0 = 2*1/1.6 = 1.25 (здесь μ берем найденное в расчете, а не принятое окончательно), тогда находим b по формуле:

b = 2h(μ – 1 + 2m2)/(2h/S0 – 1 + 2m2) = 2*1(6.3 – 1 + 2*0.25)/(2*1/1,6 – 1 + 2*0,25) = 15.5 м < 16 м.

Т.к. b = 15,5 м > 5h = 5*1 = 5 м, окончательно принимаем b = 5 м.

Сравним величины:

b = 5 м > L2 = 2 м – расчет ведем по варианту 2 схемы 8.

Определим коэффициент μ1:

μ1 = 1 – 2 m2 = 1 – 2*0,25 = 0,5.

Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:

Se = γfeS0C = 0,49*160*1,25 = 98 кг/м2;

Se1 = γfeS0C1 = 0,49*160*0,5 = 39,2 кг/м2;

здесь:

γfe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,

S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,

С = μCeCalt = 1,25*1*1 = 1,25 – согласно п. 8.6 ДБН,

С1 = μ1CeCalt = 0,5*1*1 = 0,5 – согласно п. 8.6 ДБН.

Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:

Sm = γfmS0C = 1.14*160*1,25 = 228 кг/м2;

Sm1 = γfmS0C1 = 1.14*160*0,5 = 91,2 кг/м2;

здесь:

γfm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком).

Итак, если сравнить результаты для трех частей примера, мы получаем следующее:

На рисунке графически показано соотношение проекций эксплуатационных снеговых нагрузок для дома и двух навесов. Для дома наименьшая снеговая нагрузка 55,7 кг/м2 (показана синим). Для первого навеса (вдоль 12-метровой стены дома) уже получается огромный «сугроб», нагрузка от которого составляет 98 кг/м2 у стены дома и 48,6 кг/м2 на краю навеса (показано розовым).

Для второго навеса, расположенного у высокого фронтона дома (вдоль 9-метровой стены дома), ситуация ухудшилась в разы: сугроб достигает максимальных размеров у стены в районе самой высокой точки конька и дает нагрузку 170 кг/м2, затем его «высота» падает к краям дома до 98 кг/м2 с одной стороны и до 122 кг/м2 с другой (находим интерполяцией), а к краю навеса нагрузка снижается до 39,2 кг/м2 (показано зеленым).

Обратите внимание, на рисунке даны не размеры «сугробов», а величина нагрузки, которую будут давать наметаемые сугробы. Это важно.

В итоге, наш анализ на примере показал, что пристраиваемые навесы несут в себе опасность значительного перегруза конструкций, особенно те, которые примыкают к высокой вертикальной стене дома.

Напоследок дам один совет: чтобы максимально облегчить нагрузку на навес, пристраиваемый к стене, параллельной коньку дома, нужно воспользоваться условием из схемы 8 приложения Ж к ДБН «Нагрузки и воздействия» (мы это условие проверяли в самом начале расчета):

Если бы в нашем примере высота перепада была не 1 м, а 0,7 м, то выполнялось бы следующее условие:

h = 0,7 м < S0/2h = 1.6/(2*0,7) = 1,14 м – и как написано в п. 3, местную нагрузку у перепада учитывать уже не нужно.

Что это означает? Когда местную нагрузку учитывать надо, возле перепада снеговая нагрузка определяется с коэффициентом μ, а у края навеса – со значительно меньшим коэффициентом μ1.

Если же местную нагрузку учитывать не надо, то нагрузка на всем навесе определяется с коэффициентом  μ1. В нашем примере соотношение μ/ μ1 = 1,25/0,62 = 2, т.е. подняв навес на 30 см, мы можем понизить снеговую нагрузку для него в два раза.

Источник:

Тонкости расчета снеговой нагрузки на кровлю

Надежная кровля способна защитить верхнюю и внутреннюю часть здания от всевозможного природного давления. Она удерживает дождевую воду и потоки различного воздуха от проникновения и пагубного воздействия на строительные материалы и целостность конструкций. Но не все разбираются в тонкостях расчета снеговой нагрузки на кровлю, поэтому разберемся в этом вопросе.

Заключаются в тех моментах, которые мы уже рассмотрели, но на самом деле функциональное назначение кровли значительно шире, чем его представляют не особо продвинутые в этом вопросе люди. Дело в том, что воздействие на поверхность кровли кроется не только в ее износостойкости.

Давление внешней среды оказывается почти на все несущие конструкции строения – стены, поскольку крыша стоит на них, фундамент – на него монтируются все, существующие элементы дома.

Закрывать глаза на, происходящие нагрузки губительно для здания. Однажды оно может неожиданно разрушится либо покрыться многочисленными трещинами, возможно, проседание крыши и частичный обвал стен.

Разновидностей не так мало, как может показаться на первый взгляд. Основные – это снеговое и ветровое воздействие на кровлю.

Снег в зависимости от географического расположения здания способен оказывать давление в определенное время года. А мощный ветер создает опасное воздействие всегда, и поэтому считается более коварным врагом кровли. Но сила воздушных потоков зависит от сезонных колебаний и близости к морю, поскольку здесь чаще зарождаются мощные циклоны способные значительно повредить крышу.

Многие знакомы с разрушительными возможностями смерчей, ураганов, шторма. Но обычно такое воздействие длится недолго и не создает постоянной нагрузки. Итак, снег и ветер воздействует на кровлю разными способами.

Важна интенсивность давления.

  1. Снежный покров отличается постоянством статистического давления. Но с помощью очищения крыши можно уменьшить опасность критической ситуации в виде провала или проседания конструкции кровли. В этом случае направление воздействующей силы никогда не меняется.
  2. Ветер непостоянен – неожиданно усиливается либо затихает. Направление его воздействия всегда меняется, и это очень опасно для поверхности кровли, поскольку могут пострадать наиболее уязвимые места.

Но снеговой слой, скопившийся на крыше, несет и другую опасность. Мы поняли, что он постоянно давит на кровлю, но иногда способен внезапно сойти с нее под стены здания, в том числе из-за сильного ветра.

Это может стать причиной серьезного ущерба различному имуществу либо человеческому здоровью. Но не стоит забывать о комбинировании воздействия снега и сильного ветра.

Разрушительная мощь такого союза способна показать всю силу в момент возникновения урагана, смерча или шторма.

Почему-то о такой возможности все забывают. Вероятно потому, что подобные природные явления происходят нечасто. Но рекомендуется подготовиться к их появлению заранее. Для этого необходимо максимально усилить устойчивость кровли и стропильной системы.

Нагрузка напрямую зависит от угла наклона крыши. Так формируется мощность контакта воздушных и снеговых масс с поверхностью кровли.

Снег всегда оказывает вертикальное воздействие, а ветер горизонтальное, но с изменением направления давления на кровлю, стены, фундамент.

За счет понимания этих особенностей можно уменьшить силу давления данных факторов и образование опасности для целостности и надежности строения.

Если спроектировать более крутой вариант наклона крыши можно значительно снизить возможность давления снега на структурную целостности крыши или полностью избавится от него, поскольку не будет предпосылки для большего скопления осадков на ее поверхности. Но это станет причиной увеличения уязвимости перед ветровым действием. Придется серьезно поразмыслить, как сделать лучше, чтобы получить максимальную выгоду от формы конструкции крыши.

Вес снега напрямую зависит от региона. Естественно, что этот показатель больше в северных областях и уменьшен в южных. Но существует особенное место – возле гор либо на высокой части холмов.

Да иногда дома строятся и здесь, и владельцам постоянно приходится сталкиваться с проблемой сильного снежного и ветрового воздействия.

Это происходит в любых географических точках, поскольку такова специфика высокогорных участков планеты.

На основе строительных норм и правил (СНиП) предлагаются подробные таблицы. Они объясняют допустимый уровень снега на территории различных регионов.

На основе предложенной информации можно с уверенностью рассчитывать необходимую прочность и наклон крыши.

Но не стоит отбрасывать особенности материала, использованного для образования покрытия крыши. Дополнительные факторы, приводящие к увеличению скопления снежного покрова на крыше, не менее важны.

В совокупности все это может значительно превысить нормативные показатели, предложенные в таблице.

Тщательно рассчитывайте нагрузку снега на площадь плоской крыши. Для этого нужно опираться на предельные состояния. Когда различные силы способны привести к необратимому изменению структуры кровли.

Необходимо не допустить уменьшение прочности ниже допустимых значений, и желательно учитывать присутствие запаса надежности.

Не делайте прочность кровли впритык к нормативам, поскольку это, может, обернуться неприятными последствиями.

Состояние крыши характеризуется различными категориями. Например, конструкция пребывает в состоянии разрушения, или же покрытие крыши значительно деформировано, и скоро начнет разрушаться.

Расчет необходимо осуществлять на основе обоих возможных состояний. Но рекомендуем использовать оптимальное решение для достижения результата. Без чрезмерного вложения средств на дорогие строительные материалы и человеческий труд. В ситуации с плоскими крышами применяется поправочный коэффициент на уклон в значении – 1, что считается максимально возможной нагрузкой.

На основе данных из таблицы, предложенной СНиП, общая масса снега, согласно нормативному значению, должна умножаться на площадь, покрытую кровлей. В итоге уровень воздействия, может, составлять десятки тонн.

Из-за этого на территории РФ такая конструкции крыши не особо прижилась. Ведь известно, что почти вся Россия располагается в климатических зонах с большим количеством снеговых осадков.

В большинстве районов они длятся почти круглый год.

Правильное применение информации об уровне снеговой нагрузки в процессе создания проекта кровли возможно лишь с учетом наличия всей необходимой информации.

Рассчитанный коэффициент необходимо правильно переложить на проект кровли, что в особенности касается ее стропильного участка.

Хотя мауэрлат не зависит от снежного давления, и укладывается на стены, позволяет надежно распределить давление стропил на их поверхность.

Самые важные моменты этого этапа необходимо учитывать.

  1. Рекомендуется использовать мауэрлат на основе бруса, обладающего квадратным сечением.
  2. Монтирование необходимо осуществлять с отступом от несущей стены на 3–5 см. В итоге мауэрлат окажется короче, чем стена примерно на 10 см.
  3. Если мауэрлат укладывается на тонкую стену, необходимо обеспечить ее перекрытие примерно на 4–5 см. В таком случае материал должен быть толще стены примерно на 10 см. За счет этого брус удачно распределит нагрузку, созданную стропильной системой, и не допустит деформации или разрушения краев стены.

Источник:

Расчет снеговой нагрузки: для чего необходим, нагрузка на горизонтальную поверхность и кровлю

Снег выпадает зимой на всей территории России. С крыш его сдувается ветром, он испаряется под солнцем и снова выпадает. Изменение веса меняет изгиб несущих элементов крыши, крепления расшатываются, теряя прочность. Неожиданно большое количество выпавшего снега может стать причиной поломки крыши. Избежать этого можно, если при строительстве произвести расчет снеговой нагрузки.

Вес снежинок – сущая ерунда. Пока на улице будут отрицательные температуры, снег будет идти и накапливаться на крышах. Постепенно лежащий снег становится влажным от солнечного тепла, его плотность увеличивается до 300 кг на кубометр. Вес, которым накопившийся снег давит на поверхность, называется снеговой нагрузкой.

Рассмотрим процесс расчета давления снега на поверхности, чтобы учесть для проектирования достаточно прочных зданий и сооружений.

Нормативное значение

В России снег – регулярное погодное явление практически на всей территории. Разница в количестве выпадающего снега, продолжительности холодного периода, сезонных ветрах и количестве переходов температур через 00С при окончании зимнего сезона.

Погодные условия отличаются не только в местностях с разными географическими координатами, но и в одном месте в разные годы. Однако многолетние измерения, проводимые метеорологами, позволяют узнать возможный максимум снежных осадков и рассчитать нормативную снеговую нагрузку для каждой местности.

Районное давление снега

Результаты расчетов группируются по категориям от I до VIII, соответствующим величинам статистического минимума и максимума веса снега в килограммах на квадратный метр горизонтальной поверхности:

  1. от 56 до 80;
  2. от 84 до 120;
  3. от 126 до 180;
  4. от 168 до 240;
  5. от 224 до 320;
  6. от 280 до 400;
  7. от 336 до 480;
  8. от 392 до 560.

Категории отображаются на карте, включенной в СНиП 2.01.07-85. Категории выделены цветом и пронумерованы.

При изменении статистики в границах категорий карта актуализируется. Нормативное значение для своего региона можно узнать, определив категорию места по карте.

Расчетная снеговая нагрузка

Нормативное значение только основа для расчета реально возможного веса снега. Просто использовать нормативное значение для расчета прочности нельзя, так как:

Для проектирования крыши с необходимой и достаточной надежной конструкцией следует учесть все факторы, влияющие на реальную ситуацию.

Формула расчета

Обязательная для применения проектировщиками формула вычисления снеговой нагрузки дана в СП 20.13330.2016 и выглядит следующим образом: S 0 = c b c t µ S g.

При расчете нормативная нагрузка S g умножается на три коэффициента:

Присутствие в формуле коэффициентов определяет зависимость результата от некоторых условий.

Определение коэффициентов

Рассмотрим значения коэффициентов применительно к зданиям с габаритными разменами менее 100 метров и без сложных кровельных форм. Для крупногабаритных зданий или при ломаных рельефах кровли применяются более сложные расчеты.

Зависимость величины снежного давления на квадратный метр от угла наклона ската крыши объясняется тем, что:

  1. На плоских или слабонаклоненных кровлях снег не сползает. Коэффициент µ равен 1,0 при наклоне ската до 25°.
  2. Расположение кровли под углом к горизонтальной поверхности приводит к увеличению площади кровли, на которую выпадает норма снега для горизонтального квадрата. Коэффициент µ равен 0,7 на углах 25° – 60°.
  3. На крутых поверхностях осадки не задерживаются. Коэффициент µ равен 0, если наклон более 60° (нагрузка отсутствует).

Введение в формулу термического коэффициента c t позволяет учесть интенсивность таяния снега от выделения тепла через кровлю.

Как правило, кровельный пирог здания проектируют с минимальными потерями тепла в целях экономии, а коэффициент c t при расчетах принимают равным 1,0.

Для применения пониженного значения коэффициента 0,8 необходимо, чтобы на здании было неутепленное покрытие с повышенным тепловыделением с наклоном кровли более чем 3° и наличием действенной системы отвода талых вод.

Ветер сносит снег с крыш, снижая давящий на конструкцию вес. Ветровой коэффициент c b можно понизить с 1,0 до 0,85, но только в том случае, если выполняются условия:

  1. Есть постоянные ветра со скоростью от 4 м/с и выше.
  2. Средняя зимняя температура воздуха ниже 50С.
  3. Угол ската кровли от 12° до 20°.

Рассчитанное значение перед применением в проектных решениях умножают на коэффициент надежности γ f = 1,4, обеспечивая компенсацию теряющейся со временем прочности материалов конструкций.

Пример расчета нагрузки

Расчет снеговой нагрузки на кровлю проведем для здания, которое проектируется для строительства в Хабаровске. По карте определяем категорию района – II, по категории узнаем максимальное нормативное значение – до 120 кг/м 2 . Здание проектируется с двускатной крышей под углом 35 ° к поверхности. Значит, коэффициент µ равен 0,7.

Предполагается наличие в здании мансарды и применение эффективных теплоизолирующих материалов кровельного пирога. Коэффициент c t равен 1,0.

Здание будет построено в городе, этажность не превышает окружающие строения, расположенные на расстоянии двух высот здания. Коэффициент c b следует принять равным 1,0.

Таким образом, расчетное значение равно: S 0 = c b c t µ S g =1,0*1,0*0,7*120 =94 кг/м2

Для расчета прочности, и не только конструкции крыши, но и фундамента, несущих элементов строения, применяем коэффициент надежности 1,4, получив для проектных вычислений значение 131,6 кг/м2.

К сведению домовладельцев

Рассчитав снеговую нагрузку, следует определить необходимость обустройства системы снегозадержания. Учитывать надо не только возможный сход снег, но и талую воду, образующую сосульки и замерзающую в трубах водостока. Для устранения этих явлений применяются системы обогрева карниза и водостока.

Источник:

Этапы проектирования кровли: составление проекта, расчет крыши

Проектирование кровли – процесс, требующий профессионализма. Здесь нет места дилетантству и самодеятельности. Особенно, если кровля частного дома – конструкция сложная. В статье разберемся с правилами проведения проектирования кровельных конструкций, на какие этапы оно делится, какие части проекта должны быть изготовлены обязательно.

Этапы составления проекта

Первый этап проектирования крыш – выбор формы кровельной конструкции. Выбор не очень большой:

Второй этап – выбор кровельного материала. Необходимо обратить внимание, что для многих кровельных покрытий есть определенные ограничения по углу наклона скатов. Вот несколько таких ограничений по минимальному наклону:

То есть в процессе проектирования кровельной конструкции обязательно учитывается соотношение выбранного материала к планируемому углу наклону скатов крыши.

Этап номер три – составление эскиза, в котором дорабатывают форму крыши, определяют ее размеры, цвет и окончательное оформление.

Итак, основная форма кровли определена. На эскизе визуально видно, как будет смотреться частный дом, покрытый именно этой кровельной конструкцией. Именно этот эскиз предъявляется заказчику, чтобы окончательно согласовать внешнюю архитектуру сооружения. Если претензий со стороны будущего хозяина дома нет, и он дает «добро», то проектировщик переходит к расчетам.

На первом этапе выбирается тип и форма кровли

Расчеты крыши

Необходимо сделать два основных расчета:

  1. Рассчитать несущую способность кровельной конструкции. Ведь на нее будут действовать атмосферные осадки, кровельный материал, а также вес людей, которые иногда будут ремонтировать крышу, обслуживать ее.
  2. Рассчитать стропильную систему: длины стропил и их сечение.

И уже на основании двух расчетов составляют общий чертеж крыши, его элементов, узлов и деталей.

Расчет несущей способности

Этот показатель является суммарной нагрузкой от давления снежной массы, веса кровельного покрытия. Со строительным материалом все просто. Если он уже заранее выбран, то из расчета площади скатов кровли и веса одного квадратного метра покрытия можно легко определить общую массу кровельного материала.

К примеру, если общая площадь крыши составляет 100 м², и покрывается она, скажем, профнастилом марки С8-1150. Так вот вес 1 м² кровельного материала этого типа составляет 4,7 кг.

Это паспортная величина, то есть стандартная и подтвержденная государственными стандартами производства.

Но так как профилированные листы укладываются внахлест относительно друг друга, то данную весовую величину можно увеличить до 5 кг, с учетом и других дополнительных погрешностей.

Получается так, что профнастил этой марки давит на кровельную конструкцию с силой 100х5=500 кг.

Табличные значения снеговой нагрузки по регионам

Что касается снежной нагрузки, то здесь придется учитывать региональный показатель. Он максимальный, поэтому его и берут в проектировании крыш домов за основу проведения расчетов.

Эти показатели являются величинами табличными или диаграммными. На фото ниже показана карта России, где определены регионы с разными снежными нагрузками. То есть карта показывает, в каких регионах, сколько выпадает за сезон снега.

Карта регионов Российской Федерации по расчетному значению веса снегового покрова

Если крыша дома будет утепляться, то придется учесть вес теплоизоляционного материала, паро- и гидроизоляционных мембран. Их также придется добавить в суммарное значение нагрузки.

Обязательно учитывают вес обрешетки. Конечно, здесь все будет зависеть от двух факторов: вид обрешетки и сечение используемых для нее пиломатериалов. Обычно это доски или бруски, поэтому придется выбрать один из них.

Что касается вида, то это или сплошная, или разряженная. Понятно, что первый вариант тяжелее второго в несколько раз.

Для информации добавим, что усредненный вес пиломатериалов, используемых для стандартной обрешетки кровли, составляет 15 кг/м².

Разновидности обрешеток

И последний момент, который учитывают при проведении расчета несущей способности крыши. Это ветровые нагрузки. Здесь также есть табличные или диаграммные значения силы ветра по регионам. Но в расчете этого показателя пользуются обязательно поправочным коэффициентам, который определяется местом расположения будущего дома. К примеру:

  1. Если высота дома составляет более 20 м, и строение будет располагаться на открытой местности, то выбирают поправочный коэффициент, равный 1,25. Если тот же дом будет возводиться среди таких же построек, то коэффициент снижают до 0,85.
  2. Если высота дома в пределах 10-15 м, то будут действовать коэффициенты 1 и 0,65 соответственно.
  3. То же самое с домами высотою не более 5 м – коэффициент 0,75-0,85.

При проектировании этой крыши, не учли силу ветра в регионе

Расчет сечения стропильных ног

В проекте крыш учитываются размеры всех ее элементов. Но стропила несут на себя основные нагрузки, поэтому к расчету их длины и сечения подходят очень аккуратно, проводя точные расчеты.

Что касается длины, то здесь все будет зависеть от угла наклона крыши, с которым было определенно на этапе составления эскиза, и длиною пролета самого здания. По сути, стропильная система – это фермы в виде равнобедренного треугольника, где бедро и есть стропильная нога. Поэтому не составляет особого труда, зная школьную программу по геометрии, рассчитать длину стропил.

Читайте также:  Как почистить дымоход народными и современными средствами

А вот что касается сечения, то здесь все намного сложнее. Потому что этот параметр является основой несущей способности крыши в целом.

То есть, полученная при расчетах несущая способность кровельной конструкции, состоящая из снежных и ветровых нагрузок, веса кровельного материала и теплоизоляционного пирога, и есть нагрузка, которую стропила должны выдерживать.

Но при выборе сечения учитывают и еще один параметр – шаг установки стропил. Здесь связь такая – чем больше шаг, тем больше должно быть сечение стропильных ног. И наоборот. Поэтому в первую очередь определяют именно монтажный шаг.

Итак, подведем итог всему вышесказанному по определению сечения элементов стропильной системы. Этот параметр зависит в основном от длины стропильной ноги и шага их установки. В таблице ниже эта зависимость хорошо видна.

Эскиз выполнен, расчетная часть сделана. Остается только начертить чертеж. Сегодня архитекторы и проектировщики пользуются программами, которые упростили процесс до минимума.

Типичные ошибки при проектировании

Составленный проект кровли может в себе таить вроде бы незначительные ошибки. Но при сооружении конструкции они могут обойтись застройщику в немалые дополнительные вложения.

Одна из значительных ошибок – неправильно спроектированный вентиляционный зазор. Вентиляция кровли играет важную роль в процессе ее эксплуатации.

Именно этот зазор между кровельным материалом и конструкцией крыши продлевает срок эксплуатации всей кровельной системы.

Плохо работающая подкровельная вентиляция приводит к гниению пиломатериалов, из которых изготовлены стропильные ноги и обрешетка.

Особое внимание вентиляции надо уделить, если крыша дома утеплена. Некоторые застройщики хотят выделиться среди соседей, украшая карнизы и коньки различными декоративными элементами. Если последние станут причиной закрытия вентиляционных зазоров, то теплоизоляционный пирог просто сгниет уже в первые годы эксплуатации.

Вторая часто встречаемая ошибка – неправильно спроектированная водосточная система. Многие на первое место ставят красоту, а должна на этом месте стоять практичность.

Особое внимание надо уделить точному расчету отвода дождевой воды, зависящей от площади ската крыши и среднестатистических осадков.

Соответственно элементы водостока выбираются с учетом диаметров желобов и вертикальных трубных стояков.

И третья ошибка – неверный расчет угла наклона кровельной конструкции. Об этом уже упоминалось. Здесь подход такой – чем больше снеговая нагрузка, тем больше угол наклона должен быть.

Заключение по теме

Проект кровли здания или сооружения – документ сложный в плане выполнения. И если кто-то Вам говорит, что его можно сделать самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов – это неправда. Тем более, что по закону, дом может строиться исключительно на основании проекта, составленного и утвержденного специалистами.

Источник:

Снеговая нагрузка

Опубликовано 16 Сен 2013 Рубрика: О жизни | 13 комментариев

Тема о снеге в сентябре не очень актуальна даже для нас — жителей Сибири. Однако… «сани» уже должны быть готовы, не смотря на то, что пока мы еще продолжаем ездить на «телегах». Приходят на память моменты, когда после обильного снегопада зимой и перед таянием снега весной…

…собственники различных строений — от бань, навесов и теплиц до огромных бассейнов, стадионов, цехов, складов — озадачиваются двумя вытекающими один из другого вопросами: «Выдержит или не выдержит кровля скопившуюся на ней массу снега? Сбрасывать этот снег с крыши или нет?»

Снеговая нагрузка на кровлю – вопрос серьезный и не терпящий дилетантского подхода. Попробую по возможности кратко и доступно изложить информацию о снеге и оказать помощь в решении выше озвученных вопросов.

Сколько весит снег?

Всем, кому приходилось убирать снег лопатой, хорошо известно, что снег бывает и очень легким и неимоверно тяжелым.

Пушистый легкий снежок, выпавший в относительно морозную погоду с температурой воздуха около -10˚C имеет плотность порядка 100 кг/м3.

В конце осени и в начале зимы удельный вес снега, лежащего на горизонтальных и слабо наклонных поверхностях, обычно составляет 160±40 кг/м3.

В моменты продолжительных оттепелей удельный вес снега существенно начинает расти (снег «садится» как весной), достигая иногда значений в 700 кг/м3. Именно поэтому в более теплых районах плотность снега всегда больше, чем в холодных северных местностях.

К середине зимы снег уплотняется под действием солнца, ветра и от давления верхних слоев сугробов на нижние слои. Удельный вес становится равным  280±70 кг/м3.

К концу зимы под действием более интенсивного солнца и февральских ветров плотность снежного наста может стать равной 400±100 кг/м3, иногда достигая 600 кг/м3.

Весной перед обильным таянием удельный вес «мокрого» снега может быть 750±100 кг/м3, приближаясь к плотности льда — 917 кг/м3.

Снег, который сгребли в кучи, перебросили с места на место, увеличивает в 2 раза свой удельный вес.

Наиболее вероятная среднестатистическая плотность «сухого» уплотнившегося снега находится в пределах 200…400 кг/м3.

Для получения информации о выходе новых статей и для возможности скачивать рабочие файлы программ прошу вас подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или в окне вверху страницы.

Введите адрес своей электронной почты, нажмите на кнопку «Получать анонсы статей»,подтвердите подписку в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту!

Убирать снег с крыш или нет?

Необходимо понимать простую вещь – масса снега, лежащего на крыше, при отсутствии снегопадов остается неизменной независимо от плотности!!! То есть то, что снег «стал тяжелее» нагрузку на кровлю не увеличило!!!

Опасность заключается в том, что слой рыхлого снега может впитать в себя, как губка, осадки в виде дождя. Вот тогда общая масса воды в разных своих видах, находящаяся на крыше, резко возрастет — особенно при отсутствии стока, а это очень опасно.

Для корректного ответа на вопрос об уборке снега с крыши необходимо знать, на какую нагрузку она спроектирована и построена. Необходимо знать — какое давление распределенной нагрузки — сколько килограммов на квадратный метр – крыша реально может держать до начала недопустимых деформаций конструкции.

Для объективного ответа на этот вопрос необходимо обследовать крышу, составить новую или подтвердить проектную расчетную схему, выполнить новый расчет или взять результаты старого проектного. Далее следует опытным путем определить плотность снега – для этого вырезается образец, взвешивается и считается его объем, а далее – удельный вес.

Если, к примеру, кровля по расчетам должна выдерживать удельное давление 200 кг/м2, плотность снега, определенная опытным путем составляет 200 кг/м3, то это означает, что снеговые сугробы не должны быть глубиной более 1 м.

При наличии на кровле снегового покрытия глубиной более 0,2…0,3 м и высокой вероятности дождя с последующим похолоданием, необходимо принять меры по сбросу снега.

Источник:

Как рассчитать нагрузку снега на крышу

При проектировании кровли необходимо учесть весовые нагрузки на стропильную часть, на стены дома и произвести расчет снеговой нагрузки на кровлю, поскольку в зимний период осадки могут превышать вес кровельного материала.

Для полного расчета кровли необходимы следующие данные: площадь кровли, длина коньков, длина хребтов, количество хребтов, длина карнизных свесов, длина фронтонных свесов, количество фронтов, длина ендов, количество ендов, выходящих на карнизный свес, длина примыканий, длина снегозадержателей, уклон наклона ската

Как производится расчет кровли?

Районирование территории Российской Федерации по расчетному значению веса снегового покрова.

Итак, получив площадь кровли, мы можем определить вес пирога, зная вес каждого материала, и это будут постоянные нагрузки на стропильную часть.

На самом деле не так важно, чем крыть крышу, если это не натуральная черепица, то средние значения веса 1 м2 составляют от 25 до 40 кг/м2.

Весовые характеристики любого материала приведены в сопроводительных документах, необходимо просто сложить все веса, умножить на поправочный коэффициент 1,1 и получим примерный расчет нужного веса.

Крышу таким образом посчитали, но стоит иметь в виду, что несмотря на точный результат, обычно принимается вес кровли за 55 кг/м2.

Делается это потому, что в случае замены кровли спустя много лет, часть материала может быть другим и стропильная часть потребует переделки и усиления. Чтобы избежать этого и берется запас.

Не стоит думать, что в таком случае расчет нагрузки от материала на крышу не нужен, вы можете получить и 45 и 50 кг/м2, но можете и 60 кг/м2, а тогда стропила окажутся слишком слабой частью всей конструкции.

Особенности снеговой нагрузки

Прежде чем приступать к этой части, необходимо определить положение дома на карте снеговых нагрузок России, и получить данные в формате Х кгс/м2. Это вес снега выпадающего на 1 м2 горизонтальной поверхности. Углы склона скатов дадут поправочный коэффициент:

После учета данного результата, необходимо учесть воздействие ветров, которые считается по таблицам ветровых влияний в зависимости от высоты дома и места расположения, и, получив расчет веса 1 м2, перейти к стропильной части.

Схема образования снеговых мешков. Пример для крыш с уклонами скатов от 20 до 30 град.

Стропильная часть кровли

Нагрузки на м квадратный выяснили, теперь нам необходимо рассчитать стропильную часть. Важнейшим элементом стропильной системы является мауэрлат. Это балка, которая устанавливается на верхний край стены и служит для равномерного перераспределения весовой нагрузки крыши на стены дома. Расчетных значений здесь нет, но есть определенные правила.

Во-первых, наиболее предпочтителен брус квадратного сечения.

Во-вторых, устанавливается он с таким расчетом, чтобы до углов несущей стены по ширине осталось не менее 3 см (лучше 5). Иначе говоря, при толщине верней части стены в 40 см ширина мауэрлата составит 30 см.

Схема нормативных снеговых нагрузок и коэффициента m. Другие значения коэффициента m приведены в СНиП 2.01.07-85.

В-третьих, при тонкой стене (например, из монолитного армированного бетона), мауэрлат устанавливается с перекрытием 3-5 см, например, при толщине стены в 10 см, ширина мауэрлата будет 20 см.

Делается это для того, чтобы при перераспределении нагрузок не повреждались края стены, наиболее подверженные разрушению. Расчет стропил лучше производить при помощи программ, которые доступны в интернете, в том числе для расчета он-лайн. Главное правило тут – точно и аккуратно внести все данные, убедится, что учтены все конструктивные элементы.

Обратим внимание, что не все программы такого рода учитывают в итогах прогиб. Прогиб – это свойство стропил прогибаться на определенную величину в мм, при нагрузках, и чем длиннее балка, тем больше прогиб. Если в программе такой опции нет, можно в любом справочнике материалов найти рассчитанную для вас балку, и уточнить какой прогиб на погонный м она имеет.

Поправочный коэффициент простой, при прогибе больше допустимого (10-15 мм) необходимо увеличить сечение балки на 20%. То есть балку 50х200 мм, рассчитанную программой заменяем на 50х240 мм.

Что получаем в итоге всего

После проведения всех расчетов получим состав конструктивных элементов, количество балок, вес крыши с учетом снеговой и ветровой нагрузки, и сможем просчитать общий вес крыши. Останется оценить распределение весового воздействия на стену, сравнив ее с прочностью материала стены, и убедиться, что стена выдержит.

Здесь стоит иметь в виду, что запас прочности стены должен составлять не менее 25-30%, ведь даже в спокойных регионах не редкость очень сильные ветры или обильные снегопады, и пиковая нагрузка может кратковременно превысить расчетную. Как правило, такие воздействия скоротечны, и стропильная система выдержит, но если у стены нет запаса прочности, то сами понимаете, может произойти разрушение связки мауэрлат – стена.

Поэтому отнеситесь с вниманием к данному вопросу, используйте эту статью, чтобы если и не рассчитать все самому, то проконтролировать расчеты проектировщика.

Источник:

potolko.ru


Смотрите также

Сайт о Бане - проект, посвященный строительству, эксплуатации и уходу за русской баней. Большой сборник статей, который может быть полезен любому любителю бани

Содержание, карта сайта.