Снеговая нагрузка на кровлю


Снеговая нагрузка на крышу

Никого не удивляет ситуация, когда снежная масса на крыше заставляет нервничать, забираться на стены и убирать накопившийся слой снега. Даже если кровля, основание и каркас крыши здания строились из расчета максимальной снеговой нагрузки на крышу, в соответствии с рекомендациями СНиПа 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.

Как выполнить расчет снеговой нагрузки для плоской поверхности

Для самых простых случаев для плоских крыш можно использовать тот же подход, что и для скатных вариантов кровли. Для этого в СНиП 2.01.07-85 приводится методика и алгоритм учета снеговой нагрузки в общем расчете несущей способности крыш. Мало того, всю математику и теорию прочности заложили в специализированную программку- калькулятор. Проще всего не ломать голову в поисках ответа, как рассчитать параметры крыши, а заложить поправочные коэффициенты в калькулятор и получить готовый ответ по размерам балок и перекрытий.

Для простых зданий и построек снеговую нагрузку на плоскую крышу можно считать, исходя из прочности и несущей способности самого слабого звена в конструкции:

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 разрывное усилие на кровельном полотне тоже 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.

Снеговая нагрузка скатных кровель

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.

Методика расчета

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. Эту величину используют только для оценки нагрузки, а не 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.

Как ведет себя снежный покров на различных участках

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.

Снеговой заряд на крыше начинает перераспределяться вдоль ската, в первую очередь из-за процесса уплотнения, и во вторую — из-за неравномерной деформации стропильной системы. На рисунке приведена схема прогиба скатной кровли, полученная расчетным способом моделирования на компьютере.

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.

Особенности распределения снеговой нагрузки поверхности крыши

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. Давление такой массы может на порядок превышать среднюю характеристику снеговой нагрузки из справочных данных.

Заключение

На процесс скопления снега может влиять даже материал кровли. Лучше всего показала себя кровля из классической керамической черепицы. Неплохо сбрасывают снег крыши, крытые металлическим оцинкованным покрытием, металлочерепицей, хуже всего борется со снегом ондулин и битумная черепица, рулонная кровля. Поэтому характер покрытия необходимо также учитывать при расчете будущей снеговой нагрузки.

bouw.ru

Расчет снеговой нагрузки на кровлю

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.

Как сделать расчет 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.

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

stroykrishu.ru

Делаем расчет снеговой нагрузки на кровлю

Возведение крыши начинается с проектирования и точного расчета веса и размеров всех составляющих элементов кровли. Конструкция крыши – это сложный «организм», в котором все части взаимосвязаны друг с другом: стропильная система должна выдерживать вес кровельного покрытия и другие нагрузки на кровлю – ветер, снег, дождь.

В то же время вся крыша оказывает существенное давление на стены здания, а они, в свою очередь, на фундамент дома. Потому от точных расчетов элементов крыши зависит не только ее прочность и надежность, но и устойчивость здания в целом.

Рассмотрим, как своими силами произвести расчет такого показателя, как снеговая нагрузка на кровлю.

Снеговая нагрузка: основные моменты

Расчет нагрузки на крышу – важное и ответственное мероприятие, связанное не только с проектированием крыши. Учет этого фактора важен в следующих случаях:

Среди начинающих строителей бытует мнение, что расчет снеговой нагрузки на кровлю более актуален для северных местностей, где зимой выпадает гораздо больше снега, чем на юге. Однако проектирование крыш для областей, где зимой часто наблюдаются скачки температуры от минусовой до 0° и выше, содержит в себе гораздо больше сложностей.

Важно помнить: чем круче скаты кровли, тем меньше снега будет задерживаться на них.

Очистка крыши от снега возможна разными способами:

Формула расчета снеговой нагрузки по СНиП

Зная вес кубического метра пушистого и мокрого снега и принимая во внимание его среднюю толщину в определенном регионе, нетрудно рассчитать нагрузку снега на крышу. Для этого расчета необходимо знать площадь кровли.

Толщина снежных покровов измеряется на открытых участках местности и умножается на 1,5 для образования запаса на случай слишком снежных зим. Измерять толщину снега самостоятельно не нужно – достаточно воспользоваться специальной таблицей, на которую ссылаются все строительные нормативы, в том числе главный из них – СНиП.

СНиП – Строительные нормы и правила – свод нормативных документов, определяющих основные нормы при выполнении строительных работ.

Расчет снеговой нагрузки на крышу производится при помощи следующей формулы:

S = Sрасч. * μ,

в которой S – искомое значение нагрузки снега;

Sрасч. – вес снежных масс на кв. м согласно карте снежных покровов;

μ – расчетный коэффициент уклона скатов крыши, для которого СНиП оговаривает данные значения:

Применение данных о снеговой нагрузке при создании проекта кровли

Мы выяснили, как рассчитать вес снега на крышу. Теперь гораздо важнее правильно применить рассчитанный коэффициент при проектировании всей кровли и особенно ее стропильной части.

Такая важная и основополагающая часть кровли, как мауэрлат, в принципе, не зависит от снеговой нагрузки, так как ложится на стены и служит для распределения давления стропил на стены дома. Но для качественной и прочной крыши важно учесть некоторые моменты.

Важным моментом в проектировке крыши является расчет стропил. При выборе их сечения и шага учитываются следующие показатели:

Сечение и шаг стропил должны быть рассчитаны таким образом, чтобы не только выдерживать названную выше нагрузку, но и обладать запасом большей прочности. Особенно важно здесь обратить внимание на длину стропильных ног. От этого параметра зависит такой момент, как прогиб бруса.

Чем длиннее стропильная нога, тем больше будет ее прогиб. Узнать эту величину необходимо заранее в специализированном справочнике строительных материалов, где собраны значения прогибов разных сечений бруса на погонный метр. Допустимым является прогиб не более 10-15 мм. При большем значении сечении балки увеличивается на 20%.

Заключение

Планирование кровельной конструкции – ответственный этап строительства, когда должна быть учтена любая возможная нагрузка на будущую крышу. Одной из важных частей подобного расчета является установление снеговой нагрузки, правильное вычисление которой позволят крыше пережить не одну снежную зиму без поломок и протечек.

stroicod.ru

Снеговая нагрузка на кровлю. Нагрузки действующие на стропильную систему

Любой проект несущих конструкций – стропильной системы должен разрабатываться под конкретные условия эксплуатации. Конструкции крыш не является исключением.

Стропила – несущая система скатной крыши. Стропильная система состоит из наклонных стропил (стропильных ног), вертикальных стоек и наклонных подкосов. В некоторых случаях они связываются снизу дополнительными элементами – подстропилами или подстропильными балками. Стропила являю одной из важнейших конструкций здания.

Во время эксплуатации любого здания на надежность и прочность его крыши существенное влияние оказывают следующие основные факторы:

Все эти факторы следует учитывать при возведении кровли. Без специальных знаний и опыта грамотно выполнить проект несущих конструкций крыши практически не возможно. Поэтому одним из самых главных вопросов является проект силового каркаса кровли, учитывающий конкретные условия эксплуатации.

Специалисты конструкторы занимающиеся проектированием несущих конструкций крыш учитывают все вышеуказанные факторы и требования СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». В современных условиях в своей работе они используют специализированное программное обеспечение.

Снеговая нагрузка на кровлю

Одним из самых значимых факторов влияющих на выбор конструкции крыши является снеговая нагрузка. Для точного определения снегового района можно обратиться в проектную или строительную организацию или определить по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». Здесь нужно обратиться к вложенным в СНиП картам. Последний раз они изменялись в 2008 году (см. «Изменения к СНиП 2.01.07-85» ).

«Изменения к СНиП 2.01.07-85», это практически новый СНиП, заменяющий СНиП 1985 года. В новой редакции СНиП границы районирования были изменены и не совпадают со старой картой и расчет нагрузок от снегового покрова был доработан и согласован с требованиями Европейских норм.

Посмотреть карту Районирование РФ по снеговому покрову. Расчетный вес снегового покрова Q на 1 м? горизонтальной поверхности земли приведен в таблице №1 Снеговые районы Российской Федерации 1 2 3 4 5 6 7 8 Q , 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)

По карте снеговых районов мы видим что Москва и Санкт-Петербург относятся к третьему снеговому району – 180 кг/м2. Хотя северные части Московской и Ленинградской областей относятся к четвертому снеговому району с расчетным весом снегового покрова в 240 кг/м2. К нему же относятся Тверь, Вологда, Ярославль, Кострома, Иваново, Нижний Новгород.

Республика Карелия относится к пятому снеговому району с расчетным весом 320 кг/м2, а северная часть республики опять же к четвертому.

Специалисты нашей компании учитывают все факторы при проектировании стропильных систем, мансардных этажей, одноэтажных и двухэтажных домов: снеговые нагрузки, ветровые нагрузки а также сейсмические.

Для районов с повышенными нагрузками производятся индивидуальные расчеты и проектирование не только отдельных элементов, но и всей системы несущих конструкций дома.

Качество конструкций производимых на нашем предприятии соответствует самым высоким европейским стандартам. Пиломатериалы применяемые для производства стропильных ферм и систем проходят контроль качества на прочность – «стрессгрейдинг».

Мы используем пиломатериалы компании UPM отсортированные по классам С18, С24, С30. В число наших клиентов входят финские домостроительные компани, а они знают толк в домостроении.

26 Февраля 2016

kprofil.ru

Расчет снеговой нагрузки, что нужно учитывать, какие могут быть последствия

Содержание:

В условиях сурового российского климата в зимнее время кровельные конструкции испытывают значительную снеговую нагрузку. Этот фактор надо принять во внимание во время проектирования стропильной система и несущих элементов конструкции. В данной статье мы расскажем о том, как согласно СНиПам произвести расчет снеговой нагрузки на крышах с разным типом стропильной системы.

Расчет давления снежной массы на крышу здания выполняется, в первую очередь, с целью минимизации последствий от чрезмерного давления на кровлю. Поэтому во время оборудования кровли устанавливают снегозадержатели, которые предотвратят соскальзывание снега со свеса крыши. Примечательно, что в разных регионах России показатели снеговых нагрузок могут отличаться.

Стоит отметить, что избыточное количество снега на крыше может не только спровоцировать деформации стропильной системы, но и стать причиной проникновения воды в пространство под кровлей. Происходит это, когда из-за обледенения затрудняется отток воды с крыши, и она начинает просачиваться в щели. Хотя максимальное количество осадков выпадает в горных районах, все же наиболее пагубно на крышу влияет периодическое оттаивание, обледенение и промерзание. Эти явления могут стать причиной разрушения кровельного покрытия, нарушений в работе стоков и соскальзывания снега с крыши.

Последствия от излишней снеговой нагрузки

Примечательно, что около 5 % всего количества снега, находящегося на крыше, испаряется в течение 24 часов. Это следует учитывать во время расчета нагрузки на крышу от снега.

Лежащий на крыше снег может сдуваться ветром, соскальзывать, покрываться коркой, что может стать причиной таких явлений:

Методы удаления снега с кровли

В нашей стране ручная очистка крыш от скопившегося снега является довольно распространенной, но, отнюдь не безопасной. Поэтому во время проектирования несущей конструкции кровли, а также выбора кровельного материала, снеговая нагрузка обязательно принимается в расчет. Поскольку уклон ската напрямую влияет на количество снега, который может задержаться на крыше, в регионах, где зимой выпадает очень много снега, скатные кровли делают с уклоном в пределах 45-60 градусов.

Чтобы избежать обледенения и появления сосулек, на крыше обустраивают системы кабельного обогрева. Для этого нагревательный контур пускают по периметру кровли, поместив его перед стоком. Управлять таким обогревом можно вручную либо с помощью автоматики.

Нормы СНиП для расчета нагрузки от снега

Чтобы не допустить повреждения каркаса крыши, кровельного покрытия, а также несущих элементов строения, в процессе проектирования делают расчет ожидаемой нагрузки от снега. Средняя масса одного метра кубического снега составляет 100 килограмм, однако, масса мокрого снега достигает 300 килограмм на метр кубический. Исходя из этих данных, достаточно легко вычислить ожидаемую нагрузку на поверхность крыши, зная площадь и расчетную толщину слоя снега.

Обычно толщину снежного слоя замеряют на ровном участке, а затем умножают ее на 1,5, то есть коэффициент запаса. Значение коэффициента отличается в зависимости от региона, особенности которых указаны в специальной карте снеговой нагрузки.

Согласно СНиП расчет снеговой нагрузки на кровлю выполняется по такой формуле:

S = Sр×μ;

где S = максимальная Снеговая нагрузка;

Sр = расчетная масса снега на одном квадратном метре поверхности;

μ – коэффициент, учитывающий уклон ската.

Согласно СНиП снеговая нагрузка на кровлю рассчитывается с учетом таких коэффициентов μ:

Пример расчета нагрузки и снегового мешка

Рассчитаем показатели снеговой нагрузки для строения в Московской области с уклоном скатов 30º.

Порядок вычислений таков:

  1. Согласно карте нагрузок, Московский регион относится к 3-му климатическому району с расчетным значением массы снега в 180 кг/м2.
  2. С учетом коэффициента из СНиП полная нагрузка составит: 180×0,7=126 кг/м2.
  3. Исходя из максимальной величины снеговой нагрузки, рассчитывают стропильную систему для здания.

Монтаж снегозадержателей на скатную кровлю

При условии корректного расчета нагрузки, необходимости в дополнительной очистке крыши от снега – нет. Предотвратить его сползание к козырьку помогут снегозадерживающие приспособления. Такие устройства позволяют избежать ручной очистки крыши, и достаточно просты в использовании.

Как правило, используются трубчатые конструкции. Они рассчитаны на показатели Снеговой нагрузки в пределах 180 кг/м2. Если снеговой мешок на кровле существенно больше этого показателя, снегозадержатели устанавливают в несколько рядов.

Согласно СНиП снегозадержатели монтируют таким образом:

Размеры, тип конструкции снегозадерживающих приспособлений, размещение и принцип работы этих устройств, можно также найти в СНиП.

Горизонтальные крыши

На крышах с абсолютно плоской горизонтальной поверхностью в зимнее время собирается максимальное количество снега. В данном случае при расчете снеговой нагрузки следует учитывать максимально возможный запас прочности. Поскольку в Российской Федерации зимой выпадает очень много снега, плоские крыши мало распространены. Причина заключается в том, что при расчете несущих конструкций может быть не учтена нагрузка снега, скопившегося на поверхности крыши. Чтобы обеспечить отток воды с плоской поверхности, на ней монтирует систему обогрева. Чтобы талые воды стекали со всей поверхности кровли, на ней делают уклон к водосточному желобу не менее 2º.

Особое внимание вычислению снеговых нагрузок стоит уделять при возведении загородного домика, навеса или стоянки для авто. Хотя, стремясь сэкономить средства, владельцы сооружают недостаточно надежную конструкцию, забывая при этом об увеличении нагрузки на кровлю в зимнее время. Чтобы избежать неприятных последствий, рекомендуется монтировать сплошную обрешетку, а также прочный каркас для кровли и прочие несущие конструкции. Правильно выполнив расчет нагрузки на крышу, можно будет определиться с типом кровельного материала.

Безусловно, корректный расчет нагрузки на стропильную конструкцию позволит максимально продлить срок службы постройки, а также увеличить надежность крыши. Снегозадержатели позволят избежать возможного обрушения снега с крыши и обеспечат безопасность людей. Кроме того, очищать снег вручную будет не нужно. Наконец, укладка нагревательного контура по периметру крыши позволит гарантировать эффективную работу водостока при любых погодных условиях. 

kryshadoma.com

Снеговая нагрузка.Нагрузки, действующие на несущую конструкцию скатных крыш

Нагрузки, действующие на несущую конструкцию скатных крыш.

На прочность и долговечность конструкций крыш существенное влияние оказывают снег, ветер, дождь, перепады температуры и другие физико-механические факторы, воздействующие на здание.

Снеговая нагрузка.

Точную нагрузку от веса снегового покрова, требуемую для расчета несущей способности стропильных систем в конкретном месте строительства, нужно выяснить в районных строительных организациях или установить по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», а конкретно, по картам, вложенным в «Изменения к СНиП 2.01.07-85» . Необходимо обратить ваше внимание на то, что изменения к СНиПу вступили в силу с 2008 г. и в них переизданы ряд карт, в том числе и карта районирования снегового покрова. «Изменения», это практически новый СНиП, заменяющий СНиП 1985 года. В новой редакции СНиП границы районирования не совпадают со старой картой, а расчет нагрузки от веса снегового покрова гармонизирован со структурой Европейских норм.

На рис. 3 показаны нагрузки от веса снегового покрова для расчета по второй группе предельных состояний (с коэффициентом 0,7). Полная снеговая нагрузка (без коэффициента 0,7) по карте районирования, приведена в таблице 1.

Расчетный вес снегового покрова Q на 1 м² горизонтальной поверхности земли (таблица 1)

Снеговые районы Российской Федерации

1

2

3

4

5

6

7

8

Q , 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)

Районирование территории Российской Федерации по расчетному значению веса снегового покрова.

рис. 3. Районирование территории Российской Федерации по расчетному значению веса снегового покрова.

Расчет несущих конструкций зданий и сооружений выполняют по методу предельных состояний, при которых конструкции теряют способность сопротивляться внешним воздействиям, либо получают недопустимые деформации или местные повреждения.

Предельных состояний, по которым производится расчет несущих конструкций крыши, может быть два:

Расчет стропильной системы скатных крыш ведется по обоим предельным состояниям. Цель расчета: не допустить разрушения конструкций либо их прогиба выше допустимого предела. Для снеговых нагрузок, действующих на крышу, несущий каркас крыши рассчитывается по первой группе состояний — на полный вес снегового покрова Q. Эту величину принято называть расчетной нагрузкой т.к. в данном случае речь идет только о весе снега, то ее можно обозначить, как Qр.сн.. Для расчета по второй группе предельных состояний: вес снега учитывается с коэффициентом 0,7 т.е. расчет ведется на снеговую нагрузку равную 0,7Q — эту величину можно обозначить, как Qн.сн. (расчетная нормативная нагрузка от веса снега).

В зависимости от уклона крыши и направления преобладающих ветров снега на крыше может быть значительно меньше и, как ни странно, больше, чем на плоской поверхности земли. При возникновении в атмосфере таких явлений, как снежный буран или метель, снежинки, подхваченные ветром, переносятся на подветренную сторону. После прохождения препятствия в виде конька крыши скорость движения нижних потоков воздуха снижается по отношению к верхним и снежинки оседают на крышу. В результате с одной стороны крыши снега лежит меньше нормы, а с другой больше (рис. 4).

рис. 4. Образование снеговых «мешков» на крышах с уклонами скатов от 20 до 30°

Снижение и увеличение снеговых нагрузок, зависящих от направления ветра и угла наклона скатов, учитываются коэффициентом µ. Например, на двухскатных крышах с углом скатов выше 20° и меньше 30° с наветренной стороны будет лежать 75%, а с подветренной 125% от того количества снега, который лежит на плоской поверхности земли. Значение других коэффициентов µ приведено в СНиП 2.01.07-85 и на рисунке 5.

рис. 5. Схемы нормативных снеговых нагрузок и коэффициенты µ

Толстый слой снега, скапливающийся на крыше и превышающий средненормативную толщину, называется снеговым «мешком». Они скапливаются в ендовах — местах, где пересекаются две крыши и в местах с близко расположенными слуховыми окнами. Во всех местах, где высока вероятность возникновения снегового «мешка», ставят спаренные стропильные ноги и выполняют сплошную обрешетку. Также здесь делают подкровельную подложку, чаще всего из оцинкованной стали, вне зависимости от материала основного покрытия кровли.

Снеговой «мешок», образующийся с подветренной стороны, постепенно сползает и давит на свес кровли, пытаясь обломить его, поэтому свес кровли не должен превышать размеры, рекомендуемые изготовителем кровельного покрытия. Например, для обычной шиферной кровли его принимают равным 10 см.

Направление преобладающего ветра определяется по розе ветров для данного региона строительства. Таким образом, после проведения расчета с наветренной стороны будут установлены одиночные стропила, с подветренной — спаренные. Если данные по розе ветров отсутствуют, для расчета нужно выбрать максимальную нагрузку, словно все скаты крыши находятся с подветренной стороны и на них лежит снега больше, чем на земле.

С увеличением угла наклонов скатов снега на крыше остается меньше, он сползает под собственным весом. При углах скатов, равных или больше 60°, снега на крыше совсем не остается. Коэффициент µ в этом случае равен нулю. Для промежуточных значений углов скатов µ находится методом прямой интерполяции (усреднением). Так, например, для скатов с углом наклона 40° коэффициент µ будет равен 0,66, для 45° — 0,5, а для 50° — 0,33.

Таким образом, требуемые для подбора сечения стропил и шага их установки, расчетная и нормативная нагрузки от веса снега учитывающие углы наклонов скатов (Qр.сн и Qн.сн), рассчитываются как произведение полной нагрузки от веса снега (Q) и коэффициента µ:

Qр.сн = Q×µ — для первого предельного состояния (расчет на прочность); Qн.сн = 0,7Q×µ — для второго предельного состояния (расчет на прогиб)

Для расчета по первому предельному состоянию полную снеговую нагрузку (Q) берем из таблицы 1. Для расчета по второму предельному состоянию, табличные данные веса снегового покрова умножаем на коэффициент 0,7 либо не производим этого арифметического действия и сразу выбираем нагрузку по карте рис. 3.

В регионах строительства, где средняя скорость ветра трех зимних месяцев превышает 4 м/с, на пологих крышах с уклоном от 12 до 20% (примерно от 7 до 12°), происходит частичный снос снега с крыши. В этом случае расчетная величина нагрузки от веса снега должна быть уменьшена применением коэффициента c = 0,85. Во всех других случаях, для скатных крыш применяется коэффициент c = 1. Окончательные формулы определения расчетной нагрузки и расчетной нормативной нагрузки от веса снега, учитывающие наклон скатов и ветровой снос снега, будут выглядеть так:

Qр.сн = Q×µ×c — для первого предельного состояния (расчет на прочность); Qн.сн = 0,7Q×µ×c — для второго предельного состояния (расчет на прогиб)

Снижение снеговой нагрузки c=0,85 не распространяется: на крыши зданий в районах со среднемесячной температурой воздуха в январе выше -5°С, так как периодически образующаяся наледь препятствует сносу снега ветром; на крыши зданий, защищенных от прямого воздействия ветра соседними более высокими зданиями или лесом, удаленными менее чем на 10h, где h — разность высот соседнего и проектируемого зданий; Скорость ветра и среднесуточная температура января определяется по картам «Изменения к СНиП 2.01.07-85» (рис. 6 и 7).

рис. 6. Районирование территории Российской Федерации по средней скорости ветра, м/с, за зимний период

рис. 7. Районирование территории Российской Федерации по средней месячной температуре воздуха, °С, в январе.

Сопоставительная стойкость к загниванию натуральной древесины при естественных условиях.

Сопоставительная стойкость к загниванию натуральной древесины при естественных условиях
Класс стойкости Породы по убывающей природной стойкости Кратность природной стойкости пород древесины по сравнению со стойкостью заболони липы
1 Лиственница (ядро) Дуб (ядро) Ясень (ядро) Ясень (заболонь) Сосна (ядро)

Сосна (заболонь)

9,1 5,2 4,9 4,6 4,4

4

2 Пихта(ядро) Ель (ядро) Пихта (заболонь) Бук (ядро) Ель (заболонь)

Лиственница (заболонь)

3,8 3,6 3,4 3,3 3,2

3,1

3 Бук (заболонь) Граб (заболонь) Вяз (ядро) Дуб (заболонь) Клен (заболонь)

Береза (заболонь)

2,5 2,4 2,3 2,2 2,1

2

4 Береза (ядро) Ольха (ядро) Осина (ядро) Ольха (заболонь) Осина (заболонь)

Липа (заболонь)

1.8 1.5 1.2 1.1 1.1

1

Механические свойства древесины.

Расчетные сопротивления древесины сосны (кроме веймутовой), ели, лиственниц европейской и японской
Напряженное состояние и характеристика элементов Обозначение Расчетные сопротивления для сортов древесины, кг/см² (МПа)
1 2 3
Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон: Rизг, Rcж, Rcм
элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах б, в) высотой до 50 см 140 (14) 130 (13) 85 (8,5)
элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения свыше 11 до 50 см 150 (15) 140 (14) 100 (10)
элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см 160 (16) 150 (15) 110 (11)
элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении 160 (16) 100 (10)
Растяжение вдоль волокон: Rрас
неклееные элементы 100 (10) 70 (7)
клееные элементы 120 (12) 90 (9)
Сжатие и смятие по всей площади поперек волокон Rрас90°, Rcм90° 18 (1,8) 18 (1,8) 18 (1,8)
Смятие поперек волокон местное: Rрас90°, Rcм90°
в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов 30 (3) 30 (3) 30 (3)
под шайбами при углах смятия от 90 до 60 40 (4) 40 (4) 40 (4)
Скалывание вдоль волокон: Rск
при изгибе неклееных элементов 18 (1,8) 16 (1,6) 16 (1,6)
при изгибе клееных элементов 16 (1,6) 15 (1,5) 15 (1,5)
в лобовых врубках для максимального напряжения 24 (2,4) 21 (2,1) 21 (2,1)
местное в клеевых соединениях для максимального напряжения 21 (2,1) 21 (2,1) 21 (2,1)
Скалывание поперек волокон: Rcк90°
в соединениях неклееных элементов 10 (1) 8 (0,8) 6 (0,6)
в соединениях клееных элементов 7 (0,7) 7 (0,7) 6 (0,6)
Растяжение поперек волокон элементов из клееной древесины Rрас90° 3,5 (0,35) 3 (0,3) 2,5 (0,25)
Коэффициенты перевода расчетных сопротивлений других пород древесины
Древесные породы Коэффициент для расчетных сопротивлений
растяжению, изгибу. сжатию и смятию вдоль волокон

Rрас, Rизг, Rсж, Rсм

сжатию и смятию поперек волокон

Rсж90°, Rсм90°

скалыванию

Rск

Хвойные
Лиственница, кроме европейской и японской 1,2 1,2 1
Кедр сибирский, кроме Красноярского края 0,9 0,9 0,9
Кедр Красноярского края, сосна веймутовая 0,65 0,65 0,65
Пихта 0,8 0,8 0,8
Твердые лиственные
Дуб 1,3 2 1,3
Ясень, клен, граб 1,3 2 1,6
Акация 1,5 2,2 1,8
Береза, бук 1,1 1,6 1,3
Вяз, ильм 1 1,6 1
Мягкие лиственные
Ольха, липа, осина, тополь 0,8 1 0,8
Расчетные сопротивления пород древесины устанавливаются путем умножения величин, приведенных в таблице выше на переходные коэффициенты

« назад           далее »

Источник:  «Конструкции крыш. Стропильные системы» Савельев А.А.

mainstro.ru

Снеговая и ветровая нагрузка на крышу: расчёт угла наклона

При проектировании крыши, нужно учитывать нагрузки, действующие на нее — снеговую и ветровую. Чтобы определиться с показателями этих величин, можно обратиться в специальную строительную организацию, где инженеры помогут вам с расчетами. Но если хотите все сделать самостоятельно и не сомневаетесь в своих силах, то здесь Вы найдете необходимые формулы с подробным описанием величин, которые понадобятся при расчёте. Итак, для начала разберемся, что же представляют из себя эти нагрузки и почему их обязательно необходимо учитывать.

Российский климат очень разнообразен. Важно понимать, что на крышу строящегося дома будут оказывать влияние изменение температур, ветровое давление, осадки и другие физико-механические факторы. Причем степень их влияния напрямую будет зависеть от района строительства. Всё это будет оказывать давление не только на ограждение крыши — кровлю, но и на несущие конструкции, такие как стропила и обрешётка. Надо понимать, что дом — это единая конструкция. По цепной реакции нагрузка от крыши передается на стены, а от них — на фундамент. Поэтому важно рассчитать все до мелочей.

Снеговая нагрузка

Снежный покров, образующийся в зимние периоды на крыше дома, оказывает на нее определенное давление. Чем севернее район, тем больше снега. Кажется, что и угроза поломок выше, но стоит быть более осторожным при проектировании дома в районе, где происходит периодическая смена температур, способная вызвать таяние снега и последующее его промерзание. Средний вес снега 100 кг/м3, а вот в сыром состоянии он может достигать 300 кг/м3. В таких случаях снеговая масса может стать причиной деформации стропильной системы, гидро- и теплоизоляции, что повлечёт за собой протечки кровли. Такие погодные условия скажутся и на быстром и неравномерном сходе снегового покрова с крыши, что может быть опасным для человека.

Чем больше уклон кровли, тем меньше снеговых отложений на ней будет задерживаться. Но если ваша кровля имеет сложную форму, то в местах стыка кровли, где образуются внутренние углы, может собираться снег, что будет способствовать образованию неравномерной нагрузки. Лучше устанавливать снегозадержатели в районах, где количество осадков достаточно велико, чтобы снег, собравшийся возле края карниза, не мог повредить систему водостока. Уборку снега можно осуществлять самостоятельно, но этот процесс нельзя назвать стопроцентно безопасным.

Для того, чтобы обеспечить безопасный сход снега и предотвратить образование сосулек, применяют систему кабельного обогрева. Ей можно управлять автоматически или вручную. Зависит от вашего желания и выбора. Нагревательные элементы такой системы располагают по всему краю крыши перед водосточным желобом.

Для России значение снеговой нагрузки будет зависеть от района строительства. Определить, какой вес снегового покрова будет в вашем районе, поможет специальная карта.

Технология расчета снеговой нагрузки: S=Sg*m, где Sg — расчётное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице, а m – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Расчётное значение веса снегового покрытия Sg принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации.

Определение снеговой нагрузки местности

Снеговой районIIIIIIIVVVIVIIVIII
Вес снегового покрытия Sg (кгс/м2)80120180240320400480560

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

Ветровая нагрузка

Ветер оказывает боковое давление на стены дома и крышу. Воздушный поток, сталкиваясь с препятствием, распределяется, уходя вниз к фундаменту и наверх в карнизный свес крыши. Если не рассчитывать давление ветра, то кровельное покрытие может просто сорвать от ураганного ветра. Такое разрушение не всегда можно исправить каким-то косметическим ремонтом, зачастую это приводит к необходимости замены кровли. Важным показателем при расчете воздействия ветра учитывают аэродинамический коэффициент. Он зависит от угла уклона кровли. Чем круче скат, тем нагрузка будет больше, и ветер будет стараться «опрокинуть» крышу. Если же угол вашей кровли небольшой, то ветер будет воздействовать на крышу подобно подъёмной силе, стараясь сорвать и отнести ее прочь. Для того, чтобы этого не случилось, нужно правильно соблюдать конструкцию кровли. Устойчивость стропильной системы зависит от обеспечения пространственной жесткости, которая складывается из правильного сочетания в ней раскосов, подкосов и диагональных связей, а также жесткого крепления их между собой. Помимо этого, ветер может переносить предметы, которые при столкновении с крышей будут оставлять механические повреждения. Чтобы этого не произошло, нужно внимательно выбирать кровельное покрытие и правильно организовывать обрешетку для его укладки.

Давление ветра, как и вес снегового покрова, будет зависеть от района строительства. Определить районирование можно по размещённой ниже карте.

Технология расчёта ветровой нагрузки

Коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяется по таблице ниже в зависимости от типа местности. Принимаются следующие типы местности:

Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h – при высоте сооружения h до 60 м. и 2 км. – при большей высоте.

Высота z, мКоэффициент k для типов местности
≤ 50,750,500,40
101,000,650,40
201,250,850,55
401,501,100,80
601,701,301,00
801,851,451,15
1002,001,601,25
1502,251,901,55
2002,452,101,80
2502,652,302,00
3002,752,502,20
3502,752,752,35
≥ 4802,752,752,75

Примечание: при определении ветровой нагрузки типы местности могут быть различными для разных расчётных направлений ветра.

Ветровая и снеговая нагрузки при проектировании навесов

Особое внимание расчёту необходимо уделить тем, кто задумался о проектировании навеса – например, для беседки или стоянки автомобиля. Обычно в таких случаях используют экономичную конструкцию, не имеющую достаточную жесткость. Поэтому нельзя игнорировать давление снега. Рекомендуется чистить снег вовремя, не допуская образования снежного покрова толщиной более 30 см. Для навеса, выполненного из дерева, надёжнее будет сделать сплошную обрешётку и усиленные стропила. Если же вы выбрали металлическую конструкцию, то она должна иметь соответствующую толщину профиля. В любом случае, для выбора материалов необходимой жесткости, лучше использовать результаты расчета.

Примеры расчёта снеговой и ветровой нагрузок для Москвы и Московской области

Пример №1: Расчёт снеговой нагрузки

Исходные данные:

Найдем полное расчётное значение снеговой нагрузки S:

Пример №2: Расчёт ветровой нагрузки

Исходные данные:

Найдем полное расчётное значение ветровой нагрузки W:

roof-tops.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.