Расчет снегового мешка – ГОСТ Р ИСО 4355-2016 Основы проектирования строительных конструкций. Определение снеговых нагрузок на покрытия

расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

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.

1.jpg

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.

снеговой мешок на кровле

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

  • Во время оттепели и последующего сильного похолодания снеговая нагрузка на кровлю существенно возрастает; в связи с этим расчетные показатели оказываются превышены; в результате могут быть повреждены не только гидро- и теплоизоляционные слои, но и стропильная конструкция.
  • Снеговая нагрузка на скатную кровлю сложной формы, содержащую различные переломы и архитектурные элементы, распределяется неравномерно. Следовательно, не всегда есть возможность точно произвести расчеты.
  • Если слишком большое количество снега скопится у края крыши, это может угрожать проходящим под зданием людям. Поэтому в тех регионах, где зимой ожидается существенный объем снега, на крышах монтируют снегозадержатели.
  • Соскальзывание снежного покрова с козырька крыши угрожает также и водостокам. Для их защиты рекомендуется устанавливать снегозадержатели, либо вовремя очищать снег.

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.

нагрузка на крышу от снега

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.

снеговая нагрузка на кровлю снип

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:

  • если наклон крыши ниже 25º — коэффициент равен 1;
  • уклон ската в пределах 25-60º предполагает показатель 0,7;
  • для скатных кровель, уклон которых превышает 60º, данный коэффициент не принимается в расчет вовсе.

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.

снеговая нагрузка на скатную кровлю

Согласно СНиП снегозадержатели монтируют таким образом:

  • предполагается наличие внешнего водостока и уклон скатов от 5 %;
  • расстояние от козырька крыши до снегозадержателя составляет 0,6-1 м;
  • обязательным условием установки трубчатых снегозадержателей является наличие сплошной обрешетки кровли.

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.

расчет снеговой нагрузки на кровлю снип

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. 



Расчет снеговой нагрузки по СП 20.13330.2016 схема Б.8 изм. №1,2 (Excel)

Bunt

размещено: 28 Ноября 2017
обновлено: 28 Ноября 2019 Новая версия расчета снегового мешка к СП 20.13330.2016 с подробным решением.
Версию для СП 2011 года можете скачать по ссылке — https://dwg.ru/dnl/14374
Проверил несколько раз, все сошлось.
Жду предложений и замечаний.
Программа распространяется бесплатно, однако я буду непременно благодарен тем, кто решит вознаградить за мой труд.
Моя визитка яндекс деньги. https://money.yandex.ru/to/410016477943390

*01.12.2017 Исправлена критическая ошибка (при выборе здания с L1>48м в ячейках появлялись ###). Убрал защиту с ячейки длины L, для определения снеговой нагрузки от перепада. Перекачайте файл с расчетом.

*24.01.2018 Исправлена серьезная ошибка при расчете с учетом парапета. При задании парапета обнулялось значение m2, хотя должно было обнуляться значение m1. Повторю, данная ошибка влияла на расчет, только при учете парапета, без парапета все считалось корректно.

*05.09.2018 Корректировка значения мю при L1 или L2=72 м.

*07.12.2018 Небольшие визуальные изменения. Исправлена формула 2 по которой вычисляется длина снегоотложений b, в знаменателе не было умножения на 2. Сама формула считалась верно!

*13.12.2018 Изменения касаются графика снеговой нагрузки,теперь график показывает более точные значения. Визуальные изменения.

*17.01.2019 Выявлены серьезные критические ошибки определения мю, при определенных условиях навес/здание, считалось не верно.
Логика нахождения мю1 при некоторых условиях была, не совсем верной.
Прошу проверить расчет.
Внесены изменения к сп20 №1 от 5 июля 2018 г.
Теперь в архиве 2 файла, один с изменением №1 второй без изменения.

*26.11.2019 Переименовал файл с «изм. 1,2», хотя и с 2 изменением ничего не изменилось. Теперь в архиве 1 файл.
Исправлены опечатки, график откорректирован, некоторые знаки выходили за страницу, ввел дополнительные проверки на «дурака», снял защиту с ячейки Sg — теперь в ручную можно задать любое значение.

*28.11.2019 При задании уклонов равными 0 возникала ошибка, исправлено.

Расчет снеговой нагрузки по СП 20.13330.2016 схема Б.8 изм. №1,2 (Excel)

Bunt

размещено: 28 Ноября 2017
обновлено: 28 Ноября 2019 Новая версия расчета снегового мешка к СП 20.13330.2016 с подробным решением.
Версию для СП 2011 года можете скачать по ссылке — https://dwg.ru/dnl/14374
Проверил несколько раз, все сошлось.
Жду предложений и замечаний.
Программа распространяется бесплатно, однако я буду непременно благодарен тем, кто решит вознаградить за мой труд.
Моя визитка яндекс деньги. https://money.yandex.ru/to/410016477943390

*01.12.2017 Исправлена критическая ошибка (при выборе здания с L1>48м в ячейках появлялись ###). Убрал защиту с ячейки длины L, для определения снеговой нагрузки от перепада. Перекачайте файл с расчетом.

*24.01.2018 Исправлена серьезная ошибка при расчете с учетом парапета. При задании парапета обнулялось значение m2, хотя должно было обнуляться значение m1. Повторю, данная ошибка влияла на расчет, только при учете парапета, без парапета все считалось корректно.

*05.09.2018 Корректировка значения мю при L1 или L2=72 м.

*07.12.2018 Небольшие визуальные изменения. Исправлена формула 2 по которой вычисляется длина снегоотложений b, в знаменателе не было умножения на 2. Сама формула считалась верно!

*13.12.2018 Изменения касаются графика снеговой нагрузки,теперь график показывает более точные значения. Визуальные изменения.

*17.01.2019 Выявлены серьезные критические ошибки определения мю, при определенных условиях навес/здание, считалось не верно.
Логика нахождения мю1 при некоторых условиях была, не совсем верной.
Прошу проверить расчет.
Внесены изменения к сп20 №1 от 5 июля 2018 г.
Теперь в архиве 2 файла, один с изменением №1 второй без изменения.

*26.11.2019 Переименовал файл с «изм. 1,2», хотя и с 2 изменением ничего не изменилось. Теперь в архиве 1 файл.
Исправлены опечатки, график откорректирован, некоторые знаки выходили за страницу, ввел дополнительные проверки на «дурака», снял защиту с ячейки Sg — теперь в ручную можно задать любое значение.

*28.11.2019 При задании уклонов равными 0 возникала ошибка, исправлено.

Снеговая нагрузка. Расчет в Excel.

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.

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

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

нормативная снеговая нагрузка и правила проектирования

Если вы когда-нибудь разгребали снег, то хорошо знаете, каким тяжелым он может быть. И что говорить о крыше, на которой за первый месяц зимы собирается такая шапка, которая способна проломить даже довольно прочную конструкцию! И особенно актуальна тема грамотного обустройства крыши для жителей северных регионов России, где сугробы есть уже в сентябре.  Вот почему при строительстве дома все задаются вопросом: выдержит ли кровля всю массу снега, сбрасывать его каждые 2 недели, или нет.

Вот для этой цели и было разработано такое понятие, как нормативная снеговая нагрузка и совокупность ее с ветровой. Здесь действительно немало тонкостей и нюансов, и, если вы хотите разобраться – мы будем рады помочь!

Итак, расчет снеговой нагрузки на кровлю делают с учетом двух предельных состояний крыши – на разрушению и прогиб. Говоря простым языком, это именно та способность всей конструкции сопротивляться внешним воздействиям – до того момента, пока она не получит местное повреждение или недопустимую деформацию. Т.е. пока крыша не продавится или не повредится настолько, что ей понадобится ремонт.

Предел несущих способностей крыши

Как мы уже сказали, предельных состояний всего различают два. В первом случае речь идет о том моменте, когда стропильная конструкция исчерпала свои несущие способности, включая ее прочность, устойчивость и выносливость. Когда этот предел преодален, крыша начинает разрушаться.

Этот предел обозначают так: σ ≤ r или τ ≤ r. Благодаря этой формуле профессиональные кровельщики рассчитывают, какая нагрузка для конструкции будет еще предельно допустимой, и какая станет ее превышать. Другими словами, это – расчетная нагрузка.

Для такого вычисление вам нужны такие данные, как вес снега, угол наклона ската, ветровая нагрузка и собственный вес крыши. Также имеет значение, какая была использована стропильная система, обрешетка и даже теплоизоляция.

А вот нормативная нагрузка высчитывается исходя из таких данных, как высота здания и угол наклона скатов. И ваша задача вычислить и расчетную нагрузку, и нормативную, и перевести их в линейную. Для существует специальный документ – СП 20. 13330. 2011 в пунктах 4.2.10.12; 11.1.12.

Предел крыши на прогиб стропильной конструкции

Второе предельное состояние говорит о чрезмерном деформациях, статических или динамических нагрузках на крышу. В этот момент в конструкции происходят недопустимые прогибы, да так, что раскрываются сочинения. В итоге получается, что стропильная система как бы цела, не разрушена, но все-таки ей нужен ремонт, без которого она не сможет функционировать дальше.

Такой предел нагрузки вычисляют при помощи формулы f ≤ f. Она означает, что погиб стропил при нагрузке не должен превышать определенного предельного состояния. А для балки перекрытия есть своя формула – 1/200, что означает, что прогиб не должен быть больше, чем 1 на 200 от измеряемой длины балки.

И правильно вести расчет снеговой нагрузки сразу по обеим предельным состояниям. Т.е. ваша задача при расчете количества снега и его влияния на крышу не допустить прогиба больше, чем это возможно.

Вот ценный видео-урок для “терпеливых” на эту тему:

Когда говорят о расчете снеговой нагрузки на крышу, то говорят о том, сколько килограмм снега может приходиться на каждый квадратный метр крыши, пока она реально может держать такой вес до начала деформации конструкции. Говоря простым языком, какой шапке снега можно позволить лежать на крыше каждую зиму без опасения того, что она проломит кровлю или расшатает всю стропильную систему.

Такой расчет делают еще на стадии проектирования дома. Для этого первым делом вам нужно изучить все данные по специальным таблицам и картам СП 20.3330.2011 «Нагрузки и воздействия». Исходя из этого узнайте, будет ли запланированная ваши конструкция надежной.

Например, если согласно расчетам она должна спокойно выдерживать слой снега в 200 килограмм на каждый квадратный метр, тогда нужно будет внимательно следить за тем, чтобы снежная шапка на крыше не была выше одного высоту. Но, если если снег на крыше уже превышает 20-30 см и вы знаете, что скоро пойдет дождь, то его лучше убрать.

Итак, чтобы узнать нормативную снеговую нагрузку в той местности, где вы строите дом, обратитесь к такой карте:

Расчет снеговой нагрузки на кровлю: как не наделать ошибок при проектировании и эксплуатации крышиРасчет снеговой нагрузки на кровлю: как не наделать ошибок при проектировании и эксплуатации крыши

Кроме того, такой же коэффициент не используется для зданий, которые хорошо защищены от ветра другими зданиями или высоким лесом. Уравнение расчета у вас будет выглядеть вот так:

  • для первого предельного состояния, где рассчитывается прочность, примените формулу qр. Сн = q×µ,
  • для второго предельного состояния, где рассчитывается возможный прогиб крыши, применяйте такую формулу qн. Сн = 0,7q×µ.

При этом, как вы уже заметили, для второй группы предельных состояний вес снега следует учитывать с коэффициентом 0,7, т.е. сама формула будет выглядеть вот так: 0,7q.

А теперь перейдем к практике. Если вы живете в России, а не на южном континенте без зимы, то знаете, каким на самом деле бывает снег: невероятно легким и неимоверно тяжелым. Например, тот же пушистый снежок в морозную и сухую погоду при температуре -10°С будет иметь плотность около 10 кг на кубический метр. А вот снег под конец осени и в начале зимы, который долго лежал на горизонтальных и наклонных поверхностях и «слежался», уже имеет массу куда больше – от 60 килограмм на кубический метр. К слову, узнать плотность снега не сложно – достаточно зимой вырезать большой лопатой образец снега в один кубический метр и взвесить его.

Если мы говорим о рыхлом снеге, который, по идее, легок и не доставляет проблем, то знайте, что здесь таится некая опасность. Рыхлый снег как ни какой другой быстро вбирает в себя все осадки в виде дождя и становится уже мокрым снегом. А его нахождение на крыше, где нет грамотно организованного стока, чревато большими проблемами.

Далее, весной в процессе длительной оттепели удельный вес снега также значительно растет. У сухого уплотненного снега среднестатистическая плотность находится в пределах от 200 до 400 кг на кубический метр. Не упускайте также такой важный момент, когда снег долго оставался лежать на крыше и не было нового снегопада, а вы его не убирали. Тогда независимо от его плотности, он будет иметь всю ту же массу, хотя визуально сама «шапка» стала меньше в два раза. В особо влажном климате весной удельный вес снега достигает 700 кг на кубический метр!

«Cнеговым мешком» называет тот снег на крыше, который превышают средние нормативы на толщину, характерные для конкретной местности. Или более просто: если выше 50 см на глаз.

Обычно снеговые мешки скапливается на не ветреной стороне крыши и в местах, где расположены слуховые окна и другие элементы крыши. Как раз в таких местах и ставят сдвоенные и усиленные стропильные ноги, либо вообще делают сплошную обрешетку. Кроме того, здесь по всем правилам должна быть специальная подкровельная подложка, чтобы избежать протечек.

Поэтому в более теплых регионах России плотность снега получается всегда больше, чем в холодных. Ведь в таких местностях зимой снег уплотняется под действием солнца, верхние слои сугроба давят на нижние. Учитывайте также, что снег, который перебрасывает с места на место увеличивает свой удельный вес минимум в два раза. Благодаря всему этому средний удельный вес обычно равен посреди зимы 280 + – 70 кг на кубический метр.

А весной в период обильного таяния мокрый снег способен весить почти тонну! Можете ли вы себе представить, что на вашей крыше находится одновременно сразу несколько тонн снега? Вот почему тот факт, что в процессе строительства крыши на стропильной системе висят сразу несколько рабочих и это якобы говорит о ее прочности, во внимание брать не стоит. Ведь пару человек точно не весят сразу несколько тонн.

Учитывайте, что в расчете нормативной нагрузки также принимается во внимание средняя температура воздуха в январе. Какая именно у вас, смотрите уже по карте СП 20.13330.2011:

Средняя температура в январе: карта РФСредняя температура в январе: карта РФ

Если окажется, что у вас средняя температура в январе меньше, чем 5 градусов по Цельсию, то коэффициент снижения снеговой нагрузки 0,85 тогда не применяется. Ведь из-за такой температуры снег зимой постоянно будет подтаивать снизу, образовывая наледь и задерживаясь на крыше.

И, наконец, чем больше угол ската, тем меньше на нем всегда остается снега, ведь тот постепенно сползает под собственным весом. А на тех крышах, у которых угол наклона больше или равен 60 градусов, снега не остается вообще. Поэтому в таком случае коэффициент µ должен быть равен нулю. В это же время для ската с углом 40° µ равен 0,66, 15° – 0,33 и для 45° градусов – 0,5.

В тех регионах, где средняя скорость ветра все три зимних месяца превышает 4 м/сек, на пологих крышах и с уклоном от 7 до 12 градусов снег частично сносится и здесь его нормативное количество следует слегка уменьшить, умножив на 0,85. В остальных случаях он должен быть равен единице, либо его можно не использовать, что вполне логично.

В таком случае ваша формулу теперь будет иметь такой вид:

  • расчет на прочность Qр.cн = q×µ×c;
  • расчет на прогиб Qн.cн = 0,7q×µ×c.

Накопление снега на крыше также напрямую зависит от ветра. Значение имеет форма крыши, как она расположена относительно преобладающих ветров и какой угол наклона ее скатов (не в плане того, как легко съезжает снег, а в плане того, легко ли ветру его сносит).

Из-за всего этого снега на крыше может быть как меньше, чем на плоской поверхности земли, так и больше. Плюс на обоих скатах одной крыши может быть абсолютно разная высота снежной шапки.

Поясним подробнее последнее утверждение. Например такое нередкое явление, как метель, постоянно переносит снежинки на подветренных сторону. И этому препятствует конек крыши, который, задерживая ветер, уменьшает скорость движения снежных потоков и снежинки оседают больше на одном скате, чем на другом.

Получается, что с одной стороны крыши снега может лежать меньше, чем в норме, а с другой – намного больше. И это тоже нужно учитывать, ведь получается, что в таком случае на одном из скатов собирается почти вдвое больше снега, чем на земле!

Для расчета такой снеговой нагрузки применяется такая формула: для двускатных крыш с углом наклона 20 градусов, но меньше 30, процент накопления снега будет равен 75% с наветренной стороны и 125% – с подветренной. Этот процент высчитывается от количества снежного покрова, который лежит на плоской земле. Значение всех этих коэффициентов указано в нормативном документе СНиР 2.01.07-85.

Средняя скорость ветра на территории РФСредняя скорость ветра на территории РФ

И, если вы определили, что ветер в вашем регионе будет создавать ощутимую разницу снежного покроя на разных скатах, то с подветренной стороны нужно будет устроить спаренные стропил:

Спаренные стропила и снеговая нагрузка на крышуСпаренные стропила и снеговая нагрузка на крышу

Если же у вас вообще нет данных по розе ветров местности, или они не точны, тогда отдайте предпочтение максимальной нагрузке, чтобы подстраховаться – так, как-будто оба ската вашей крыши находятся с подветренной стороны и на них всегда будет больше снега, чем на земле.

Так что происходит потом со снеговым мешком с подветренной стороны? Он постепенно сползает и давит уже на свес кровли, пытаясь его сломать. Вот почему по правилам свес кровли должен быть равен укреплен, в зависимости от кровельного его покрытия.

К слову, если ваша крыша еще и имеет перепад высот, вам будет полезно посмотреть этот видео-урок:

Следующий важный момент. Часто снеговая нагрузка рассчитывается с таким простым и понятным конечным результатом, как n-е количества килограмм на квадратный метр кровли. Но стропильная система сама по себе намного сложнее, и оценивать давление только на ее сплошное покрытие не совсем верно.

Дело в том, что каждый элемент стропильной системы крыши берет на себя определенную нагрузку, которая была изначально рассчитана только на него одного, а не на всю крышу сразу. А поэтому необходимо перевести единицы измерения кг/м2 в единицу измерения кг/м, т.е. килограммы на метры.

Это значит измерить линейное давление на стропила, или обрешетку, свесы и прогоны. А все это – линейные конструкции, нагрузки действуют вдоль продольной оси каждого:

Расчет нагрузки на каждое стропило крышиРасчет нагрузки на каждое стропило крыши

Если мы возьмем отдельное стропило, на нее действует та нагрузка, которая будет расположена прямо над ним. И чтобы изменить площадь общей нагрузки на крышу, нужно изменить ширину шага установки стропил.

И, наконец, подведем итог и отметим самую распространенную ошибку при расчете снеговых нагрузок на крышу. Это – опущение того момента, что все нагрузки действуют в совокупности. Сама крыша имеет вес, стоящий на ней человек, утеплители и много чего другого!

Поэтому все нагрузки, которые воздействуют на крышу, нужно суммировать и множить на коэффициент 1,1. Вот тогда вы получите уже какое-то реальное значение. Почему на 1,1? Чтобы учесть дополнительные неожиданные факторы, вы ведь не хотите, чтобы стропильная система работала на пределе? Ремонт обычно бывает сложным и дорогостоящим.

В зависимости от полученного значения, вам теперь нужно рассчитать шаг установки стропил. Во внимание также нужно будет взять длину стены здания и удобство размещения на ней целого числа стабильных ног при одинаковом расстоянии: например, 90 см, 1,5 метра, 1,2 метра.

Довольно часто решающий критерий выбора шага стропил – экономический, хотя свои условия также диктует выбранное кровельное покрытие. Но помните о том, что при обустройстве крыши все просчитывают так, чтобы стропила легко могли выдерживать возлагаемые на них давление. А для этого прикиньте несколько вариантов установки стропил и определите для каждого этого варианта сечение досок и расход материала.

Правильно выбранным шагом считается такой, где материалоемкость самая меньшая при том, что итоговые свойства остаются такими же. И учитывайте при этом, что, кроме стропил, обрешетки и прогонов еще в конструкции крыши всегда есть такие дополнительные несущие элементы, как стойки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.