Как произвести расчет ветровой и снеговой нагрузки на кровлю в зависимости от региона проживания

Самостоятельный расчёт

Есть пять основных факторов, которые влияют на несущую способность односкатной крыши:

1. Угол наклона ската.
2. Тип кровельного материала.
3. Климат в регионе, где возводится дом.
4. Размеры строения и крыши.
5. Виды материалов для теплоизоляционного пирога.

Необходимо отметить, что два первых параметра между собой взаимосвязаны. Существуют определённые нормативы, которые обозначают – при каком угле наклона, какой кровельный материал может быть использован. К примеру:

• шифер или штучная черепица – минимальный наклон ската 22°;
• профнастил — 12°;
• металлочерепица — 14°;
• ондулин — 6°;
• битумная черепица — 11°;
• рулонные материалы в три слоя – 3–5°, в два — 15°.

То есть, производя расчёт односкатной крыши надо в первую очередь решить, какой у кровли будет покрытие. Исходя из этого, принимать решение относительно наклона ската.

Что касается климатических условий, то здесь за основу берутся две позиции: нагрузка снежная и ветровая. Оба значения относятся к временным нагрузкам, так как действуют не постоянно. Но учитывать их надо обязательно. Для этого применяют специальные формулы.

Снеговая нагрузка

Вот её формула:

S = Sg * µ, где Sg – это нормативная масса снежного покрова на 1 м² плоскости ската, µ — поправочный коэффициент, в основе которого лежит угол наклона односкатной крыши. Для наклона до 25°, коэффициент равен «1», выше этого значения – «0,7», выше 60° коэффициент не учитывается.

Ветровая нагрузка

Формула такая:

W = Wo * k, где Wo – норматив, действующий в определённом регионе, k – поправочный коэффициент, учитывающий высоту расположения крыши над землёй, тип местности, место застройки (открытые или закрытое).

Необходимо понимать, что обе нагрузки не учитывают частные ситуации. К примеру, резкий сильный порыв ветра, которые в районе застройки случаются крайне редко. Или выпавшая за одни сутки месячная норма снега. Поэтому рекомендуется в процессе расчёта стропил и остальных элементов односкатной крыши увеличить конечное значение на 15–20%.

Добавим, что нормативные значения снеговой и ветровой нагрузки можно найти в свободном доступе в интернете. Они могут быть графическими или табличными.

Нагрузка от кровельного материала

Две предыдущие нагрузки относятся к категории «временных». Но есть так называемые постоянные, которые в первую очередь ложатся в расчёты стропил односкатной крыши. По сути, в этой конструкции постоянная нагрузка – это кровельный материал, а точнее, его вес с учётом на 1 м² поверхности ската.

Сложность расчёта этого вида нагрузки заключается в том, что у некоторых материалов в расчёт берётся не фактическая площадь, а реальная (в основном полезная). Все дело в том, что большинство кровельных материалов укладываются на обрешётку крыши с нахлестом, который сокращает площадь покрытия, но увеличивает вес изделий с учётом давления на 1 м² покрываемой поверхности. При этом надо обязательно учитывать всю со свесами и карнизами, выступами с боков.

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

• Предпочтительнее применять для мауэрлата брус с квадратным сечением.
• Установка производится с условием, что до угла несущей стены должно остаться 3-5 см. То есть мауэрлат примерно на 10 см короче стены, на которую он укладывается.
• При тонких стенах мауэрлат должен быть уложен с перекрытием стены на 4-5 см, то есть быть толще ее на 10 см. В этом случае брус хорошо распределяет нагрузку от стропильной системы и не допускается разрушение краев стены.

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

длина стропил;
вес планируемого кровельного материала;
снеговая нагрузка;
при планировании стропильной системы кроме веса снега важно произвести расчет ветровой нагрузки на кровлю. Особенно важен этот момент в ветреных регионах или при отдельно стоящем от остальных зданий доме.

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%.

Не менее важно учесть вес такого кровельного элемента, как обрешетка. Если планируется использование мягкой кровли и создание под нее сплошной обрешеточной системы, то подобная конструкция будет также иметь значительный вес, который в обязательном порядке должен быть учтен при проектировании кровли.

Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка на крышу при боковом давлении воздушного потока несет столкновение с крышей и со стеной здания. Завихрение потока, происходящее у стены, частично уходит к фундаменту, другая часть потока по касательной стены производит удар о свес крыши. Атака ветрового потока огибает касательно конек крыши с захватом спокойных молекул воздуха со стороны подветренной и уходит прочь. Исходя из этого, сил способных сорвать кровлю или опрокинуть ее, возникает сразу три. Одна – сила подъема, которая образуется при разности давления воздуха со стороны подветренной, и две другие силы – касательные со стороны наветренной.

Возникает еще одна сила, способная вдавить склон крыши, действующая перпендикулярно скату. Касательные и нормальные силы могут изменять свое значение в зависимости от угла наклона ската. Понятно, что чем больше величина угла наклона кровли, тем большее влияние принимают силы нормальные и меньше касательные. На крышах пологих принимают большое значение касательные силы, увеличиваясь в своей подъемной силе со стороны подветренной, таким образом, уменьшается нормальная сила со стороны наветренной.

А теперь давайте посмотрим, как происходит расчет нагрузки. Кстати, на карте Украины вам вновь придется переводит Паскали в килограммы, как мы это делали при расчете снеговой нагрузки.

Расчет ветровой нагрузки w, зависящей от высоты z над землей, определяется по такой формуле:  Wр = W?k(z)?c, в которой W – расчетное значение давления ветра, определяемое по карте «Изменениях к СНиП  2.01.07-85»; а коэффициент k учитывает изменения ветрового давления для z, определим по таблице; коэффициент c – учитывает изменения всех направлений давления нормальных сил, в зависимости от расположения ската к наветренной или подветренной сторон.

Аэродинамические коэффициенты со знаком «плюс» определяют направление создаваемого давления ветра на поверхность (давление активное), «минус» — от соответствующей поверхности (отсос). Линейной интерполяцией находятся промежуточные значения нагрузок. При затрудненном использовании таблиц 3, 4 на рисунке про аэродинамические коэффициенты ветровой нагрузки, практикуют выбор наибольшего значения коэффициентов для определенных углов наклона крыш.

Крыши с крутым углом наклона, ветер разрушает опрокидыванием, пологие крыши – срываются. Для избегания разрушения, строители нижние концы стропильных ног прикрепляют скруткой из проволоки к ершу, который вбит в стену. Ерш представляет собой штырь из металла с насечками предотвращающие выдергивание, изготавливают способом ковки. Если неизвестен факт стороны, с которой ожидается сильный ветер, то лучше стропильные ноги прикрутить через одну по периметру всего здания – стороны с умеренным ветром, и каждую ногу – в районе с сильным воздушным давлением. Укрепление стропил можно произвести другим образом – концы проволоки заложить в укладку стен во время строительства. Чтобы не испортить внешний фасад, концы проволоки выпустить внутрь чердачного помещения. Удобна в таком использовании отожженная стальная проволока, с диаметрами начиная от 4 мм и до 8 мм.

Общую устойчивость каркаса крыши обеспечивают подкосами, раскосами и связками по диагонали. Способствует стропильной системе использование устройства обрешетки.

Вот таким образом и происходит расчет ветровой нагрузки на крышу.

Если вы внимательно читали, то должны были понять, что вообще их себя представляют ветровая и снеговая нагрузка для вашего будущего дома. Если отнесетесь не серьезно к этому делу, то может произойти беда. Это еще не все виды нагрузок. Оставшиеся виды описываются в другой статье.

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 :

• нагрузка от слоя снега на несущую конструкцию кровли имеет свойство возрастать в несколько раз при резком потеплении с последующим морозом; это вызывает превышение нагрузки, расчет которой выполнялся некорректно; стропильная система, гидроизоляция и теплоизоляция при этом подвергаются деформациям;
• кровля сложной формы с многочисленными примыканиями, переломами и другими архитектурными особенностями, имеет свойство собирать снег; это способствует неравномерной нагрузке, что не всегда учитывается при расчете;
• снег, который сползает к карнизу, собирается возле краев и предоставляет опасность для человека; по этой причине в районах с большим количеством осадков рекомендуется заблаговременно устанавливать снегозадержатели;
• сползание снега с карниза может повредить водосточную систему; во избежание этого нужно своевременно очищать крышу или применять снегозадержатели.

Определение массы снега и нагрузки по СНиП

Чтобы пресечь разрушение кровельных конструкций крыши, при ее проектировании осуществляются расчеты нагрузки от зимних осадков.

1. Удельный вес обычного снега равен 100 кг/м ³.
2. Если он мокрый, то его плотность достигает 280 кг/м³.
3. Масса слежавшегося наста достигает 500 кг/м³.
4. Кубический метр льда весит 916 кг.

Зная, сколько весит снег, можно спроектировать несущие конструкции крыши, которые его выдержат.

Особенности определения нагрузки от снеговых масс

Расчет несущей конструкции кровли производится при помощи способа выявления предельных состояний:

1. Первое из них возникает, если из-за нагрузок была потеряна несущая способность сооружения, и оно разрушается. Расчет конструкции при этом производится на максимум возможных воздействий.

Результат неправильного расчета нагрузки от снега — крыша обвалилась от его тяжести.

Данное положение описывается формулой Q≤R. Это значит, что напряжения, появляющиеся в сооружении от нагрузок, не должны быть больше максимально допускаемых.

1. 22222Второй вид предельного состояния появляется от слишком сильных деформаций при статической либо динамической нагрузке. Сооружение недопустимо прогибается, сочленяющие узлы в нем могут раскрываться. Крыша не приходит в негодность полностью, но требует ремонта.

Стропильная система выдержала снеговую массу, но покрытие придется ремонтировать.

Данное положение описывает формула F≤Fн. Это означает, что возникающее при нагрузке прогибание сооружения не должно быть выше допустимых значений.

Для нагрузок от зимних осадков каркас кровли рассчитывается по первой категории предельных состояний. Тут учитывается вся масса снега Q. Это значение называется расчетной нагрузкой и обозначается как Qр.н.

Для вычислений по второй категории предельных состояний снеговая масса берется с понижающим коэффициентом 0,7. Иными словами — расчет производится при нагрузке составляющей 0,7∙Q. Этот показатель указывается как Qр.н.н. (расчетное значение по норме нагрузки).

Влияние угла уклона кровли на вычисления

Влияние розы ветров на снеговую шапку — на подветренном скате кровли она гораздо больше.

Исходя из наклона кровли и ветровой нагрузки, снега на ней бывает больше либо меньше, чем на горизонтальной поверхности грунта. При буранах, метелях его частички уносятся воздушными потоками на подветренную сторону, где и оседают.

Таблицу и карту для расчета можно найти в этом своде правил.

Повышение и понижение снеговой нагрузки на кровлю, на которую влияют роза ветров и уклон скатов, учитывает коэффициент µ. СНиП №2.01.07/85 определяет такие его величины:

• если угол наклона кровли равен меньше 25˚, то данная величина составляет 1;
• когда уклон равен 25–60˚, то берется параметр 0,7;
• при наклоне скатов больше 60 градусов коэффициент не используется.

Как производятся вычисления

Толщина снежного слоя определяется над горизонтальной поверхностью земли. Затем эта величина перемножается на коэффициент 1,5.

Для учета по районам России используется таблица из СП №20.13330/2011. В ней указывается нормативная масса слоя снега над горизонтальной поверхностью почвы:

Снеговой район РФ	1	2	3	4	5	6	7	8
Q, кг/м² (кПа)	80 (0,8)	120 (1,2)	180 (1,8)	240 (2,4)	320 (3,2)	400 (4)	480 (4,8)	560 (5,6)

Также применяется специальная карта из того же свода правил, указывающая снеговые районы РФ:

Карта снеговых районов России.

По ней видно, что, например, в Московской области масса снежного покрова составляет 126/180 кг/м².

Чем уклон скатов крыши больше, тем меньше на ней лежит снега, так как он сходит с нее под собственной тяжестью. При параметре более 60˚ снег на кровле вообще не задерживается. То есть µ=0.

На крутой крыше снега практически не остается, он сползает с нее.

Для промежуточных величин наклона крыши коэффициент определяется способом усреднения. Например:

• для скатов, наклоненных под углом в 50˚, коэффициент µ составляет 0,33;
• для 45˚ — 0,5;
• для 40˚ — 0,66.

Нужные для выбора сечения и шага монтажа стропил, расчетная и нормативная нагрузки от массы снега, вычисляются при умножении полной нагрузки от его веса на коэффициент µ:

1. Qр.н.=Q∙µ — для первой категории предельных состояний;
2. Qр.н.н.=(0,7∙Q)∙µ — для второйгруппы.

При расчетах в первом случае полная снеговая нагрузка ищется в таблице из СП №20.13330/2011. При вычислениях во втором случае табличная величина массы снежного слоя перемножается на 0,7. Можно этого и не делать, а определить нагрузку по карте из свода правил, учитывающей типы местности.

Расчетное значение ветровой нагрузки

Нормативное значение ветровой нагрузки (1) составляет:

\({w_n} = {w_m} + {w_p} = 0,1 + 0,248 = {\rm{0,348}}\) кПа. (20)

Итоговое расчетное значение ветровой нагрузки, по которому далее будут определяться усилия в сечениях молниеприемника, основано на нормативной величине, с учетом коэффициента надежности:

\(w = {w_n} \cdot {\gamma _f} = {\rm{0,348}} \cdot 1,4 = {\rm{0,487}}\) кПа. (21)

Частые вопросы (FAQ)

От чего зависит частотный параметр в формуле (6)?

частотный параметр зависит от расчетной схемы и условий ее закрепления. Для стержня, у которого один конец жестко заделан, а второй — свободен (консольная балка), частотный параметр равен 1,875 для первой формы колебаний и 4,694 — для второй .

Что означают коэффициенты \({10^6}\), \({10^{ — 8}}\) в формулах (7), (10)?

эти коэффициенты приводят все параметры к одним единицам измерения (кг, м, Па, Н, с).

Расчет деревянных элементов покрытия: обрешетки и стропильной ноги

1. Расчет несущих элементов покрытия

Стропильные ноги рассчитывают как свободно лежащие балки на двух опорах с наклонной осью. Нагрузка на стропильную ногу собирается с грузовой площади, ширина которой равна расстоянию между стропильными ногами. Расчетная временная нагрузка q должна быть расположена на две составляющие: нормальную к оси стропильной ноги и параллельно к этой оси.

2.1.1. Расчет обрешетки

Принимаем обрешетку из досок сечением 50´50 мм (r = 5,0 кН/м), уложенных с шагом 250 мм. Древесина — сосна. Шаг стропил 0,9 м. Уклон кровли 35 0 .

Расчет обрешетки под кровлю ведется по двум вариантам загружения:

а) Собственный вес кровли и снег (расчет на прочность и прогиб).

б) Собственный вес кровли и сосредоточенный груз.

1.Принимаем бруски 2-го сорта с расчетным сопротивлением R_u=13 МПа и модулем упругости Е=1´10 4 МПа.

2.Условия эксплуатации Б2 (в нормальной зоне), m_в=1; m_н=1,2 для монтажной нагрузки при изгибе.

4.Плотность древесины r=500 кг/м 3 .

5.Коэффициент надежности по нагрузке от веса оцинкованной стали g_f=1,05; от веса брусков g_f=1,1.

6.Нормативный вес снегового покрова на 1м 2 горизонтальной проекции поверхности земли S=2400 Н/м 2 .

Расчетная схема обрешетки

Сбор нагрузки на 1м.п. обрешетки, кН/м

где S — нормативное значение веса снегового покрова на 1 м 2 горизонтальной

поверхности земли, принимаемое по табл. 4 , для IV снегового рай-

m — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к

снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый по п. 5.3 – 5.6 .

При загружении балки равномерно распределенной нагрузкой от собственного веса и снега наибольший изгибающий момент равен:

При углах наклона кровли a³10° учитывают, что собственный вес кровли и обрешетки равномерно распределен по поверхности (скату) крыши, а снег — по ее горизонтальной проекции :

M_x = M cos a = 0.076 cos 29 0 = 0.066 кН´м

M_y= M sin a = 0.076 sin 29 0 = 0.036 кН´м

Прочность брусков обрешетки проверяют с учетом косого изгиба по формуле:

где M_x и M_y — составляющие расчетного изгибающего момента относительно главных осей X и Y.

R_y=13 МПа — расчетное сопротивление древесины изгибу.

g_n=0,95 — коэффициент надежности по назначению.

Момент инерции бруска определяем по формуле:

Прогиб в плоскости, перпендикулярной скату:

Прогиб в плоскости, параллельной скату:

где Е=10 10 Па — модуль упругости древесины вдоль волокон.

Проверка прогиба:

где

При загружении балки собственным весом и сосредоточенным грузом наибольший момент в пролете равен:

Проверка прочности нормальных сечений:

где R_y=13 МПа — расчетное сопротивление древесины изгибу.

g_n=0,95 — коэффициент надежности по назначению.

Условия по первому и второму сочетаниям выполняются, следовательно принимаем обрешетку сечением b´h=0,05´0,05 с шагом 250 мм.

2.1.2. Расчет стропильных ног

Рассчитаем наслонные стропила из брусьев с однорядным расположением промежуточных опор под кровлю из оцинк. кр. железо. Основанием кровли служит обрешетка из брусков сечением 50

=0,25 м =1,0 м

Район строительства – г. Вологда.

Расчетная схема стропильной ноги

Бруски обрешетки размещены по стропильным ногам, которые нижними

концами опираются на мауэрлаты (100

Производим сбор нагрузок на 1 м 2 наклонной поверхности покрытия, данные заносим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2Сбор нагрузки на 1м.п. стропильной ноги, кН/м

где S — нормативное значение веса снегового покрова на 1 м 2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое по табл. СНиП 4 , для IV снегового района S = 2,4 кПа;

m — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый по п. 5.3 – 5.6 .

Производим статический расчет стропильной ноги как двухпролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой. Опасным сечением стропильной ноги является сечение на средней опоре.

Изгибающий момент в этом сечении:

Вертикальное давление в точке С, равное правой опорной реакции двухпролетной балки составляет:

При симметричной нагрузке обоих скатов вертикальное давление в точке С удваивается:

Раскладывая это давление по направлению стропильных ног, находим сжимающее усилие в верхней части стропильной ноги:

Растягивающее усилие в ригеле равно горизонтальной проекции усилия N.

Проверяем сечение стропильной ноги.

Из условия прочности при изгибе определяем требуемый момент инерции, вводя коэффициент 1,3 для возможности восприятия сечением продольной силы и момента.

Сечение Æ16см удовлетворяет требованиям. W_x=409,6 см 3 , J_x=3276,8 см 4 . Производим проверку сечения на сжатие с изгибом:

Определение давления снега на кровлю по СНиП

При появлении необходимости определить, какая нагрузка от снега на крышу существует в данном регионе, сразу возникает масса вопросов. Прежде всего, каким образом можно узнать величину снежного покрова? Прямое измерение линейкой полезной информации не даст – каждая зима имеет свои особенности, бывают малоснежные сезоны, когда уровень осадков меньше обычного.

Величина снегового воздействия может быть определена с помощью приложений СНиП. Существует карта РФ, в которой очерчены и пронумерованы все регионы, имеющие одинаковую величину снежного покрова. Рассмотрим актуальную на сегодня редакцию этого приложения:

Карта СНИП РФ с регионами, имеющими одинаковую величину снежного покрова Источник stroy-okey.ru

Для определения снегового давления на кровлю надо отыскать интересующую точку на карте и выяснить, к какому снеговому району она принадлежит. Затем используем таблицу:

Снеговые районы РФ	Величина нагрузки кг/м²
1	80
2	120
3	180
4	240
5	320
6	400
7	480
8	560

Если площадь крыши известна, то определить вес снега не составит труда – надо просто разделить ее на табличное значение для данного региона. Но полученное значение показывает нагрузку на горизонтальную плоскость. Для учета угла наклона используется поправочный коэффициент. Он найден опытным путем и имеет следующие значения:

• При угле наклона до 25° – 1.
• При угле наклона от 25 до 60° – 0,7.
• При угле наклона более 75° – 0.

Нулевое значение поправочного коэффициента принято потому, что считается, что такой наклон обеспечивает самостоятельный сход снега со скатов, и давление отсутствует. Для таких крыш нередко используют снегозадержатели, препятствующие слишком массированному сходу снега.

Снегозадержатели препятствуют массированному сползанию снега Источник umnik.spb.ru

Сбор нагрузок на кровлю и стропила

По этой причине в местах с повышенной снеговой нагрузкой строительство домов производится с углом наклона от 45° до 60°. Но даже при такой крутизне у сложной конфигурации крыши по причине большого количества сложных соединений и примыканий будет неравномерная нагрузка.

● Антиобледенительная система с кабельным обогревом действенно помогает предотвратить образованию наледи и сосулек. Данная система в ручном или автоматическом режиме управления контролирует установленный по всему периметру крыши нагревательный элемент.

● Расчёт конструкции в процессе проектирования идёт в зависимости от воздействия нагрузки. Вес снега в среднем составляет 100 кг/м³, но в мокром состоянии вес снег может достигать и 300 кг/м³. Исходя из толщины снегового слоя, можно достаточно легко рассчитать нагрузку на всю площадь крыши.

• Толщину снежного покрова необходимо измерять на открытом участке, но для увеличения запаса прочности эту величину надо будет умножить на 1,5. Ввиду региональных климатических условий есть карта снеговой нагрузки. Основные правила и требования СНиП построены согласно этой карте.

● Полная снеговая нагрузка на крышу рассчитывается по формуле: S=Sрасч.×μ

S – полная снеговая нагрузка; Sрасч. – расчётное значение веса снега на 1 м² горизонтальной поверхности земли; μ – расчётный коэффициент, учитывающий наклон кровли.

• Карта расчетных снеговых нагрузок в регионах России СНиП оговаривает следующие значения коэффициента μ:

— при уклоне крыши менее, чем 25° его значение равняется единице; — при величине уклона от 25° до 60° он имеет значение 0,7; — если уклон составляет более 60°, то при расчёте нагрузки расчетный коэффициент не учитывается.

• Установка снегозадержателей эффективно борется со сползанием снега с карниза крыши. При их установке нет нужды в ручной очистке крыши от снега. Если нормативная снеговая нагрузка на превышает 180 кг/м², то устанавливаются трубчатые конструкции, а при более плотном весе снежного покрова применяются снегозадержатели в несколько рядов.

● Случаи использования снегозадержателей, согласно СНиП:

• При уклоне 5% и более с наружным водостоком снегозадержатели монтируются на расстоянии 0,6-1,0 метра от края кровли.

• При использовнии трубчатых снегозадержателей под ними должна быть сплошная обрешётка крыши.

• Кроме этого, СНиП описывает основные конструкции и геометрические размеры снегозадержателей, а также места их установки и принцип действия.

• Плоские типы крыши, особенно в частном домостроении, в регионах со значительной снеговой нагрузкой практически не используются. На плоской крыше накапливается очень большое количество снега и при расчёте нагрузки необходимо обеспечить серьёзный запас прочности несущей конструкции. На горизонтальной поверхности крыши организация водосточной системы должна предусматривать уклон в сторону водосточной воронки не менее 2º и наличие системы подогрева кровли.

• Расчёт основных нагрузок позволит наиболее оптимально решить вопрос выбора конструкции стропильной системы и обеспечит долгий срок службы кровельного покрытия с сохранением надёжности и безопасности. При использовании результатов расчётов и исходя из значений нагрузки можно будет легче определиться с выбором типа крыши и кровельного материала с необходимыми характеристиками.

Использование материалов сайта при условии обязательной гиперссылки на данный ресурс.

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.

Дляполученияинформации о выходе новых статей и для возможности скачивать рабочие файлы программпрошу 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!

Расчет нагрузки снега на кровлю

Еще на этапе проектирования кровли для исключения повреждений ее конструкции при обильных осадках, проводят расчетные мероприятия. Средний вес снега составляет 100 кг на куб. метр, а влажные осадки весят еще больше, что составляет 300 кг на 1 куб. метр. Зная эти примерные величины, можно достаточно просто произвести расчет допустимой снеговой нагрузки.

Но для этого также понадобится знание толщины выпадающего слоя снега. Измерить этот показатель можно на ровном участке, а полученное число умножить на коэффициент, который предполагает запас и равняется 1,5. Для того чтобы учесть региональный показатель, можно использовать специальную карту. Она стала основой для получения правил СНиП и других нормативов. В целом показатель определяется по следующей формуле:

S=S_{расч. *} μ

В соответствии с данной формулой, ее составляющие расшифровываются так:

• S – снеговая нагрузка полного типа
• S_расч — значение веса на квадратный метр горизонтальной площадки.
• μ – коэффициент наклона кровли.

Обычно, как говорилось ранее, расчеты производятся по карте снеговых нагрузок, которая представлена ниже:

В соответствии со СНиП существуют такие показатели коэффициента наклона кровли:

• Если уклон кровли составляет менее 25 градусов, то коэффициент равен 1.
• Если уклон кровли находится в пределах от 25 до 60 градусов, то коэффициент будет равен 0,7.
• При уклоне более 60 градусов, коэффициент можно и вовсе не учитывать.

При этом учитывается и та сторона, с которой дует ветер. Это нужно, так как с наветренной стороны снега будет в любом случае меньше, чем с подветренной.

Для того чтобы лучше понять, каким образом производится расчет снеговой нагрузки, представим наглядный пример для Московской области. Рассчитываемая кровля имеет уклон, равный 30 градусам. Итак, согласно требованиям СНиП, производим расчет:

1. В карте находим, месторасположение Московской области и выявляем, что она относится к третьему климатическому району. Здесь значение нагрузки на крышу равно 180 кг на 1 кв. метр.
2. Согласно формуле, подсчитываем общий показатель веса снега. Для этого 180 умножаем на коэффициент, равный 0,7. Получаем число 126 кг на кв. метр.
3. Уже по этому показателю создается стропильная система, которая рассчитывается по максимальным числам.

Помимо такого варианта, существует полный расчет, который также представлен в СНиП и имеет там соответствующую таблицу. Расчет ведется по следующей формуле:

Q1 = m*Q

Здесь в качестве показателя коэффициента выступает m, который рассчитан по методу интерполяции. При уклоне крыши в 30 градусов он равен 1, а при 60 градусах – 0.

Q

Может быть произведен расчет нормативного показателя. Для этого нужно пользоваться атласом, в котором зафиксированы изменения СНиПа или же высчитывать показатель по формуле: Q2 = 0,7* Q* m. Если расчет производится для той конструкции, которая монтируется на территориях с постоянными ветрами, сносящими снег с крыши, то необходимо в формулу добавлять коэффициент C. Он равен 0,85. Но для добавления этого показателя есть целый ряд условий. Это скорость ветра не ниже 4 м/с, среднемесячная температура в зимние месяцы не выше -5 градусов, а уклон должен находится в пределах от 12 до 20 градусов.

Важно! Если непонятно, как рассчитать нагрузку самостоятельно, то лучше обратиться к специалистам.