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 :
- 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.
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:
- 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°. расчетный коэффициент не учитывается при расчете нагрузки.
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 :
- По карте районов России определяем, что Московский регион находится в 3-м климатическом районе, где нормативное значение снеговой нагрузки составляет 180 кг/м 2 .
- По формуле из СНиП определяем полную нагрузку:180×0,7=126 кг/м 2 .
- 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:
- при уклоне 5% и более с наружным водостоком;
- снегозадержатели устанавливают на расстоянии 0,6-1,0 метра от края кровли;
- при эксплуатации трубчатых снегозадержателей под ними должна предусматриваться сплошная обрешетка крыши.
Также СНиП описывает основные конструкции и геометрические размеры снегозадержателей, места их установки и принцип действия.
Плоские кровли
На плоской горизонтальной поверхности скапливается максимально возможное количество снега. Расчет нагрузок в этом случае должен обеспечивать необходимый запас прочности несущей конструкции.
Плоские горизонтальные крыши практически не строят в районах России с большим количеством атмосферных осадков. Снег может скапливаться на их поверхности и создавать чрезмерно большую нагрузку, которая не учитывалась при расчете.
При организации водосточной системы с горизонтальной поверхности прибегают к установке подогрева, который обеспечивает стекание воды с крыши.
Уклон в сторону водосточной воронки должен быть не менее 2°, что даст возможность собирать воду со всей кровли.
При строительстве навеса для беседки, стоянки автомобиля, дачного домика особое внимание уделяют расчету нагрузки. Навес в большинстве случаев имеет бюджетную конструкцию, которая не предусматривает влияния больших нагрузок.
С целью увеличения надежности эксплуатации навеса используют сплошную обрешетку, усиленные стропила и другие конструктивные элементы.
Используя результаты расчета можно получить заведомо известное значение нагрузки и использовать для строительства навеса материалы необходимой жесткости.
Расчет основных нагрузок дает возможность оптимально подойти к вопросу выбора конструкции стропильной системы. Это обеспечит длительную службу кровельного покрытия, повысит его надежность и безопасность эксплуатации.
Установка возле карниза снегозадержателей позволяет обезопасить людей от сползания опасных для человека снежных масс. В дополнение к этому отпадает необходимость ручной очистки.
Комплексный подход в проектировании кровли также включает вариант монтажа системы кабельного обогрева, которая будет обеспечивать стабильную работу водосточной системы при любой погоде.
Источник: http://stroykrishu.ru/raschet-snegovoj-nagruzki-na-krovlyu.html
Сбор нагрузок от снега. Снеговой мешок
В статье «Как определить нагрузку на крышу в вашем районе» мы определились с вариантом классической двухскатной крыши. Но очень часто бывают ситуации, когда к дому пристраиваются навесы, и не каждый знает, что эти навесы будут нагружены снегом значительно больше, чем сама крыша. При сборе нагрузок от снега есть такое понятие как снеговой мешок.
Если на крыше есть перепады высоты, либо просто навес примыкает к высокой стене, то создаются благоприятные условия для наметания сугроба в этом месте. И чем выше стена, к которой примыкает крыша, тем больше будет высота этого сугроба, и тем больше нагрузка будет воздействовать на несущие конструкции.
Иногда снеговой мешок способен увеличить стандартную снеговую нагрузку в несколько раз.
Разберем ситуацию на примере.
Дом с двускатной крышей. К нему с двух сторон пристраивается навес. Необходимо определить снеговую нагрузку на 1 м2 крыши дома и двух навесов. Район строительства – Киевская область (160 кг/м2).
1) Определим снеговую нагрузку на крышу дома.
Угол наклона крыши 35 градусов. Откроем схему 1 приложения Ж ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия».
Т.к. угол наклона крыши не вписывается в диапазон 20-30 градусов, и мостики с фонарями отсутствуют, то нам нужно взять схему нагрузки по варианту 1 – одинаковую для всей крыши.
По интерполяции определяем:
| α = 25° | α = 35° | α = 60° |
| μ = 1 | μ = 0,71 | μ = 0 |
Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:
Se = γfeS0C = 0,49*160*0,71 = 55,7 кг/м2;
здесь:
γfe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,
S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,
С = μCeCalt = 0.71*1*1 = 0.71 – согласно п. 8.6 ДБН.
Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:
Sm = γfmS0C = 1.14*160*0,71 = 129.5 кг/м2;
здесь:
γfm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком),
S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,
С = μCeCalt = 0.29*1*1 = 0.71 – согласно п. 8.6 ДБН.
2) Определим снеговую нагрузку на навес, расположенный вдоль длинной (12-метровой) стороны здания.
Откроем схему 8 приложения Ж ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия».
Т.к. у нас навес, а не веранда со стенами, нам нужно остановиться на варианте «б».
Проверим, нужно ли учитывать местную нагрузку у перепада (здесь и ниже величина S0 берется в кПа):
h = 1 м > S0/2h = 1.6/(2*1) = 0.8 м – учитывать местную нагрузку необходимо, коэффициент μ определять нужно. (В противном бы случае для всего навеса действовал бы один коэффициент μ1).
Определим коэффициент μ для нашего случая:
μ = 1 + (m1L1′ + m2L2′)/h = 1 + (0.3*9 + 0.19*2)/1 = 4,08,
при этом μ = 4,08 < 6 (для навесов) и μ = 4,08 > 2h/S0 = 2*1/1.6 = 1.25 – окончательно принимаем μ = 1.25.
Здесь:
m1 = 0,3 – для плоского покрытия дома с уклоном более 20 градусов;
m2 = 0,5k1k2k3 = 0,5*0,46*0,83*1 = 0,19 (при длине навеса вдоль дома a < 21 м);
k1 = √а/21 = √4,5/21 = 0,46 (здесь а – длина навеса вдоль здания);
k2 = 1 – β/35 = 1 – 6/35 = 0,83 (здесь β – угол уклона навеса);
k3 = 1 – φ/30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (здесь φ – угол уклона навеса вдоль дома, его можно увидеть в варианте «в» схемы 8).
L1′ = L1 = 9 м – при отсутствии фонарей;
L2′ = L2 = 2 м – при отсутствии фонарей;
h = 1 м – величина перепада между крышей и навесом.
Найдем длину зоны повышенных снегоотложений. Проверим условие:
μ = 4,08 > 2h/S0 = 2*1/1.6 = 1.25 (здесь μ берем найденное в расчете, а не принятое окончательно), тогда находим b по формуле:
b = 2h(μ – 1 + 2m2)/(2h/S0 – 1 + 2m2) = 2*1(4,08 – 1 + 2*0.19)/(2*1/1,6 – 1 + 2*0,19) = 11 м < 16 м.
Т.к. b = 11 м > 5h = 5*1 = 5 м, окончательно принимаем b = 5 м.
Сравним величины:
b = 5 м > L2 = 2 м – расчет ведем по варианту 2 схемы 8.
Определим коэффициент μ1:
μ1 = 1 – 2 m2 = 1 – 2*0,19 = 0,62.
Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:
Se = γfeS0C = 0,49*160*1,25 = 98 кг/м2;
Se1 = γfeS0C1 = 0,49*160*0,62 = 48,6 кг/м2;
здесь:
γfe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,
S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,
С = μCeCalt = 1,25*1*1 = 1,25 – согласно п. 8.6 ДБН,
С1 = μ1CeCalt = 0,62*1*1 = 0,62 – согласно п. 8.6 ДБН.
Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:
Sm = γfmS0C = 1.14*160*1,25 = 228 кг/м2;
Sm1 = γfmS0C1 = 1.14*160*0,62 = 113 кг/м2;
здесь:
γfm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком).
3) Определим снеговую нагрузку на навес, расположенный вдоль короткой (9-метровой) стороны здания.
Для этого навеса из-за формы фронтона величина перепада h будет разной, поэтому снеговая нагрузка будет переменной не только поперек, но и вдоль навеса.
a. Найдем значения снеговой нагрузки для максимального значения высоты перепада h = 4,5 м.
Проверим, нужно ли учитывать местную нагрузку у перепада (здесь и ниже величина S0 берется в кПа):
h = 4,5 м > S0/2h = 1.6/(2*4,5) = 0.17 м – учитывать местную нагрузку необходимо, коэффициент μ определять нужно.
Определим коэффициент μ:
μ = 1 + (m1L1′ + m2L2′)/h = 1 + (0.4*12 + 0.25*2)/4,5 = 2,18,
при этом μ = 2,18 < 6 (для навесов) и μ = 2,18 < 2h/S0 = 2*4,5/1.6 = 5,6 – окончательно принимаем μ = 2,18.
Здесь:
m1 = 0,4 – для плоского покрытия дома с уклоном менее 20 градусов (в этом направлении уклона у крыши нет);
m2 = 0,5k1k2k3 = 0,5*0,6*0,83*1 = 0,25 (при длине навеса вдоль дома a < 21 м);
k1 = √а/21 = √7,5/21 = 0,6 (здесь а – длина навеса вдоль здания);
k2 = 1 – β/35 = 1 – 6/35 = 0,83 (здесь β – угол уклона навеса);
k3 = 1 – φ/30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (здесь φ – угол уклона навеса вдоль дома, его можно увидеть в варианте «в» схемы 8).
L1′ = L1 = 12 м – при отсутствии фонарей;
L2′ = L2 = 2 м – при отсутствии фонарей;
h = 4,5 м – величина перепада между крышей и навесом.
Найдем длину зоны повышенных снегоотложений. Проверим условие:
μ = 2,18 < 2h/S0 = 2*4,5/1.6 = 5,6, тогда находим b по формуле:
b = 2h = 2*4.5= 9 м < 16 м.
Сравним величины:
b = 9 м > L2 = 2 м – расчет ведем по варианту 2 схемы 8.
Определим коэффициент μ1:
μ1 = 1 – 2 m2 = 1 – 2*0,25 = 0,5.
Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:
Se = γfeS0C = 0,49*160*2,18 = 171 кг/м2;
Se1 = γfeS0C1 = 0,49*160*0,5 = 39,2 кг/м2;
здесь:
γfe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,
S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,
С = μCeCalt = 2,18*1*1 = 2,18 – согласно п. 8.6 ДБН,
С1 = μ1CeCalt = 0,5*1*1 = 0,5 – согласно п. 8.6 ДБН.
Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:
Sm = γfmS0C = 1.14*160*2,18 = 398 кг/м2;
Sm1 = γfmS0C1 = 1.14*160*0,5 = 91,2 кг/м2;
здесь:
γfm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком).
b. Найдем значения снеговой нагрузки для минимального значения высоты перепада h = 1,0 м.
Проверим, нужно ли учитывать местную нагрузку у перепада (здесь и ниже величина S0 берется в кПа):
h = 1 м > S0/2h = 1.6/(2*1) = 0.8 м – учитывать местную нагрузку необходимо, коэффициент μ определять нужно.
Определим коэффициент μ для нашего случая:
μ = 1 + (m1L1′ + m2L2′)/h = 1 + (0.4*12 + 0.25*2)/1 = 6,3,
при этом μ = 6,3 > 6 (для навесов) и μ = 6.3 > 2h/S0 = 2*1/1.6 = 1.25 – окончательно принимаем μ = 1.25.
Здесь:
m1 = 0,4 – для плоского покрытия дома с уклоном менее 20 градусов (в этом направлении уклон крыши равен нулю);
m2 = 0,5k1k2k3 = 0,5*0,6*0,83*1 = 0,25 (при длине навеса вдоль дома a < 21 м);
k1 = √а/21 = √7,5/21 = 0,6 (здесь а – длина навеса вдоль здания);
k2 = 1 – β/35 = 1 – 6/35 = 0,83 (здесь β – угол уклона навеса);
k3 = 1 – φ/30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (здесь φ – угол уклона навеса вдоль дома, его можно увидеть в варианте «в» схемы 8).
L1′ = L1 = 12 м – при отсутствии фонарей;
L2′ = L2 = 2 м – при отсутствии фонарей;
h = 1 м – величина перепада между крышей и навесом.
Найдем длину зоны повышенных снегоотложений. Проверим условие:
μ = 6.3 > 2h/S0 = 2*1/1.6 = 1.25 (здесь μ берем найденное в расчете, а не принятое окончательно), тогда находим b по формуле:
b = 2h(μ – 1 + 2m2)/(2h/S0 – 1 + 2m2) = 2*1(6.3 – 1 + 2*0.25)/(2*1/1,6 – 1 + 2*0,25) = 15.5 м < 16 м.
Т.к. b = 15,5 м > 5h = 5*1 = 5 м, окончательно принимаем b = 5 м.
Сравним величины:
b = 5 м > L2 = 2 м – расчет ведем по варианту 2 схемы 8.
Определим коэффициент μ1:
μ1 = 1 – 2 m2 = 1 – 2*0,25 = 0,5.
Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:
Se = γfeS0C = 0,49*160*1,25 = 98 кг/м2;
Se1 = γfeS0C1 = 0,49*160*0,5 = 39,2 кг/м2;
здесь:
γfe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,
S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,
С = μCeCalt = 1,25*1*1 = 1,25 – согласно п. 8.6 ДБН,
С1 = μ1CeCalt = 0,5*1*1 = 0,5 – согласно п. 8.6 ДБН.
Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:
Sm = γfmS0C = 1.14*160*1,25 = 228 кг/м2;
Sm1 = γfmS0C1 = 1.14*160*0,5 = 91,2 кг/м2;
здесь:
γfm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком).
Итак, если сравнить результаты для трех частей примера, мы получаем следующее:
На рисунке графически показано соотношение проекций эксплуатационных снеговых нагрузок для дома и двух навесов. Для дома наименьшая снеговая нагрузка 55,7 кг/м2 (показана синим). Для первого навеса (вдоль 12-метровой стены дома) уже получается огромный «сугроб», нагрузка от которого составляет 98 кг/м2 у стены дома и 48,6 кг/м2 на краю навеса (показано розовым).
Для второго навеса, расположенного у высокого фронтона дома (вдоль 9-метровой стены дома), ситуация ухудшилась в разы: сугроб достигает максимальных размеров у стены в районе самой высокой точки конька и дает нагрузку 170 кг/м2, затем его «высота» падает к краям дома до 98 кг/м2 с одной стороны и до 122 кг/м2 с другой (находим интерполяцией), а к краю навеса нагрузка снижается до 39,2 кг/м2 (показано зеленым).
Обратите внимание, на рисунке даны не размеры «сугробов», а величина нагрузки, которую будут давать наметаемые сугробы. Это важно.
В итоге, наш анализ на примере показал, что пристраиваемые навесы несут в себе опасность значительного перегруза конструкций, особенно те, которые примыкают к высокой вертикальной стене дома.
Напоследок дам один совет: чтобы максимально облегчить нагрузку на навес, пристраиваемый к стене, параллельной коньку дома, нужно воспользоваться условием из схемы 8 приложения Ж к ДБН «Нагрузки и воздействия» (мы это условие проверяли в самом начале расчета):
Если бы в нашем примере высота перепада была не 1 м, а 0,7 м, то выполнялось бы следующее условие:
h = 0,7 м < S0/2h = 1.6/(2*0,7) = 1,14 м – и как написано в п. 3, местную нагрузку у перепада учитывать уже не нужно.
Что это означает? Когда местную нагрузку учитывать надо, возле перепада снеговая нагрузка определяется с коэффициентом μ, а у края навеса – со значительно меньшим коэффициентом μ1.
Если же местную нагрузку учитывать не надо, то нагрузка на всем навесе определяется с коэффициентом μ1. В нашем примере соотношение μ/ μ1 = 1,25/0,62 = 2, т.е. подняв навес на 30 см, мы можем понизить снеговую нагрузку для него в два раза.
Источник: http://svoydom.net.ua/sbor-nagruzok-ot-snega-snegovoj-meshok.html
Тонкости расчета снеговой нагрузки на кровлю
Надежная кровля способна защитить верхнюю и внутреннюю часть здания от всевозможного природного давления. Она удерживает дождевую воду и потоки различного воздуха от проникновения и пагубного воздействия на строительные материалы и целостность конструкций. Но не все разбираются в тонкостях расчета снеговой нагрузки на кровлю, поэтому разберемся в этом вопросе.
Заключаются в тех моментах, которые мы уже рассмотрели, но на самом деле функциональное назначение кровли значительно шире, чем его представляют не особо продвинутые в этом вопросе люди. Дело в том, что воздействие на поверхность кровли кроется не только в ее износостойкости.
Давление внешней среды оказывается почти на все несущие конструкции строения – стены, поскольку крыша стоит на них, фундамент – на него монтируются все, существующие элементы дома.
Закрывать глаза на, происходящие нагрузки губительно для здания. Однажды оно может неожиданно разрушится либо покрыться многочисленными трещинами, возможно, проседание крыши и частичный обвал стен.
Разновидностей не так мало, как может показаться на первый взгляд. Основные – это снеговое и ветровое воздействие на кровлю.
Снег в зависимости от географического расположения здания способен оказывать давление в определенное время года. А мощный ветер создает опасное воздействие всегда, и поэтому считается более коварным врагом кровли. Но сила воздушных потоков зависит от сезонных колебаний и близости к морю, поскольку здесь чаще зарождаются мощные циклоны способные значительно повредить крышу.
Многие знакомы с разрушительными возможностями смерчей, ураганов, шторма. Но обычно такое воздействие длится недолго и не создает постоянной нагрузки. Итак, снег и ветер воздействует на кровлю разными способами.
Важна интенсивность давления.
- Снежный покров отличается постоянством статистического давления. Но с помощью очищения крыши можно уменьшить опасность критической ситуации в виде провала или проседания конструкции кровли. В этом случае направление воздействующей силы никогда не меняется.
- Ветер непостоянен – неожиданно усиливается либо затихает. Направление его воздействия всегда меняется, и это очень опасно для поверхности кровли, поскольку могут пострадать наиболее уязвимые места.
Но снеговой слой, скопившийся на крыше, несет и другую опасность. Мы поняли, что он постоянно давит на кровлю, но иногда способен внезапно сойти с нее под стены здания, в том числе из-за сильного ветра.
Это может стать причиной серьезного ущерба различному имуществу либо человеческому здоровью. Но не стоит забывать о комбинировании воздействия снега и сильного ветра.
Разрушительная мощь такого союза способна показать всю силу в момент возникновения урагана, смерча или шторма.
Почему-то о такой возможности все забывают. Вероятно потому, что подобные природные явления происходят нечасто. Но рекомендуется подготовиться к их появлению заранее. Для этого необходимо максимально усилить устойчивость кровли и стропильной системы.
Нагрузка напрямую зависит от угла наклона крыши. Так формируется мощность контакта воздушных и снеговых масс с поверхностью кровли.
Снег всегда оказывает вертикальное воздействие, а ветер горизонтальное, но с изменением направления давления на кровлю, стены, фундамент.
За счет понимания этих особенностей можно уменьшить силу давления данных факторов и образование опасности для целостности и надежности строения.
Если спроектировать более крутой вариант наклона крыши можно значительно снизить возможность давления снега на структурную целостности крыши или полностью избавится от него, поскольку не будет предпосылки для большего скопления осадков на ее поверхности. Но это станет причиной увеличения уязвимости перед ветровым действием. Придется серьезно поразмыслить, как сделать лучше, чтобы получить максимальную выгоду от формы конструкции крыши.
Вес снега напрямую зависит от региона. Естественно, что этот показатель больше в северных областях и уменьшен в южных. Но существует особенное место – возле гор либо на высокой части холмов.
Да иногда дома строятся и здесь, и владельцам постоянно приходится сталкиваться с проблемой сильного снежного и ветрового воздействия.
Это происходит в любых географических точках, поскольку такова специфика высокогорных участков планеты.
На основе строительных норм и правил (СНиП) предлагаются подробные таблицы. Они объясняют допустимый уровень снега на территории различных регионов.
На основе предложенной информации можно с уверенностью рассчитывать необходимую прочность и наклон крыши.
Но не стоит отбрасывать особенности материала, использованного для образования покрытия крыши. Дополнительные факторы, приводящие к увеличению скопления снежного покрова на крыше, не менее важны.
В совокупности все это может значительно превысить нормативные показатели, предложенные в таблице.
Тщательно рассчитывайте нагрузку снега на площадь плоской крыши. Для этого нужно опираться на предельные состояния. Когда различные силы способны привести к необратимому изменению структуры кровли.
Необходимо не допустить уменьшение прочности ниже допустимых значений, и желательно учитывать присутствие запаса надежности.
Не делайте прочность кровли впритык к нормативам, поскольку это, может, обернуться неприятными последствиями.
Состояние крыши характеризуется различными категориями. Например, конструкция пребывает в состоянии разрушения, или же покрытие крыши значительно деформировано, и скоро начнет разрушаться.
Расчет необходимо осуществлять на основе обоих возможных состояний. Но рекомендуем использовать оптимальное решение для достижения результата. Без чрезмерного вложения средств на дорогие строительные материалы и человеческий труд. В ситуации с плоскими крышами применяется поправочный коэффициент на уклон в значении – 1, что считается максимально возможной нагрузкой.
На основе данных из таблицы, предложенной СНиП, общая масса снега, согласно нормативному значению, должна умножаться на площадь, покрытую кровлей. В итоге уровень воздействия, может, составлять десятки тонн.
Из-за этого на территории РФ такая конструкции крыши не особо прижилась. Ведь известно, что почти вся Россия располагается в климатических зонах с большим количеством снеговых осадков.
В большинстве районов они длятся почти круглый год.
Правильное применение информации об уровне снеговой нагрузки в процессе создания проекта кровли возможно лишь с учетом наличия всей необходимой информации.
Рассчитанный коэффициент необходимо правильно переложить на проект кровли, что в особенности касается ее стропильного участка.
Хотя мауэрлат не зависит от снежного давления, и укладывается на стены, позволяет надежно распределить давление стропил на их поверхность.
Самые важные моменты этого этапа необходимо учитывать.
- Рекомендуется использовать мауэрлат на основе бруса, обладающего квадратным сечением.
- Монтирование необходимо осуществлять с отступом от несущей стены на 3–5 см. В итоге мауэрлат окажется короче, чем стена примерно на 10 см.
- Если мауэрлат укладывается на тонкую стену, необходимо обеспечить ее перекрытие примерно на 4–5 см. В таком случае материал должен быть толще стены примерно на 10 см. За счет этого брус удачно распределит нагрузку, созданную стропильной системой, и не допустит деформации или разрушения краев стены.
Источник: http://www.stroy-podskazka.ru/krysha/raschet-snegovoj-nagruzki-na-krovlyu/
Расчет снеговой нагрузки: для чего необходим, нагрузка на горизонтальную поверхность и кровлю
Снег выпадает зимой на всей территории России. С крыш его сдувается ветром, он испаряется под солнцем и снова выпадает. Изменение веса меняет изгиб несущих элементов крыши, крепления расшатываются, теряя прочность. Неожиданно большое количество выпавшего снега может стать причиной поломки крыши. Избежать этого можно, если при строительстве произвести расчет снеговой нагрузки.
Вес снежинок – сущая ерунда. Пока на улице будут отрицательные температуры, снег будет идти и накапливаться на крышах. Постепенно лежащий снег становится влажным от солнечного тепла, его плотность увеличивается до 300 кг на кубометр. Вес, которым накопившийся снег давит на поверхность, называется снеговой нагрузкой.
Рассмотрим процесс расчета давления снега на поверхности, чтобы учесть для проектирования достаточно прочных зданий и сооружений.
Нормативное значение
В России снег – регулярное погодное явление практически на всей территории. Разница в количестве выпадающего снега, продолжительности холодного периода, сезонных ветрах и количестве переходов температур через 00С при окончании зимнего сезона.
Погодные условия отличаются не только в местностях с разными географическими координатами, но и в одном месте в разные годы. Однако многолетние измерения, проводимые метеорологами, позволяют узнать возможный максимум снежных осадков и рассчитать нормативную снеговую нагрузку для каждой местности.
Районное давление снега
Результаты расчетов группируются по категориям от I до VIII, соответствующим величинам статистического минимума и максимума веса снега в килограммах на квадратный метр горизонтальной поверхности:
- от 56 до 80;
- от 84 до 120;
- от 126 до 180;
- от 168 до 240;
- от 224 до 320;
- от 280 до 400;
- от 336 до 480;
- от 392 до 560.
Категории отображаются на карте, включенной в СНиП 2.01.07-85. Категории выделены цветом и пронумерованы.
При изменении статистики в границах категорий карта актуализируется. Нормативное значение для своего региона можно узнать, определив категорию места по карте.
Расчетная снеговая нагрузка
Нормативное значение только основа для расчета реально возможного веса снега. Просто использовать нормативное значение для расчета прочности нельзя, так как:
- скаты крыши могут быть наклонными, снег будет разложен на большей площади;
- ветра, сдувающие снег с кровли, в каждой местности свои;
- окружающие строения изменяют влияние ветров;
- теплопроводность крыши может привести к ускоренному таянию и снижению веса.
Для проектирования крыши с необходимой и достаточной надежной конструкцией следует учесть все факторы, влияющие на реальную ситуацию.
Формула расчета
Обязательная для применения проектировщиками формула вычисления снеговой нагрузки дана в СП 20.13330.2016 и выглядит следующим образом: S 0 = c b c t µ S g.
При расчете нормативная нагрузка S g умножается на три коэффициента:
- µ – коэффициент, учитывающий угол наклона ската крыши по отношению к горизонтальной поверхности.
- c t – термический коэффициент. Зависит от интенсивности выделения тепла через кровлю.
- c b – ветровой коэффициент, учитывающий снос снега ветром.
Присутствие в формуле коэффициентов определяет зависимость результата от некоторых условий.
Определение коэффициентов
Рассмотрим значения коэффициентов применительно к зданиям с габаритными разменами менее 100 метров и без сложных кровельных форм. Для крупногабаритных зданий или при ломаных рельефах кровли применяются более сложные расчеты.
Зависимость величины снежного давления на квадратный метр от угла наклона ската крыши объясняется тем, что:
- На плоских или слабонаклоненных кровлях снег не сползает. Коэффициент µ равен 1,0 при наклоне ската до 25°.
- Расположение кровли под углом к горизонтальной поверхности приводит к увеличению площади кровли, на которую выпадает норма снега для горизонтального квадрата. Коэффициент µ равен 0,7 на углах 25° – 60°.
- На крутых поверхностях осадки не задерживаются. Коэффициент µ равен 0, если наклон более 60° (нагрузка отсутствует).
Введение в формулу термического коэффициента c t позволяет учесть интенсивность таяния снега от выделения тепла через кровлю.
Как правило, кровельный пирог здания проектируют с минимальными потерями тепла в целях экономии, а коэффициент c t при расчетах принимают равным 1,0.
Для применения пониженного значения коэффициента 0,8 необходимо, чтобы на здании было неутепленное покрытие с повышенным тепловыделением с наклоном кровли более чем 3° и наличием действенной системы отвода талых вод.
Ветер сносит снег с крыш, снижая давящий на конструкцию вес. Ветровой коэффициент c b можно понизить с 1,0 до 0,85, но только в том случае, если выполняются условия:
- Есть постоянные ветра со скоростью от 4 м/с и выше.
- Средняя зимняя температура воздуха ниже 50С.
- Угол ската кровли от 12° до 20°.
Рассчитанное значение перед применением в проектных решениях умножают на коэффициент надежности γ f = 1,4, обеспечивая компенсацию теряющейся со временем прочности материалов конструкций.
Пример расчета нагрузки
Расчет снеговой нагрузки на кровлю проведем для здания, которое проектируется для строительства в Хабаровске. По карте определяем категорию района – II, по категории узнаем максимальное нормативное значение – до 120 кг/м 2 . Здание проектируется с двускатной крышей под углом 35 ° к поверхности. Значит, коэффициент µ равен 0,7.
Предполагается наличие в здании мансарды и применение эффективных теплоизолирующих материалов кровельного пирога. Коэффициент c t равен 1,0.
Здание будет построено в городе, этажность не превышает окружающие строения, расположенные на расстоянии двух высот здания. Коэффициент c b следует принять равным 1,0.
Таким образом, расчетное значение равно: S 0 = c b c t µ S g =1,0*1,0*0,7*120 =94 кг/м2
Для расчета прочности, и не только конструкции крыши, но и фундамента, несущих элементов строения, применяем коэффициент надежности 1,4, получив для проектных вычислений значение 131,6 кг/м2.
К сведению домовладельцев
Рассчитав снеговую нагрузку, следует определить необходимость обустройства системы снегозадержания. Учитывать надо не только возможный сход снег, но и талую воду, образующую сосульки и замерзающую в трубах водостока. Для устранения этих явлений применяются системы обогрева карниза и водостока.
Источник: https://planken.guru/vse-dlya-kryshi-i-krovli/raschet-snegovoy-nagruzki-na-krovlyu.html
Этапы проектирования кровли: составление проекта, расчет крыши
Проектирование кровли – процесс, требующий профессионализма. Здесь нет места дилетантству и самодеятельности. Особенно, если кровля частного дома – конструкция сложная. В статье разберемся с правилами проведения проектирования кровельных конструкций, на какие этапы оно делится, какие части проекта должны быть изготовлены обязательно.
Этапы составления проекта
Первый этап проектирования крыш – выбор формы кровельной конструкции. Выбор не очень большой:
- односкатная;
- двухскатная;
- вальмовая;
- шатровая;
- мансардная;
- многощипцовая;
- разноуровневая.
Второй этап – выбор кровельного материала. Необходимо обратить внимание, что для многих кровельных покрытий есть определенные ограничения по углу наклона скатов. Вот несколько таких ограничений по минимальному наклону:
- рулонная кровля – 0°;
- битумная черепица – 11°;
- ондулин – 5°;
- шифер волнистый асбестовый – 9°;
- керамическая черепица – 11°;
- металлочерепица – 14°;
- профнастил – 5°:
- цементно-песчаная черепица – 34°.
То есть в процессе проектирования кровельной конструкции обязательно учитывается соотношение выбранного материала к планируемому углу наклону скатов крыши.
Этап номер три – составление эскиза, в котором дорабатывают форму крыши, определяют ее размеры, цвет и окончательное оформление.
Итак, основная форма кровли определена. На эскизе визуально видно, как будет смотреться частный дом, покрытый именно этой кровельной конструкцией. Именно этот эскиз предъявляется заказчику, чтобы окончательно согласовать внешнюю архитектуру сооружения. Если претензий со стороны будущего хозяина дома нет, и он дает «добро», то проектировщик переходит к расчетам.
На первом этапе выбирается тип и форма кровли
Расчеты крыши
Необходимо сделать два основных расчета:
- Рассчитать несущую способность кровельной конструкции. Ведь на нее будут действовать атмосферные осадки, кровельный материал, а также вес людей, которые иногда будут ремонтировать крышу, обслуживать ее.
- Рассчитать стропильную систему: длины стропил и их сечение.
И уже на основании двух расчетов составляют общий чертеж крыши, его элементов, узлов и деталей.
Расчет несущей способности
Этот показатель является суммарной нагрузкой от давления снежной массы, веса кровельного покрытия. Со строительным материалом все просто. Если он уже заранее выбран, то из расчета площади скатов кровли и веса одного квадратного метра покрытия можно легко определить общую массу кровельного материала.
К примеру, если общая площадь крыши составляет 100 м², и покрывается она, скажем, профнастилом марки С8-1150. Так вот вес 1 м² кровельного материала этого типа составляет 4,7 кг.
Это паспортная величина, то есть стандартная и подтвержденная государственными стандартами производства.
Но так как профилированные листы укладываются внахлест относительно друг друга, то данную весовую величину можно увеличить до 5 кг, с учетом и других дополнительных погрешностей.
Получается так, что профнастил этой марки давит на кровельную конструкцию с силой 100х5=500 кг.
Табличные значения снеговой нагрузки по регионам
Что касается снежной нагрузки, то здесь придется учитывать региональный показатель. Он максимальный, поэтому его и берут в проектировании крыш домов за основу проведения расчетов.
Эти показатели являются величинами табличными или диаграммными. На фото ниже показана карта России, где определены регионы с разными снежными нагрузками. То есть карта показывает, в каких регионах, сколько выпадает за сезон снега.
Карта регионов Российской Федерации по расчетному значению веса снегового покрова
Если крыша дома будет утепляться, то придется учесть вес теплоизоляционного материала, паро- и гидроизоляционных мембран. Их также придется добавить в суммарное значение нагрузки.
Обязательно учитывают вес обрешетки. Конечно, здесь все будет зависеть от двух факторов: вид обрешетки и сечение используемых для нее пиломатериалов. Обычно это доски или бруски, поэтому придется выбрать один из них.
Что касается вида, то это или сплошная, или разряженная. Понятно, что первый вариант тяжелее второго в несколько раз.
Для информации добавим, что усредненный вес пиломатериалов, используемых для стандартной обрешетки кровли, составляет 15 кг/м².
Разновидности обрешеток
И последний момент, который учитывают при проведении расчета несущей способности крыши. Это ветровые нагрузки. Здесь также есть табличные или диаграммные значения силы ветра по регионам. Но в расчете этого показателя пользуются обязательно поправочным коэффициентам, который определяется местом расположения будущего дома. К примеру:
- Если высота дома составляет более 20 м, и строение будет располагаться на открытой местности, то выбирают поправочный коэффициент, равный 1,25. Если тот же дом будет возводиться среди таких же построек, то коэффициент снижают до 0,85.
- Если высота дома в пределах 10-15 м, то будут действовать коэффициенты 1 и 0,65 соответственно.
- То же самое с домами высотою не более 5 м – коэффициент 0,75-0,85.
При проектировании этой крыши, не учли силу ветра в регионе
Расчет сечения стропильных ног
В проекте крыш учитываются размеры всех ее элементов. Но стропила несут на себя основные нагрузки, поэтому к расчету их длины и сечения подходят очень аккуратно, проводя точные расчеты.
Что касается длины, то здесь все будет зависеть от угла наклона крыши, с которым было определенно на этапе составления эскиза, и длиною пролета самого здания. По сути, стропильная система – это фермы в виде равнобедренного треугольника, где бедро и есть стропильная нога. Поэтому не составляет особого труда, зная школьную программу по геометрии, рассчитать длину стропил.
А вот что касается сечения, то здесь все намного сложнее. Потому что этот параметр является основой несущей способности крыши в целом.
То есть, полученная при расчетах несущая способность кровельной конструкции, состоящая из снежных и ветровых нагрузок, веса кровельного материала и теплоизоляционного пирога, и есть нагрузка, которую стропила должны выдерживать.
Но при выборе сечения учитывают и еще один параметр – шаг установки стропил. Здесь связь такая – чем больше шаг, тем больше должно быть сечение стропильных ног. И наоборот. Поэтому в первую очередь определяют именно монтажный шаг.
Итак, подведем итог всему вышесказанному по определению сечения элементов стропильной системы. Этот параметр зависит в основном от длины стропильной ноги и шага их установки. В таблице ниже эта зависимость хорошо видна.
Эскиз выполнен, расчетная часть сделана. Остается только начертить чертеж. Сегодня архитекторы и проектировщики пользуются программами, которые упростили процесс до минимума.
Типичные ошибки при проектировании
Составленный проект кровли может в себе таить вроде бы незначительные ошибки. Но при сооружении конструкции они могут обойтись застройщику в немалые дополнительные вложения.
Одна из значительных ошибок – неправильно спроектированный вентиляционный зазор. Вентиляция кровли играет важную роль в процессе ее эксплуатации.
Именно этот зазор между кровельным материалом и конструкцией крыши продлевает срок эксплуатации всей кровельной системы.
Плохо работающая подкровельная вентиляция приводит к гниению пиломатериалов, из которых изготовлены стропильные ноги и обрешетка.
Особое внимание вентиляции надо уделить, если крыша дома утеплена. Некоторые застройщики хотят выделиться среди соседей, украшая карнизы и коньки различными декоративными элементами. Если последние станут причиной закрытия вентиляционных зазоров, то теплоизоляционный пирог просто сгниет уже в первые годы эксплуатации.
Вторая часто встречаемая ошибка – неправильно спроектированная водосточная система. Многие на первое место ставят красоту, а должна на этом месте стоять практичность.
Особое внимание надо уделить точному расчету отвода дождевой воды, зависящей от площади ската крыши и среднестатистических осадков.
Соответственно элементы водостока выбираются с учетом диаметров желобов и вертикальных трубных стояков.
И третья ошибка – неверный расчет угла наклона кровельной конструкции. Об этом уже упоминалось. Здесь подход такой – чем больше снеговая нагрузка, тем больше угол наклона должен быть.
Заключение по теме
Проект кровли здания или сооружения – документ сложный в плане выполнения. И если кто-то Вам говорит, что его можно сделать самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов – это неправда. Тем более, что по закону, дом может строиться исключительно на основании проекта, составленного и утвержденного специалистами.
Источник: https://m-strana.ru/articles/proektirovanie-krovli/
Снеговая нагрузка
Опубликовано 16 Сен 2013
Рубрика: О жизни | 13 комментариев
Тема о снеге в сентябре не очень актуальна даже для нас — жителей Сибири. Однако… «сани» уже должны быть готовы, не смотря на то, что пока мы еще продолжаем ездить на «телегах». Приходят на память моменты, когда после обильного снегопада зимой и перед таянием снега весной…
…собственники различных строений — от бань, навесов и теплиц до огромных бассейнов, стадионов, цехов, складов — озадачиваются двумя вытекающими один из другого вопросами: «Выдержит или не выдержит кровля скопившуюся на ней массу снега? Сбрасывать этот снег с крыши или нет?»
Снеговая нагрузка на кровлю – вопрос серьезный и не терпящий дилетантского подхода. Попробую по возможности кратко и доступно изложить информацию о снеге и оказать помощь в решении выше озвученных вопросов.
Сколько весит снег?
Всем, кому приходилось убирать снег лопатой, хорошо известно, что снег бывает и очень легким и неимоверно тяжелым.
Пушистый легкий снежок, выпавший в относительно морозную погоду с температурой воздуха около -10˚C имеет плотность порядка 100 кг/м3.
В конце осени и в начале зимы удельный вес снега, лежащего на горизонтальных и слабо наклонных поверхностях, обычно составляет 160±40 кг/м3.
В моменты продолжительных оттепелей удельный вес снега существенно начинает расти (снег «садится» как весной), достигая иногда значений в 700 кг/м3. Именно поэтому в более теплых районах плотность снега всегда больше, чем в холодных северных местностях.
К середине зимы снег уплотняется под действием солнца, ветра и от давления верхних слоев сугробов на нижние слои. Удельный вес становится равным 280±70 кг/м3.
К концу зимы под действием более интенсивного солнца и февральских ветров плотность снежного наста может стать равной 400±100 кг/м3, иногда достигая 600 кг/м3.
Весной перед обильным таянием удельный вес «мокрого» снега может быть 750±100 кг/м3, приближаясь к плотности льда — 917 кг/м3.
Снег, который сгребли в кучи, перебросили с места на место, увеличивает в 2 раза свой удельный вес.
Наиболее вероятная среднестатистическая плотность «сухого» уплотнившегося снега находится в пределах 200…400 кг/м3.
Для получения информации о выходе новых статей и для возможности скачивать рабочие файлы программ прошу вас подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или в окне вверху страницы.
Введите адрес своей электронной почты, нажмите на кнопку «Получать анонсы статей»,подтвердите подписку в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту!
Убирать снег с крыш или нет?
Необходимо понимать простую вещь – масса снега, лежащего на крыше, при отсутствии снегопадов остается неизменной независимо от плотности!!! То есть то, что снег «стал тяжелее» нагрузку на кровлю не увеличило!!!
Опасность заключается в том, что слой рыхлого снега может впитать в себя, как губка, осадки в виде дождя. Вот тогда общая масса воды в разных своих видах, находящаяся на крыше, резко возрастет — особенно при отсутствии стока, а это очень опасно.
Для корректного ответа на вопрос об уборке снега с крыши необходимо знать, на какую нагрузку она спроектирована и построена. Необходимо знать — какое давление распределенной нагрузки — сколько килограммов на квадратный метр – крыша реально может держать до начала недопустимых деформаций конструкции.
Для объективного ответа на этот вопрос необходимо обследовать крышу, составить новую или подтвердить проектную расчетную схему, выполнить новый расчет или взять результаты старого проектного. Далее следует опытным путем определить плотность снега – для этого вырезается образец, взвешивается и считается его объем, а далее – удельный вес.
Если, к примеру, кровля по расчетам должна выдерживать удельное давление 200 кг/м2, плотность снега, определенная опытным путем составляет 200 кг/м3, то это означает, что снеговые сугробы не должны быть глубиной более 1 м.
При наличии на кровле снегового покрытия глубиной более 0,2…0,3 м и высокой вероятности дождя с последующим похолоданием, необходимо принять меры по сбросу снега.
Источник: http://al-vo.ru/o-zhizni/snegovaya-nagruzka.html
Как рассчитать нагрузку снега на крышу
При проектировании кровли необходимо учесть весовые нагрузки на стропильную часть, на стены дома и произвести расчет снеговой нагрузки на кровлю, поскольку в зимний период осадки могут превышать вес кровельного материала.
Для полного расчета кровли необходимы следующие данные: площадь кровли, длина коньков, длина хребтов, количество хребтов, длина карнизных свесов, длина фронтонных свесов, количество фронтов, длина ендов, количество ендов, выходящих на карнизный свес, длина примыканий, длина снегозадержателей, уклон наклона ската
Как производится расчет кровли?
Районирование территории Российской Федерации по расчетному значению веса снегового покрова.
Итак, получив площадь кровли, мы можем определить вес пирога, зная вес каждого материала, и это будут постоянные нагрузки на стропильную часть.
На самом деле не так важно, чем крыть крышу, если это не натуральная черепица, то средние значения веса 1 м2 составляют от 25 до 40 кг/м2.
Весовые характеристики любого материала приведены в сопроводительных документах, необходимо просто сложить все веса, умножить на поправочный коэффициент 1,1 и получим примерный расчет нужного веса.
Крышу таким образом посчитали, но стоит иметь в виду, что несмотря на точный результат, обычно принимается вес кровли за 55 кг/м2.
Делается это потому, что в случае замены кровли спустя много лет, часть материала может быть другим и стропильная часть потребует переделки и усиления. Чтобы избежать этого и берется запас.
Не стоит думать, что в таком случае расчет нагрузки от материала на крышу не нужен, вы можете получить и 45 и 50 кг/м2, но можете и 60 кг/м2, а тогда стропила окажутся слишком слабой частью всей конструкции.
Особенности снеговой нагрузки
Прежде чем приступать к этой части, необходимо определить положение дома на карте снеговых нагрузок России, и получить данные в формате Х кгс/м2. Это вес снега выпадающего на 1 м2 горизонтальной поверхности. Углы склона скатов дадут поправочный коэффициент:
- меньше 25 градусов – 1;
- при углах меньше 60 градусов 0,7;
- и при более острых углах (например, 75 градусов) снеговой нагрузки не будет, поскольку такой скат обеспечивает до 100% схода снега при выпадении.
После учета данного результата, необходимо учесть воздействие ветров, которые считается по таблицам ветровых влияний в зависимости от высоты дома и места расположения, и, получив расчет веса 1 м2, перейти к стропильной части.
Схема образования снеговых мешков. Пример для крыш с уклонами скатов от 20 до 30 град.
Стропильная часть кровли
Нагрузки на м квадратный выяснили, теперь нам необходимо рассчитать стропильную часть. Важнейшим элементом стропильной системы является мауэрлат. Это балка, которая устанавливается на верхний край стены и служит для равномерного перераспределения весовой нагрузки крыши на стены дома. Расчетных значений здесь нет, но есть определенные правила.
Во-первых, наиболее предпочтителен брус квадратного сечения.
Во-вторых, устанавливается он с таким расчетом, чтобы до углов несущей стены по ширине осталось не менее 3 см (лучше 5). Иначе говоря, при толщине верней части стены в 40 см ширина мауэрлата составит 30 см.
Схема нормативных снеговых нагрузок и коэффициента m. Другие значения коэффициента m приведены в СНиП 2.01.07-85.
В-третьих, при тонкой стене (например, из монолитного армированного бетона), мауэрлат устанавливается с перекрытием 3-5 см, например, при толщине стены в 10 см, ширина мауэрлата будет 20 см.
Делается это для того, чтобы при перераспределении нагрузок не повреждались края стены, наиболее подверженные разрушению. Расчет стропил лучше производить при помощи программ, которые доступны в интернете, в том числе для расчета он-лайн. Главное правило тут – точно и аккуратно внести все данные, убедится, что учтены все конструктивные элементы.
Обратим внимание, что не все программы такого рода учитывают в итогах прогиб. Прогиб – это свойство стропил прогибаться на определенную величину в мм, при нагрузках, и чем длиннее балка, тем больше прогиб. Если в программе такой опции нет, можно в любом справочнике материалов найти рассчитанную для вас балку, и уточнить какой прогиб на погонный м она имеет.
Поправочный коэффициент простой, при прогибе больше допустимого (10-15 мм) необходимо увеличить сечение балки на 20%. То есть балку 50х200 мм, рассчитанную программой заменяем на 50х240 мм.
Что получаем в итоге всего
После проведения всех расчетов получим состав конструктивных элементов, количество балок, вес крыши с учетом снеговой и ветровой нагрузки, и сможем просчитать общий вес крыши. Останется оценить распределение весового воздействия на стену, сравнив ее с прочностью материала стены, и убедиться, что стена выдержит.
Здесь стоит иметь в виду, что запас прочности стены должен составлять не менее 25-30%, ведь даже в спокойных регионах не редкость очень сильные ветры или обильные снегопады, и пиковая нагрузка может кратковременно превысить расчетную. Как правило, такие воздействия скоротечны, и стропильная система выдержит, но если у стены нет запаса прочности, то сами понимаете, может произойти разрушение связки мауэрлат – стена.
Поэтому отнеситесь с вниманием к данному вопросу, используйте эту статью, чтобы если и не рассчитать все самому, то проконтролировать расчеты проектировщика.
Источник: http://xn—-7sbbdjjaydv2ck5fi7k.xn--p1ai/snegovaja-nagruzka.html
Загрузка...
