Нагрузка на кровлю от снега

Для связи: uvo70@yandex.ru

Использование материалов сайта
при условии обязательной гиперссылки на данный ресурс.

Содержание

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.

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(H4:H11;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

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

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

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 S в кг/м2, рассчитанное

в ячейке D7: =0,7*D3*D4*D5*D6 =128

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

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

в ячейке D9: =D7*D8 =180

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.

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.

Удельный вес снега на м2 и 1м3 (куба), сколько весит

Снег приятная радость для многих, а порой для них же огромное бедствие, особенно когда его много. В определение веса важно понимать по его расчетам в первую очередь для строителей, да бы не обрушивались кровли.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

Масса удельного веса снега на 1м³ в зависимости от характеристики

Характеристика снега Удельный вес (г/см³) Вес 1 м³ (кг)
Сухой снег 0.125 125
Свежевыпавший пушистый сухой от 0,030 до 0,060 от 30 до 60
Мокрый снег до 0.95 до 950
Мокрый свежевыпавший от 0,060 до 0,150 от 60 до 150
Свежевыпавший осевший от 0,2 до 0,3 от 200 до 300
Ветрового (метелевого) перенос от 0,2 до 0,3 от 200 до 300
Сухого осевшего старого от 0,3 до 0,5 от 300 до 500
Сухого фирна (плотный снег) от 0,5 до 0,6 от 500 до 600
Мокрого фирна от 0,4 до 0,8 от 400 до 800
Мокрого старого от 0,6 до 0,8 от 600 до 800
Глетчерного льда от 0,8 до 0,96 от 800 до 960
Лежачий снег более 30 суток 340-420

p, blockquote 2,0,1,0,0 —>

В некоторых странах снег является отличным строительным материалам, например при возведение Иглу у эскимосов, а на праздники для строительства оригинальных скульптур.

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

Формирование снега как природного явления

Снег – природное явление, образующееся из-за кристаллизации маленьких капелек воды в атмосфере и впадающее на землю в виде осадков. Формирование снега осуществляется в атмосфере, когда микроскопические частички воды начинают группироваться вокруг таких же размеров частичек пыли и кристаллизироваться. Изначально размер образующихся ледяных кристаллов не превышает 0,1 мм. Но в процессе падения к земной поверхности, в зависимости от температуры внешней среды, они начинают «обрастать» другими водяными замерзшими кристаллами и пропорционально увеличиваться.

p, blockquote 4,1,0,0,0 —>

Узорная форма снежинок образуется из-за определённой структуры молекул воды. Обычно это шестиконечные узорчатые фигуры, с возможным углом между гранями либо 60, либо 120 градусов. При этом основной «центральный» кристалл образует форму шестиугольника с правильными гранями. А присоединившиеся в процессе падения кристаллические лучи могут придавать снежинке самой разнообразной формы. Учитывая, что в процессе падения снежинки подвергаются воздействию ветра, перепадов температур, могут повторно наращивать количество кристаллов, в конечном итоге они набирают не только плоской, но и объемной формы. С виду это может показаться нагромождением замерзших капелек воды, но если присмотреться внимательно, то в изначальной структуре все такие присоединения будут иметь правильные углы.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

p, blockquote 6,0,0,1,0 —>

Как правило, цвет снега белый. Это связано с наличием в его внутренней структуре воздуха. Фактически снег на 95% состоит из воздуха. Именно это и обусловливает «легкость» снежинок, а также плавное приземление на твердые поверхности. В дальнейшем, когда свет проходит через кристаллизованную воду с учетом воздушных прослоек и начинает рассеиваться, снежинка приобретает видимый белый цвет. Но это классический вариант. Если же в атмосфере будут находиться другие элементы, в том числе и крошечные частички пыли, гари, загрязненного производственными выбросами воздушными смесями – снег может приобретать и другие оттенки.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

Обычно снежинки имеют размеры, не превышающие 5 мм в диаметре. Но в истории известны случаи образования снежинок «гигантов», когда размеры каждого «экземпляра достигали в диаметре до 30 см. В то же время, учитывая множество факторов, влияющий на процесс формирования этих природных творений, считается, что найти две одинаковые снежинки просто невозможно. И даже если визуально вам кажется, что они полностью похожи, присмотревшись к ним под микроскопом вы поймете, что это далеко не так. Вариаций их возможных форм сегодня неограниченное количество.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

Сколько весит 1 куб снега – зависимости от зависимостей

Отличной вам погоды в доме!

Удельный вес снега, вес и плотность таблица куба снега

Снег представляет собой одну из форм осадков атмосферы, выпадающею на земную поверхность и состоит из мелких кристалликов льда. Это погодное явление является обязательным атрибутом каждого зимнего периода в наших климатических поясах.

Образуется снег при процессе притягивания капель воды микроскопического типа к пылевым частицам, которые в дальнейшем замерзают. Образуются кристаллики льда (не более 0.1 мм диаметром), которые падают вниз.

Чем же примечательно данное явление к строительству? Кроме того, что снег используется как строительный материал для возведения Иглу, жилища эскимосов, он выступает как важный фактор для строительства.

Например, на строительных площадках при кровельных работах малых объектов необходимо учитывать снег, как внешнее явление представляющее угрозу для крыши. Для этих работ важно рассчитать необходимую нагрузку, чтобы покрытие крыши послужило как можно дольше.

Таблица удельного веса снега

Так как, снег является сложным веществом, рассчитать такой параметр, как удельный вес снега самостоятельно в полевых условиях не представляется возможным. Эти вычисления проводятся с помощью специальных приборов или в лаборатории. Однако, при этом, его средний удельный вес известен и равен значениям в таблице, которая поможет облегчить процесс подсчетов таких параметров, как вес сухого снега и вес мокрого снега.

Материал

Вес 1 м3 (кг)
0.125 Мокрый снег до 950
от 0,030 до 0,060 Мокрый свежевыпавший от 60 до 150
от 0,2 до 0,3 Ветрового (метелевого) переноса от 200 до 300
от 0,3 до 0,5 Сухого фирна от 500 до 600
от 0,6 до 0,8 Мокрого фирна от 400 до 800
от 0,8 до 0,96 Кровля осуществляет постоянную защиту здания от всех погодных и климатических проявлений, исключая контакт всех материалов с атмосферной или дождевой водой и являясь граничным слоем, отсекающим воздействие морозного воздуха на чердачное помещение.

Таковы основные и наиболее важные функции кровли в представлении неподготовленного человека, они вполне верны, но не отражают полный список функциональных нагрузок и испытываемых напряжений.

При этом, реальность гораздо суровее, чем это выглядит на первый взгляд, и воздействие на кровлю не ограничивается определенным износом материала.

Оно передается практически всем несущим элементам постройки — в первую очередь, стенам здания, на которые непосредственно опирается вся крыша, а в конечном счете — фундаменту.

Пренебрегать всеми создающимися нагрузками нельзя, это приведет к скорому (иногда — внезапному) разрушению постройки.

Типы нагрузок на кровлю

Основными и наиболее опасными воздействиями на кровлю и на всю конструкцию в целом являются:

  • Снеговые нагрузки.
  • Ветровые нагрузки.

При этом, снеговые действуют в течение определенных зимних месяцев, отсутствуя в теплое время, тогда как ветер создает воздействие круглый год. Ветровые нагрузки, имея сезонные колебания силы и направления, в той или иной степени присутствуют постоянно и опасны периодически случающимися шквальными усилениями.

Кроме того, интенсивность этих нагрузок имеет разный характер:

  • Снег создает постоянное статическое давление, которое можно регулировать путем очистки крыши и удаления скоплений. Направление действующих усилий постоянно и никогда не меняется.
  • Ветер действует непостоянно, рывками, внезапно усиливаясь или утихая. Направление может изменяться, что заставляет все конструкции крыши иметь солидный запас прочности.

Внезапный сход с крыши больших масс снега может причинить ущерб имуществу или людям, оказавшимся в местах падения. Кроме того, периодически случаются кратковременные, но чрезвычайно разрушительные атмосферные явления — ураганные ветра, сильные снегопады, особенно опасные при наличии мокрого снега, который на порядок тяжелее обычного. Предсказать дату таких событий практически невозможно и в качестве защитных мер можно лишь увеличивать прочность и надежность кровли и стропильной системы.

Сбор нагрузок на кровлю

Зависимость нагрузок от угла наклона крыши

Угол наклона крыши определяет площадь и мощность контакта кровли с ветром и снегом. При этом, снеговая масса имеет вертикально направленный вектор силы, а ветровое давление, вне зависимости от направления — горизонтальный.

Поэтому, принимая угол наклона более крутым, можно снизить давление снежных масс, а иногда и полностью исключить возникновение скоплений снега, но, при этом, увеличивается «парусность» крыши, ветровые напряжения возрастают.

Очевидно, что для снижения ветровых нагрузок идеальной была бы плоская кровля, тогда как именно она не позволит скатываться массам снега и поспособствует образованию больших сугробов, при таянии способных промочить всю постройку. Выходом из ситуации является выбор такого угла наклона, при котором максимально удовлетворяются требования как по снеговой, так и по ветровой нагрузкам, а они в разных регионах имеют индивидуальные значения.

Зависимость нагрузки от угла крыши

Вес снега на квадратный метр крыши в зависимости от региона

Количество осадков — показатель, напрямую зависящий от географии региона. Более южные районы снега почти не видят, более северные имеют постоянное сезонное количество снеговых масс.

При этом, высокогорные районы, вне зависимости от географической широты, имеют высокие показатели по количеству выпадающего снега, что, в сочетании с частыми и сильными ветрами, создает массу проблем.

Строительные Нормы и Правила (СНиП), соблюдение положений которых является обязательным к выполнению, содержат специальные таблицы, отображающие нормативные показатели количества снега на единицу поверхности в разных регионах.

Эти данные являются основой расчетов снеговых нагрузок, поскольку они вполне достоверны, а также приводятся не в средних, а в предельных значениях, обеспечивающих должный запас прочности при строительстве крыши.

Тем не менее, следует учитывать устройство кровли, ее материал, а также — наличие дополнительных элементов, вызывающих скопления снега, поскольку они могут существенно превышать нормативные показатели.

Вес снега на квадратный метр крыши в зависимости от региона на схеме ниже.

Регион снеговой нагрузки

Расчет снеговой нагрузки на плоскую крышу

Расчет несущих конструкций выполняется по методу предельных состояний, то есть таких, когда испытываемые усилия вызывают необратимые деформации или разрушения. Поэтому прочность плоской кровли должна превышать величину снеговой нагрузки для данного региона.

Для элементов крыши существует два типа предельных состояний:

  • Конструкция разрушается.
  • Конструкция деформируется, выходит из строя без полного разрушения.

Расчеты ведутся по обоим состояниям, имея целью получить надежную конструкцию, гарантированно выдерживающую нагрузку без последствий, но и без излишних затрат строительных материалов и труда. Для плоских крыш значения снеговых нагрузок будут максимальными, т.е. поправочный коэффициент уклона равен 1.

Таким образом, согласно таблицам СНиП, общий вес снега на плоской кровле составит величину норматива, умноженную на площадь кровли. Значения могут достигать десятки тонн, поэтому зданий с плоскими крышами в нашей стране практически не строят, особенно в регионах с высокими нормами осадков в зимнее время.

Нагрузка на плоскую крышу

Расчет снеговой нагрузки на кровлю онлайн

Пример расчета снеговой нагрузки поможет наглядно продемонстрировать порядок действий, а также покажет возможную величину давления снега на конструкции дома.

Снеговая нагрузка на кровлю рассчитывается с помощью следующей формулы:

где S — давление снега на квадратный метр кровли.

Sg — нормативная величина снеговой нагрузки для данного региона.

µ — поправочный коэффициент, учитывающий изменение нагрузки на разных углах наклона кровли. От 0° до 25° значение µ принимается равным 1, от 25° до 60° — 0,7. При углах наклона кровли свыше 60° снеговая нагрузка не учитывается, хотя в реальности бывают скопления мокрого снега и на более крутых поверхностях.

Произведем подсчет нагрузки на кровлю площадью 50 кв.м, угол наклона — 28° (µ=0,7), регион — Московская область.

Тогда нормативная нагрузка составляет (по данным СНиП) 180 кг/кв.м.

Умножаем 180 на 0,7 — получаем реальную нагрузку 126 кг/кв.м.

Полное давление снега на кровлю составит: 126 умножаем на площадь кровли — 50 кв.м. Результат — 6300 кг. Таков расчетный вес снега на крыше.

Снеговое воздействие на кровлю

Ветровая нагрузка на кровлю

Расчет ветровой нагрузки производится подобным образом. За основу берется нормативное значение ветровой нагрузки, действующее в данном регионе, которое умножается на поправочный коэффициент высоты здания:

W — ветровая нагрузка на квадратный метр площади.

Wo — нормативная величина по региону.

k — поправочный коэффициент, учитывающий высоту над поверхностью земли.

Имеются три группы значений :

  • Для открытых участков земной поверхности.
  • Для лесных массивов или городской застройки с высотой препятствий от 10 м.
  • Для городских поселений или местностей со сложным рельефом с высотой препятствий от 25 м.

Все нормативные значения, как и поправочные коэффициенты содержатся в таблицах СНиП и должны учитываться при расчетах нагрузок.

В заключение необходимо подчеркнуть большую величину и неравномерность нагрузок, создаваемых снегом и ветрами. Значения, сопоставимые с собственным весом крыши, нельзя игнорировать, такие величины слишком серьезны. Невозможность регулировать или исключать их присутствие заставляет реагировать путем увеличения прочности и правильного выбора угла наклона.

Все расчеты должны опираться на СНиП, для уточнения или проверки результатов рекомендуется использовать онлайн-калькуляторы, которых много в сети. Лучшим способом станет применение нескольких калькуляторов с последующим сравнением полученных величин. Правильный расчет — основа долговременной и надежной службы кровли и всей постройки.

Полезное видео

Более подробно о кровельных нагрузках вы можете узнать из этого видео:

Снег, ложащийся на дома, создает дополнительную нагрузку на несущие конструкции кровли. В северных регионах зимой на крышах могут скапливаться десятки тонн снега. Этот фактор обязательно должен учитываться при проектировании стропильных систем и перекрытий плоских кровель, иначе они могут не выдержать тяжести снеговых масс и обрушиться. Рассмотрим, как производится расчет снеговой нагрузки на кровлю и выбор параметров стропильной системы.

Мы рекомендуем не искать готовые решения, а воспользоваться материалами нашей статьи и сделать расчет самостоятельно. Это не займет много времени – материал изложен подробно, с примерами, расчеты делаются просто и быстро, а их результат обеспечит 100% надежность вашей кровли.

Зачем выполняется расчет снеговой нагрузки

Целью расчетов является определение размеров сечения стропил и расстояния между ними, которые обеспечат надежность конструкции в экстремальных условиях, характерных для местности, в которой строится дом. В первую очередь необходимо рассчитать снеговую и ветровую нагрузку, воздействию которых подвергаются стропила. Для этого необходимо:

1. Выполнить расчет снеговой нагрузки на крышу;

2. Определить давление ветра на кровлю.

Как рассчитать снеговую нагрузку

Очевидно, что снеговая нагрузка на крышу определяется массой лежащего на ней снега и углом наклона кровли. Вес снегового слоя, скапливающегося на кровлях, будет зависеть от климата местности, он различный для разных регионов и определяется по карте районирования территории с характеристическими значениями веса снегового покрова.

Найдя на карте свой регион, смотрим, каким цветом и цифрой он обозначен, и находим внизу таблицы значение нормативной снеговой нагрузки (So) для этой зоны.

Для примера возьмем Днепропетровскую область, она попадает в 3-ю зону, нормативная снеговая нагрузка для которой составляет So = 134 кг/м².

Угол, под которым наклонен скат кровли к горизонтальной поверхности, влияет на величину снеговой нагрузки следующим образом – чем он больше, тем больше снега ссыпается вниз и меньше задерживается на кровле. Для учета угла наклона ската (α) существует коэффициент μ.

Для скатов с наклоном α от 0 до 30° коэффициент μ принимается равным 1. Это значит, что при углах наклона скатов до 30° включительно, снеговая масса задерживается на них в том же объеме, как и на плоских крышах. Расчет снеговой нагрузки для крыш с небольшим уклоном не отличается от ее вычисления для плоских кровель.

Более наклонные скаты, имеющие угол наклона к горизонту (α) свыше 30°, требуют вычисления коэффициента μ по формуле:

μ=0,033*(60 – α)

Очевидно, что при α = 60° второй множитель в этой формуле будет равен 0, следовательно, и коэффициент μ будет равняться нулю. Это значит, что для кровель с уклоном скатов к горизонту от 60° и выше снеговая нагрузка не учитывается, поскольку снег на таких крышах не задерживается.

Рассчитаем значение коэффициента μ для угла наклона α = 45°

μ = 0,033*(60 – α) = 0,033*(60 – 45) = 0,495, округляем эту величину до 0,5

Определив значение So (по карте) и рассчитав μ, определяем снеговую нагрузку по формуле:

S = μ*So

Для нашего примера дома в Днепропетровской области с уклоном ската 45°:

So = 134 кг/м²

μ = 0,5

S = 0,5*134 кг/м² = 67 кг/м²

Теперь вы знаете, как рассчитать снеговую нагрузку. Но мы рассмотрели случай простой двускатной крыши, а ведь кровля может иметь более сложную форму. В таком случае расчет ведется для наиболее пологих участков, где скопления снега будут максимальными.

Расчет снеговой нагрузки на плоскую кровлю

При таких расчетах следует учитывать такое явление, как скопление снегового мешка.

Снежный мешок образуется в местах резкого перепада высот кровли. Чаще всего такое случается на плоских кровлях с высокими парапетами, когда возле вертикальной поверхности наметает ветром слой снега намного большей толщины, чем в остальных местах крыши. Поэтому, делая расчет снеговой нагрузки на плоскую кровлю, нужно всегда учитывать возможность образования снежного мешка.

В таких случаях увеличение давления снеговой массы на кровлю учитывается с помощью повышения значения коэффициента μ. Поскольку низкие парапеты не могут привести к образованию снеговых мешков, то дополнительные расчеты производятся, начиная с высоты парапетов, определяемой по формуле:

h > So/2

So – это среднее нормативное значение, которое можно найти на карте снеговых нагрузок, эта величина берется в кПа, т.е. значение в кг/м² делится на 100.

Например, для Днепропетровской области So = 134 кг/м² (определили по карте). В кПа это будет

So = 1,34 кПа.

Рассчитываем максимальную высоту парапета, не влияющую на образование снеговых мешков:

So/2 = 1,34/2 = 0,67 м

Это значит, что для парапетов высотой менее 67 см в Днепропетровском регионе влияние снежного мешка учитывать не требуется. Если парапет выше, чем So/2, то значение коэффициента μ определяется по формуле:

μ = 2*h/So, при этом он не должен быть больше 3.

Например, для парапета высотой 2 м для So = 1,34:

μ = 2*h/So = 2*2/1,34 = 2,98

Снеговая нагрузка на плоскую кровлю в этом случае составит:

S = μ*So = 2,98*134 кг/м² = 399 кг/м².

Необходимость установки снегозадержателей

Приведенные выше расчеты показывают, что снежный покров на крыше может приобретать довольно приличный вес, который к тому же имеет свойство подтаивать и уплотняться, превращаясь в более твердую субстанцию, которая в случае схождения с крыши может серьезно травмировать людей, повредить водосточную систему, а также причинить повреждения находящимся внизу машинам и прочему имуществу.

Самым лучшим способом уберечь себя от такой ситуации является монтаж снегозадержателей на крышу, что обеспечит надежное удержание снега на кровле и его постепенное таяние с удалением влаги через водостоки. Их установка особенно актуальна на городских многоэтажных домах со скатными крышами, поскольку, за счет большой высоты, падающая вниз лавина из мокрого снега и льда может отлетать на довольно большие расстояния от здания и несет в себе большую разрушительную силу.

Когда необходимо выполнять чистку крыши от снега

Очистка крыши от снега должна выполняться в следующих случаях:

1. Если крыша изначально была плохо спроектирована и не рассчитана на снеговую нагрузку для своего региона;

2. Когда скатная кровля не оборудована снегозадержателями и потому есть риск падения снежных масс на землю, что представляет опасность для находящихся внизу людей и имущества;

3. В случаях если ваша крыша нормально спроектирована, но по причине аномальных погодных условий снега выпало больше расчетной нормы, что может привести к нарушению либо обрушению кровли.

Важно помнить о том, что плотность снега сильно увеличивается во время оттепелей, а также под воздействием времени и солнечных лучей, в результате чего его удельный вес может сильно возрастать, и казавшийся относительно небольшим слой снега на самом деле будет превышать предельно допустимую нагрузку на кровлю.

Ветровое давление

На каркас кровли воздействует не только снеговая, но и ветровая нагрузка. Она рассчитывается по формуле:

Wm = Wo*K*C

где Wo – это нормативное ветровое давление, определяемое по карте ветрового районирования;

К – коэффициент, учитывающий влияние высоты здания;

С = 0,8 – аэродинамический коэффициент, рекомендуется брать его максимальное значение 0,8.

На карте ветрового районирования необходимо найти свой регион и посмотреть внизу соответствующее значение Wo. Для Днепропетровской области Wo = 50 кг/м².

Коэффициент К определяем по таблице, при этом высоту дома берем от грунта до конька и учитываем его местоположение относительно других домов.

Для дома высотой 4,8 м расположенного на открытой местности К = 0,75.

Для примера дома, высотой менее 5м в Днепропетровской области, расположенного на пустыре, ветровое давление составит:

Wm = 50 кг/м²*0,75*0,8 = 30 кг/м²

Эти данные помогут нам рассчитать необходимую конструкцию кровли и смонтировать стропила необходимой прочности, для того чтобы построенная крыша уверенно выдерживала оказываемые на нее нагрузки и не нуждалась в постоянной чистке и уходе.

Для полной картины нам нужно также учесть вес самой крыши и рассчитать параметр стропильной конструкции, что мы сделаем в отдельной статье.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Interio © 2020