Снеговые и ветровые нагрузки
При проектировании и строительстве ангаров, необходимо учитывать снеговые нагрузки, которые должна будет выдерживать несущая конструкция. Это необходимо для того, чтобы в процессе эксплуатации ангара, из-за избыточного давления снегового покрова, не произошло обрушение кровли здания. В различных регионах России, вес снегового покрова на один квадратный метр может существенно различаться. При расчете можно использовать карты снеговой нагрузки, по которым легко определить номер района и правильно рассчитать нагрузку.
Вся территория Российской Федерации разграничена на 8 районов, с различающимся показателем снеговой нагрузки. В первом вес покрова будет минимальным, соответственно самая большая нагрузка приходится на районы, с индексов 8. Здесь вес снега (мокрый и липкий) может достигать 560 кг/м2.
| снеговой район | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| снеговая нагрузка кг/м2 | 80 | 120 | 180 | 240 | 320 | 400 | 480 | 560 |
Кроме снеговой, необходимо учитывать и ветровую нагрузку на конструкцию. Ветровая нагрузка – это давление ветра на сооружение, на протяжении длительного периода времени. Зависит от формы объекта. При движении, потоки воздуха наталкиваются на стены и крышу конструкции. Силу этих потоков необходимо учитывать и закладывать при проектировании здания. Существует 8 ветровых районов, с различными показателями давления в каждом.
| ветровой район | Iа | I | II | III | IV | V | VI | VII |
| ветровая нагрузка кг/м2 | 17 | 23 | 30 | 38 | 48 | 60 | 73 | 85 |
Компания МОСТЕНТ давно занимается проектированием и строительством быстровозводимых сооружений, благодаря профессиональному и грамотному расчету, наши ангары успешно эксплуатируются при любых снеговых и ветровых нагрузках.
| город | ветровой район | снеговой район |
| 3 | 2 | |
| 2 | 5 | |
| Ангарск | 3 | 2 |
| Арзамас | 2 | 4 |
| Артем | 4 | 3 |
| Архангельск | 2 | 4 |
| Астрахань | 3 | 1 |
| Ачинск | 3 | 4 |
| Балаково | 3 | 3 |
| Балашиха | 1 | 3 |
| Барнаул | 3 | 4 |
| Батайск | 3 | 2 |
| Белгород | 2 | 3 |
| Бийск | 1 | 4 |
| Благовещенск | 3 | 1 |
| Братск | 2 | 3 |
| Брянск | 1 | 3 |
| Великие Луки | 1 | 3 |
| Великий Новгород | 1 | 3 |
| Владивосток | 4 | 2 |
| Владимир | 1 | 3 |
| Владикавказ | 2 | |
| Волгоград | 3 | 2 |
| Волжский Волгогр. Обл | 3 | 2 |
| Волжский Самарск. Обл | 3 | 4 |
| Волгодонск | 3 | 2 |
| Вологда | 1 | 4 |
| Воронеж | 2 | 3 |
| Грозный | 4 | 2 |
| Дербент | 5 | 2 |
| Дзержинск | 1 | 4 |
| Димитровград | 2 | 4 |
| Екатеринбург | 2 | 3 |
| Елец | 2 | 3 |
| Железнодорожный | 2 | 3 |
| Жуковский | 1 | 3 |
| Златоуст | 2 | 4 |
| Иваново | 1 | 4 |
| Ижевск | 1 | 5 |
| Йошкар-Ола | 1 | 4 |
| Иркутск | 3 | 2 |
| Казань | 2 | 4 |
| Калининград | 2 | 2 |
| Каменск-Уральский | 1 | 3 |
| Калуга | 1 | 3 |
| Камышин | 2 | 3 |
| Кемерово | 3 | 4 |
| Киров | 1 | 5 |
| Киселевск | 2 | 4 |
| Ковров | 1 | 4 |
| Коломна | 1 | 3 |
| Комсомольск-на-Амуре | 3 | 4 |
| Копейск | 2 | 3 |
| Копейск | 1 | 4 |
| Красногорск | 1 | 3 |
| Краснодар | 6 | 2 |
| Красноярск | 3 | 3 |
| Курган | 2 | 3 |
| Курск | 2 | 3 |
| Кызыл | 1 | 2 |
| Ленинск-Кузнецкий | 3 | 4 |
| Липецк | 2 | 3 |
| Люберцы | 1 | 3 |
| Магадан | 5 | 5 |
| Магнитогорск | 3 | 4 |
| Майкоп | 2 | |
| Махачкала | 5 | 2 |
| Миасс | 2 | 3 |
| Москва | 1 | 3 |
| Мурманск | 4 | 5 |
| Муром | 1 | 3 |
| Мытищи | 1 | 3 |
| Набережные Челны | 2 | 5 |
| Находка | 5 | 2 |
| Невинномысск | 5 | 2 |
| Нефтекамск | 2 | 5 |
| Нефтеюганск | 2 | 4 |
| Нижневартовск | 2 | 5 |
| Нижнекамск | 2 | 5 |
| Нижний Новгород | 1 | 4 |
| Нижний Тагил | 2 | 4 |
| Новокузнецк | 3 | 4 |
| Новокуйбышевск | 3 | 4 |
| Новомосковск | 1 | 3 |
| Новороссийск | 5 | 2 |
| Новосибирск | 3 | 4 |
| Новочебоксарск | 2 | 4 |
| Новочеркасск | 3 | 2 |
| Новошахтинск | 3 | 2 |
| Новый Уренгой | 2 | 5 |
| Ногинск | 1 | 3 |
| Норильск | 3 | 5 |
| Ноябрьск | 2 | 5 |
| Обниск | 1 | 3 |
| Одинцово | 1 | 4 |
| Омск | 2 | 3 |
| Орел | 2 | 3 |
| Оренбург | 3 | 4 |
| Орехово-Зуево | 1 | 3 |
| Орск | 2 | 4 |
| Пенза | 2 | 3 |
| Первоуральск | 2 | 4 |
| Пермь | 2 | 5 |
| Петрозаводск | 5 | 2 |
| Петропавловск-Камчатский | 7 | 7 |
| Подольск | 1 | 3 |
| Прокопьевск | 2 | 4 |
| Псков | 1 | 3 |
| Ростов-на-Дону | 3 | 2 |
| Рубцовск | 3 | 3 |
| Рыбинск | 1 | 4 |
| Рязань | 1 | 3 |
| Салават | 3 | 5 |
| Самара | 3 | 4 |
| Санкт-Петербург | 2 | 3 |
| Саранск | 2 | 3 |
| Саратов | 3 | 3 |
| Северодвинск | 2 | 4 |
| Серпухов | 1 | 3 |
| Смоленск | 1 | 3 |
| Сочи | 4 | 2 |
| Ставрополь | 5 | 2 |
| Старый Оскол | 2 | 3 |
| Стерлитамак | 3 | 5 |
| Сургут | 2 | 4 |
| Сызрань | 3 | 3 |
| Сыктывкар | 1 | 5 |
| Таганрог | 3 | 2 |
| Тамбов | 2 | 3 |
| Тверь | 1 | 4 |
| Тобольск | 2 | 4 |
| Тольятти | 3 | 4 |
| Томск | 3 | 4 |
| Тула | 1 | 2 |
| Тюмень | 2 | 3 |
| Улан-Удэ | 3 | 1 |
| Ульяновск | 2 | 4 |
| Уссурийск | 3 | 2 |
| Уфа | 2 | 5 |
| Ухта | 2 | 5 |
| Хабаровск | 3 | 2 |
| Хасавюрт | 5 | 2 |
| Химки | 1 | 3 |
| Чебоксары | 2 | 4 |
| Челябинск | 2 | 3 |
| Чита | 2 | 1 |
| Череповец | 1 | 4 |
| Шахты | 3 | 2 |
| Щелково | 1 | 3 |
| Электросталь | 1 | 3 |
| Энгельс | 3 | 3 |
| Элиста | 3 | 2 |
| Южно-Сахалинск | 4 | 4 |
| Ярославль | 1 | 4 |
| Якутск | 2 | 2 |
Чем опасны снеговые нагрузки
Высокие снеговые нагрузки опасны по нескольким позициям:
- Создание чрезмерного давления на стропильную систему, вызывающего прогиб, провисание покрытия или разрушение несущих элементов крыши.
- Появление дополнительной нагрузки на стены дома, а через них – на фундамент.
- Большой вес снега опасен при внезапном сходе сугробов с крыши, так как могут пострадать оказавшиеся внизу люди, автомобили или иное имущество.
Кроме того, большое количество снега при повышении температуры начинает подтаивать, образуя на поверхности кровли слой льда. Он плотный и тяжелый, хорошо удерживается на поверхности, постепенно увеличивая свою толщину. Во время оттепелей этот лед скатывается вниз и причиняет сильный ущерб всем предметам, на которые упадет. Необходимо помнить, что относительно тонкий слой льда в 5 см на поверхности ската площадью 20 м2 весит около тонны.
Расчет снеговой нагрузки на плоскую кровлю показывает величину воздействия снега на горизонтальную плоскость. Угол наклона скатов учитывается специальными коэффициентами. Считается, что при наклоне более 75° снеговая нагрузка отсутствует, хотя на практике случается налипание мокрого снега и на вертикальные плоскости. В этом таится еще одна опасность, когда конструкции дома оказываются неподготовленными для приема значительного давления.
Опасный для жизни неконтролируемый сход снега Источник www.staffaltay.ru
Механические свойства древесины.
| Напряженное состояние и характеристика элементов | Обозначение | Расчетные сопротивления для сортов древесины, кг/см² (МПа) | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон: | Rизг, Rcж, Rcм | |||
| элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах б, в) высотой до 50 см | 140 (14) | 130 (13) | 85 (8,5) | |
| элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения свыше 11 до 50 см | 150 (15) | 140 (14) | 100 (10) | |
| элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см | 160 (16) | 150 (15) | 110 (11) | |
| элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении | — | 160 (16) | 100 (10) | |
| Растяжение вдоль волокон: | Rрас | |||
| неклееные элементы | 100 (10) | 70 (7) | — | |
| клееные элементы | 120 (12) | 90 (9) | — | |
| Сжатие и смятие по всей площади поперек волокон | Rрас90°, Rcм90° | 18 (1,8) | 18 (1,8) | 18 (1,8) |
| Смятие поперек волокон местное: | Rрас90°, Rcм90° | |||
| в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов | 30 (3) | 30 (3) | 30 (3) | |
| под шайбами при углах смятия от 90 до 60 | 40 (4) | 40 (4) | 40 (4) | |
| Скалывание вдоль волокон: | Rск | |||
| при изгибе неклееных элементов | 18 (1,8) | 16 (1,6) | 16 (1,6) | |
| при изгибе клееных элементов | 16 (1,6) | 15 (1,5) | 15 (1,5) | |
| в лобовых врубках для максимального напряжения | 24 (2,4) | 21 (2,1) | 21 (2,1) | |
| местное в клеевых соединениях для максимального напряжения | 21 (2,1) | 21 (2,1) | 21 (2,1) | |
| Скалывание поперек волокон: | Rcк90° | |||
| в соединениях неклееных элементов | 10 (1) | 8 (0,8) | 6 (0,6) | |
| в соединениях клееных элементов | 7 (0,7) | 7 (0,7) | 6 (0,6) | |
| Растяжение поперек волокон элементов из клееной древесины | Rрас90° | 3,5 (0,35) | 3 (0,3) | 2,5 (0,25) |
| Древесные породы | Коэффициент для расчетных сопротивлений | ||
| растяжению, изгибу. сжатию и смятию вдоль волокон Rрас, Rизг, Rсж, Rсм | сжатию и смятию поперек волокон Rсж90°, Rсм90° | скалыванию Rск | |
| Хвойные | |||
| Лиственница, кроме европейской и японской | 1,2 | 1,2 | 1 |
| Кедр сибирский, кроме Красноярского края | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
| Кедр Красноярского края, сосна веймутовая | 0,65 | 0,65 | 0,65 |
| Пихта | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| Твердые лиственные | |||
| Дуб | 1,3 | 2 | 1,3 |
| Ясень, клен, граб | 1,3 | 2 | 1,6 |
| Акация | 1,5 | 2,2 | 1,8 |
| Береза, бук | 1,1 | 1,6 | 1,3 |
| Вяз, ильм | 1 | 1,6 | 1 |
| Мягкие лиственные | |||
| Ольха, липа, осина, тополь | 0,8 | 1 | 0,8 |
| Расчетные сопротивления пород древесины устанавливаются путем умножения величин, приведенных в таблице выше на переходные коэффициенты |
« назад далее »
Снеговой мешок и температура воздуха
«Cнеговым мешком» называет тот снег на крыше, который превышают средние нормативы на толщину, характерные для конкретной местности. Или более просто: если выше 50 см на глаз.
Обычно снеговые мешки скапливается на не ветреной стороне крыши и в местах, где расположены слуховые окна и другие элементы крыши. Как раз в таких местах и ставят сдвоенные и усиленные стропильные ноги, либо вообще делают сплошную обрешетку. Кроме того, здесь по всем правилам должна быть специальная подкровельная подложка, чтобы избежать протечек.
Поэтому в более теплых регионах России плотность снега получается всегда больше, чем в холодных. Ведь в таких местностях зимой снег уплотняется под действием солнца, верхние слои сугроба давят на нижние. Учитывайте также, что снег, который перебрасывает с места на место увеличивает свой удельный вес минимум в два раза. Благодаря всему этому средний удельный вес обычно равен посреди зимы 280 + — 70 кг на кубический метр.
А весной в период обильного таяния мокрый снег способен весить почти тонну! Можете ли вы себе представить, что на вашей крыше находится одновременно сразу несколько тонн снега? Вот почему тот факт, что в процессе строительства крыши на стропильной системе висят сразу несколько рабочих и это якобы говорит о ее прочности, во внимание брать не стоит. Ведь пару человек точно не весят сразу несколько тонн. Учитывайте, что в расчете нормативной нагрузки также принимается во внимание средняя температура воздуха в январе
Какая именно у вас, смотрите уже по карте СП 20.13330.2011:
Учитывайте, что в расчете нормативной нагрузки также принимается во внимание средняя температура воздуха в январе. Какая именно у вас, смотрите уже по карте СП 20.13330.2011:
Если окажется, что у вас средняя температура в январе меньше, чем 5 градусов по Цельсию, то коэффициент снижения снеговой нагрузки 0,85 тогда не применяется. Ведь из-за такой температуры снег зимой постоянно будет подтаивать снизу, образовывая наледь и задерживаясь на крыше.
И, наконец, чем больше угол ската, тем меньше на нем всегда остается снега, ведь тот постепенно сползает под собственным весом. А на тех крышах, у которых угол наклона больше или равен 60 градусов, снега не остается вообще. Поэтому в таком случае коэффициент µ должен быть равен нулю. В это же время для ската с углом 40° µ равен 0,66, 15° – 0,33 и для 45° градусов – 0,5.
Удельный вес: такой легкий и тяжелый снег
А теперь перейдем к практике. Если вы живете в России, а не на южном континенте без зимы, то знаете, каким на самом деле бывает снег: невероятно легким и неимоверно тяжелым. Например, тот же пушистый снежок в морозную и сухую погоду при температуре -10°С будет иметь плотность около 10 кг на кубический метр. А вот снег под конец осени и в начале зимы, который долго лежал на горизонтальных и наклонных поверхностях и «слежался», уже имеет массу куда больше – от 60 килограмм на кубический метр. К слову, узнать плотность снега не сложно – достаточно зимой вырезать большой лопатой образец снега в один кубический метр и взвесить его.
Если мы говорим о рыхлом снеге, который, по идее, легок и не доставляет проблем, то знайте, что здесь таится некая опасность. Рыхлый снег как ни какой другой быстро вбирает в себя все осадки в виде дождя и становится уже мокрым снегом. А его нахождение на крыше, где нет грамотно организованного стока, чревато большими проблемами.
Далее, весной в процессе длительной оттепели удельный вес снега также значительно растет. У сухого уплотненного снега среднестатистическая плотность находится в пределах от 200 до 400 кг на кубический метр. Не упускайте также такой важный момент, когда снег долго оставался лежать на крыше и не было нового снегопада, а вы его не убирали. Тогда независимо от его плотности, он будет иметь всю ту же массу, хотя визуально сама «шапка» стала меньше в два раза. В особо влажном климате весной удельный вес снега достигает 700 кг на кубический метр!
Определение массы снега и нагрузки по СНиП
Чтобы пресечь разрушение кровельных конструкций крыши, при ее проектировании осуществляются расчеты нагрузки от зимних осадков.
- Удельный вес обычного снега равен 100 кг/м ³.
- Если он мокрый, то его плотность достигает 280 кг/м³.
- Масса слежавшегося наста достигает 500 кг/м³.
- 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:
- 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.
- 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:
- Qр.н.=Q∙µ — для первой категории предельных состояний;
- 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.
Что такое снегозадержатели на крышу
В нашей местности дома имеют скатную кровлю с уклоном 30 градусов и больше. При такой геометрии во время обильных метелей и после них возникают стихийные лавинообразные схождения снега. Специалисты рекомендуют устанавливать на крышу снегозадержатели – это защитная конструкция, которая удерживает твердые осадки, но пропускает воду, образовавшуюся при таянии. Есть две группы изделий:
- Барьеры – блокирующие ограждения. Они удерживают снег, предотвращая полный или частичный обвал. Твердые осадки остаются на крыше до полного таяния. В эту категорию входят угловые снегозадержатели, бугели.
- Снегорезы – конструкции, разделяющие крупный пласт на мелкие части. Благодаря этому снижается их скорость и сила падения. Снегорезы не обеспечивают 100%-ю защиту, но делают схождение твердых осадков неопасным для здоровья человека. Разновидности: трубчатые, решетчатые изделия.
Зачем нужны
Снегоудерживающие устройства для крыши необходимы, если у кровли крутые скаты, и в вашем регионе зимой выпадают обильные осадки. Задачи защитной конструкции:
- Обеспечение безопасности. Глыбы снега, бесконтрольно падающие с высоты, могут нанести тяжелую травму и даже привести к летальному исходу. Снегозадержатели существенно снижают этот риск.
- Сохранение целостности окружающей среды. Массивные пласты могут проломать крышу нижестоящего здания, примять автомобиль, повредить молодое деревце. Нередко от лавин страдают фасады, водостоки, наружные кондиционеры.
- Сохранение чистоты дорожек по периметру дома. Постоянно падающий снег добавляет лишней работы. Удержатели сокращают количество уборок.
- Защита кровли. Снег по мере таяния превращается в ледяную корку. При соскальзывании твердое вещество царапает кровлю, снимая верхнее покрытие. Из-за этого возникает коррозия, материал портится. Проблема касается крыш из металлочерепицы, профнастила, фальца.
Есть и противники снегостопоров. Их главный аргумент – избыточное давление на стропила, что особенно актуально для легкой фальцевой кровли. Вы можете обойтись без защитного устройства, если год за годом снег обильно не налипает на скаты, под домом не стоят автомобили, различные конструкции и правильно установлена водосточная система. В других случаях снегоуловители на крышу необходимы, прежде всего для личной безопасности.
Зачем учитывать давление снега?
Снеговая нагрузка, карта зонального распределения по территории Российской Федерации
Понятно, что на огромной территории Российской Федерации среднестатистическое количество осадков, в виде снега, существенно различается по регионам. По результатам многолетних наблюдений и вычислений, составлена карта территории страны, на которой указаны восемь различных зон по уровню снеговой нагрузки.
Таблица зонального распределения территории РФ по среднему значению снеговой нагрузки
| Снеговые районы Российской Федерации | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII |
| Расчетный вес снегового покрова Q на 1 м² горизонтальной поверхности земли, кПа (кг/м²) | 0,8 (80) | 1,2 (120) | 1,8 (180) | 2,4 (240) | 3,2 (320) | 4,0 (400) | 4,8 (480) | 5,6 (560) |
Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: S=Sg*m, где:
- Sg — расчётное значение веса снегового покрова на 1м. кв. горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице;
- m – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие;
- расчётное значение веса снегового покрытия Sg принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации.
Коэффициент m зависит от угла наклона ската кровли, при углах наклона ската кровли:
- меньше 25 градусов m принимают равным 1;
- от 25 до 60 градусов значение m принимают равным 0,7 (примерно, для каждого уклона свое значение);
- более 60 градусов значение m, в расчёте полной снеговой нагрузки, не учитывают.
Для простых зданий и построек снеговая нагрузка на плоскую крышу рассчитывается, исходя из прочности и несущей способности самого слабого звена конструкции:
- Расчет на излом или предельно допустимый прогиб плоского перекрытия крыши. Для железобетонных балок и каркасных несущих ферм, из которых сегодня очень любят строить всевозможные павильоны или торговые центры, давление от снеговой нагрузки определяют по максимально допустимому прогибу одиночного элемента перекрытия.
- Для простых конструкций плоской крыши, в которых относительно короткие и жесткие балки имеют запредельный запас прочности, расчет от снеговой нагрузки выполняют по величине устойчивости и несущей способности стен и вертикальных опор.
- В зданиях и постройках, обладающих избыточным запасом прочности, давление на поверхность крыши вследствие снеговой нагрузки берут в расчет для проверки локальной прочности рулонного мягкого покрытия.
На фото: обрушение крыши под тяжестью снега на Гомельщине. Стропильная система не выдержала нагрузки…
К таким местам относятся зоны примыкания к вертикальным стенам, участки, примыкающие к сливным отверстиям, вентиляционным выводам и аэраторам. В этих местах высота снежного покрова может увеличиваться в разы, соответственно, максимальное усилие разрыва, действующее на кровельное полотно, будет значительно выше среднего значения по крыше.
Условия, перечисленные во втором пункте, используются для навесов с плоской крышей, гаражей и хозяйственных зданий, в конструкции которых общий вклад от снеговой нагрузки в общую величину давления на вертикальные опоры или стены составляет не менее 20% от рекомендуемого запаса прочности.
Еще большее значение имеет снеговая нагрузка для каркасных построек на основе ферм, вертикальных стоек и балок перекрытия, изготовленных из металлопроката без использования бетонных отливок. В этом случае расчет выполняется по устойчивости сварных пролетов и всего здания под максимальной величиной снеговой и ветровой нагрузки. Сведения о толщине и мощности снегового покрытия выбираются из данных метеорологических служб за последние пятьдесят лет.
Учет климатической карты региона
Даже самые надежные материалы имеют определенный запас прочности. На стропила действуют силы различной направленности. С одной стороны, это вес всего сооружения за вычетом массы самих несущих деталей. К вертикальному давлению добавляются массы снега и рабочих, которые могут ремонтировать покрытие, устанавливать на крыше различные сооружения типа антенны, флюгера или флагштока. Здесь нужно обратиться к разделу климатических карт, которые касаются осадков.
С другой стороны, нельзя недооценивать влияние температуры на все элементы крыши. Как сильное охлаждение, так и нагрев, приводит к их деформации. Это становится причиной отклонений несущих конструкций от технологических осей, что существенно ослабляет их несущую способность. Способ решения проблемы — увеличить толщину стропил в соответствии с температурным разделом технологической карты.
Следует помнить о главной опасности для крыш большой площади — ветре. Информацию о направлении и скорости движения воздушных масс можно найти в каждом атласе, где по каждому региону есть подробная климатическая информация.
Ветровая и снеговая нагрузки при проектировании навесов
Особое внимание расчёту необходимо уделить тем, кто задумался о проектировании навеса – например, для беседки или стоянки автомобиля. Обычно в таких случаях используют экономичную конструкцию, не имеющую достаточную жесткость
Поэтому нельзя игнорировать давление снега. Рекомендуется чистить снег вовремя, не допуская образования снежного покрова толщиной более 30 см. Для навеса, выполненного из дерева, надёжнее будет сделать сплошную обрешётку и усиленные стропила. Если же вы выбрали металлическую конструкцию, то она должна иметь соответствующую толщину профиля. В любом случае, для выбора материалов необходимой жесткости, лучше использовать результаты расчета.
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
