Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

Никого не удивляет ситуация, когда снежная масса на крыше заставляет нервничать, забираться на стены и убирать накопившийся слой снега. Даже если кровля, основание и каркас крыши здания строились из расчета максимальной снеговой нагрузки на крышу, в соответствии с рекомендациями СНиПа 2.01.

07-85, здравый смысл подсказывает, что не следует проверять справедливость формул на своем доме.

Для территорий с большим количеством осадков скатные кровли явно имеют преимущества перед плоскими конструкциями хотя бы потому, что большая часть снежной массы на больших углах наклона просто сдувается ветром или соскальзывает вниз.

Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

Как выполнить расчет снеговой нагрузки для плоской поверхности

Для самых простых случаев для плоских крыш можно использовать тот же подход, что и для скатных вариантов кровли. Для этого в СНиП 2.01.07-85 приводится методика и алгоритм учета снеговой нагрузки в общем расчете несущей способности крыш.

Мало того, всю математику и теорию прочности заложили в специализированную программку- калькулятор.

Проще всего не ломать голову в поисках ответа, как рассчитать параметры крыши, а заложить поправочные коэффициенты в калькулятор и получить готовый ответ по размерам балок и перекрытий.

Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

Для простых зданий и построек снеговую нагрузку на плоскую крышу можно считать, исходя из прочности и несущей способности самого слабого звена в 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.

Важно! В последнем случае расчет полотна кровельного материала проверяется не по среднему значению прочности на разрыв, а именно в местах, где снеговая нагрузка действует в наиболее неблагоприятных условиях.Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

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 разрывное усилие на кровельном полотне тоже 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.

Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

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.

Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

Снеговая нагрузка скатных кровель

Несмотря на то, что скатные конструкции кровли имеют определенные преимущества перед плоскими вариантами, в любом случае выполняется расчет давления на несущие элементы крыши в результате возникновения снеговой нагрузки. Цель расчета — определить ориентировочный средний размер стропил в зависимости от общей массы кровельного пирога, снеговой и ветровой нагрузки.

Методика расчета

Стандартный подход в определении величины нагрузки площади ската требует выполнения следующих расчетов:

  • Определяется максимальная высота снегового заряда на крыше и его вес на единицу площади крыши;
  • По рекомендациям и нормативам СНиПа определяют коэффициент уменьшения давления на скатной поверхности в сравнении с плоской крышей, при этом качество и шероховатость кровельного материала в расчет не принимают, используется только угол наклона кровли;
  • Перемножая массу на коэффициент уменьшения и площадь поверхности, получают давление от снеговой массы, передающееся на стены и фундамент. Эту величину используют только для оценки нагрузки, а не для точных расчетов.
  • Важно! При этом в стандартном способе расчета принимается, что снеговой покров распределен равномерно по всей плоскости крыши.Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

    Как и для плоских вариантов крыш, нагрузку от снеговой массы на скатных конструкциях можно посчитать с помощью программы – калькулятора, в ней содержится много поправочных коэффициентов, поэтому результат получается несколько точнее грубой оценки в одно арифметическое действие.

    Как ведет себя снежный покров на различных участках

    Зачастую считают, что давление снега на скат кровли не зависит от высоты покрова. Это действительно так, но только для свежевыпавшего снега и только для абсолютно герметичных кровель с углом наклона не менее 25%. Во всех остальных случаях неравномерное давление снега начинает сказываться уже через сутки.

    Снег в любом случае начинает перемещаться вниз и таять. Большая часть массы уйдет с коньковой поверхности вниз, ближе к свесам.

    Часть воды затекает в стыки между листами кровли и может намерзать или улавливаться теплоизоляцией. Чем теплее кровля, тем крепче держится снег на ее поверхности.

    В некоторых случаях используют обогревающие элементы, позволяющие растопить замерзшую воду в самых опасных для крыши местах- центральной части и на свесах.

    Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

    Снеговой заряд на крыше начинает перераспределяться вдоль ската, в первую очередь из-за процесса уплотнения, и во вторую — из-за неравномерной деформации стропильной системы. На рисунке приведена схема прогиба скатной кровли, полученная расчетным способом моделирования на компьютере.

    Центральная часть стропил, самая гибкая и неустойчивая, прогибается, и соответственно, в каждой точке кровли под снеговой нагрузкой меняется угол наклона ската, а значит, на участках ближе к свесам увеличивается давление на стропильный каркас.

    Особенности распределения снеговой нагрузки поверхности крыши

    Часто сбивают с толку данные о количестве и мощности снегового покрова в различных климатических поясах.

    Эти сведения имеют очень среднее значение, в одних условиях из-за наветренной позиции крыши снега меньше, а с подветренной – больше.

    Кроме того, на самой крыше имеется масса конструктивных элементов и участков, где снеговая нагрузка значительно выше средней величины.Например, углы ендова, слуховые и мансардные окна.

    Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

    В этих местах при неудачном направлении ветра может образоваться сугроб в несколько раз выше среднего значения. Самым неприятным явлением в перемещении снеговой массы является скопление на свесах огромных зарядов снега, перемешанных с талой водой. Давление такой массы может на порядок превышать среднюю характеристику снеговой нагрузки из справочных данных.

    Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

    Заключение

    На процесс скопления снега может влиять даже материал кровли. Лучше всего показала себя кровля из классической керамической черепицы.

    Неплохо сбрасывают снег крыши, крытые металлическим оцинкованным покрытием, металлочерепицей, хуже всего борется со снегом ондулин и битумная черепица, рулонная кровля.

    Поэтому характер покрытия необходимо также учитывать при расчете будущей снеговой нагрузки.

    Источник: http://obrawa.ru/snegovaya-nagruzka-na-kryshu/

    Расчет стропильной системы своими руками

    Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

    Вы можете себе представить человека без костей? Точно так же скатная крыша без стропильной системы больше похожа на строение из сказки про трех поросят, которую запросто сметет природной стихией. Крепкая и надежная система стропил – залог долговечности конструкции крыши. Чтобы качественно сконструировать систему стропил, необходимо выявить и рассчитать параметры, влияющие на прочность предполагаемой конструкции.

    Например, необходимо принять во внимание изгибы крыши, уклон скатов, аэродинамические коэффициенты, коэффициенты на неравномерное распределение снега по поверхности, силы воздействия на конструктивные элементы крыши и так далее. Рассчитать все это максимально приближенно к реальной ситуации, а также учесть все нагрузки и искусно собрать их сочетания – задача не из легких.

    Если хотите разобраться досконально – список полезной литературы приведен в конце статьи. Конечно, курс сопромата для полного понимания принципов и безукоризненного расчета стропильной системы в одну статью не уместить, поэтому приведем основные моменты для упрощенной версии расчета.

    Классификация нагрузок

    Нагрузки на стропильную систему классифицируются на:

      1. Основные:
        • постоянные нагрузки – вес самих стропильных конструкций и крыши,
        • длительные нагрузки – снеговые и температурные нагрузки с пониженным расчетным значением (используются при необходимости учета влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость),
        • переменное кратковременное влияние — снеговое и температурное воздействие по полному расчетному значению.
      2. Дополнительные – ветровое давление, вес строителей, гололедные нагрузки.
      3. Форс-мажорные – взрывы, сейсмоактивность, пожар, аварии.

    Для осуществления расчета стропильной системы принято рассчитывать предельные нагрузки, чтобы затем, исходя из подсчитанных величин, определить параметры элементов стропильной системы, способных выстоять против этих нагрузок.

    Расчет стропильной системы скатных крыш производится по двум предельным состояниям:

        • Предел, при котором происходит разрушение конструкции. Максимально возможные нагрузки на прочность конструкции стропил должны быть меньше предельно допустимых.
        • Предельное состояние, при котором возникают прогибы и деформация. Возникающий прогиб системы при нагрузке должен быть менее предельно возможного.

    Для более простого расчета применяется только первый способ.

    Расчет снеговых нагрузок на крышу

    Формула расчета снеговой нагрузки: Ms = Q × Ks × Kc, где

    • Ms – снеговая нагрузка;
    • Q – масса снегового покрова, покрывающая 1м2 плоской горизонтальной поверхности крыши.

    Последнее, зависит от территории и определяется по карте, для второго предельного состояния – расчет на прогиб (при расположении дома на стыке двух зон, выбирается снеговая нагрузка с большим значением).

    Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крышеСнеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

    Для прочностного расчета по первому типу величина нагрузки выбирается соответственно району проживания по карте (первая цифра в указанной дроби – числитель), либо берется из таблицы №1:

    Первое значение в таблице измеряется в кПа, в скобках нужная переведенная величина в кг/м2.

    Ks – поправочный коэффициент на угол наклона кровли.

        • Для крыш с крутыми склонами с углом более 60 градусов снеговые нагрузки не учитываются, Ks=0 (снег не скапливается на круто скатных крышах).
        • Для крыш с углом от 25 до 60, коэффициент берется 0,7.
        • Для остальных он равен 1.
    Читайте также:  Как сделать стропила на баню: как поставить, установить, как ставить и делать, как крепить на крыше из бревна, досок, стропильная система своими руками

    Kc – коэффициент ветрового сноса снега с крыш. При условии пологой крыши с углом ската 7-12 градусов в районах на карте со скоростью ветра 4 м/с, Kc принимается = 0.85. На карте отображено районирование по скорости ветра.

    Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крышеСнеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

    Коэффициент сноса Kc не учитывается в районах с январской температурой теплее -5 градусов, так как на крыше образуется ледяная корка, и сдува снега не происходит. Не учитывается коэффициент и в случае закрытия здания от ветра более высокой соседней постройкой.

    Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крышеСнеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

    Снег ложится неравномерно. Зачастую с подветренной стороны формируется так называемый снеговой мешок, особенно в местах стыков, изломов (ендова). Следовательно, если вы хотите прочную крышу, делайте шаг стропил минимальным в этом месте, также внимательно относитесь к рекомендациям производителей кровельного материала – снег может обломить свес, если он неправильных размеров.

    Напоминаем, что расчет, приведенный выше, предложен вашему вниманию в упрощенной форме. Для более надежного расчета советуем умножить результат на коэффициент надежности по нагрузке (для снеговой нагрузки = 1,4).

    Расчет ветровых нагрузок на стропильную систему

    С давлением снега разобрались, теперь перейдем к расчетам ветрового влияния.

    В независимости от угла ската, ветер сильно воздействует на крышу: крутоскатную кровлю старается сбросить, более плоскую кровлю – поднять с подветренной стороны.

    Для расчета нагрузки ветра во внимание принимают его горизонтальное направление, при этом он дует двунаправленно: на фасад и на крышной скат. В первом случае поток разбивается на несколько – часть уходит вниз к фундаменту, часть потока по касательной снизу вертикально давит на свес крыши, пытаясь ее поднять.

    Во втором случае, воздействуя на скаты крыши, ветер давит перпендикулярно скату, вдавливая его; также образуется завихрение по касательной с наветренной стороны, огибая конек и превращаясь в подъемную силу уже с подветренной стороны, в связи с разницей в давлении ветра с обеих сторон.

    Для подсчета усредненной ветровой нагрузки используют формулу: Mv = Wo x Kv x Kc x коэффициент прочности,

    где Wo – нагрузка ветровая давления, определяемая по карте

    Kv — коэффициент поправки ветрового давления, зависящий от высоты здания и местности.

    Kc – аэродинамический коэффициент, зависит от геометрии конструкции крыши и направления ветра. Значения отрицательные для подветренной стороны, положительные для наветренной

    Таблица аэродинамических коэффициентов в зависимости от уклона кровли и отношения высоты здания к длине (для двускатной крыши)

    Для односкатной крыши необходимо взять коэффициент из таблицы для Ce1.

    Для упрощения расчета значение C проще взять максимальным, равным 0,8.

    Для более надежных результатов советуем умножить на коэффициент запаса прочности по ветровой нагрузке = 1,2.

    Расчет собственного веса кровли

    Для расчета постоянной нагрузки нужно рассчитать вес кровли на 1 м2, полученный вес нужно умножить на поправочный коэффициент 1,1 – такую нагрузку стропильная система должна выдерживать в течение всего срока эксплуатации.

    Вес кровли складывается из:

    • объем леса (м3), используемого в качестве обрешетки, умножается на плотность дерева (500 кг/м3)
    • веса стропильной системы
    • вес 1м2 кровельного материала
    • вес 1м2 веса утеплителя
    • вес 1м2 отделочного материала
    • вес 1м2 гидроизоляции.

    Все эти параметры легко получить уточнив эти данные у продавца, либо посмотреть на этикетке основные характеристики: м3, м2, плотность, толщина, — произвести простые арифметические операции.

    Пример: для утеплителя плотностью в 35 кг/м3, упакованного рулоном толщиной 10 см или 0,1 м, длиной 10м и шириной 1.2 м, вес 1 м2 будет равен (0.1 х 1.2 х 10) х 35 / (0.1 х 1.2) = 3.5 кг/м2. Вес остальных материалов можно рассчитать по тому же принципу, только не забывайте сантиметры в метры переводить.

    Чаще всего нагрузка кровли на 1 м2 не превышает 50 кг, поэтому при расчетах закладывают именно эту величину помноженную на 1.1, т.е. используют 55 кг/м2, которая сама по себе взята запасом.

    Еще данные можно взять из таблицы ниже:

    Шифер 10 — 15 кг/м²
    Ондулин 4 — 6 кг/м²
    Керамическая черепица 35 — 50кг/м²
    Цементно-песчаная черепица 40 — 50 кг/м²
    Битумная черепица 8 — 12 кг/м²
    Металлочерепица 4 — 5 кг/м²
    Профнастил 4 — 5 кг/м²
    Вес чернового настила 18 — 20 кг/м²
    Вес обрешётки 8 — 12 кг/м²
    Вес стропильной системы 15 — 20 кг/м²

    Собираем нагрузки

    По упрощенному варианту теперь необходимо сложить все найденные выше нагрузки простым суммированием, мы получим итоговую нагрузку в килограммах на 1 м2 крыши.

    Расчёт стропильной системы

    После сбора основных нагрузок можно уже определить основные параметры стропил. Для того чтобы определить какая распределенная нагрузка приходится на каждую стропильную ногу в отдельности, переводим кг/м2 в кг/м.

    Считаем по формуле: N = шаг стропил x Q, где

    N — равномерная нагрузка на стропильную ногу, кг/м шаг стропил — расстояние между стропилами, м

    Q – рассчитанная выше итоговая нагрузка на крышу, кг/м²

    Из формулы ясно, что изменением расстояния между стропилами можно регулировать равномерную нагрузку на каждую стропильную ногу. Обычно шаг стропил находится в диапазоне от 0,6 до 1,2 м. Для крыши с утеплением при выборе шага разумно ориентироваться на параметры листа утеплителя.

    Вообще при определении шага установки стропил лучше исходить из экономических соображений: высчитать все варианты расположения стропил и выбрать самый дешевый и оптимальный по количественному расходу материалов для стропильной конструкции.

    В строительстве частных домов и коттеджей, при выборе сечения и толщины стропила, руководствуются таблицей приведенной ниже (сечение стропила указано в мм). В таблице усредненные значения для территории России, а также учтены размеры строительных материалов, представленных на рынке. В общем случае, этой таблицы достаточно для того, чтобы определить, какого сечения нужно приобретать лес.

    Однако, не следует забывать, что размеры стропильной ноги зависят от конструкции стропильной системы, качества используемого материала, постоянных и переменных нагрузок оказываемых на кровлю.

    На практике при постройке частного жилого дома чаще всего используют для стропил доски сечением 50х150 мм (толщина x ширина).

    Самостоятельный расчет сечения стропил

    Как уже упоминалось выше, стропила рассчитываются по максимальной нагрузке и на прогиб. В первом случае учитывают максимальный момент изгиба, во втором – сечение стропильной ноги проверяется на устойчивость прогибу на самом длинном участке пролета. Формулы достаточно сложные, поэтому мы выбрали для вас упрощенный вариант.

    Если хотите все посчитать самостоятельно, выберите ширину сечения в соответствии с таблицей:

    • Толщину сечения (или высоту) рассчитаем по формуле:
    • a) Если угол крыши < 30°, стропила рассматриваются как изгибаемые
    • H ≥ 8,6 x Lm x √(N / (B x Rизг))
    • b) Если уклон крыши > 30°, стропила изгибаемо-сжатые
    • H ≥ 9,5 x Lm x √(N / (B x Rизг))
    • Обозначения:
    • H, см — высота стропилаLm, м — рабочий участок самой длинной стропильной ногиN,кг/м — распределённая нагрузка на стропильную ногуB, см — ширина стропилаRизг, кг/см² — сопротивление древесины изгибу
    • Для сосны и ели Rизг в зависимости от сорта древесины равен:
    1 сорт 140 кг/см²
    2 сорт 130 кг/см²
    3 сорт 85 кг/см²

    Расчетные данные сопротивления древесины хвойных пород

    1. Важно проверить, не превышает ли прогиб разрешенной величины.
    2. Величина прогиба стропил должна быть меньше L/200 — длина проверяемого наибольшего пролета между опорами в сантиметрах деленная на 200.

    3. Это условие верно при соблюдении следующего неравенства: 3,125 xNx(Lm)³ / (BxH³) ≤ 1
    4. N (кг/м) — распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги Lm (м) — рабочий участок стропильной ноги максимальной длинны B (см) — ширина сечения
    5. H (см) — высота сечения

    Если значение выходит больше единицы, необходимо увеличить параметры стропила B или H.

    Используемые источники:

      1. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия с последними изменениями 2008г.
      2. СНиП II-26-76 «Кровли»
      3. СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»

      Источник: https://kalk.pro/articles/roofs/raschet-stropilnoj-sistemy/

      Расчет снеговой нагрузки на кровлю

      1. Статьи
      2. /Расчет снеговой нагрузки на кровлю

      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.

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

      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

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

      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.

      1. Например, для Днепропетровской области So = 134 кг/м² (определили по карте). В кПа это будет
      2. So = 1,34 кПа.
      3. Рассчитываем максимальную высоту парапета, не влияющую на образование снеговых мешков:
      4. So/2 = 1,34/2 = 0,67 м
      5. 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:
      6. μ = 2*h/So, при этом он не должен быть больше 3.
      7. Например, для парапета высотой 2 м для So = 1,34:
      8. μ = 2*h/So = 2*2/1,34 = 2,98
      9. Снеговая нагрузка на плоскую кровлю в этом случае составит:
      10. S = μ*So = 2,98*134 кг/м² = 399 кг/м².

      Необходимость установки снегозадержателей

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

      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

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

      • 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

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

      1. На каркас кровли воздействует не только снеговая, но и ветровая нагрузка. Она рассчитывается по формуле:
      2. Wm = Wo*K*C
      3. где Wo – это нормативное ветровое давление, определяемое по карте ветрового районирования;
      4. К – коэффициент, учитывающий влияние высоты здания;
      5. 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.

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

      • 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.

      Источник: https://alpindustriya.com.ua/raschet-snegovoy-nagruzki.html

      Расчет снеговой нагрузки: для чего необходим, нагрузка на горизонтальную поверхность и кровлю

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

      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

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крышеВ 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:

      1. Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крышеот 56 до 80;
      2. от 84 до 120;
      3. от 126 до 180;
      4. от 168 до 240;
      5. от 224 до 320;
      6. от 280 до 400;
      7. от 336 до 480;
      8. 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:

      1. На плоских или слабонаклоненных кровлях снег не сползает. Коэффициент µ равен 1,0 при наклоне ската до 25°.
      2. 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°.
      3. На крутых поверхностях осадки не задерживаются. Коэффициент µ равен 0, если наклон более 60° (нагрузка отсутствует).

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крышеВведение 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:

      1. Есть постоянные ветра со скоростью от 4 м/с и выше.
      2. Средняя зимняя температура воздуха ниже 50С.
      3. 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

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крышеРасчет 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

      Калькулятор расчета нагрузки на снегозадержатели — с пояснениями

      К мысли о необходимости установки на скатах кровли систем снегозадержания приходят все больше хозяев частных домов.

      Действительно, это очень удобно, когда снежные наносы не грозят свалиться лавинообразно вниз, а постепенно тают на крыше, и уже водой отводятся в систему ливневой канализации или просто подальше от дома. Массовый же сход снега и льда представляет собой вполне реальную угрозу для людей и животных.

      Кроме того, это нередко заканчивается деформацией или полным срывом водосточных желобов, а иногда такая лавина «прихватывает с собой» еще и материал кровельного покрытия.

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крышеКалькулятор расчета нагрузки на снегозадержатели

      Многие владельцы домов стараются установить такие системы самостоятельно, не прибегая к вызову специалистов. Это – вполне доступная операция для хорошего хозяина. Но важно, чтобы параметры снегозадержателей и их расположение на крыше соответствовали реальным условиям эксплуатации.

      Нет никакого смысла тратить время и деньги на монтаж приспособлений, которые просто не выдержат обычной для местного климата снеговой нагрузки. И чтобы правильно определиться и с конкретной моделью, и со схемой ее монтажа, требуется провести определенные вычисления.

      Поможет нам в этом калькулятор расчета нагрузки на снегозадержатели.

      Ниже будет приведено несколько пояснений по проведению таких расчётов.

      Калькулятор расчета нагрузки на снегозадержатели

      Перейти к расчётам

      Цены на снегозадержатели

      Краткие пояснения по использованию калькулятора

      Любые системы удержания снега на кровле имеют определённый запас прочности. Поэтому очень часто предлагаемые в продаже модели сопровождаются таблицами, по которым можно определить шаг установки кронштейнов и количество линий, в зависимости от климатических условий региона и от особенностей самой крыши.

      Но бывает и так, что приходится проводить вычисления снеговой нагрузки самостоятельно. Это не столь сложно – формула довольно проста. Приводить ее здесь полностью не имеет особого смысла – она уже заложена в программу калькулятора.

      Исходными данными будут для вычислений являются следующие параметры:

      • Вся территория РФ разбита на семь зон по уровню снегового давления. Эти данные получены на основании многолетних метеорологических наблюдений. Каждой из зон присуще свое суммарное количество выпадающего за зиму снега. Для расчетов достаточно просто указать номер зоны – количественное значение уже внесено в базу программы.

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крышеКарта зонирования территории России по уровню снегового давления

      • Значение нагрузки для каждой из зон дается на квадратный метр. Но на снегозадержатель, расположенный практически вдоль карниза, будет давить масса снега, скопившаяся по всей линии ската до конька. Значит, необходим и этот параметр – длина ската кровли от карнизной до коньковой линии.
      • Наконец, для правильного разложения вектора приложения силы необходимо знать и угол уклона скатов.

      На пологих крышах, примерно до 10 градусов, нанесенный снег не будет сползать вниз и оказывать сколь-нибудь существенное давление на барьер. А на слишком крутых, свыше 60 градусов, снежные сугробы попросту не скапливаются.

      • Полученный результат выражен в килограммах на метр.

      Каково его практическое применение?

      Допустим, планируется установка простейшего уголкового снегозадержателя с допустимой нагрузкой 100 кг/м. А расчёты показали, что на данной крыше снеговая нагрузка по линии карниза достигает величины в 280 кг/м.

      понятно, что установка в одну линию желаемого результата не даст – скопившийся снег своей массой или вырвет крепления, или изогнет уголок.

      Значит, необходимо установить барьеры в три линии, равномерно распределив их по длине ската от карниза к коньку.

      Другой пример – планируется установка вдоль линии карниза трубчатой системы снегозадержания с кронштейнами, рассчитанными на нагрузку в 110 кг. При длине карниза, скажем, 8 метров общая нагрузка на такую систему составит 280 × 8 = 2440 кг.

      Несложно определить количество кронштейнов, которые справятся с такой нагрузкой: 2440 / 110 = 22,18 ≈ 23 штуки. Чтобы их равномерно расставить по всей длине потребуется шаг 8 / 22 ≈ 0,367 м. Однако, делать шаг менее 450 мм – не рекомендуется, так как это значительно ослабляет конструкцию обрешетки.

      Не рекомендуется и завышать шаг, делая его боле 1000 ÷ 1100 мм.

      Цены на металлочерепицу

      Выход – устанавливать снегозадержатели в два ряда. Или же – применить более мощные кронштейны, рассчитанные, например, на 300 кг. Простой расчет покажет, что их уже потребуется всего 9 штук (2440 / 300 = 8,13 ≈ 9), а встанут они со вполне приемлемым шагом в 1000 мм.

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крышеСложно ли установить снегозадержатель самостоятельно?

      Технология монтажа — довольно проста и понятна, но требует внимательности, точности разметки, аккуратности и, безусловно, повышенной осторожности, так как основные операции будут выполняться на высоте. Подробнее об этом можно прочитать в специальной публикации нашего портала, посвященной монтажу снегозадержателей на крыше из металлочерепицы.

      Источник: https://stroyday.ru/kalkulyatory/krysha-i-krovlya-kalkulyatory/kalkulyator-rascheta-nagruzki-na-snegozaderzhateli.html

      Снеговая нагрузка

      Опубликовано 16 Сен 2013Рубрика: О жизни | 13 комментариев

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

      …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.

      1. 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.
      2. Весной перед обильным таянием удельный вес «мокрого» снега может быть 750±100 кг/м3, приближаясь к плотности льда — 917 кг/м3.
      3. Снег, который сгребли в кучи, перебросили с места на место, увеличивает в 2 раза свой удельный вес.
      4. Наиболее вероятная среднестатистическая плотность «сухого» уплотнившегося снега находится в пределах 200…400 кг/м3.
      5. 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.
      6. 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!!!

      Снеговая нагрузка: расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

      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

      Источник: http://al-vo.ru/o-zhizni/snegovaya-nagruzka.html

    Ссылка на основную публикацию