+38 (067) 702-89-29   +38 (099) 394-39-06

+38 (067) 702-89-29

+38 (099) 394-39-06

Расчёт снеговой нагрузки

Расчёт снеговой нагрузки

Расчёт снеговой нагрузки

Расчет снеговой нагрузки на кровлю

Самой большой по величине из всех нагрузок, которые должна выдерживать кровля, является снеговая. Она действует в течение всего зимнего сезона, распределена неравномерно и зависит от угла наклона скатов. Расчет снеговой нагрузки выполняют на стадии проектирования, причем это необходимо не только для определения параметров стропильной системы, но и для вычисления суммарного веса здания при выборе типа фундамента.

Влияние снеговой нагрузки на конструкцию крыши

Одна из ключевых особенностей снежного покрова на крыше — переменная масса. Каждый снегопад увеличивает его высоту и, как следствие, общий вес. Когда осадки заканчиваются, часть свежевыпавшего снега падает на землю или сдувается ветром, соответственно, давление на кровлю снижается. Но самое больше влияние на величину снеговой нагрузки оказывают температурные колебания:

  • во время оттепели снег набирает много воды и становится тяжелым;
  • при похолодании он спрессовывается, а вода превращается в лед.

Таким образом, циклы потепления-оттаивания уплотняют снежную массу, делают ее гораздо более тяжелой. Если свежевыпавший пушистый снежок весит около 100 кг/м³, то к весне слежавшийся обледеневший ком может потянуть уже на 350-400 кг/м³. Съезжая под действием собственного веса, он может повредить не только кровельное покрытие, но и карнизы вместе с водосточной системой.

Чтобы предотвратить разрушение крыши зимой, на этапе строительства следует заложить в ее устройство некоторые конструктивные элементы, позволяющие уменьшить давление снежной массы и сделать его более равномерным:

  • предусмотреть максимально возможный угол наклона скатов. Чем круче крыша, тем легче с нее сходит снег. Но необходимо иметь в виду, что увеличение уклона повышает ветровую нагрузку и требует больше стройматериалов, т. е. удорожает кровлю. В каждом случае выбор угла наклона — это разумный компромисс между указанными факторами, подтверждаемый расчетами;
  • установить снегозадержатели. Они разбивают снежный покров на несколько частей и распределяют его по крыше более равномерно. Кроме того, снегозадержатели защищают людей и технику от падения на них больших пластов снега;
  • смонтировать систему подогрева. Она растопит снег и решит проблему в корне. Правда, наличие такой системы не освобождает от учета снеговой нагрузки на крышу при ее проектировании, потому что подогрев может отказать в самый неподходящий момент;
  • использовать металлическое кровельное покрытие. Профнастил, металлочерепица, фальцевая кровля имеют скользкую поверхность, по которой снег скатывается намного лучше.

Расчет нагрузки снега на кровлю

Расчет снеговой нагрузки производится по формуле:

S = Sg · μ,

где S — искомая величина, Sg — нормативная нагрузка в регионе строительства, μ — коэффициент, учитывающий влияние угла наклона крыши.

Нормативная снеговая нагрузка определяется по специальной карте снеговых районов, которую выпускает Гидрометцентр. На ней вся территория Украины разделена на 6 регионов, каждому из которых присвоено свое нормативное значение.

Посмотреть их можно в следующей таблице.

№ региона123456
Sg, кг/м²80100120140160180

Коэффициент μ вычисляется следующим образом: μ = 0,033 · (60 – α), где α — угол наклона скатов кровли. Нетрудно заметить, что при α > 60° μ становится отрицательным, т. е. считается, что расчет снеговой нагрузки на кровлю такой крутизны производить не нужно, поскольку снег в любом случае будет сходить сам. На таких крышах главной проблемой является защита от ветра.

Для определения полной нагрузки на кровлю полученное значение необходимо умножить на ее площадь.

Пример расчета

Покажем, как рассчитать снеговую нагрузку на конкретном примере:

  • регион строительства — Киев, размеры дома 12 х 8 м;
  • двускатная крыша;
  • высота чердачного помещения до конька — 4 м.

Последовательность действий будет следующей:

  1. Определяем угол наклона кровли. Для этого применяем формулу вычисления длины противолежащего катета в треугольнике, образованном высотой крыши в коньке и половиной длины фронтона: tg α = H/l = 4/4 = 1. Следовательно, α = 45°.
  2. Вычисляем коэффициент μ: μ = 0,033 · (60 – 45) = 0,495.
  3. Получаем величину снеговой нагрузки S = Sg · μ = 320 · 0,495 = 158,4 кг/м².
  4. Находим длину ската — применяем теорему Пифагора к рассмотренному выше треугольнику: D = √l² + H² = √32 ≈ 5,66.
  5. Рассчитываем полную нагрузку на крышу, для чего величину удельной нагрузки умножаем на площадь ската и удваиваем результат (поскольку крыша состоит из двух скатов): P = 158,4 · 5,66 · 12 · 2 = 21 517 кг.

Получается, что крыша такого, в общем-то, небольшого дома будет нести на себе снежную массу почти в 22 тонны. И это еще с учетом довольно большого угла наклона скатов, из-за которого нормативная нагрузка уменьшилась в 2 раза. Приведенный пример наглядно иллюстрирует важность правильного расчета нагрузки на кровлю.

Нагрузка на плоскую кровлю

Плоские кровли идеально защищены от ветровых нагрузок, но удерживают на себе практически весь выпавший снег. Поэтому в районах с интенсивными снегопадами их применять не рекомендуется.

Расчет снеговой нагрузки на плоскую кровлю производится в том же порядке, что и на скатную. Поправочный коэффициент μ при этом берется равным 1. Нетрудно подсчитать, что если в приведенном выше примере изменить конструкцию крыши на плоскую, снеговая нагрузка на нее увеличится в два раза и составит почти 43,5 тонны. Вывод однозначен: в Уфе (и не только) дома таких размеров лучше строить со скатными крышами.

Для расчета допустимого сечения стропил необходимо определить полный вес всей крыши. Для этого величину снеговой нагрузки на плоскую кровлю нужно сложить с массой кровельного пирога. Вес каждого его элемента можно взять из справочных таблиц или с сайтов производителей. Обычно для инженерных расчетов берется суммарное значение в 55 кг/м².

Способы очистки крыши от снега

Учитывая столь значительные величины снеговых нагрузок, особенно в регионах с высокими нормативными показателями, необходимо предпринимать меры по снижению массы снега, находящегося на крыше, прежде всего в период оттепелей и перед его массовым таянием. Основные пути решения проблемы мы уже перечислили в начале статьи. Расскажем теперь подробнее о самых действенных их них.

Наиболее простой способ — почистить крышу. Это можно сделать:

  • вручную. Снег передвигается по крыше лопатами, с использованием физической силы людей. Для того чтобы не нанести ущерб кровельному покрытию, следует применять пластиковые или деревянные лопаты и оставлять на поверхности слой снега в 5–10 см. Критической нагрузки он не создаст, но будет хорошей преградой между обувью, лопатами и защитным покрытием кровли;
  • с помощью подогрева. Для использования этого метода необходима предварительная укладка специальных кабелей. Это сложная инженерная система, для ее установки нужны специальные знания и навыки, но она очень эффективно растапливает снег, поэтому в последнее время применяется все чаще;
  • вибрацией. Преимущество этого способа в том, что работа выполняется с чердака, выходить на крышу необязательно. Но применение вибраторов допустимо только на кровлях с прочной стропильной системой и наиболее эффективно в период оттепелей;
  • механическим способом. Большие и плотные пласты обледеневшего снега разрезаются бензопилой и удаляются с крыши. Это довольно трудоемкий способ, поэтому он применяется редко, когда почистить крышу по-другому не получается.

Установка снегозадержателей

Как мы уже говорили, большой объем снега на крыше может не только создать критические нагрузки на конструктивные элементы здания, но и нанести ущерб людям и имуществу, находящимся внизу. Эта опасность значительно возрастает в весенний период и особенно на кровлях с металлическим покрытием. Для того чтобы избежать неприятных последствий, на крышу устанавливают снегозадержатели — специальные металлические конструкции, окрашенные в цвет основного покрытия кровли, задерживающие пласты снега и льда и разбивающие их на части. В результате снег быстрее тает и удаляется с крыши через водосточную систему.

Снегозадержатели бывают нескольких видов:

  • трубчатые;
  • решетчатые;
  • уголковые;
  • точечные.

Каждый из них рассчитан на конкретную снеговую нагрузку и применяется на определенных типах кровель. Подробнее об отличиях, критериях выбора и особенностях монтажа снегозадержателей можно почитать в отдельной статье.

Расчет снеговой нагрузки на крышу нужно производить независимо от того, в каком регионе вы строите дом, в каком режиме будете его использовать и какой тип крыши предусмотрен проектом. Параллельно рассчитывается ветровая нагрузка и вычисляется вес самой кровельной конструкции. Затем все эти величины складываются и к ним добавляется вес людей, которые могут находиться на крыше при выполнении профилактических работ. Так вычисляется полная нагрузка, на основании которой подбираются основные несущие элементы стропильной системы. Только правильно выполнив все этапы этого расчета, вы можете быть уверены, что ваша крыша сможет противостоять любым природным катаклизмам в течение всего периода своей эксплуатации.

Киев, пер. Московский, 19
info.kliner@gmail.com

Контакты
+38 (067) 702-89-29
+38 (099) 394-39-06

Работаем с 8:00 до 21:00
Без выходных

Kliner.com.ua 2009-2018 Все права защищены.

Back to Top