Сколько весит снег на крыше – ГОСТ Р ИСО 4355-2016 Основы проектирования строительных конструкций. Определение снеговых нагрузок на покрытия

Содержание

Кровли дома, которые держат нагрузки от снега

Крыша и снег.

Непростые взаимоотношения.

Россия - снежная страна. Однако у россиян складываются весьма странные отношения со снегом. И особенно со снегом на крышах домов. В этой статье мы попробуем разобраться, что делать со снегом на крышах и какими должны быть кровли, чтобы устоять под натиском снежной массы.

Выдержит ли крыша слой снега зимой?

Начнем с азов, то есть со снежных нагрузок на кровельные системы.   Сколько же весит снег на крыше? Плотность свежего рыхлого снега составляет от 10 до 100 кг/м3. Средняя плотность снежного покрова в Европейской части России в конце зимы на Севере находится в пределах 220 — 280 кг/м3; в Средней полосе — в пределах 240 — 320 кг/м3; на Юге — в более широких пределах: от 220 до 360 кг/м3, что объясняется наличием перемежающихся оттепелей и процессами фирнизации  снега (образование шариков льда внутри снега из замерзающего водяного пара). Фирн (от др.-в.-нем. firni — прошлогодний, старый) — плотно слежавшийся, зернистый и частично перекристаллизованный снег. Сухой снег представляет собой двухфазную, а мокрый – трехфазную систему, состоящую из кристаллов льда, воды и воздуха, содержащего водяной пар.

В процессе таяния или увлажнения при оттепелях плотность снега существенно увеличивается. В начале таяния плотность составляет от  180 до 350 кг/м3, в разгар таяния от 350 до 450 кг/м3, а в конце таяния доходит до 600 - 700 кг/м3. Пористость снега связана с его структурой и изменяется по мере его уплотнения от 98 до 20%.  Толщина снежного слоя на кровле зависит от климатического района, конфигурации кровли (углу наклона, наличию  снегозадерживающих элементов и конструкций).  Чем меньше угол наклона кровли, тем толще слой снега может на ней скапливаться. Кроме снегозадержателей, задержке снега способствуют дымоходы и сложная многщипцовая конфигурация кровель.

Правильно построенная кровля должна быть рассчитана на снеговую нагрузку в каждом конкретном регионе. В Своде правил  СП 20.13330.2011 "Нагрузки и воздействия"  в разделе 10 "Снеговая нагрузка" определяется районирование территории России по величине снежного покрова и нагрузкам от него.  В зависимости от региона строительства изменяются значения снежных нагрузок, на которые должна быть рассчитана кровля.

Снеговой район

Города

Значение веса снега для расчета на разрушающую нагрузку (кг/м2)

1

Астрахань, Улан-Уде

80

2

Волгоград, Иркутск, Хабаровск, Владивосток

120

3

Москва, Новгород, Владимир, Омск, Тюмень, Челябинск

180

4

Санкт Петербург, Нижний Новгород, Кемерово, Амурск

240

5

Пермь, Уфа, Мурманск, Воркута, Анадырь

320

6

Усинск, Камчатка

400

7

Петропавловск-Камчатский

480

8

Чара, Норильск, Кропоткин

560

Какой толщины слой снега окажется критичным кровли правильно построенного дома? Например, для Москвы кровли должны быть рассчитаны на повреждающую нагрузку 126 кг/м2.  Это означает, что критическую нагрузку для повреждения крыши может создать сухой снег плотностью 100 кг/м3 с толщиной слоя 126 см. Если снег слежавшийся, как в конце зимы с плотностью 250 кг/м

3 , то для создания критической нагрузки понадобится  толщина слоя снега всего 50 см. Если снег начал таять (плотность 350 кг/м3), то критическая для повреждения толщина слоя снега составит 36 см. В конце таяния снега, если он по каким-то причинам задерживается на кровле, критическая для повреждения толщина его слоя составит всего 16-18 см.   

В рекомендациях американского МЧС (FEMA) указывается, что средней критической толщиной снежного покрова для крыш с небольшим уклоном является слой 46 см.  Данные рекомендации были сформированы с учетом того, что многие дома были построены достаточно давно без расчета на современные нормы по снеговым нагрузкам.

Как должна быть устроена кровля дома, чтобы выдержать снеговые нагрузки без повреждений и разрушения?

Снеговая нагрузка воспринимается стропильной системой и передается на стены дома. Как должна быть устроена стропильная система, чтобы воспринять нагрузку от снега без разрушения? Для поиска ответа на вопрос обратимся к СП 31-105-2002 " Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом".

При поперечном сечении стропил 38 х 140 мм[1] (оструганные доски сечением 40 х 150 мм) при расчете на снеговую нагрузку до 300 кг/м2  стропила могут иметь свободный пролет не более 2,6 м при шаге стропил 60 см. При снеговой нагрузке до 200-250 кг/м2 длина свободного пролета стропил может составить 3,5 метра. При нагрузке до 150 кг/м2 разрешенная длина свободного пролета стропил увеличивается до 3,9 метра.  При увеличении высоты сечения стропил до 184 мм (200 мм) длины разрешенного свободного пролета увеличиваются, соответственно, до 3,2 м, 3,5 м и 4,4 м. При больших длинах пролетов стропила можно опирать на продольные прогоны или опорные стойки, передающие нагрузки на нижележащие строительные конструкции.

Особые требования предъявляются к крепежным изделиям. Длина гвоздей должна превышать двойную ширину сечения стропил, то есть для скрепления стропил ширинобй сечения 38 мм используются гвозди длиной минимум 80 мм. Чем меньше угол наклона кровли, тем больше гвоздей требуется использовать для каждого соединения. Например, если при угле наклона кровли 45 градусов и шаге стропил 60 см достаточно пробивать стропила 5-ю гвоздями, то на кровле с углом 26 градусов потребуется 8 гвоздей на одно соединение.

При соединении других элементов стропильной системы следует пользоваться таблице минимального количества и длины гвоздей [на основании таблицы 8-2 СП 31-105-2002. Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом]:

Скрепляемые элементы

Минимальная длина гвоздей, мм (для стропил шириной сечения 38 мм)

Минимальное количество гвоздей

Стропила к коньковой доске

80 / 60

3 /4

Балки чердачного перекрытия к обвязке наружной стены

80

2

Стропила к обвязке наружной стены

80

3

Затяжка к стропилам

80

3

Связи к стропилам

60

3

Устраивая стропильную систему дома в снежных районах, следует выбрать кровли с достаточным углом наклона – как минимум 36 градусов к горизонту. Еще лучше противостоять нагрузкам и избавляться от избыточной снежной массы кровли с углом 45 градусов и более. 

По передаче нагрузки на стены дома  стропильные системы делятся на распорные и нераспорные.  В случае значительных снеговых нагрузок лучше предпочесть нераспорную схему наслонных (опирающихся на продольные прогоны) стропил, в которой  стропильные ноги закрепляются на стенах шарнирными соединениям с двумя степенями свободы. Чтобы занчительно снизить передаваемые распирающие нагрузки на стены дома один из концов наслонных стропил должен быть закреплен так, чтобы обеспечивать продольный сдвиг стропила под воздействием снеговой или ветровой нагрузки. Для этого в безраспорных конструкциях стропильных систем соблюдается следующее правило: крепление одного конца стропильной ноги делается на скользящей опоре, позволяющей продольное смещение (сдвиг) и поворот стропила (две степени свободы), крепление другого конца стропил (на коньковом прогоне) делается с допуском только поворота (одна степень свободы). Крепление с двумя степенями свободы может быть выполнено на современных крепежных пластинах-ползунах, либо на стальных скобах с использованием проволочных петель (петель из лавсановых или стальных крепежных лент) в сочетании с конструкционным креплением в виде уголков, деревянных коротышей или пробоя гвоздями (по одному с каждой стороны). Конструкционное крепление предупреждает сдвиг стропил вдоль продольной оси мауэрлата (стен). В таком случае при отсутствии жесткой связи стропило-мауэрлат распирающая нагрузка не будет передаваться на опорную стену.

Схема крепления наслонных стропил с одной и двумя степенями свободы.

Как должна утепляться и вентилироваться кровля в снежных районах?

Залог нормальной эксплуатации кровли в снежных районах очень простой: кровля в зимнее время не должна нагреваться теплом из дома, чтобы не происходило таяния снега на кровле. Почему таяние снега нежелательно? Во-первых, при частичном таянии снег приобретает большую плотность, отчего возрастают нагрузки на кровлю. Во-вторых, при попеременных циклах оттаивания-замерзания могут образовываться ледяные глыбы в снежных мешках –плотинах и сосульки на свесах кровли. Нагрузки ото льда превысят даже нагрузки от талого снега: плотность льда  составляет 917 кг/м3 . В-третьих, образующиеся водные бассейны в снежных плотинах на кровлях из штучных материалов приводят к затеканию воды под кровлю через швы и промежутки и появлению протечек в доме.

Схема образования снежных плотин на кровле. 

Для предотвращения образования ледяных пробок и сосулек в водосточной системе кровли, а также скопления снега и наледей в водоотводящих желобах и на карнизном участке следует предусматривать установку на кровле кабельной системы противообледенения. Особенн чувствительна к протечкам из-за лендяных плотин кровли из мягкой битумной черепицы.

Какие условия необходимо выполнить, чтобы оставить зимой поверхность кровли холодной?  Существует две основных схемы устройства чердачного пространства: холодный (неутепленный) чердак и утепленный чердак (или мансарда).

В неутепленном чердаке контур утепления находится в перекрытии последнего этажа или лежит на таком перекрытии.  Если толщина утепления чердачного  перекрытия достаточна, в контуре утепления нет зазоров, проходящие через чердак вентиляционные трубы и дымоходы утеплены, а само чердачное пространство хорошо проветривается, то проблем с нагревом кровли и таянием снега обычно не возникает.  Минимальная площадь отверстий в кровле для естественной вентиляции чердака (коньки, хребты, карнизы, слуховые окна, вытяжные патрубки и т.п.) принимается не менее не менее 1/300 площади горизонтальной проекции кровли.

Как определить где находятся зоны утечки тепла? Если температура упала ниже 0 °C и выпал снег толщиной покрова не более 25 мм  – посмотрите на крышу дома.  В норме, снег должен равномерно покрывать поверхность кровли. Если же на кровле образовались места, где снег растаял – это верный признак локальных утечек тепла.  Типичные места утечек тепла на чердаках - люки и проемы в перекрытии,  углы перекрытий, неизолированные вентиляционные  каналы и дымоходы. На вальмовых кровлях холодных чердаков теплый воздух может собираться под сводом кровли, если в нем отсутствует сквозная вентиляция подконькового пространства.

Если  чердак (мансарда) имеет утепленный подкровельный контур, то критичными элементами для предохранения поверхности кровли от прогрева будут:

  • Достаточная толщина теплоизоляции.
  • Отсутствие промежутков при укладке утеплителя.
  • Наличие хорошо вентилируемого зазора между поверхностью утеплителя и основанием кровельного покрытия.
  • Наличие воздухозабора достаточного сечения под свесами кровли и кровельных вентиляторов и коньковой вентиляции для отвода воздуха.

В утепленной кровле может быть двойной вентиляционный зазор или одинарный – все зависит от свойств выбранной гидроизоляционной мембраны.  Если в конструкции кровли используется современная трехслойная супердиффузионная кровельная мембрана, которая хорошо пропускает пар из утеплителя  (паропроницаемость за сутки 750-1000 г/м2) и блокирует поступление воды в него снаружи, то такую мембрану можно укладывать прямо на утеплитель. Высота сечения зазора между утеплителем и гидроизоляцией должна быть не менее 2 см.

Схема подкровельной вентиляции с одинарным и двойным вентиляционным зазором. 

В случае использования более дешевых однослойных мембран или паронепроницаемых  гидроизолирующих пленок, между ними и утеплителем с помощью контрреек создается второй вентиляционный зазор для отвода водяных паров из утеплителя и конденсата с поверхности пленки. 

Одинарный или двойные вентиляционные зазоры должны быть открыты в подконьковое вентилируемое пространство. 

К числу основных ошибок при устройстве подкровельной вентиляции относятся отсутствие воздухозаборных отверстий или их малое сечение, небольшой просвет вентиляционного зазора, отсутствие кровельной вентиляции и дополнительных кровельных вентиляторов на длинных скатах кровли и у блокирующих свободное движение воздуха конструктивных элементов (например, дымоходов).

Как рассчитать параметры кровельных вентиляционных зазоров?

Размеры вентиляционных продухов нормируются в Своде правил 17.13330.2011 «Кровли». Высота вентилируемых каналов и размеры входных и выходных вентотверстий каналов зависят от уклона и площади кровли.

При уклоне кровли до 25° минимальная высота сечения вентзазора (вентканала) составляет 6 см. При уклоне от 25° до 45° и более – 4 см.

Сечение вентиляционного зазора на карнизном свесе для кровель с уклоном до 25° должно быть не менее 1/200 от площади ската.  Для кровель с уклоном до 45° сечение зазора может быть уменьшено до 1/300 площади ската, а  при уклонах более 45° - до 1/400 площади ската кровли. Во всех случаях площадь сечения вентзазоров в карнизном свесе не должна быть менее 200см2 /м.  Размер выходных отверстий вентзазоров на коньке может быть меньше в 2 раза, чем площадь сечения входных отверстий.

При длине скатов кровли более 10 м площадь сечения вентзазоров увеличивают на 10%.

Используя для подшивки свесов кровли перфорированные софиты с небольшими отверстиями, убедитесь, что суммарное их сечение соответствует минимально допустимому. Например, стандартная панель виниловых софитов длиной 3 метра и шириной 0,3 м со сплошной перфорацией имеет площадь перфорации всего 15 см2 на 3 погонных метра или всего 5 см2 на погонный метр. Эта величина в 40 раз меньше минимально допустимой.   В виниловом софите с центральной перфорацией площадь сечения вентиляционных зазоров в 120 раз меньше минимально допустимой.  Не случайно в Финляндии никогда не увидишь виниловые софиты на светах кровли.  Вентиляционные зазоры чаще всего оформляются подшивкой деревянных реек с зазором и защитой от насекомых, птиц и мусора оцинкованной или полимерной сеткой.

В каких случаях необходимо устанавливать снегозадержатели?

Снегозадержатели устанавливаются на кровлях с уклоном более 3° для предупреждения неконтролируемого схода снега и льда и повреждения нижележащих конструкций и элементов здания,  собственности, нанесения вреда людям, животным и растениям. Снегозадержатели также устанавливают над мансардными окнами для предупреждения заваливания их снегом.  Металлические кровли с гладкой поверхностью более подвержены спонтанному сходу снега, чем кровли с шершавыми поверхностями.

При правильно организованной теплоизоляции чердака или  мансарды, при адекватной вентиляции подкровельного пространства лежащий на кровле снег не будет выполнять функции дополнительного утепления дома зимой. Однако в домах старой конструкции без достаточного утепления и вентиляции подкровельного пространства,  задержание снега зимой на кровле поможет уменьшить теплопотери здания через крышу.

Снегозадержатели в виде отдельных элементов-крюков могут быть распределены по поверхности кровли (до половины всей площади ската)  и закреплены к фальцам кровли без нарушения их целостности, обрешетке, прогонам или к несущим конструкциям покрытия.  При установке применении трубчатых снегозадержателей их устанавливают на карнизном участке над несущей стеной (0,6-1,0 м от карнизного свеса), а под ними предусматривают сплошную обрешетку.  По Альпийским нормам при установке  нескольких рядов снегозадержателей, второй ряд располагают в 40 см над первым. Третий ряд также располагают в 40 см.  Верхние 3 метра ската кровли не нуждаются в снегозадержателях.  Как правило, требуется два ряда снегозадержателей на каждом скате. На пологих кровлях ряды снегозадержателей устанавливаются в шахматном порядке  с перекрытием на 60 см в рядах. На кровлях с большим уклоном снегозадержатели устанавливаются в два сплошных ряда друг над другом.

Как очищать крышу от снега?

Во-первых, не нужно убирать весь снег: оставьте на кровле слой снега толщиной 5 см, чтобы  предупредить повреждение кровли уборочным инструментом.

Во-вторых… подумайте о собственной безопасности: вероятность упасть с крыши во много раз превышает риск получить повреждение от падающего с кровли снега или сосулек.

В России принято убирать снег с кровель частных домов, забираясь на крыши и сбрасывая снег с помощью лопаты. Такой способ удаления снега с крыши (особенно при работе без страховки) может привести к инвалидизации или смертельному и сходу.  На Западе лопатой убирают снег только с плоских кровель, кровель  с незначительным уклоном и балконов, падение с которых маловероятно.  С крыш со значительным уклоном снег убирают с земли, используя два специальных инструмента на очень длинных наращиваемых по длине или телескопических ручках. Такой способ позволяет работающему человеку находиться в безопасности. Уборка снега с крыш с земли с помощью специального инструмента позволяет работать и женщинам, и пожилым людям. В этом случае придется лишь следить за падающим с крыши снегом.

Для уборки снега с кровли вам понадобится два инструмента на очень длинных ручках (длина зависит от длины склона кровли):  Скребок для удаления рыхлого снега толщины и рамка для подрезания лежалого снега или пластов снега большой толщины.  Устройство инструментов приведено на схемах ниже.

Скребок представляют собой стальную пластину шириной 50-60 см и высотой 10-15 см, закрепленную перпендикулярно к оси ручки. На нижней части лезвия скребка устанавливают два ролика для предупреждения повреждения кровельного покрытия.   Лезвие скребка заносят на слой снега, опускают в него и стягивают снег вниз.

Скребок на удлиненной рукоятке для сбрасывания снега с крыши 

Рамка для подрезания лежалого снега представляет собой П-образный лист стали, скрепленный сверху стержнем–стяжкой. Снизу к листу закрепляются ролики дял предупреждения повреждения кровли и гладкий лист пластика, по которому вырезанные фрагменты снега легко соскальзывают вниз.

Рамка для подрезания слежавшегося снега 

Для удаления сосулек самый безопасный для сохранности кровли и водосточной системы способ – это использование горячего пара.

Если вы убираете снег лопатой, то кроме использования альпинистской страховки следует помнить, что спина при работе все время должна оставаться прямой. Наклоны, подъемы и броски снега осуществляются за счет работы мышц ног и рук, а не спины.  В противном случае у нетренированного человека возникают высокие риски сдавления или  ущемления нервных корешков, выходящих из спинного мозга.

Краткие выводы.

  1. При строительстве дома в снежном районе следует предусмотреть вероятные снежные нагрузки,  спроектировать и рассчитать конструкцию кровли с запасом прочности, используя современные нормативные документы.
  2. В уже построенном доме, эксплуатируемом в снежных районах, при необходимости можно укрепить существующую стропильную систему путем установки дополнительных подпорок или прогонных брусов, затяжек и ригелей, усиления существующих гвоздевых и иных соединений деталей стропильной системы.
  3. В построенном доме стоит проверить достаточность теплоизоляции контура утепления чердака или мансарды, адекватность вентиляции холодного чердака и размеры отверстий подкровельных воздушных зазоров.
  4. Предупредить образование наледей и сосулек можно с помощью установки противообледенительной кабельной системы подогрева.
  5. Установка снегозадержателей поможет предупредить получение травм от сходящего с крыши снега и повреждение строительных конструкций и собственности.
  6. Уборкой снега с кровли частного дома гораздо безопаснее и удобнее заниматься снизу с земли, используя специальные инструменты, которые несложно изготовить своими руками или на заказ. 
 

[1] Размеры стропил в данном отечественном СП просто «списаны» с канадских строительных норм 1998 года. 

Вес снега на 1 м2 таблица

Сколько весит куб снега?

Масса — снег

Cтраница 1

Масса снега и льда на Земле составляет 2 42 — 1022 г, это 0 0004 % от массы всей планеты, и при равномерном распределении всю земную поверхность можно было бы покрыть 50-метровым слоем.

Сбор нагрузок на кровлю и стропила

А если растопить их, то уровень воды океанов повысился бы на десятки метров; 90 % всего льда находится в Антарктиде, — это монолитная глыба гигантских размеров. По площади она больше Республики Башкортостан примерно в 100 раз. Средняя толщина этой глыбы более 1 5 км, максимальная — 4 5 км.  

Примечание: Массу снега и льда следует учитывать в расчетах только при надземной прокладке трубопроводов вне помещений.  

Вырезанная из забоя масса снега разгоняется винтовой лопастью до конечной скорости, с которой снег отбрасывается к ротору в зоне разгрузки.  

Вырезанная из забоя масса снега подается в ротор, который отбрасывает ее в сторону. Механика поведения снежных частиц, компонующих снежный поток в роторе, весьма сложна. Исследования снежной струи на выходе из ротора показывают значительное рассеивание отдельных частиц и разницу в приобретаемой частицами скорости по высоте струи.  

Снежная лавина — масса снега, падающая или соскальзывающая с горного склона и увлекающая за собой как новые порции снега, так и любые объекты, лежащие на ее пути. Различают сухие ( зимние) и мокрые ( весенние) снежные лавины.  

Лавина — это снежный обвал массы снега, пришедший в интенсивное движение на горных склонах. Формирование лавин происходит в лавинном очаге, представляющем собой участок склона и его подножья, в пределах которого движется лавина. Различают три зоны лавинного очага: зарождения ( лавиносбор), транзита ( лоток), остановки ( конус выноса) лавины.  

В момент встречи лопасти со снегом масса снега приобретает начальную скорость.  

Лавина — это снежный обвал, масса снега, падающая или сползающая с горных склонов под влиянием какого-либо воздействия и увлекающая на своем пути новые массы снега. В Европе ежегодно лавины разного вида уносят в среднем около 100 человеческих жизней.  

Снежная лавина — это снежный обвал, масса снега, которая падает или сползает с горных склонов в результате каких-либо воздействий и увлекает при этом новые массы снега.  

Степень опасности этих обвалив зависит от объема массы снега, его состава и примесей камней, деревьев и других предметов, могущих затруднить разборку завалов.  

В работах показано, что накопление массы снега на грунте и течение зимы можно описывать очень эффективно как случайный процесс с независимыми приращениями. Чтобы использовать тот же подход п к описанию накопления снега на покрытии здания, необходимо знать, кпкая часть, снега, выпавшего, за декаду или месяц, сдувается с покрытия при той или иной средней скорости ветра за соответствующий интервал времени. До недавнего временй ( по-видимому, не проводились наблюдения за снегосносом с покрытий зданий, на основании которых можно было бы установить эту зависимость, и в данной работе дан анализ первых исследований В этом направлении.  

Таким образом, по разнице показаний весов определим массу снега.  

На рисунке 19.3 в качестве примера приведена экспериментально полученная зависимость переносимой ветром массы снега от расстояния L, измеряемого от наветренного края снежного поля; данные получены для скорости ветра 10 м / с. Это означает, что из десяти совершивших прыжок частиц в среднем лишь одна обусловливает появление двух новых частиц, остальные же девять частиц или просто повторяют прыжок, или вырывают из снежного покрова по одной новой частице, а сами прекращают сальтацию.  

Когда зимой горы покрыты слоем снега в несколько футов, при определенных условиях масса снега, плотным одеялом покрывающего крутые склоны или горные вершины, может отделяться от грунта, на котором лежит, и соскальзывать вниз под тяжестью собственного веса. В результате огромные массы снега могут обрушиться вниз, выбирая кратчайший путь, и осесть в долинах, лежащих ниже по склонам. Высвобождаемая таким образом кинетическая энергия порождает опасные лавины, которые несутся, сметая или погребая все на своем пути.  

Мощность N3t затрачиваемая на работу ротора, слагается из мощности N a, требуемой на отбрасывание массы снега, и мощности N1 на преодоление сопротивления трения снега о стенки кожуха.  

Страницы:      1    2    3

Снеговая нагрузка на кровлю
   

Снеговая нагрузка на кровлю.

   Одним из важнейших технических решений при строительстве крыши является расчёт максимальной снеговой нагрузки, которая определяет конструкцию стропильной системы и толщину элементов несущей конструкции. Расчёт и нормативное значение по СНиП.

● В России нормативное значение снеговой нагрузки определяется по специальной формуле, исходя из климатических условий места расположения строения и норм СНиП.

Расчёт значения нагрузки на кровлю при проектировании производится для снижения вероятности последствий от чрезмерного веса осадков в виде снега. Также следует уделить особое внимание установке снегозадержателей, которые призваны воспрепятствовать самопроизвольному схождению снежной массы с крыши.

• Накопившийся на крыше снег зачастую является причиной протечек в кровельном покрытии. При образовании полосы наледи становится невозможным свободный сток воды и растаявший снег находит дорогу в пространство под кровлей — во время периодических оттепелей с последующим замерзанием подобные казусы наиболее вероятны. Также при неконтролируемом сходе снега велика вероятность деформации кровельных материалов и нарушение работы водосточной системы.

Факторы влияния снеговой нагрузки

Во время расчёта нагрузки снега на кровлюскатного типа приходится учитывать то, что порядка 5% свежевыпавшего снега может сдуваться ветром, сползать или покрываться настом в течение одних суток. По этой причине возможны следующие последствия:

• Нагрузка от слоя снега на несущую конструкцию кровли возрастает в разы при резком потеплении с последующим понижением температуры. При неправильном выполнении расчётов будет превышение нагрузки. Также в этом случае деформации подвергнуться стропильная система, теплоизоляция и гидроизоляция кровельного пирога.

При расчёте снеговой нагрузки на кровлю сложной формы с многочисленными примыканиями, переломами и другими архитектурными особенностями необходимо учитывать то, что снег на такой крыше имеет свойство собираться неравномерно.

• В регионах с большим количеством осадков установка снегозадержателей должна выполняться в обязательном порядке — сползающий к карнизу снег будет собираться у краёв, что представляет явную опасность. Также снегозадержатели необходимы для ограждения водосточной системы от повреждений сползающим снегом.

• Ручной способ очистки крыши от снега представляется несколько опасным, особенно в случаях со значительным углом наклона. Но при увеличении крутизны скатов уменьшается вероятность задержки снега на кровле.

Сбор нагрузок на кровлю и стропила

По этой причине в местах с повышенной снеговой нагрузкой строительство домов производится с углом наклона от 45° до 60°. Но даже при такой крутизне у сложной конфигурации крыши по причине большого количества сложных соединений и примыканий будет неравномерная нагрузка.

● Антиобледенительная система с кабельным обогревом действенно помогает предотвратить образованию наледи и сосулек. Данная система в ручном или автоматическом режиме управления контролирует установленный по всему периметру крыши нагревательный элемент.

Расчёт массы снега и нагрузки по СНиП

● Расчёт конструкции в процессе проектирования идёт в зависимости от воздействия нагрузки. Вес снега в среднем составляет 100 кг/м³, но в мокром состоянии вес снег может достигать и 300 кг/м³. Исходя из толщины снегового слоя, можно достаточно легко рассчитать нагрузку на всю площадь крыши.

• Толщину снежного покрова необходимо измерять на открытом участке, но для увеличения запаса прочности эту величину надо будет умножить на 1,5. Ввиду региональных климатических условий есть карта снеговой нагрузки. Основные правила и требования СНиП построены согласно этой карте.

Снеговая нагрузка в различных регионах России.

Полная снеговая нагрузка на крышу рассчитывается по формуле: S=Sрасч.×μ

S – полная снеговая нагрузка;
Sрасч. – расчётное значение веса снега на 1 м² горизонтальной поверхности земли;
μ – расчётный коэффициент, учитывающий наклон кровли.

Карта расчетных снеговых нагрузок в регионах России СНиП оговаривает следующие значения коэффициента μ:

— при уклоне крыши менее, чем 25° его значение равняется единице;
— при величине уклона от 25° до 60° он имеет значение 0,7;
— если уклон составляет более 60°, то при расчёте нагрузки расчетный коэффициент не учитывается.

• Установка снегозадержателей эффективно борется со сползанием снега с карниза крыши. При их установке нет нужды в ручной очистке крыши от снега. Если нормативная снеговая нагрузка на превышает 180 кг/м², то устанавливаются трубчатые конструкции, а при более плотном весе снежного покрова применяются снегозадержатели в несколько рядов.

Случаи использования снегозадержателей, согласно СНиП:

• При уклоне 5% и более с наружным водостоком снегозадержатели монтируются на расстоянии 0,6-1,0 метра от края кровли.

• При использовнии трубчатых снегозадержателей под ними должна быть сплошная обрешётка крыши.

• Кроме этого, СНиП описывает основные конструкции и геометрические размеры снегозадержателей, а также места их установки и принцип действия.

• Плоские типы крыши, особенно в частном домостроении, в регионах со значительной снеговой нагрузкой практически не используются. На плоской крыше накапливается очень большое количество снега и при расчёте нагрузки необходимо обеспечить серьёзный запас прочности несущей конструкции. На горизонтальной поверхности крыши организация водосточной системы должна предусматривать уклон в сторону водосточной воронки не менее 2º и наличие системы подогрева кровли.

• Расчёт основных нагрузок позволит наиболее оптимально решить вопрос выбора конструкции стропильной системы и обеспечит долгий срок службы кровельного покрытия с сохранением надёжности и безопасности. При использовании результатов расчётов и исходя из значений нагрузки можно будет легче определиться с выбором типа крыши и кровельного материала с необходимыми характеристиками.

  Для связи: [email protected]

Использование материалов сайта
при условии обязательной гиперссылки на данный ресурс.

Расчет снеговой нагрузки на крышу

При строительстве кровли особое внимание следует уделять расчету ее несущей способности, так как на конструкцию постоянно воздействует огромное количество сил. Одной из сил, которая действует на крышу, является снеговая нагрузка, соответственно с которой и строится крыша. Именно она определяет, насколько толстыми будут несущие элементы и то, каким образом построить систему стропил. Значение ее высчитывают по специальной формуле, согласно СНиП.

Снеговая нагрузка и ее отрицательное влияние

Обычно со скатной крыши в течение суток удаляется до 5 % снежного покрова. Он сдувается ветром, сползает или покрывается настом. Но оставшееся количество отрицательно влияет не только на конструкцию, но и на человека:

  1. Вес снега может возрасти во время резкого мороза после потепления. В таком случае возможны деформации стропильной системы, гидроизоляции и теплоизоляции.
  2. Снеговая нагрузка на крышах, которые имеют сложную конструкцию, как правило, распределяется неравномерно.
  3. Снег, сползающий к карнизу, может нести опасность для находящихся рядом людей, поэтому обязательна установка снегозадержателей.
  4. Сползающий снег помимо опасности для человека, может нанести вред водосточной системе. Именно поэтому нужно его вовремя счищать или устанавливать снегозадержатели.

Очистка кровли от снеговой массы

Наиболее эффективным способом убрать снег с крыши, является ручная уборка. Но она очень опасна для самостоятельного проведения без предварительной подготовки. Именно поэтому, правильно рассчитанная снеговая нагрузка способна помочь не убирать постоянно снег.

Положительное влияние на сход снега оказывает угол наклона ската крыши. Наиболее оптимальным вариантом кровли для регионов, где велика вероятность большого количества снега, составляет от 45 до 60 градусов.

Для того чтобы уменьшить наледь и предотвратить образование сосулек, можно установить по периметру крыши кабельный подогрев. Он может иметь автоматизированное или ручное управление.

Расчет нагрузки снега на кровлю

Еще на этапе проектирования кровли для исключения повреждений ее конструкции при обильных осадках, проводят расчетные мероприятия. Средний вес снега составляет 100 кг на куб. метр, а влажные осадки весят еще больше, что составляет 300 кг на 1 куб. метр. Зная эти примерные величины, можно достаточно просто произвести расчет допустимой снеговой нагрузки.

Но для этого также понадобится знание толщины выпадающего слоя снега. Измерить этот показатель можно на ровном участке, а полученное число умножить на коэффициент, который предполагает запас и равняется 1,5. Для того чтобы учесть региональный показатель, можно использовать специальную карту. Она стала основой для получения правил СНиП и других нормативов. В целом показатель определяется по следующей формуле:

S=Sрасч. * μ

В соответствии с данной формулой, ее составляющие расшифровываются так:

  • S – снеговая нагрузка полного типа
  • Sрасч — значение веса на квадратный метр горизонтальной площадки.
  • μ – коэффициент наклона кровли.

Обычно, как говорилось ранее, расчеты производятся по карте снеговых нагрузок, которая представлена ниже:

В соответствии со СНиП существуют такие показатели коэффициента наклона кровли:

  • Если уклон кровли составляет менее 25 градусов, то коэффициент равен 1.
  • Если уклон кровли находится в пределах от 25 до 60 градусов, то коэффициент будет равен 0,7.
  • При уклоне более 60 градусов, коэффициент можно и вовсе не учитывать.

При этом учитывается и та сторона, с которой дует ветер. Это нужно, так как с наветренной стороны снега будет в любом случае меньше, чем с подветренной.

Для того чтобы лучше понять, каким образом производится расчет снеговой нагрузки, представим наглядный пример для Московской области. Рассчитываемая кровля имеет уклон, равный 30 градусам. Итак, согласно требованиям СНиП, производим расчет:

  1. В карте находим, месторасположение Московской области и выявляем, что она относится к третьему климатическому району. Здесь значение нагрузки на крышу равно 180 кг на 1 кв. метр.
  2. Согласно формуле, подсчитываем общий показатель веса снега. Для этого 180 умножаем на коэффициент, равный 0,7. Получаем число 126 кг на кв. метр.
  3. Уже по этому показателю создается стропильная система, которая рассчитывается по максимальным числам.

Помимо такого варианта, существует полный расчет, который также представлен в СНиП и имеет там соответствующую таблицу. Расчет ведется по следующей формуле:

Q1 = m*Q

Здесь в качестве показателя коэффициента выступает m, который рассчитан по методу интерполяции. При уклоне крыши в 30 градусов он равен 1, а при 60 градусах – 0.

Q – это та снеговая нагрузка, которая указана в таблице СНиП.

Может быть произведен расчет нормативного показателя. Для этого нужно пользоваться атласом, в котором зафиксированы изменения СНиПа или же высчитывать показатель по формуле: Q2 = 0,7* Q* m. Если расчет производится для той конструкции, которая монтируется на территориях с постоянными ветрами, сносящими снег с крыши, то необходимо в формулу добавлять коэффициент C. Он равен 0,85. Но для добавления этого показателя есть целый ряд условий. Это скорость ветра не ниже 4 м/с, среднемесячная температура в зимние месяцы не выше -5 градусов, а уклон должен находится в пределах от 12 до 20 градусов.

Важно! Если непонятно, как рассчитать нагрузку самостоятельно, то лучше обратиться к специалистам.

Особенности установки снегозадержателей

Если правильно выполнена конструкция крыши с учетом расчетов, то снег с крыши можно и не убирать. А для того чтобы не было сильного сползания, устанавливаются в обязательном порядке снегозадержатели. Такие конструкции очень удобны и помогают не убирать снег с кровли во время сильных осадков.

Обычно устанавливаются снегозадержатели трубчатого типа, которые можно применять при снеговой нагрузке не более 180 кг на 1 кв. метр. Если вес снежного покрова больший, то конструкции устанавливаются в несколько рядов. СНиП регулирует случаи и правила, когда установка снегозадержателей необходима:

  1. Уклон более 5 %, а также имеется наружный водосток.
  2. От края крыши до установленного снегозадержателя должно быть минимально 0,6 м.
  3. Если устанавливаются трубчатые конструкции, то под ними предусматривается только сплошная обрешетка.

Помимо этого, в СНиП содержаться рекомендации к монтажу снегозадержателей, описываются их основные конструкции и принцип, по которому работают устройства.

Особенности расчета снеговой нагрузки для плоских кровель

На кровле плоского типа скапливается достаточно большое количество снега, поэтому обязательно должны быть соблюдены все требования по расчету снеговой нагрузки, чтобы кровля могла выдерживать такой вес на протяжении длительного времени.

На большей территории России плоские кровли не создают, так как слой снега может создавать чрезмерную нагрузку на конструкцию стропил. Но, если все-таки проект дома предусматривает именно такую железобетонную или другую крышу и заменить ее нельзя, то при монтаже необходимо предусмотреть систему подогрева, чтобы обеспечить качественное стекание воды с нее.

Важно! Плоская кровля должна иметь минимальный уклон, который равняется 2 градусам, чтобы вода со всей поверхности могла стекать без проблем.

Заключение

Расчет снеговой нагрузки на кровлю поможет создать оптимальную конструкцию стропильной системы, а также сохранит в хорошем состоянии кровельное покрытие. Правильность расчета зависит от теоретических знаний в этой области, которые можно получить, прочитав данную статью.

Что еще почитать по теме?

Автор статьи:

Сергей Новожилов - эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.

Понравилась статья? Поделись с друзьями в социальных сетях:

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

нормативная снеговая нагрузка и правила проектирования

Если вы когда-нибудь разгребали снег, то хорошо знаете, каким тяжелым он может быть. И что говорить о крыше, на которой за первый месяц зимы собирается такая шапка, которая способна проломить даже довольно прочную конструкцию! И особенно актуальна тема грамотного обустройства крыши для жителей северных регионов России, где сугробы есть уже в сентябре.  Вот почему при строительстве дома все задаются вопросом: выдержит ли кровля всю массу снега, сбрасывать его каждые 2 недели, или нет.

Вот для этой цели и было разработано такое понятие, как нормативная снеговая нагрузка и совокупность ее с ветровой. Здесь действительно немало тонкостей и нюансов, и, если вы хотите разобраться – мы будем рады помочь!

Итак, расчет снеговой нагрузки на кровлю делают с учетом двух предельных состояний крыши – на разрушению и прогиб. Говоря простым языком, это именно та способность всей конструкции сопротивляться внешним воздействиям – до того момента, пока она не получит местное повреждение или недопустимую деформацию. Т.е. пока крыша не продавится или не повредится настолько, что ей понадобится ремонт.

Предел несущих способностей крыши

Как мы уже сказали, предельных состояний всего различают два. В первом случае речь идет о том моменте, когда стропильная конструкция исчерпала свои несущие способности, включая ее прочность, устойчивость и выносливость. Когда этот предел преодален, крыша начинает разрушаться.

Этот предел обозначают так: σ ≤ r или τ ≤ r. Благодаря этой формуле профессиональные кровельщики рассчитывают, какая нагрузка для конструкции будет еще предельно допустимой, и какая станет ее превышать. Другими словами, это – расчетная нагрузка.

Для такого вычисление вам нужны такие данные, как вес снега, угол наклона ската, ветровая нагрузка и собственный вес крыши. Также имеет значение, какая была использована стропильная система, обрешетка и даже теплоизоляция.

А вот нормативная нагрузка высчитывается исходя из таких данных, как высота здания и угол наклона скатов. И ваша задача вычислить и расчетную нагрузку, и нормативную, и перевести их в линейную. Для существует специальный документ – СП 20. 13330. 2011 в пунктах 4.2.10.12; 11.1.12.

Предел крыши на прогиб стропильной конструкции

Второе предельное состояние говорит о чрезмерном деформациях, статических или динамических нагрузках на крышу. В этот момент в конструкции происходят недопустимые прогибы, да так, что раскрываются сочинения. В итоге получается, что стропильная система как бы цела, не разрушена, но все-таки ей нужен ремонт, без которого она не сможет функционировать дальше.

Такой предел нагрузки вычисляют при помощи формулы f ≤ f. Она означает, что погиб стропил при нагрузке не должен превышать определенного предельного состояния. А для балки перекрытия есть своя формула – 1/200, что означает, что прогиб не должен быть больше, чем 1 на 200 от измеряемой длины балки.

И правильно вести расчет снеговой нагрузки сразу по обеим предельным состояниям. Т.е. ваша задача при расчете количества снега и его влияния на крышу не допустить прогиба больше, чем это возможно.

Вот ценный видео-урок для “терпеливых” на эту тему:

Когда говорят о расчете снеговой нагрузки на крышу, то говорят о том, сколько килограмм снега может приходиться на каждый квадратный метр крыши, пока она реально может держать такой вес до начала деформации конструкции. Говоря простым языком, какой шапке снега можно позволить лежать на крыше каждую зиму без опасения того, что она проломит кровлю или расшатает всю стропильную систему.

Такой расчет делают еще на стадии проектирования дома. Для этого первым делом вам нужно изучить все данные по специальным таблицам и картам СП 20.3330.2011 «Нагрузки и воздействия». Исходя из этого узнайте, будет ли запланированная ваши конструкция надежной.

Например, если согласно расчетам она должна спокойно выдерживать слой снега в 200 килограмм на каждый квадратный метр, тогда нужно будет внимательно следить за тем, чтобы снежная шапка на крыше не была выше одного высоту. Но, если если снег на крыше уже превышает 20-30 см и вы знаете, что скоро пойдет дождь, то его лучше убрать.

Итак, чтобы узнать нормативную снеговую нагрузку в той местности, где вы строите дом, обратитесь к такой карте:

Расчет снеговой нагрузки на кровлю: как не наделать ошибок при проектировании и эксплуатации крышиРасчет снеговой нагрузки на кровлю: как не наделать ошибок при проектировании и эксплуатации крыши

Кроме того, такой же коэффициент не используется для зданий, которые хорошо защищены от ветра другими зданиями или высоким лесом. Уравнение расчета у вас будет выглядеть вот так:

  • для первого предельного состояния, где рассчитывается прочность, примените формулу qр. Сн = q×µ,
  • для второго предельного состояния, где рассчитывается возможный прогиб крыши, применяйте такую формулу qн. Сн = 0,7q×µ.

При этом, как вы уже заметили, для второй группы предельных состояний вес снега следует учитывать с коэффициентом 0,7, т.е. сама формула будет выглядеть вот так: 0,7q.

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!

«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:

Средняя температура в январе: карта РФСредняя температура в январе: карта РФ

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.

В тех регионах, где средняя скорость ветра все три зимних месяца превышает 4 м/сек, на пологих крышах и с уклоном от 7 до 12 градусов снег частично сносится и здесь его нормативное количество следует слегка уменьшить, умножив на 0,85. В остальных случаях он должен быть равен единице, либо его можно не использовать, что вполне логично.

В таком случае ваша формулу теперь будет иметь такой вид:

  • расчет на прочность Qр.cн = q×µ×c;
  • расчет на прогиб Qн.cн = 0,7q×µ×c.

Накопление снега на крыше также напрямую зависит от ветра. Значение имеет форма крыши, как она расположена относительно преобладающих ветров и какой угол наклона ее скатов (не в плане того, как легко съезжает снег, а в плане того, легко ли ветру его сносит).

Из-за всего этого снега на крыше может быть как меньше, чем на плоской поверхности земли, так и больше. Плюс на обоих скатах одной крыши может быть абсолютно разная высота снежной шапки.

Поясним подробнее последнее утверждение. Например такое нередкое явление, как метель, постоянно переносит снежинки на подветренных сторону. И этому препятствует конек крыши, который, задерживая ветер, уменьшает скорость движения снежных потоков и снежинки оседают больше на одном скате, чем на другом.

Получается, что с одной стороны крыши снега может лежать меньше, чем в норме, а с другой – намного больше. И это тоже нужно учитывать, ведь получается, что в таком случае на одном из скатов собирается почти вдвое больше снега, чем на земле!

Для расчета такой снеговой нагрузки применяется такая формула: для двускатных крыш с углом наклона 20 градусов, но меньше 30, процент накопления снега будет равен 75% с наветренной стороны и 125% – с подветренной. Этот процент высчитывается от количества снежного покрова, который лежит на плоской земле. Значение всех этих коэффициентов указано в нормативном документе СНиР 2.01.07-85.

Средняя скорость ветра на территории РФСредняя скорость ветра на территории РФ

И, если вы определили, что ветер в вашем регионе будет создавать ощутимую разницу снежного покроя на разных скатах, то с подветренной стороны нужно будет устроить спаренные стропил:

Спаренные стропила и снеговая нагрузка на крышуСпаренные стропила и снеговая нагрузка на крышу

Если же у вас вообще нет данных по розе ветров местности, или они не точны, тогда отдайте предпочтение максимальной нагрузке, чтобы подстраховаться – так, как-будто оба ската вашей крыши находятся с подветренной стороны и на них всегда будет больше снега, чем на земле.

Так что происходит потом со снеговым мешком с подветренной стороны? Он постепенно сползает и давит уже на свес кровли, пытаясь его сломать. Вот почему по правилам свес кровли должен быть равен укреплен, в зависимости от кровельного его покрытия.

К слову, если ваша крыша еще и имеет перепад высот, вам будет полезно посмотреть этот видео-урок:

Следующий важный момент. Часто снеговая нагрузка рассчитывается с таким простым и понятным конечным результатом, как n-е количества килограмм на квадратный метр кровли. Но стропильная система сама по себе намного сложнее, и оценивать давление только на ее сплошное покрытие не совсем верно.

Дело в том, что каждый элемент стропильной системы крыши берет на себя определенную нагрузку, которая была изначально рассчитана только на него одного, а не на всю крышу сразу. А поэтому необходимо перевести единицы измерения кг/м2 в единицу измерения кг/м, т.е. килограммы на метры.

Это значит измерить линейное давление на стропила, или обрешетку, свесы и прогоны. А все это – линейные конструкции, нагрузки действуют вдоль продольной оси каждого:

Расчет нагрузки на каждое стропило крышиРасчет нагрузки на каждое стропило крыши

Если мы возьмем отдельное стропило, на нее действует та нагрузка, которая будет расположена прямо над ним. И чтобы изменить площадь общей нагрузки на крышу, нужно изменить ширину шага установки стропил.

И, наконец, подведем итог и отметим самую распространенную ошибку при расчете снеговых нагрузок на крышу. Это – опущение того момента, что все нагрузки действуют в совокупности. Сама крыша имеет вес, стоящий на ней человек, утеплители и много чего другого!

Поэтому все нагрузки, которые воздействуют на крышу, нужно суммировать и множить на коэффициент 1,1. Вот тогда вы получите уже какое-то реальное значение. Почему на 1,1? Чтобы учесть дополнительные неожиданные факторы, вы ведь не хотите, чтобы стропильная система работала на пределе? Ремонт обычно бывает сложным и дорогостоящим.

В зависимости от полученного значения, вам теперь нужно рассчитать шаг установки стропил. Во внимание также нужно будет взять длину стены здания и удобство размещения на ней целого числа стабильных ног при одинаковом расстоянии: например, 90 см, 1,5 метра, 1,2 метра.

Довольно часто решающий критерий выбора шага стропил – экономический, хотя свои условия также диктует выбранное кровельное покрытие. Но помните о том, что при обустройстве крыши все просчитывают так, чтобы стропила легко могли выдерживать возлагаемые на них давление. А для этого прикиньте несколько вариантов установки стропил и определите для каждого этого варианта сечение досок и расход материала.

Правильно выбранным шагом считается такой, где материалоемкость самая меньшая при том, что итоговые свойства остаются такими же. И учитывайте при этом, что, кроме стропил, обрешетки и прогонов еще в конструкции крыши всегда есть такие дополнительные несущие элементы, как стойки.

сколько весит снег и как рассчитать давление на плоскую крышу

Надежная кровля способна защитить верхнюю и внутреннюю часть здания от всевозможного природного давления. Она удерживает дождевую воду и потоки различного воздуха от проникновения и пагубного воздействия на строительные материалы и целостность конструкций. Но не все разбираются в тонкостях расчета снеговой нагрузки на кровлю, поэтому разберемся в этом вопросе.

Основные функции

Заключаются в тех моментах, которые мы уже рассмотрели, но на самом деле функциональное назначение кровли значительно шире, чем его представляют не особо продвинутые в этом вопросе люди. Дело в том, что воздействие на поверхность кровли кроется не только в ее износостойкости.

Давление внешней среды оказывается почти на все несущие конструкции строения – стены, поскольку крыша стоит на них, фундамент – на него монтируются все, существующие элементы дома. Закрывать глаза на, происходящие нагрузки губительно для здания. Однажды оно может неожиданно разрушится либо покрыться многочисленными трещинами, возможно, проседание крыши и частичный обвал стен.

Для снегозадержания толщина кровли должна быть достаточной, чтобы она просто не проломилась. Необходимо выбирать качественную крышу, которая выдержит даже мешок со снегом на квадратный метр.

Виды

Разновидностей не так мало, как может показаться на первый взгляд. Основные – это снеговое и ветровое воздействие на кровлю.

Снег в зависимости от географического расположения здания способен оказывать давление в определенное время года. А мощный ветер создает опасное воздействие всегда, и поэтому считается более коварным врагом кровли. Но сила воздушных потоков зависит от сезонных колебаний и близости к морю, поскольку здесь чаще зарождаются мощные циклоны способные значительно повредить крышу.

Многие знакомы с разрушительными возможностями смерчей, ураганов, шторма. Но обычно такое воздействие длится недолго и не создает постоянной нагрузки. Итак, снег и ветер воздействует на кровлю разными способами.

Важна интенсивность давления.

  1. Снежный покров отличается постоянством статистического давления. Но с помощью очищения крыши можно уменьшить опасность критической ситуации в виде провала или проседания конструкции кровли. В этом случае направление воздействующей силы никогда не меняется.
  2. Ветер непостоянен – неожиданно усиливается либо затихает. Направление его воздействия всегда меняется, и это очень опасно для поверхности кровли, поскольку могут пострадать наиболее уязвимые места.

Но снеговой слой, скопившийся на крыше, несет и другую опасность. Мы поняли, что он постоянно давит на кровлю, но иногда способен внезапно сойти с нее под стены здания, в том числе из-за сильного ветра. Это может стать причиной серьезного ущерба различному имуществу либо человеческому здоровью. Но не стоит забывать о комбинировании воздействия снега и сильного ветра. Разрушительная мощь такого союза способна показать всю силу в момент возникновения урагана, смерча или шторма.

Почему-то о такой возможности все забывают. Вероятно потому, что подобные природные явления происходят нечасто. Но рекомендуется подготовиться к их появлению заранее. Для этого необходимо максимально усилить устойчивость кровли и стропильной системы.

Угол наклона важен

Нагрузка напрямую зависит от угла наклона крыши. Так формируется мощность контакта воздушных и снеговых масс с поверхностью кровли. Снег всегда оказывает вертикальное воздействие, а ветер горизонтальное, но с изменением направления давления на кровлю, стены, фундамент. За счет понимания этих особенностей можно уменьшить силу давления данных факторов и образование опасности для целостности и надежности строения.

Если спроектировать более крутой вариант наклона крыши можно значительно снизить возможность давления снега на структурную целостности крыши или полностью избавится от него, поскольку не будет предпосылки для большего скопления осадков на ее поверхности. Но это станет причиной увеличения уязвимости перед ветровым действием. Придется серьезно поразмыслить, как сделать лучше, чтобы получить максимальную выгоду от формы конструкции крыши.

Важно: Необходимо учитывать специфику климатических условий, в которых построен дом. Если зима не проходит длительное время, а ветер не особенно сильный тогда понятно, что крутой наклон оптимальное решение. В других случаях необходимо учитывать направление ветра и создавать крышу с условием наименьшего образования препятствий для воздушных потоков и наилучшего уменьшения накопления снега на ее поверхности. Рекомендуем искать ту самую золотую середину, позволяющую качественно бороться с природными явлениями.

Географический фактор

Вес снега напрямую зависит от региона. Естественно, что этот показатель больше в северных областях и уменьшен в южных. Но существует особенное место – возле гор либо на высокой части холмов. Да иногда дома строятся и здесь, и владельцам постоянно приходится сталкиваться с проблемой сильного снежного и ветрового воздействия. Это происходит в любых географических точках, поскольку такова специфика высокогорных участков планеты.

На основе строительных норм и правил (СНиП) предлагаются подробные таблицы. Они объясняют допустимый уровень снега на территории различных регионов.

Важно: Учитывается нормальное состояние снежного покрова крыши. Необходимо осознавать, что мокрый снег значительно тяжелее сухого аналога. И поэтому рекомендуем учитывать это во время расчетов.

На основе предложенной информации можно с уверенностью рассчитывать необходимую прочность и наклон крыши. Но не стоит отбрасывать особенности материала, использованного для образования покрытия крыши. Дополнительные факторы, приводящие к увеличению скопления снежного покрова на крыше, не менее важны. В совокупности все это может значительно превысить нормативные показатели, предложенные в таблице.

Правильность расчета прежде всего

Тщательно рассчитывайте нагрузку снега на площадь плоской крыши. Для этого нужно опираться на предельные состояния. Когда различные силы способны привести к необратимому изменению структуры кровли. Необходимо не допустить уменьшение прочности ниже допустимых значений, и желательно учитывать присутствие запаса надежности. Не делайте прочность кровли впритык к нормативам, поскольку это, может, обернуться неприятными последствиями.

Состояние крыши характеризуется различными категориями. Например, конструкция пребывает в состоянии разрушения, или же покрытие крыши значительно деформировано, и скоро начнет разрушаться.

Расчет необходимо осуществлять на основе обоих возможных состояний. Но рекомендуем использовать оптимальное решение для достижения результата. Без чрезмерного вложения средств на дорогие строительные материалы и человеческий труд. В ситуации с плоскими крышами применяется поправочный коэффициент на уклон в значении – 1, что считается максимально возможной нагрузкой.

На основе данных из таблицы, предложенной СНиП, общая масса снега, согласно нормативному значению, должна умножаться на площадь, покрытую кровлей. В итоге уровень воздействия, может, составлять десятки тонн. Из-за этого на территории РФ такая конструкции крыши не особо прижилась. Ведь известно, что почти вся Россия располагается в климатических зонах с большим количеством снеговых осадков. В большинстве районов они длятся почти круглый год.

Правильное применение информации об уровне снеговой нагрузки в процессе создания проекта кровли возможно лишь с учетом наличия всей необходимой информации. Рассчитанный коэффициент необходимо правильно переложить на проект кровли, что в особенности касается ее стропильного участка. Хотя мауэрлат не зависит от снежного давления, и укладывается на стены, позволяет надежно распределить давление стропил на их поверхность.

Самые важные моменты этого этапа необходимо учитывать.

  1. Рекомендуется использовать мауэрлат на основе бруса, обладающего квадратным сечением.
  2. Монтирование необходимо осуществлять с отступом от несущей стены на 3–5 см. В итоге мауэрлат окажется короче, чем стена примерно на 10 см.
  3. Если мауэрлат укладывается на тонкую стену, необходимо обеспечить ее перекрытие примерно на 4–5 см. В таком случае материал должен быть толще стены примерно на 10 см. За счет этого брус удачно распределит нагрузку, созданную стропильной системой, и не допустит деформации или разрушения краев стены.

В процессе планирования кровельного покрытия необходимо учитывать все воздействующие на него факторы. Если расчеты будут верны и правильно реализованы путем монтирования, тогда крыша и все строение смогут радовать владельцев надежностью в течение длительного времени.

О том, как убрать снег с крыши, смотрите в видео ниже.

расчет снегового мешка на кровле, на скатной крыше

Содержание:

В условиях сурового российского климата в зимнее время кровельные конструкции испытывают значительную снеговую нагрузку. Этот фактор надо принять во внимание во время проектирования стропильной система и несущих элементов конструкции. В данной статье мы расскажем о том, как согласно СНиПам произвести расчет снеговой нагрузки на крышах с разным типом стропильной системы.

1.jpg

Расчет давления снежной массы на крышу здания выполняется, в первую очередь, с целью минимизации последствий от чрезмерного давления на кровлю. Поэтому во время оборудования кровли устанавливают снегозадержатели, которые предотвратят соскальзывание снега со свеса крыши. Примечательно, что в разных регионах России показатели снеговых нагрузок могут отличаться.

Стоит отметить, что избыточное количество снега на крыше может не только спровоцировать деформации стропильной системы, но и стать причиной проникновения воды в пространство под кровлей. Происходит это, когда из-за обледенения затрудняется отток воды с крыши, и она начинает просачиваться в щели. Хотя максимальное количество осадков выпадает в горных районах, все же наиболее пагубно на крышу влияет периодическое оттаивание, обледенение и промерзание. Эти явления могут стать причиной разрушения кровельного покрытия, нарушений в работе стоков и соскальзывания снега с крыши.

Последствия от излишней снеговой нагрузки

Примечательно, что около 5 % всего количества снега, находящегося на крыше, испаряется в течение 24 часов. Это следует учитывать во время расчета нагрузки на крышу от снега.

снеговой мешок на кровле

Лежащий на крыше снег может сдуваться ветром, соскальзывать, покрываться коркой, что может стать причиной таких явлений:

  • Во время оттепели и последующего сильного похолодания снеговая нагрузка на кровлю существенно возрастает; в связи с этим расчетные показатели оказываются превышены; в результате могут быть повреждены не только гидро- и теплоизоляционные слои, но и стропильная конструкция.
  • Снеговая нагрузка на скатную кровлю сложной формы, содержащую различные переломы и архитектурные элементы, распределяется неравномерно. Следовательно, не всегда есть возможность точно произвести расчеты.
  • Если слишком большое количество снега скопится у края крыши, это может угрожать проходящим под зданием людям. Поэтому в тех регионах, где зимой ожидается существенный объем снега, на крышах монтируют снегозадержатели.
  • Соскальзывание снежного покрова с козырька крыши угрожает также и водостокам. Для их защиты рекомендуется устанавливать снегозадержатели, либо вовремя очищать снег.

Методы удаления снега с кровли

В нашей стране ручная очистка крыш от скопившегося снега является довольно распространенной, но, отнюдь не безопасной. Поэтому во время проектирования несущей конструкции кровли, а также выбора кровельного материала, снеговая нагрузка обязательно принимается в расчет. Поскольку уклон ската напрямую влияет на количество снега, который может задержаться на крыше, в регионах, где зимой выпадает очень много снега, скатные кровли делают с уклоном в пределах 45-60 градусов.

нагрузка на крышу от снега

Чтобы избежать обледенения и появления сосулек, на крыше обустраивают системы кабельного обогрева. Для этого нагревательный контур пускают по периметру кровли, поместив его перед стоком. Управлять таким обогревом можно вручную либо с помощью автоматики.

Нормы СНиП для расчета нагрузки от снега

Чтобы не допустить повреждения каркаса крыши, кровельного покрытия, а также несущих элементов строения, в процессе проектирования делают расчет ожидаемой нагрузки от снега. Средняя масса одного метра кубического снега составляет 100 килограмм, однако, масса мокрого снега достигает 300 килограмм на метр кубический. Исходя из этих данных, достаточно легко вычислить ожидаемую нагрузку на поверхность крыши, зная площадь и расчетную толщину слоя снега.

Обычно толщину снежного слоя замеряют на ровном участке, а затем умножают ее на 1,5, то есть коэффициент запаса. Значение коэффициента отличается в зависимости от региона, особенности которых указаны в специальной карте снеговой нагрузки.

снеговая нагрузка на кровлю снип

Согласно СНиП расчет снеговой нагрузки на кровлю выполняется по такой формуле:

S = Sр×μ;

где S = максимальная Снеговая нагрузка;

Sр = расчетная масса снега на одном квадратном метре поверхности;

μ – коэффициент, учитывающий уклон ската.

Согласно СНиП снеговая нагрузка на кровлю рассчитывается с учетом таких коэффициентов μ:

  • если наклон крыши ниже 25º - коэффициент равен 1;
  • уклон ската в пределах 25-60º предполагает показатель 0,7;
  • для скатных кровель, уклон которых превышает 60º, данный коэффициент не принимается в расчет вовсе.

Пример расчета нагрузки и снегового мешка

Рассчитаем показатели снеговой нагрузки для строения в Московской области с уклоном скатов 30º.

Порядок вычислений таков:

  1. Согласно карте нагрузок, Московский регион относится к 3-му климатическому району с расчетным значением массы снега в 180 кг/м2.
  2. С учетом коэффициента из СНиП полная нагрузка составит: 180×0,7=126 кг/м2.
  3. Исходя из максимальной величины снеговой нагрузки, рассчитывают стропильную систему для здания.

Монтаж снегозадержателей на скатную кровлю

При условии корректного расчета нагрузки, необходимости в дополнительной очистке крыши от снега – нет. Предотвратить его сползание к козырьку помогут снегозадерживающие приспособления. Такие устройства позволяют избежать ручной очистки крыши, и достаточно просты в использовании.

Как правило, используются трубчатые конструкции. Они рассчитаны на показатели Снеговой нагрузки в пределах 180 кг/м2. Если снеговой мешок на кровле существенно больше этого показателя, снегозадержатели устанавливают в несколько рядов.

снеговая нагрузка на скатную кровлю

Согласно СНиП снегозадержатели монтируют таким образом:

  • предполагается наличие внешнего водостока и уклон скатов от 5 %;
  • расстояние от козырька крыши до снегозадержателя составляет 0,6-1 м;
  • обязательным условием установки трубчатых снегозадержателей является наличие сплошной обрешетки кровли.

Размеры, тип конструкции снегозадерживающих приспособлений, размещение и принцип работы этих устройств, можно также найти в СНиП.

Горизонтальные крыши

На крышах с абсолютно плоской горизонтальной поверхностью в зимнее время собирается максимальное количество снега. В данном случае при расчете снеговой нагрузки следует учитывать максимально возможный запас прочности. Поскольку в Российской Федерации зимой выпадает очень много снега, плоские крыши мало распространены. Причина заключается в том, что при расчете несущих конструкций может быть не учтена нагрузка снега, скопившегося на поверхности крыши. Чтобы обеспечить отток воды с плоской поверхности, на ней монтирует систему обогрева. Чтобы талые воды стекали со всей поверхности кровли, на ней делают уклон к водосточному желобу не менее 2º.

расчет снеговой нагрузки на кровлю снип

Особое внимание вычислению снеговых нагрузок стоит уделять при возведении загородного домика, навеса или стоянки для авто. Хотя, стремясь сэкономить средства, владельцы сооружают недостаточно надежную конструкцию, забывая при этом об увеличении нагрузки на кровлю в зимнее время. Чтобы избежать неприятных последствий, рекомендуется монтировать сплошную обрешетку, а также прочный каркас для кровли и прочие несущие конструкции. Правильно выполнив расчет нагрузки на крышу, можно будет определиться с типом кровельного материала.

Безусловно, корректный расчет нагрузки на стропильную конструкцию позволит максимально продлить срок службы постройки, а также увеличить надежность крыши. Снегозадержатели позволят избежать возможного обрушения снега с крыши и обеспечат безопасность людей. Кроме того, очищать снег вручную будет не нужно. Наконец, укладка нагревательного контура по периметру крыши позволит гарантировать эффективную работу водостока при любых погодных условиях. 



Как выполнить расчет снеговой нагрузки на кровлю?

Как известно, Россия славится холодными, долгими зимами с обильными снегопадами. С одной стороны, это прекрасная возможность насладиться веселыми снежными забавами, а с другой – проблема для каждого владельца частного дома. Снеговая нагрузка – важнейший показатель конструкции кровли, расчет которого выполняют в процессе создания проекта. Вычисление точного веса снега, который должна выдержать стропильная система помогает сделать некий запас прочности, гарантирующий, что крыша не деформируются во время снегопадов. В этой статье мы расскажем, как рассчитается снеговая нагрузка для конкретного региона строительства и конфигурации крыши.

Содержание статьи

Что такое снеговая нагрузка?

Расчет снеговой нагрузки – необходимое вычисление, выполняемое, чтобы создать надежную, долговечную кровлю, которая выдержит увеличение нагрузки во время снегопадов. От этого показателя зависит количество и толщину сечения элементов стропильного каркаса и в целом влияет на выбор конструкции крыши. На величину снеговой нагрузки оказывает влияние:

  • Регион, в котором ведется строительство. Самыми снежными считаются горные районы, где за сутки может выпасть несколько метров осадков.
  • Уклон крыши. Чем больше угол наклона скатов, тем больше снега соскальзывает с крыши, соответственно, тем меньше снеговая нагрузка. При уклоне свыше 60 градусов практически весь снег сразу же покидает поверхность ската, поэтому снеговая нагрузка равняется нолю.
  • Вес снега. В среднем, 1 кубический метр снега весит 100 кг, но мокрая снежная масса и наледь весит значительно больше – до 300 кг/м3.

Учтите, что согласно строительной климатологии территория России делится на 8 зон по объему выпадающего снега. Эта среднегодовая нормативная величина используется в расчетах несущей способности стропильного каркаса.

Механизм накопления снежной шапки на крыше

Механизм накопления снежной шапки на крыше

Нагрузки, действующие на фундамент здания

Нагрузки, действующие на фундамент здания

На что влияет этот показатель?

Обывателю кажется, что снег весит совсем мало и не оказывает сильного давления на поверхность крыши. Однако, накапливающая без регулярной расчистки снежная шапка может увеличивать нагрузку на каркас на 100-300 кг/м2. Конечно, часть снега покидает кровлю естественным путем, сдувается снегом, но остальные 95% массы остаются на скате, из-за чего возникают следующие процессы:

  1. В зимы, когда оттепели чередуются с резкими заморозками, снег на поверхности крыши частично трансформируется в лед, частично намокает, в результате чего вес снежной шапки увеличивается в 2-3 раза, а очистить ее, не портя кровельное покрытие, становится невозможно.
  2. Если вы выбрали сложную кровлю, которая имеет несколько сопряженных скатов, учитывайте, что снег активнее накапливается в местах примыкания, ендовах и других архитектурных элементах, из-за чего снеговая нагрузка распределяется неравномерно.
  3. Снег, стихийно соскальзывающий от конька крыши к кровельному свесу представляет серьезную опасность для здоровья людей, поэтому кровлю оборудую снегозадержателями. В свою очередь задержка снега на свесах увеличивает нагрузку на концы стропильных ног.
  4. Неорганизованный сход снега приводит к срыванию элементов водосточной системы.
Вес кровли

Вес кровли

Обратите внимание! Расчет веса снега, который предстоит выдерживать крыше во время снегопадов помогает создать долговечную, прочную конструкцию, вырерживающую не одну зиму без угрозы обрушения.

Технология вычисления

Выполнить расчет снеговой нагрузки достаточно просто, однако, этот шаг необходимо выполнить, чтобы спроектировать надежную и долговечную кровлю, определить состав и величину сечения элементов стропильного каркаса. Расчет выполняют по следующей схеме:

  1. Сначала согласно климатическим картам определяют, в какой зоне располагается район, в котором строится дом.
  2. Затем по справочникам выясняется значение нормативной среднегодовой снеговой нагрузки.
  3. Выполняют расчет полной снеговой нагрузки путем умножения нормативного показателя на коэффициент, учитывающий угол наклона скатов. При уклоне 25 градусов или меньше, коэффициент равняется единице, при уклоне 25-60 градусов он принимает значение 0,7, а при уклоне свыше 60 градусов он не учитывается.
Зоны по величине снеговой нагрузки

Зоны по величине снеговой нагрузки

Схема расчета

Схема расчета

Значение коэффициента

Значение коэффициента

Важно! Расчет снеговой нагрузки на крышу не учитывает используемый кровельный материал, хотя опытные мастера считают, что разные покрытия по-разному влияют на накапливание снега на поверхности кровли. Шероховатые материалы (рубероид, битумная черепица, ондулин) не дают снежной массе соскальзывать, а гладкие (металлочерепица, фальцевая кровля, профнастил) наоборот предотвращают накапливание.

Способы уменьшения нагрузки

Расчет снеговой нагрузки – реальный способ предотвратить обрушение крыши во время затяжных снегопадов, когда оперативно освободить скаты от снега невозможно. Зная этот показатель, можно правильно выбрать уклон конструкции, разработать проект стропильного каркаса и подобрать материал для ее изготовления достаточной прочности. Чтобы снизить нагрузку, можно выполнить следующие мероприятия:

  • Увеличить уклон крыши. В особо снежных регионах рекомендуется возводить крышу с углом наклона скатов 45-60 градусов, на поверхности которой снег практически не задерживается.
  • Использовать гладкие виды кровельного материала. Чтобы облегчить соскальзывание снеговых масс с поверхности крыши, применяют покрытия с гладкой и скользкой поверхностью. Идеально под это описание подходят металлические кровли.
  • Установить систему антиобледенения и принудительного снеготаяния. Антиобледенительные устройства, состоящие из нагревательных кабелей, постоянно подтапливают снег. Талая вода покидает скат по водосточной системе в ливневую канализацию.
  • Установить снегорезы вместо снегобарьеров. Чтобы снизить нагрузку на нижнюю часть стропильных ног, выполняют монтаж снегорезов, разделяющих при падении пласт снега на пластины меньшего размера.

Другой способ снизить снеговую нагрузку при недостаточной несущей способности стропильного каркаса крыши – оперативно расчищать ее от снега вручную. Конечно, это мероприятие требует соблюдения техники безопасности и выполняется с использование страховочного оборудования.

Процесс образование сосулк и ледяной корки

Процесс образование сосулк и ледяной корки

Устройство антиобледенительного устройства

Устройство антиобледенительного устройства

Видео-инструкция

About Author


admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о