Нагрузка на кровлю: Расчет нагрузки на стропильную систему кровли

Расчет нагрузки на стропильную систему кровли


Для чего и каким образом необходимо производить расчет нагрузок на стропильную систему крыши мы поделимся с Вами в данной статье.

Стропильная система является основной несущей конструкцией крыши, состоящей, как правило, из «скелета» деревянных или металлических балок и элементов, находящихся в тесной и жесткой связке между собой. Поэтому, перед началом строительства крыши, необходимо произвести расчет конструкции с учетом всех возможных нагрузок, воздействующих на крышу дома в любое время года. Расчет по нагрузкам необходим для определения шага (расстояния между элементами)и сечения стропил для обеспечения требуемой жесткости и устойчивости всего стропильного каркаса. Как правило, типовое сечение стропил 50мм х 150мм (или 50мм х 200мм), шаг между стропильными ногами обычно колеблется в диапазоне от 0,6 до 1,1м.

На стропила воздействуют как постоянные, так и временные нагрузки.

К постоянным нагрузкам относятся:

  • Вес самой стропильной системы;
  • Вес кровли;
  • Вес чернового настила, обрешетки/контробрешетки;
  • Вес утеплителя (в случае жилой мансарды) и подкровельных пленок;

К временным нагрузкам относятся:

  • Cнеговая нагрузка;
  • Ветровая нагрузка;
  • Вес людей, обслуживающих кровлю;

При расчете снеговых и ветровых нагрузок необходимо руководствоваться СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (карты районирования территории РФ по климатическим характеристикам, а также расчетные параметры).

Расчетное значение снеговой нагрузки определяется по формуле:

Sрасчетное = Sg * µ,

где Sg – расчётное значение веса снегового покрова на 1м² горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице:

Снеговой район

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

Sg (кгс/м2)

80

120

180

240

320

400

480

560

µ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Коэффициент µ зависит от угла наклона ската кровли:

  • µ = 1 при углах наклона ската кровли меньше 25°
  • µ = 0,7 при углах наклона ската кровли от 25° до 60°
  • При углах наклона ската более 60° значение
    µ
    в расчете полной снеговой нагрузки не учитывают.

Расчетное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте «z» над поверхностью земли определяется по формуле:

W=WO *k,

где WO – нормативное значение ветровой нагрузки, принимаемое по таблице ветрового района РФ:

Ветровой район

Ia

I

II

III

IV

V

VI

VII

Wo (кгс/м2)

17

23

30

38

48

60

73

85

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таблице, в зависимости от типа местности:

Высота здания в метрах

А

B

5

0,75

0,5

10

1

0,65

20

1,25

0,85

А – открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи и тундры.

B – городские территории, лесные массивы и др. местности, равномерно покрытые препятствиями более 10м.

*при определении ветровой нагрузки типы местности могут быть различными для разных расчетных направлений ветра.

Подбор сечений стропил и других элементов конструкции:

Сечение бруса, используемого для стропил, зависит от длины стропильного элемента, шага установки стропил и расчетной величины нагрузок для данного региона. В таблице ниже сведены значения, соответствующие возможным максимальным нагрузкам по г. Москве и М.О. Данные не заменяют полноценного расчета несущей способности стропильной системы, их можно рассматривать как рекомендательные для достаточно простых конструкций крыш, а также учитывая ассортимент пиломатериалов, которые выпускают предприятия РФ, согласно

ГОСТ 24454-80.

Шаг установки стропил Длина стропильного элемента (м)
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
600 40х150 40х175 50х150 50х150
50х175
50х200 50х200
900 50х150 50х175 50х200 75х175 75х175 75х200 75х200
1100 75х125 75х150 75х175 75х175 75х200 75х200 100х200
1400
75х150 75х175 75х200 75х200 75х200 100х200 100х200
1750 75х150 75х200 75х200 100х200 100х200 100х250 100х250
2150 100х150 100х175
100х200
100х200 100х250 100х250 -

После того, как будут определены все временные и постоянные нагрузки, производится расчет несущих элементов стропильной системы на прочность, устойчивость, деформации и другие параметры совместной работы всей конструкции вцелом, при этом обязательно учитываются коэффициенты надежности (коэффициенты запаса) по нагрузке.

Подобные расчеты основываются на сопромате и принятых расчетных схемах для каждого отдельного случая в отдельности и осуществляются инженерами-проектировщиками, специализирующихся на проектировании зданий и сооружений.

Напоследок хотелось бы отметить, что выбирая кровельный материал для своего загородного дома, например, между керамической черепицей и гибкой черепицей, следует учитывать совокупные нагрузки от конструкций в целом. Например, ввиду сравнительно легкого веса битумной черепицы она ошибочно кажется более легкой, нежели массивная керамическая. Ошибочно лишь потому, что для гибкой черепицы необходим сплошной настил (ОСП, ФСФ фанера или калиброванные доски), дополнительная учащенная обрешетка, дополнительная гидроизоляция и не только. Сравнивая в итоге общий вес кровельного пирога из керамической черепицы и гибкой черепицы можно сделать вывод, что разница в весе минимальна и практически не ощутима, распределяя общий вес от кровли на всю стропильную систему.

Как определить нагрузку на крышу в вашем районе

Если вы решили определить сечение стропил для вашей крыши самостоятельно, мы постараемся помочь разобраться в этом вопросе.

Первый шаг в подборе сечения – это определение нагрузки на кровлю. Для жилых домов нагрузка состоит из двух составляющих:

1. Собственный вес конструкции крыши.

2.Снеговая нагрузка для вашего района.

Разберемся с этими вопросами по очереди.

Собственный вес конструкции крыши.

Нагрузка от одного квадратного метра конструкций крыши определяется просто. Берется вес одного квадратного метра каждого слоя кровельного ковра, и суммируется. Результат умножается на коэффициент 1.1.

Например, крыша состоит из следующих слоев:

– обрешетка из досок толщиной 2,5 см – вес одного квадратного метра 15 кг/м2;

— утеплитель толщиной 10 см – вес 10 кг/м2;

— ондулин – 3 кг/м2.

Итого, собственный вес кровельного ковра равен 1,1*(15+10+3) = 30,8 кг/м2.

В среднем для крыш жилых домов нагрузка не превышает 50 кг/м2. Для многих типов кровельного покрытия эта нагрузка завышена, но следует учесть, что через пару десятков лет вы захотите сменить кровельный ковер, не меняя при этом конструкции крыши, и этот ковер может оказаться тяжелее, чем выбранный сегодня. Поэтому, во многом рационально остановиться на нагрузке в 50 кг/м2. Коэффициент надежности по нагрузке в этом случае равен 1,1 – это принятый в нормах коэффициент запаса, на который следует умножать нагрузку, он учитывает различные непредвиденные ситуации.

Итак, окончательная нагрузка от собственного веса конструкций крыши (назовем ее Q1) равна:

Q1 = 50*1.1 = 55 кг/м2.

Следует учесть, что при расчете сечения стропильной ноги, необходимо к собственному весу кровельного ковра прибавлять собственный вес самого стропила.

Снеговая нагрузка.

Снеговую нагрузку для городов Украины определяют согласно нормативному документу ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия». В нем приведена снеговая нагрузка для всех городов Украины, а также описан механизм определения снеговой нагрузки для крыш любой конфигурации.

В таблице мы привели максимальную снеговую нагрузку для каждой области Украины, которой вы можете воспользоваться для ориентировочного определения нагрузки на вашу крышу. Для разных городов в каждой области нагрузка может быть меньше.

Область

Максимальная снеговая нагрузка, кг/м2

АР Крым

100

Винницкая

139

Волынская

124

Днепропетровская

139

Донецкая

150

Житомирская

146

Закарпатская

149

Запорожская

111

Ивано-Франковская

153

Киевская

160

Кировоградская

132

Луганская

147

Львовская

150

Николаевская

120

Одесская

117

Полтавская

160

Ровенская

132

Сумская

179

Тернопольская

139

Харьковская

160

Херсонская

84

Хмельницкая

137

Черкасская

156

Черновицкая

132

Черниговская

172

 

 Коэффициент для снеговой нагрузки зависит от угла наклона крыши.

Для односкатной крыши коэффициент при любых углах наклона равен 1.0. Для двускатной крыши:

— при угле наклона меньше 25 градусов коэффициент равен 1;

— при угле наклона от 25 до 60 градусов коэффициент равен 1,25;

— при угле наклона более 60 градусов снеговая нагрузка не учитывается.

Определим, например, снеговую нагрузку для Хмельницкой области при двускатной крыше с углом наклона 30 градусов (назовем ее Q2):

Q2 = 137*1.25 = 171.3 кг/м2.

Определим полную нагрузку от собственного веса кровли и снега:

Q = Q1 + Q2 = 55 + 171.3 = 226.3 кг/м2.

Определив, таким образом, ориентировочную нагрузку, вы можете по таблицам в статье «Расчет сечения стропил» подобрать сечение стропил для конструкции вашей крыши.

 

Еще полезные статьи:

«Сбор нагрузок для расчета конструкций — основные принципы»

«Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома»

«Сбор нагрузок в каркасном доме»

«Сбор ветровых нагрузок в каркасном доме»

«Расчет кладки из газобетона на смятие под действием нагрузки от перекрытия. «

«Как рассчитать стены из кладки на устойчивость.»

«Расчет металлического косоура лестницы.»

 

class=»eliadunit»>

Школа Мастерства ТЕХНОНИКОЛЬ — полезные статьи и обучение по строительству

Из-за ошибок, допущенных при строительстве, у домов нередко срывает кровли во время непогоды. Кажется, что не так часто случаются сильные ураганы и смерчи, но даже один катаклизм в год может полностью разрушить крышу.

Это происходит потому, что исполнители работ не рассчитывают количество крепежа для мембраны по необходимым формулам и обычно делают все по принципу «на глазок». В итоге плохо закрепленная кровля может попросту оторваться и ее надо будет заново монтировать. Также от точного расчета зависит расход материалов, которые при неправильных подсчетах приходится докупать, либо иногда остается лишнее.

Рассказываем, как сделать правильный расчет ветровой нагрузки для крепления кровли и определить количество крепежа, чтобы конструкция устояла перед стихийным бедствием и долго служила.

Как ветровая нагрузка действует на кровлю

Представьте себе, что на постройку непрерывно с разной скоростью и силой дует ветер. Потоки воздуха создают давление, которое способно навредить покрытию кровли. При этом совершенно необязательно, чтобы ветер дул перпендикулярно или по касательной к поверхности крыши – даже если он направлен вдоль плоской кровли, он создает значительную отрывающую нагрузку.

Суммируя все ветреные дни и добавив катаклизмы, которые хоть и редко, но случаются, мы получаем постепенное непрерывное разрушение материала. Именно поэтому возникает необходимость рассчитывать ветровую нагрузку и количество креплений кровельного материала.

Как рассчитывают ветровую нагрузку для крепления кровли

От ветровой нагрузки зависит, сколько нужно использовать крепежных элементов и какую выбрать ширину рулона мембраны. Чем выше нагрузка, тем больше нужно крепежа на квадратный метр. Ширину мембраны также приходится уменьшать, чтобы крепеж уместился в шов.

Чтобы самостоятельно рассчитать ветровое воздействие на кровлю, можно воспользоваться методикой в 7 пункте документа, разработанного специалистами ТЕХНОНИКОЛЬ вместе с ЦНИИПромзданий.

Существует и более простой способ расчета ветровой нагрузки

Если вы хотите быстро получить точный результат и не связываться со сложными формулами, таблицами и картами, воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором для кровли из материалов ТЕХНОНИКОЛЬ.

Калькулятор помогает рассчитать не только ветровую нагрузку для плоских крыш, но и количество необходимого крепежа на каждом участке, а также требуемую ширину рулонов гидроизоляции.

Расчеты основаны на действующих российских нормах СП 20.13330.2016 и СП 17.13330.2017.

В калькулятор встроена карта России с районированием по давлению ветра, так что вам не нужно самостоятельно искать на картах и в таблицах нужные значения. Достаточно выбрать место и кликнуть или указать точное название населенного пункта.

Вы выбираете тип местности – открытую, равномерно покрытую препятствиями или высотную городскую застройку. По этим двум параметрам калькулятор выдает первое значение – пиковую ветровую нагрузку согласно СП 20.133330.2016 п.11.

Далее переходим к основанию кровли и выбираем – тяжелый бетон, ОСП и металлическое основание профлист (0,7 мм или 0,75–2,5 мм). При выборе профлиста калькулятор предложит еще пять вариантов в зависимости от шага между гофрами. Вы также можете указать свой вариант.

На третьем этапе нужно указать толщину утеплителя, который вы будете использовать, и способ его укрепления. Также возможен вариант без утеплителя.

На этапе гидроизоляции нужно указать способ ее фиксации. В калькуляторе предусмотрено два варианта крепления: механический и балластный. Если у вас балластный, также нужно указать его тип – армированная стяжка или гранитный щебень. Далее выбирайте тип мембраны: битумная или полимерная. Кстати, у каждого материала можно посмотреть характеристики и всю необходимую информацию, нажав на кнопку с вопросом.

Пятый этап включает работу с геометрией объекта, где нужно вводить параметры участка кровли. Калькулятор рассчитывает значение только для плоских крыш прямоугольной формы, поскольку методика расчета использует пиковые значения аэродинамических коэффициентов ветровой нагрузки. Вам нужно указать высоту здания и его габариты. Высоту принимаем по самой высокой точке здания – парапетной зоне.

После вы получаете промежуточный расчет, где видите основные результаты, например, ширину рулона и шаг крепежа, и проверяете введенные значения, которые можно подкорректировать, если ошиблись.

После этого получаете готовый отчет, где рассчитано:

  • деление кровли на участки (центральная, парапетная, угловая) и ветровое давление на каждый из них;
  • какую ширину рулонов гидро- и теплоизоляции использовать;
  • сколько потребуется крепежа на один квадратный метр и его шаг.

На любой стадии расчета можно «откатить» назад на любой этап и изменить исходные данные. А также сохранить и отправить себе на почту в виде ссылки, чтобы потом вернуться к нему, если вы что-то не доделали. Благодаря формату PDF расчет можно вносить в проект или просто удобно хранить и использовать эти данные.

Расчет снеговой нагрузки на кровлю

Очевидно, что снеговая нагрузка на крышу определяется массой лежащего на ней снега и углом наклона кровли.

Вес снегового слоя, скапливающегося на кровлях, будет зависеть от климата местности, он различный для разных регионов и определяется по карте районирования территории с характеристическими значениями веса снегового покрова.

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

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

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

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

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

μ=0,033*(60 – α)

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

Рассчитаем значение коэффициента μ для угла наклона α = 45°

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

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

S = μ*So

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

So = 134 кг/м²

μ = 0,5

S = 0,5*134 кг/м² = 67 кг/м²

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

Расчет ветровой нагрузки, ветровой район таблица

Основные повреждения, которые получают здания при порывистых ветрах, приходятся, в основном, на крышу. По телевизору, в интернете мы можем увидеть достаточно много наглядных примеров того, как не только отдельные элементы крыши, но и вся крыша, полностью, срывается под порывами ураганного ветра. Почему же происходят подобные случаи? Давайте рассмотрим механику подобных явлений и попробуем сделать расчет ветровой нагрузки.

Ветровые потоки

Расчет ветровой нагрузки учитывает направление господствующих ветров. При фронтальном направлении ветра происходит столкновение с фасадной частью здания и крышей. У вертикальной поверхности поток создаёт вихревые разнонаправленные векторы, — происходит деление на нижнюю, боковую и вертикальную составляющие:

  1. нижнее направление – самое безопасное для здания, так как все усилия направлены в сторону фундамента, то есть одной из самой прочной и массивной части дома.
  2. боковые составляющие воздействуют на фасадные части здания, окна, двери.
  3. вертикальный поток направлен прямо на свес крыши и создаёт подъёмное усилие, стремящееся приподнять кровлю, сдвинуть её с места.

Атака ветрового потока, направленная на скат крыши, образует три усилия, влияющие на расчет ветровой нагрузки, стремящиеся сдвинуть кровлю:

  • касательное, скользящее вдоль кровли, огибающее конёк и, захватывая свободные молекулы воздуха, уходящее прочь, стремясь, при этом, опрокинуть крышу;
  • перпендикулярное скату кровли, создавая давление, способное вдавить элементы кровли внутрь конструкции крыши;
  • и, наконец, из-за разницы давлений воздушной массы (с наветренной стороны образуется зона высокого давления, а с подветренной стороны – низкого), в верхней, подветренной, стороне строения образуется подъемная тяга, как у крыла самолета, стремящаяся  поднять крышу.

Силы, действующие на крышу

Проанализировав все усилия воздушных потоков, можно сделать вывод, что при высокой наклонной кровле ветер образует силы, стремящиеся опрокинуть крышу. Но чем больше угол наклона крыши, тем меньше действуют на нее касательные силы и больше – перпендикулярные скату.

Пологие скаты способствуют созданию больших подъёмных сил, старающихся приподнять конструкцию, отправив её в свободный полёт.

Расчет ветровой нагрузки

Как видим, если не подойти серьезно к учету ветровой нагрузки на крышу, то может произойти беда. Как и кто может это сделать?

Расчёт ветровой нагрузки на крышу, в зависимости от высоты её местонахождения над уровнем земли, определяется специалистами-проектировщиками по формуле:

Wр = 0,7 * W * k * C.

  • W – нормативная величина усилия, создаваемого напором воздуха; определяется по картам в приложении к СП 20.133330.2011;
  • k – коэффициент, показывающий зависимость давления от высоты над срезом верхнего уровня земли;
  • C – аэродинамический коэффициент, учитывающий направление «набегания» воздушного потока на скат крыши.

Таблица коэффициента k для типов местности:

Высота над уровнем земли, метр

Тип местности

A

B

C

≤ 50,750,50,4
101,250,650,4
201,250,850,55
401,51,10,8
601,71,31,0
801,851,451,15
1002,01,61,25
1502,251,91,55
2002,452,11,8
2502,652,32,0
3002,752,52,2
3502,752,752,35
≥ 4802,752,752,75

Типы местности:

  • A – открытые пространства на побережьях морей, озёр, водохранилищ, пустыня, степь, лесостепь, тундра;
  • B – населённые пункты, лес, местность с равномерно распределёнными искусственными строениями с высотой больше 10 метров;
  • C – территория города с плотным расположением строительных сооружений высотой более 25 метров.

Таблица значений коэффициента С для двускатной кровли при векторе потока в скат крыши:

Угол наклона ά

F

G

H

I

J

15°-0,9-0,8-0,3-0,4-1,0
0,20,20,2
30°-0,5-0,5-0,2-0,4-0,5
0,70,70,4
45°0,70,70,6-0,2-0,3
60°0,70,70,7-0,2-0,3
75°0,80,80,8-0,2-0,3

Таблица значений коэффициента С для двускатной кровли при направлении потока во фронтон крыши:

Угол наклона ά

F

H

G

I

-1,8-1,7-0,7-0,5
15°-1,3-1,3-0,6-0,5
30°-1,1-1,4-0,8-0,5
45°-1,1-1,4-0,9-0,5
60°-1,1-1,2-0,8-0,5
75°-1,1-1,2-0,8-0,5

Положительная величина аэродинамического коэффициента означает, что ветер давит на поверхность. Отрицательные показатели – поток создаёт разрежение у поверхности кровли, иными словами – «отсос» воздушной подушки.

Зависимость давления, создаваемого потоком воздуха от высоты здания

Как бороться с ветровыми «проказами»?

Во избежание разрушений строители нижние концы стропил надежно прикрепляют к вмонтированным в стену кронштейнам. Если неизвестно, с какой стороны будет направление господствующих ветров, то стропила закрепляют подобным образом по всему периметру здания. Общую устойчивость каркаса крыши обеспечивают ее элементы — подкосы, раскосы и связки, сечение которых рассчитано, исходя из тех природных условий, в которых ведется строительство или ремонт здания.

Уважаемые посетители!

Мы с удовольствием ответим на возникшие вопросы. Для этого Вы можете:

позвонить по номеру: +7 (495) 669 31 74

или отправить сообщение по адресу: [email protected] ru

и получить подробную консультацию.

 

как не наделать ошибок при проектировании и эксплуатации крыши


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+

proroofer.ru

как рассчитать допустимую снеговую и ветровую нагрузку, вес снега на квадратный метр

Кровля осуществляет постоянную защиту здания от всех погодных и климатических проявлений, исключая контакт всех материалов с атмосферной или дождевой водой и являясь граничным слоем, отсекающим воздействие морозного воздуха на чердачное помещение.

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

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

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

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

Содержание статьи

Типы нагрузок на кровлю

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

  • Снеговые нагрузки.
  • Ветровые нагрузки.

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

Кроме того, интенсивность этих нагрузок имеет разный характер:

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

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

Сбор нагрузок на кровлю

Зависимость нагрузок от угла наклона крыши

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

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

ВАЖНО!

Это обстоятельство вынуждает искать «золотую середину», то есть — оптимальный угол наклона кровли, максимально снижающий снеговое давление и, при этом, создающий как можно меньшее препятствие для ветра.

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

Зависимость нагрузки от угла крыши

Вес снега на квадратный метр крыши в зависимости от региона

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

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

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

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Следует учитывать обычное состояние снеговых масс в данном районе. Мокрый снег в несколько раз тяжелее сухого.

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

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

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

Регион снеговой нагрузки

Расчет снеговой нагрузки на плоскую крышу

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

Для элементов крыши существует два типа предельных состояний:

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

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

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

Нагрузка на плоскую крышу

Расчет снеговой нагрузки на кровлю онлайн

ВАЖНО!

Как рассчитать снеговую нагрузку на крышу? Для этого воспользуйтесь нашим онлайн калькулятором.

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

Снеговая нагрузка на кровлю рассчитывается с помощью следующей формулы:

S = Sg * µ;

где S — давление снега на квадратный метр кровли.

Sg — нормативная величина снеговой нагрузки для данного региона.

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

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

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

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

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

Снеговое воздействие на кровлю

Ветровая нагрузка на кровлю

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

W= Wo * k;

W — ветровая нагрузка на квадратный метр площади.

Wo — нормативная величина по региону.

k — поправочный коэффициент, учитывающий высоту над поверхностью земли.

Роза ветров

Имеются три группы значений :

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

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

ОСТОРОЖНО!

При проведении расчетов следует учитывать независимость снеговых и ветровых нагрузок друг от друга, а также — одновременность их воздействия. Общая нагрузка на кровлю — это сумма обоих значений.

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

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

Полезное видео

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

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Автор статьи

Образование — НИУ МГСУ г. Москвы. Стаж работы 19 лет. Ведущий специалист крупного домостроительного комбината.

Написано статей

5

2017-02-18

expert-dacha.pro

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:

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:

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.

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:

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:

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.

krovgid.com

Снеговая нагрузка на крышу

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.

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.

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.

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.

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 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:

  1. Определяется максимальная высота снегового заряда на крыше и его вес на единицу площади крыши;
  2. 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;
  3. 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.

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.

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.

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.

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.

bouw.ru

Снеговая нагрузка на кровлю: расчет

03 декабря 2015

Просмотров: 3142

Зима прекрасный сезон полный развлечений и неожиданностей. Самым неприятным сюрпризом может стать неправильно рассчитанная снеговая нагрузка на кровлю, которая приводит к тяжелейшим последствиям, как для самого дома, так и для человека.

Схема образования снеговых мешков.

Нападавший снег может своим весом продавить кровлю или разрушить ее стропильную систему. Снежная масса может вызвать протекание воды внутрь стыковых соединений кровельного материала и в помещение.

Природные явления, влияющие на снеговую нагрузку

Многие негативные воздействия на крышу наблюдаются при резкой смене погодных условий во время зимы. Например, образование льда, оттаивание, обильный снегопад, сход снега, образование сосулек большой массы и их обрушение, поломка водосточной системы. Все это ведет не только к нарушению комфорта проживания, но и несет угрозу для жизни людей.

При расчете нагрузки осадков на крышу во время зимнего сезона необходимо учесть те процессы, которые соответствуют этому периоду в вашем регионе. Любая зима может характеризоваться следующим:

Значения веса снегового покрова в разных районах РФ.

  1. Особенности ветров и перепад температуры. До 5 процентов массы выпавшего снега в течение дня и ночи уходит с крыши естественным образом. Он просто сползает, покрывается настом при потеплении, усилении ветра сдувается с поверхности кровли.
  2. Нагрузка, превышающая расчетную. Может возникать при резком перепаде температуры в сторону тепла и наступающим затем морозом. Гидроизоляция, теплоизоляция, стропильная конструкция в таких случаях могут подвергнуться деформации.
  3. Сложная крыша, имеющая впадины и различные скосы, препятствует свободному схождению покрова, в результате чего возникает неравномерная нагрузка на всю кровлю.
  4. Сходящий снег при образовавшейся наледи имеет свойство скапливаться на краю ската и его неожиданное падение может травмировать проходящего мимо человека. В регионах, где могут наблюдаться такие явления, устанавливают специальные снегозадержатели.
  5. Сход больших масс повреждает водосточную конструкцию. Чтобы этого не происходило, требуется своевременная чистка крыши или установка кабельного обогрева на конце плоскости ската.
  6. В районах, где наблюдается обилие снегопадов. При несвоевременном производстве очистки крыши и сугробов, образующихся в результате схода, может образовываться снеговой мешок (когда сошедший снег упирается в карниз кровли). Такое происходит обычно с подветренной стороны. В этом случае могут пострадать даже стены и окна дома.
  7. Снег на крыше всегда распределяется неравномерно, на одних скатах его скапливается больше, на других меньше, это зависит от направления ветров преобладающих в регионе постройки.

Вернуться к оглавлению

Расчет снеговой нагрузки

Схема нормативных снеговых нагрузок.

Снеговая нагрузка на кровлю — величина, которая существует уже многие десятилетия. Поэтому для нее выработана известная формула расчета, используемая строителями. Чтобы ее посчитать корректно и без ошибок, установлены величины, утвержденные государственными Строительными Правилами и Нормами. Расчет производится по формуле:

  • S = S расчетная х k.

S — ожидаемая снеговая нагрузка. S расчетная — вес снега на один квадратный метр горизонтальной плоскости, указываемый в СНиП. Его величина указывается на карте России в зависимости от регионов. k — коэффициент наклона скатов, который также установлен СНиП:

  • уклон ската меньше 25 градусов, k = 1;
  • уклон ската 25-60 градусов, k = 0,7;
  • уклон ската больше 60 градусов, расчет производится без учета значения k.

Расчет снежных нагрузок на крышу производится на этапе проектирования здания.

Ориентировочная масса одного куба снега составляет практически центнер, если же он мокрый, то эта величина может достигать 300 килограмм.

Вернуться к оглавлению

Плоские крыши

Кровля с плоской поверхностью редко используется при накрытии домов, предназначенных для проживания людей, но довольно часто они употребляются в случае сооружения хозяйственных построек и промышленных зданий. В этом случае вся нагрузка от снега ложится на несущую конструкцию. С целью предотвращения скопления снега такие кровли оснащаются системами подогрева и улучшенной системы водостока. Несущая конструкция такой крыши имеет сплошную обрешетку для обеспечения необходимой жесткости.

Снеговую нагрузку на сооружения с таким типом крыш сложно предусмотреть, поэтому при их устройстве необходимо любые влияния рассчитывать по максимуму и брать страховой запас. Расчет снежных нагрузок помогает спроектировать оптимальный вариант кровли и ее покрытия, надежность стропильной системы. Это непосредственно влияет на срок службы построенного дома и безопасность нахождения людей под его стенами в зимний период.

Правильно выбранная и рассчитанная конструкция избавит от проведения трудоемких и рискованных работ по очистке снега. Прибегнув к комплексному устройству кровли и применив систему кабельного обогрева, можно добиться бесперебойной работы водостока независимо от погодного сезона.

Автор:

Иван Иванов

Поделись статьей:

Оцените статью:

Загрузка…

Похожие статьи

1pokryshe.ru

Расчет снеговой нагрузки на кровлю при проектировании

При проектировании кровли необходимо учесть весовые нагрузки на стропильную часть, на стены дома и произвести расчет снеговой нагрузки на кровлю, поскольку в зимний период осадки могут превышать вес кровельного материала.

Для полного расчета кровли необходимы следующие данные: площадь кровли, длина коньков, длина хребтов, количество хребтов, длина карнизных свесов, длина фронтонных свесов, количество фронтов, длина ендов, количество ендов, выходящих на карнизный свес, длина примыканий, длина снегозадержателей, уклон наклона ската

Как производится расчет кровли?

Расчет начинается с определения геометрии крыши, для того, чтобы получить размеры для определения площадей и углы наклона скатов с целью узнать параметры схода снега с крыши.

Районирование территории Российской Федерации по расчетному значению веса снегового покрова.

Итак, получив площадь кровли, мы можем определить вес пирога, зная вес каждого материала, и это будут постоянные нагрузки на стропильную часть. На самом деле не так важно, чем крыть крышу, если это не натуральная черепица, то средние значения веса 1 м2 составляют от 25 до 40 кг/м2. Весовые характеристики любого материала приведены в сопроводительных документах, необходимо просто сложить все веса, умножить на поправочный коэффициент 1,1 и получим примерный расчет нужного веса.

Крышу таким образом посчитали, но стоит иметь в виду, что несмотря на точный результат, обычно принимается вес кровли за 55 кг/м2. Делается это потому, что в случае замены кровли спустя много лет, часть материала может быть другим и стропильная часть потребует переделки и усиления. Чтобы избежать этого и берется запас. Не стоит думать, что в таком случае расчет нагрузки от материала на крышу не нужен, вы можете получить и 45 и 50 кг/м2, но можете и 60 кг/м2, а тогда стропила окажутся слишком слабой частью всей конструкции.

Особенности снеговой нагрузки

Прежде чем приступать к этой части, необходимо определить положение дома на карте снеговых нагрузок России, и получить данные в формате Х кгс/м2. Это вес снега выпадающего на 1 м2 горизонтальной поверхности. Углы склона скатов дадут поправочный коэффициент:

  • меньше 25 градусов — 1;
  • при углах меньше 60 градусов 0,7;
  • и при более острых углах (например, 75 градусов) снеговой нагрузки не будет, поскольку такой скат обеспечивает до 100% схода снега при выпадении.

После учета данного результата, необходимо учесть воздействие ветров, которые считается по таблицам ветровых влияний в зависимости от высоты дома и места расположения, и, получив расчет веса 1 м2, перейти к стропильной части.

Схема образования снеговых мешков. Пример для крыш с уклонами скатов от 20 до 30 град.

Стропильная часть кровли

Нагрузки на м квадратный выяснили, теперь нам необходимо рассчитать стропильную часть. Важнейшим элементом стропильной системы является мауэрлат. Это балка, которая устанавливается на верхний край стены и служит для равномерного перераспределения весовой нагрузки крыши на стены дома. Расчетных значений здесь нет, но есть определенные правила.

Во-первых, наиболее предпочтителен брус квадратного сечения.

Во-вторых, устанавливается он с таким расчетом, чтобы до углов несущей стены по ширине осталось не менее 3 см (лучше 5). Иначе говоря, при толщине верней части стены в 40 см ширина мауэрлата составит 30 см.

Схема нормативных снеговых нагрузок и коэффициента m. Другие значения коэффициента m приведены в СНиП 2.01.07-85.

В-третьих, при тонкой стене (например, из монолитного армированного бетона), мауэрлат устанавливается с перекрытием 3-5 см, например, при толщине стены в 10 см, ширина мауэрлата будет 20 см.

Делается это для того, чтобы при перераспределении нагрузок не повреждались края стены, наиболее подверженные разрушению. Расчет стропил лучше производить при помощи программ, которые доступны в интернете, в том числе для расчета он-лайн. Главное правило тут — точно и аккуратно внести все данные, убедится, что учтены все конструктивные элементы.

Обратим внимание, что не все программы такого рода учитывают в итогах прогиб. Прогиб — это свойство стропил прогибаться на определенную величину в мм, при нагрузках, и чем длиннее балка, тем больше прогиб. Если в программе такой опции нет, можно в любом справочнике материалов найти рассчитанную для вас балку, и уточнить какой прогиб на погонный м она имеет.

Поправочный коэффициент простой, при прогибе больше допустимого (10-15 мм) необходимо увеличить сечение балки на 20%. То есть балку 50х200 мм, рассчитанную программой заменяем на 50х240 мм.

Что получаем в итоге всего

После проведения всех расчетов получим состав конструктивных элементов, количество балок, вес крыши с учетом снеговой и ветровой нагрузки, и сможем просчитать общий вес крыши. Останется оценить распределение весового воздействия на стену, сравнив ее с прочностью материала стены, и убедиться, что стена выдержит.

Здесь стоит иметь в виду, что запас прочности стены должен составлять не менее 25-30%, ведь даже в спокойных регионах не редкость очень сильные ветры или обильные снегопады, и пиковая нагрузка может кратковременно превысить расчетную. Как правило, такие воздействия скоротечны, и стропильная система выдержит, но если у стены нет запаса прочности, то сами понимаете, может произойти разрушение связки мауэрлат — стена.

Поэтому отнеситесь с вниманием к данному вопросу, используйте эту статью, чтобы если и не рассчитать все самому, то проконтролировать расчеты проектировщика.

kryshikrovli.ru

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

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

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

Схема расчета

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

Устройство антиобледенительного устройства

Видео-инструкция

krovlyakrishi.ru

Как сделать расчет нагрузки на кровлю

На конструкцию крыши действуют различные силы. Расчет нагрузки на кровлю включает в себя такие воздействия как: вес кровельного материала, стропил и обрешетки, утеплителя, подкладочного ковра, нагрузка снега и ветра. Рассмотрим по отдельности каждую их этих нагрузок.

Расчет стропил

Если вы строите дом самостоятельно, и у вас нет достаточных знаний в области инженерии и архитектуры, то расчет нагрузки на крышу можно заказать в специализированной организации или у частного проектировщика. Если же постройка не столь требовательна к техническим расчетам, то все можно сделать своими собственными силами.

Как правильно рассчитать длину стропил? Она зависит от углов скатов крыши и от ее формы. Сперва следует ознакомиться с нормативной документацией. Для этого потребуется СНиП 2.01.07-85 и приложенные карты к изменениям в этом документе (они были обновлены в 2008 году). Оптимальный шаг между стропилами рассчитывают исходя из возможного предела расстояния, после которого конструкции разрушится полностью или частично.

При частичном разрушении выходят из строя различные элементы и узлы системы. Так, допустимый прогиб элементов конструкции стропил, ног, прогонов или раскосов не должен быть более 0,5% длины прогона или пролета. Полное разрушение наступает при превышении максимально допустимых нагрузок, поэтому крайне важно сделать правильный расчет стропил изначально. Рассчитывать необходимо оба варианта, так как важно знать пределы стойкости стропильной системы.

Снеговая нагрузка

Для тех регионов России, в которых обильные снегопады являются обычным явлением, расчет нагрузки на кровлю становится особенно важным. Для того, чтобы предусмотреть воздействие веса снега при расчете максимального предела прочности, берется полный вес покрова снега. Для расчета частичной разрушаемости, полный вес покрова снега умножается на коэффициент 0,7.

Снежные массы под своим весом могут постепенно сползать вниз, оказывая усиленное давление на свес карниза. Поэтому так важно не превышать допустимые выпуски кровельного материала, указанные производителем. Расчет нагрузки на крышу зависит от уклона кровли, а также направления преобладающих ветров. Дело в том, что с наветренной стороны снега будет меньше, а вот с подветренной — больше.

К примеру, следует рассчитать стропильную систему для двускатной кровли с углами 30 градусов. Для того чтобы посчитать нагрузку от снега с наветренной стороны, поправочный коэффициент принимается равным 0,75, с подветренной 1,25. Все значения коэффициента принимаются исходя из указаний СНиП 2.01.07-85. Для кровель с уклоном более 60 градусов этот коэффициент и вовсе не учитывается, так как на таких скатах снег попросту не задерживается.

Для расчета полной снеговой нагрузки (Q1) необходимо использовать соответствующую таблицу из указанного документа СНиП. Формула расчета кровли при этом имеет вид: Q1= m*Q. m — это поправочный коэффициент, рассчитанный методом интерполяции (при уклоне в 30 градусов он равен 1, при уклоне 60 градусов — 0). Q — снеговая нагрузка, указанная в таблице.

Для того, чтобы посчитать нормативную снеговую нагрузку Q2, пользуются атласом изменений текущего СНиПа или простой формулой Q2= 0,7*Q*m. Для тех регионов, в которых сильный ветер сносит снег с кровли, используется еще один дополнительный коэффициент С, который равен 0,85. При этом средняя скорость ветра должна составлять не менее 4 м/с, среднемесячная температура воздуха зимой не выше -5 градусов Цельсия, а уклон крыши — от 12 до 20 градусов.

Данный коэффициент С используется также если дом находится в защищенном от снега месте — в окружении других, более высоких домов или в лесном массиве. Среднесуточная температура и преобладающая скорость ветра указана в атласах изменений к СНиП 2.01.07-85. Таким образом, стропила должны учитывать максимальную нагрузку Q1, которая необходимо для расчета допустимой прочности конструкции и частичное разрушение Q2 — то есть нагрузку на прогиб.

Воздействие силы ветра

Снеговая нагрузка может разрушить крышу, ну а ветровая кроме этого может сорвать покрытие. Чем большим является угол скатов кровли, тем больше будет нагрузка ветра на конструкцию. Чем меньшим будет угол, тем сильнее будет подъемная сила, стремящаяся сорвать крышу. Именно поэтому так важен расчет площади двухскатной крыши. Для начала определяют длину стропильной ноги. Здесь пригодится знания школьного курса геометрии, так как стропило составляет с прилегающими стенами прямоугольный треугольник, поэтому рассчитав длину гипотенузы можно определить необходимый показатель.

Немного сложнее посчитать сечение стропила и расстояние между ними. Для этого проведем расчет ветровой нагрузки на кровлю по формуле: Wр= W*k*C. W — ветровое давление, которое берется из таблиц СНиП. k — коэффициент, зависящий от высоты здания, он также указывается в упомянутом выше нормативном документе. С — аэродинамический коэффициент, используемый для расчета подъемной силы с подветренной и наветренной стороны.

Коэффициент С может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Первый случай возникает, если ветер давит на поверхность скатов, это справедливо для больших углов. Второй случай возникает на пологих крышах, когда ветер «стекает» по скатам. Для противодействия этим силам, в зависимости от шага стропил, в стены дома устанавливают так называемые «ерши». Это металлические штыри, к которым проволокой привязываются стропильные ноги. В ветреных регионах привязывается каждое стропило, при нормальных условиях это делают через одну балку, предварительно выполнив расчет балок перекрытия по имеющимся данным.

Для домов возведенных из кирпича, пенобетонных или силикатных блоков, делается армирующий пояс из бетона. В него закладывают анкерные крепления со специальными проволочными структурами для крепления стропил.

Нагрузка веса кровли

Серьезное влияние на характеристики стропильной системы оказывает вес самого кровельного материала. При этом различные материалы могут значительно отличаться по своему весу. Чем больше весит кровля, тем больше должен быть угол наклона скатов. Также необходимо знать, как посчитать квадратные метры крыши, так как чем ее площадь больше, тем сильнее она будет зависеть от влияния внешних нагрузок.

Силу давления крыши на стропила можно посчитать, зная характеристика материала. Они зачастую указываются в технических данных или инструкции от производителя. В зависимости от типа кровельного материала выбирается определенный вариант обрешетки. Так, для ее создания используется OSB плита, фанера или обрезная доска. Усредненный вес этих материалов можно узнать из нормативных таблиц или технических данных от производителя. Например, под кровлю из шифера используют бруски сечением 4*6 или 6*6 см, в то время как под битумные гонты — плиты OSB или фанеру.

Расчет квадратуры крыши зависит от ее типа. Рассчитать площадь крыши очень просто для односкатных кровель. В более сложных конструкциях следует разбить крышу на элементарные фигуры — прямоугольники и треугольники, площадь которых легко определяется. Также важно учесть свесы кровли на карнизах. Расстояние между стропилами определяется исходя из толщины кровельного материала.

Не меньшее значение имеет и теплотехнический расчет кровли, на основании которого подбирается утеплитель и его толщина. Эти два показателя в значительной степени влияют на общий вес конструкции крыши. Кроме того сюда входит и вес паро- и гидроизоляции, а также внутренней обшивки мансардного помещения. Толщина утеплителя рассчитывается по формуле: Т=R*L. Где R — тепловое сопротивление конструкции, которая будет утепляться, L — коэффициент теплопроводности выбранного утеплителя (выбирается по нормативам СНиП II-3-79).

Предположим, что крыша утепляется стекловатой URSA М-20, дом расположен в центральном регионе. Тогда толщина утеплителя будет составлять: Т=4,7*0,038 = 0,18 м = 18 см. В этом случае 4,7 — тепловое сопротивление, взятое из нормативов СНиП, а 0,038 — коэффициент теплопроводности, который был указан производителем материала. Зная плотность утеплителя (указывается в тех. данных) равную 18-21 кг/м.кв, можно посчитать вес материала.

 Аналогичным образом рассчитывается вес гидро- и пароизоляции, а также отделочного материала. Немаловажен также и расчет обогрева кровли, так как он влияет на толщину утеплителя. Также система обогрева, которая будет установлена на чердаке, добавится в вес конструкции крыши.

Для того, чтобы учесть вес самой стропильной конструкции, следует нарисовать ее план. В расчет принимаются средние значения для наслонных стропил и прогонов — 5-10 кг/м.кв, для висячих стропил — 10-15 кг/м.кв. Для получения некоторого запаса прочности конструкции, полученные нагрузки умножаются на коэффициент 1,1.

В целях более точного определения весовых нагрузок на крышу необходимо провести теплотехнический расчет кровли пример которого можно найти на страницах нашего портала.

Какова ваша коммерческая нагрузка на крышу и почему вам нужно знать

Ваша крыша вот-вот рухнет из-за слишком большой статической нагрузки? Прежде чем поднимать новое оборудование на коммерческую крышу, вы должны знать, не превысите ли вы ее вместимость и не вызовете ли катастрофический обвал.

Сайт

atlantacommercialroofingcontractors.com собрал информацию о различных типах нагрузок, которым подвергается ваша коммерческая крыша, и о том, как они влияют на несущую способность вашей крыши.

Расчет нагрузки на крышу

Расчет весовых нагрузок — один из наиболее важных аспектов проектирования кровли.Даже незначительные ошибки в расчетах могут привести к катастрофическому отказу опоры крыши, травмам и смерти.

Поскольку не бывает двух одинаковых крыш, не существует единой формулы, которая всегда гарантировала бы правильный результат. Однако есть общие соображения при расчете нагрузки на крышу во время строительства здания:

• Здания должны быть сконструированы таким образом, чтобы колонны, балки, стены и все остальные конструкции могли выдержать вес крыши и всего, что на ней находится.

• Расположение здания.В разных регионах США могут потребоваться более высокие нагрузки на крышу, чтобы справиться с более высокой скоростью ветра или более сильным снегопадом.

• Владельцы зданий стремятся снизить затраты во время строительства. Это требует от инженеров еще большей тщательности в расчетах, поскольку они сталкиваются с ограничениями бюджета и материалов.

• Борьба между экономными владельцами зданий и инженерами-строителями часто приводит к очень узкой погрешности при расчете общей нагрузки на крышу.Ошибки в расчетах могут привести к обрушению крыши или здания.

«Общая нагрузка» крыши — это комбинация статической нагрузки, временной нагрузки и переходной нагрузки.

Типы нагрузок, которые выдерживает ваша коммерческая крыша

При расчете несущей способности вашей коммерческой плоской крыши необходимо рассчитать три основных типа нагрузок:

Собственная нагрузка — Эта нагрузка включает в себя общий вес отдельных материалов крыши и всего, что к ней постоянно прикреплено.Он состоит из любого потолочного материала, поддерживаемого под крышей, и постоянных инсталляций, таких как воздуховоды HVAC.

Динамическая нагрузка — Эта нагрузка определяется путем сложения веса монтажников, техников и ремонтников, которые могут работать на крыше, а также общего веса инструментов и оборудования, которые они могут использовать.

Переходная нагрузка — Сюда входят все естественные факторы стресса на крыше, включая дождевую нагрузку, подъемную (ветровую) нагрузку и снеговую нагрузку.

Переходные нагрузки сильно различаются в зависимости от условий и регионов.Например, снеговая нагрузка зависит от влажности и объема, а подъемная нагрузка зависит от скорости ветра.

Международный совет по кодам (ICC) обсуждает требуемые нагрузки на крышу для конструкций и рассматривает статические нагрузки, временные нагрузки и переходные нагрузки — в соответствии с международными строительными нормами по адресуcode.iccsafe.org/content/IBC2012/chapter-16-structural- дизайн

Какова общая нагрузка на вашу коммерческую крышу?

Общая нагрузка для вашего здания и его крыши уже рассчитана для вас, и ее можно найти в деталях на ваших исходных строительных чертежах.Улучшения, обновления и дополнения к крыше или оборудованию, добавленному на нее после строительства, должны быть учтены при расчете общей нагрузки.

Перед тем, как приступить к ремонту, замене или дополнению любого оборудования, попросите инженера-строителя учесть общий вес всех людей, инструментов, машин и оборудования, чтобы определить правильное распределение веса и безопасность этих работ.

В конечном счете, расчет общей нагрузки на крышу — это базовая физика. Однако, если в формулу не включены все потенциальные факторы, существует большая вероятность катастрофического разрушения кровли.

При установке новой крыши или замене старой всегда соблюдайте строительные нормы вашего муниципалитета, чтобы соответствовать этим минимальным требованиям. Затем владелец здания и инженер должны определить текущие и будущие потребности здания и общую нагрузку на крышу.

Какие кровельные материалы самые прочные?

Владельцы зданий, у которых обрушилась крыша из-за торнадо, урагана, снега или оборудования, превышающего общую нагрузку на крышу, могут захотеть установить более прочную кровельную систему.Сильнее часто означает тяжелее, и прежде чем принять решение, вы должны убедиться, что ваше здание может конструктивно поддерживать новую крышу.

Пенополиуретан с напылением (SPF) — Один из самых прочных кровельных материалов, доступных с учетом веса. SPF может быть лучшим вариантом для кровельной системы с высокой общей нагрузкой.

Бетон — Прочность бетонной кровельной системы не вызывает сомнений. Однако вес, добавленный к зданию, может вызвать большее напряжение в здании, чем нагрузка на бетон.

Металл — Металлические кровельные системы прочные и эластичные, с высокой общей грузоподъемностью без веса бетонной кровельной системы. Посетите atlantacommercialroofingcontractors.com/metal-roofing-advantages-disadvantages/, чтобы узнать больше о преимуществах и недостатках металлической кровельной системы.

При ремонте или замене кровельной системы необходимо учитывать структурную нагрузку здания и избегать ее превышения. Вместе с инженером-строителем и кровельщиком вы можете найти способ увеличить общую нагрузку на крышу, не превышая вместимость здания.

Грузоподъемность коммерческой крыши

Как и ваше здание, ваша крыша выдерживает нагрузку. Разрушение крыши может произойти из-за экстремальных погодных явлений, перегрузки конструкции здания или превышения общей несущей способности крыши.

В этой статье вы узнали о различных типах нагрузок, которые должна выдерживать ваша коммерческая крыша, какова общая нагрузка и какие кровельные материалы являются самыми прочными.

При рассмотрении вопроса о ремонте, модернизации, расширении или замене крыши вы должны принять во внимание вес, который это может добавить вашей крыше, а также то, сможет ли она выдержать нагрузку.

Источники:
https://www.nrc.gov/docs/ML1214/ML12146A122.pdf
https://law.resource.org/pub/bd/bnbc.2012/gov.bd.bnbc.2012.06.02. pdf

Сколько снега может выдержать моя крыша?

До 1979 года Строительный кодекс штата Огайо требовал снеговой нагрузки в 25 фунтов на квадратный фут (psf) и содержал комментарий, чтобы учесть занесенный снег, но не указывал, как именно. В целом этого было достаточно; однако меня вызвали для исследования конструкций, в которых требования кодов были недостаточными, включая большой одноэтажный офис и складское здание, у которых провисла крыша после сильного снегопада.Когда снег хлынул через крышу склада и упал на крышу соседнего офиса, которая была примерно на 6 футов ниже, он перегрузил нижний каркас крыши, в результате чего в балочных балках сломался сварной шов, а крыша прогнулась. Снега было так много, что он был почти навален на высоту 6 футов между крышами и был утрамбован так плотно, что я мог подняться по сугробу на верхний уровень, опускаясь всего на 1 фут с каждым шагом. Было ясно, что кода недостаточно.

Как рассчитывались снеговые нагрузки

В 1979 году штат Огайо принял Национальный строительный кодекс BOCA (Building and Code Officials).Он включал положения для проектирования сноса снега, величина сноса которого зависит от разницы в высоте поверхностей крыши или высоты парапета или другого препятствия. Теперь мы знаем, что величина сноса зависит от длины подъема поверхности крыши (подъем — это длина крыши, по которой снег может унести снег, прежде чем достигнет препятствия или падения на поверхности крыши), а не от высоты подъема. препятствие или перепад высоты крыши. Таким образом, когда использовался код BOCA, он давал консервативные значения для небольших зданий с четырехфутовыми парапетами или четырехфутовыми изменениями уровня крыши, но все же имел очень консервативные значения для больших крыш с длинным подъемом.

Конструктивное проектирование снеговых нагрузок сегодня

Сегодняшние Международные строительные нормы и правила, принятые Огайо, используют снеговые нагрузки из Минимальных расчетных нагрузок для зданий и других сооружений Американского общества инженеров-строителей (ASCE 7-10). Фактическая конструкция включает ряд переменных:

  • Количество наземного снега для ареала
  • Важность здания (пожарные части, больницы и другие важные здания требуют большей нагрузки, чем обычное офисное здание или магазин)
  • Отапливается ли здание, что позволяет теплу проходить через крышу и растапливать снег
  • Уменьшение количества снега на земле для учета определенного количества снега, сдувшего конструкцию
  • Эффект снежного заноса в зависимости от длины участка
  • Снег со скатной крыши
  • Несбалансированные снеговые нагрузки (колебания количества снега)

Для типичного здания на большей части штата Огайо толщина грунтового снега составляет 20 фунтов на квадратный фут; с учетом сдуваемого снега фактическая расчетная нагрузка обычно может быть снижена до 14 фунтов на квадратный фут.Это значительно меньше 25 фунтов на квадратный фут, которые требовались по старым кодам.

Снеговые нагрузки на коммерческую надстройку

В то время как большинство проектировщиков не забывают учитывать сугробы снега на новых конструкциях, его часто упускают из виду при добавлении более высоких пристроек к существующим зданиям.

Добавление более высокой пристройки, которая простирается на 200 футов от существующего здания, может создать огромную нагрузку на существующую нижнюю крышу. Снег должен быть более 5 футов в высоту, весить 87 фунтов на квадратный фут на ступеньке двух крыш и простираться на 17 футов (см. Рисунок 1) .При наличии противопожарных спринклерных линий и электропроводов, как правило, очень сложно и дорого укрепить существующую крышу с балочным балочным каркасом, чтобы выдержать эту дополнительную нагрузку на исходную крышу.

Мы использовали два метода для решения этой проблемы. Самый простой — добавить невысокую часть крыши на ширину выработки рядом с существующим зданием и спроектировать эту низкую крышу так, чтобы она выдерживала вес занесенного снега (см. Рисунок 2) . Это дает владельцу больше полезного пространства при меньших затратах, чем усиление существующей крыши для удержания занесенного снега.

Второй метод — спроектировать низкую консольную крышу, способную нести штольню, выходящую за нижнюю существующую крышу со стороны пристройки (см. Рисунок 3) . Это дороже, чем первый вариант, но может потребоваться при нехватке места для добавления дополнительной секции невысокой кровли.

Кодекс требует, чтобы крыша была спроектирована для работы с занесенным снегом, если препятствия на крыше превышают 15 футов. Это включает оборудование HVAC и фасады.Мы видим много существующих зданий, у которых над входом добавлены большие фасады. Если они длиннее 15 футов вдоль стены и простираются более чем на несколько футов, существующая крыша должна быть рассчитана на дополнительный снежный занос.

Сколько снега может удерживать крыша жилого дома?

Жилой кодекс штата Огайо, который применяется к домам на одну и две семьи, содержит карту с указанием требуемой снеговой нагрузки. Он требует 20 фунтов на квадратный фут на большей части штата Огайо и 25 фунтов на квадратный фут вдоль северной и южной полосы в восточной половине штата.Нагрузка 20 фунтов на квадратный фут эквивалентна 14 дюймам снега при проектной плотности, а нагрузка 25 фунтов на квадратный фут составляет 17 дюймов. В северо-восточном углу штата есть специальная зона, где выпадает снег с эффектом озера. Код говорит, что нужно увидеть местные условия в этих особых зонах. Строительные ведомства утверждают, что снеговая нагрузка должна составлять 30 фунтов на квадратный фут. Жилой кодекс не требует проектирования для занесенного снега, но, поскольку большинство домов не очень большие, не требуется значительной длины подъема для накопления большого сноса.Мы обнаружили, что некоторые строительные отделы в Большом Цинциннати хотят, чтобы жилые дома были рассчитаны на снежную нагрузку 25 фунтов на квадратный фут (хотя в коде указано 20 фунтов на квадратный фут), поэтому инженеры в нашем офисе используют снеговую нагрузку 25 фунтов на квадратный фут для большинства домов (если дом не расположен. в особой зоне или имеет очень крутой скат крыши, поэтому снег соскальзывает).

Хотя иногда кажется, что снег на улице никогда не утихнет, инженеры-строители проектируют снег в вашем районе. Если у вас есть опасения по поводу веса снега и льда на конструкционной системе, вызовите инженера-строителя для расследования.

Нагрузки, переносимые крышей

Собственные нагрузки на большинстве крыш довольно малы; Поскольку крыша является самой высокой частью каркаса, она просто должна нести свой собственный вес и вес черепицы (или другого кровельного материала), установленной над ней. Другое дело — живые нагрузки. Крыша принимает на себя основной удар погоды, и в некоторых местах живые нагрузки, накладываемые матерью-природой, могут быть очень большими. Если вы строите в районе, где происходят сильные снегопады, сильные ветры или сейсмические явления, конструкция крыши должна быть спроектирована и детализирована с учетом этих условий.Как всегда, лучшими источниками этой информации являются местные строительные власти и местные профессионалы в области дизайна.

Два структурных подхода

При проектировании стропильных крыш архитекторы и инженеры используют один из двух основных подходов. Если они используют структурный гребень, он выполняет ту же функцию, что и любые другие структурные балки в доме. Она должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать возложенные на нее нагрузки, и должна иметь надлежащую опору с каждого конца. Столбы, поддерживающие концы структурных выступов, создают точечные нагрузки, и эти нагрузки должны передаваться через хорошо продуманный путь нагрузки к основанию.Как балка, так и путь нагрузки должны быть спроектированы инженером или архитектором.

Конструкции конструкции тяжелые и дорогие, и основная причина, по которой проектировщики задают их, — это открывать пространство под крышей. При использовании конструкционного конька нет необходимости удерживать нижние концы стропил от расползания и, следовательно, не нужно указывать балки или воротниковые связи. Поэтому дизайнеры часто указывают конструкционные выступы, когда хотят создать соборные потолки.

Второй подход к конструкции стропильной крыши использует неструктурные гребни, которые легче и дешевле, чем структурные гребни. Неструктурные гребни служат в основном удобными поверхностями для крепления противостоящих пар стропил. Стропила опираются друг на друга, между ними зажат гребень. По сути, нагрузка с одной стороны компенсируется нагрузкой с другой. Гребень, который может быть толщиной до 3⁄4 дюйма, не выдерживает этого веса; вместо этого он просто служит поверхностью, на которую можно надавить.Поскольку гребень мало поддерживает стропила, гребень имеет сильную тенденцию опускаться, а нижние концы стропил выталкиваются наружу. Здесь в игру вступают потолочные балки или, в некоторых случаях, открытые балки или кабели. Они проходят через пролет здания и связывают между собой основания противоположных стропил. Если нижняя часть не может вытолкнуться, верх не может утонуть.

Поскольку ограничение наружной тяги стропильных ног является неотъемлемой частью конструктивной схемы, чрезвычайно важно знать и соблюдать график крепления на пересечении стропильных ног с балками.Во многих домах и пристройках имеется не менее важное соединение с центром конструкции. Там, где отдельные балки или балки не могут охватывать всю ширину конструкции, плотникам необходимо перекрывать две части — обычно над центральной стеной. Эти перекрывающиеся части должны быть правильно соединены; в противном случае низы противостоящих стропил не будут связаны между собой. Обязательно соблюдайте график крепления, указанный для этого соединения.

Расчет нагрузок на коллекторы и балки — Строительная техника

Обратите внимание: Эта старая статья нашего бывшего преподавателя остается доступной на нашем сайте в архивных целях.Некоторая информация, содержащаяся в нем, может быть устаревшей.

Понимание того, как нагрузки передаются через конструкцию и действуют на элементы конструкции, является первым шагом к определению размеров коллекторов и балок

Пол Физетт — © 2005

Большинство строителей автоматически выбирают двойные заголовки -2 x 8 или -2 x 10 для обрамления окон и дверей в каждом доме, который они строят. Эти коллекторы работают для поддержки большинства жилых помещений и по совпадению удерживают верхние части окон на одинаковой высоте.Красивое решение, но эффективно ли это и экономически выгодно использование материала? То же самое верно и для балок, таких как конструкционные коньковые балки и центральные балки. Слишком часто строители собирают брус размером 2 дюйма, чтобы выдержать нагрузки на крышу и пол, не рассматривая другие варианты. Вы не сможете превзойти пиломатериалы для большинства небольших оконных коллекторов, но по мере увеличения пролётов и нагрузок более прочные материалы становятся лучшим выбором. Пиломатериалы ограничивают возможности дизайна и в некоторых случаях просто не работают. Parallam, Timberstrand, Laminated Veneer Lumber и Anthony Power Beam — примеры альтернативных материалов, которые предоставляют строителям захватывающий выбор.

В этой серии из двух частей мы рассмотрим, как пиломатериалы и эти инженерные материалы подходят для использования в качестве коллекторов и балок. Часть I покажет вам, как отследить структурные нагрузки до коллекторов и балок. В части II будут рассмотрены процедуры определения размеров, характеристики и стоимость этих материалов для нескольких приложений (см. «Определение размеров проектируемых балок и коллекторов» для части 2).

Делаю работу

Работа коллекторов и балок проста. Они передают нагрузки сверху на фундамент снизу через сеть конструктивных элементов.Идея определения размеров коллекторов и балок проста: сложите все временные и статические нагрузки, действующие на элемент, а затем выберите материал, который будет выдерживать нагрузку. Балка должна быть достаточно прочной, чтобы не сломаться (значение Fb), и достаточно жесткой, чтобы она не прогибалась чрезмерно под нагрузкой (значение E). Однако процесс определения размеров этих структурных элементов может быть сложным, если вы не инженер. Вот упрощенный подход, который поможет вам указать подходящий материал для многих приложений.

Первый шаг такой же для пиломатериалов и конструкционных древесных материалов: сложите все нагрузки, действующие на жатку или балку, а затем преобразуйте эту нагрузку в значение , какую нагрузку будет ощущать каждая прямая опора жатки или балки . Говоря лучевым языком, вы говорите: этот заголовок должен нести X-фунтов на линейный фут. Этот перевод является ключом к любой проблеме определения размеров конструкции. Вооружившись этой информацией, вы можете определить минимальный размер, пролет или силу балки (кредит. Julio). Размеры инженерных деревянных компонентов определяются с помощью таблиц пролетов, которые соответствуют различным пролетам и фунтам на фут балки.Для пиломатериалов необходимо произвести математические расчеты.

Нагрузки

считаются либо распределенными , либо точечными нагрузками. Слой песка, равномерно распределенный по поверхности, является примером чистой распределенной нагрузки. Каждый квадратный фут поверхности испытывает одинаковую нагрузку. Динамические и статические нагрузки, указанные в строительных нормах и правилах для крыш и полов, являются приблизительными значениями распределенных нагрузок. Точечные нагрузки возникают, когда груз накладывается на одно место в конструкции, например на колонну.Нагрузка на опорную конструкцию распределяется неравномерно. Анализ точечной нагрузки лучше оставить инженерам. Мы будем рассматривать только распределенные нагрузки. Это позволит нам определять размеры балок для наиболее распространенных приложений.


Рисунок 1

Давайте проследим распределенные нагрузки для нескольких разных домов. Предположим, что все они расположены в одном климате, но имеют разные пути загрузки из-за конструкции. Эти примеры показывают, как распределенные нагрузки распределяются между элементами конструкции.Наши образцы домов находятся в районе, где снеговая нагрузка составляет 50 фунтов на квадратный фут площади крыши (снег рассматривается как временная нагрузка). Само собой разумеется, что в более теплом климате снеговая нагрузка, вероятно, была бы меньше, поэтому вам необходимо проверить свою кодовую книгу на предмет временных и статических нагрузок в вашем регионе. Все нагрузки указаны в фунтах на квадратный фут горизонтальной проекции (площадь пятна контакта). (СМ. РИСУНОК 1)

Заголовки


Рисунок 2

Пример заголовка № 1

Здесь каждый квадратный фут кровельной системы обеспечивает 50 фунтов динамической нагрузки и 15 фунтов статической нагрузки (всего 65 фунтов на квадратный фут) на конструктивную опорную систему.Помните, что эти нагрузки равномерно распределяются по всей поверхности крыши. Наружная стена (и коллекторы внутри) будут нести все нагрузки от средней точки дома (между опорными стенами) к внешней стороне дома (включая свес крыши). Расстояние в этом случае составляет 12 футов + 2 фута = 14 футов. Таким образом, каждый линейный фут стены должен выдерживать нагрузки, создаваемые полосой шириной 1 фут в этом районе 14 футов. С технической точки зрения стена имеет ширину притока 14 футов. Отсюда мы легко можем видеть, что каждое линейное основание стены поддерживает:

Условия:

живая нагрузка (снег):

50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут

Собственная нагрузка на крышу:

15 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 210 фунтов на линейный фут

общая нагрузка:

= 910 фунтов на линейный фут

Важно перечислить временную нагрузку, постоянную нагрузку и общую нагрузку отдельно, поскольку временная нагрузка используется для расчета жесткости, а общая нагрузка используется для расчета прочности.


Рисунок 3

Пример заголовка 2

Этот дом идентичен нашему первому примеру, за исключением того, что он построен из палки. В результате временная нагрузка, статическая нагрузка и распределение сил различны. В отличие от стропильной крыши, временная нагрузка и собственная нагрузка на стропила и балки перекрытия должны учитываться как отдельные системы. Поскольку чердак можно использовать для хранения, временная нагрузка на чердак в соответствии с нормами составляет 20 фунтов на квадратный фут.

Условия:

живая нагрузка (снег):

50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут

Собственная нагрузка на крышу:

10 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 140 фунтов на линейный фут

перегрузка потолка:

20 фунтов на фут x 6 футов = 120 фунтов на линейный фут

статическая нагрузка потолка:

10 фунтов на квадратный фут x 6 футов = 60 фунтов на линейный фут

общая нагрузка:

= 1020 фунтов на линейный фут


Рисунок 4

Пример заголовка 3

Опять же, у этого дома такая же ширина, но у него 2 уровня.Нагрузки на нижний коллектор создают крыша, верхние стены и система 2-го этажа. В Стандартах архитектурной графики вес внешней стены размером 2 × 6 составляет 16 фунтов на фут 2 . Таким образом, стена высотой 8 футов весит 8 футов x 16 фунтов / фут 2 = 128 фунтов на линейный фут. На жатку доставлено:

грузов.

Условия:

живая нагрузка (снег):

50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут

Собственная нагрузка на крышу:

15 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 210 фунтов на линейный фут

стена верхнего уровня:

= 128 фунтов на линейный фут

Живая нагрузка 2-го этажа:

30 фунтов на фут x 6 футов = 180 фунтов на линейный фут

Собственная нагрузка 2-го этажа:

10 фунтов на фут x 6 футов = 60 фунтов на линейный фут

общая нагрузка:

= 1278 фунтов на линейный фут

Балки

Пример коньковой балки


Рисунок 5 — На этом рисунке показаны 2 конструктивных элемента: несущая балка конька и центральная балка.У обоих есть приток площадью 12’0 ″. Нагрузка на фут балки определяется так же, как и для жаток.

Условия коньковой балки

живая нагрузка (снег):

50 фунтов на фут x 12 футов = 600 фунтов на линейный фут

Собственная нагрузка на крышу:

10 фунтов на фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут

общая нагрузка:

= 720 фунтов на линейный фут

Пример балки

Центральная балка несет половину нагрузки на пол, нагрузку на перегородку и половину нагрузки на второй этаж.Текущие и статические нагрузки указаны в строительных нормах и правилах. Вес перегородки указан в Стандартах архитектурной графики как 10 фунтов на квадратный фут.

B) Состояние балок первого этажа

Живая нагрузка 1-го этажа:

40 фунтов на фут x 12 футов = 480 фунтов на линейный фут

Статическая нагрузка 1-го этажа:

10 фунтов на фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут

Перегородка высотой 8 футов:

= 80 фунтов на линейный фут

Живая нагрузка 2-го этажа:

30 фунтов на фут x 12 футов = 360 фунтов на линейный фут

Собственная нагрузка 2-го этажа:

10 фунтов на фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут

общая нагрузка:

= 1160 фунтов на линейный фут

Резюме

Эти примеры являются типичными для типов вычислений, которые вам необходимо выполнить для определения равномерной нагрузки, которая распределяется на балку или коллектор.Вы должны установить, какую нагрузку принимает каждая прямая опора жатки или балки. Следующим шагом является использование технической литературы любой из компаний, производящих деревянные компоненты, для определения пролета и размера балки. Все они соотносят допустимые пролеты с нагрузкой на фут балки. Списки пролетов основаны на допустимом прогибе, динамической нагрузке и статической нагрузке, которые перечислены в вашей книге строительных норм. В части 2 «Определение размеров инженерных коллекторов и балок» мы сравниваем стоимость и характеристики некоторых деревянных изделий с пиломатериалами.

Все иллюстрации любезно предоставлены Journal of Light Construction.

Сколько снега слишком много для вашей крыши?

Прошлой зимой у нас лежал снег до бедер. Снег на крыше был 5 футов глубиной. Заставил меня задуматься: сколько снега слишком много для крыши?

Я хотел бы получить простой ответ, но его не существует. Однако вы, , можете поискать признаки перегрузки крыши . Я объясню это через минуту.

Но сначала, чтобы представить себе перспективу, я хочу ответить на простой вопрос: что такое крыша? Это сложная сборка стропил и связанных с ними конструктивных элементов, ферм, настила крыши и даже кровельного материала. Способность крыши выдержать нагрузку без повреждений или обрушения зависит в основном от глубины и плотности снега, а также от глубины и расстояния между стропилами и фермами. К другим факторам относятся наклон и текстура поверхности, а также форма и расположение дрейфа.

Идеальная скатная крыша — гладкая и крутая (чтобы снег соскальзывал) и обрамлена близко расположенными стропилами (для прочности).Также помогает, если крыша находится в защищенном месте; снег оседает на нем равномерно, а не разносится в большие сугробы (что может привести к обрушению крыши).

Итак, рискованная крыша бывает плоской или слегка наклонной и находится в месте, подверженном воздействию ветра. Неглубокие крыши, прилегающие к более высоким и крутым крышам или под ними, особенно уязвимы для снега, скользящего сверху. Например, пологие крыши над крыльцами, навесы для автомобилей и наспех построенные пристройки (которые также часто имеют стропила меньшего размера) могут быть уязвимы во время снегопада.

Другая скрытая опасность, по словам Джеффа Гири, сотрудника PM Homeowners Clinic и архитектора из Статен-Айленда, штат Нью-Йорк, — это сборка крыши, с которой были удалены хомуты. Расположенные примерно на одной трети пути вниз от гребня, опоры соединяют стропила и противодействуют растягивающему эффекту, создаваемому снеговыми нагрузками. «Много раз я хожу на чердак и обнаруживаю, что домовладельцы снимают завязки, чтобы освободить место для головы, установить спальню для детей или хранить праздничные украшения», — говорит Гири.«Домовладельцы должны знать, что завязки-воротники существуют не просто так».

Вы знаете, что вашей крыше может потребоваться подкрепление, если стропила потрескались от предыдущих сильных снегопадов, или если они были повреждены огнем, термитами или гнилью. Очевидно, вам нужно, так сказать, заглянуть под капот, чтобы найти эти условия. Кроме того, если настил крыши выглядит гнилым, это указывает на более серьезную проблему. Крышу следует снять, а настил заменить.

Если после сильного снегопада вы выйдете на чердак и увидите, что стропила сильно погнуты под весом снега выше, или если вы услышите треск и треск, это повод для беспокойства.Еще один плохой знак: каркас дома сдвинулся настолько, что захлопнул дверь в передней или задней части дома. В этом случае проконсультируйтесь с инженером-строителем по поводу усиления конструкции крыши.

Независимо от состояния вашей крыши, удалите заносы с помощью граблей с удлинителем или наймите профессионала для этой работы. Будьте осторожны, чтобы не повредить оклад или черепицу; цель состоит не в том, чтобы убрать все хлопья, а, скорее, в облегчении нагрузки.

Как крыша выдерживает снеговые нагрузки

К счастью, подавляющее большинство крыш не прогибается, даже если вес снега на них превышает тот, который они предназначены для переноски.Три основных фактора помогают каждому стропилам выдерживать нагрузку: большой момент инерции, небольшая площадь притока и короткая продолжительность.

ГЛУБИНА И MOI

Строительные нормы и правила указывают, что стропила выдерживают снеговую нагрузку, выраженную в фунтах на квадратный фут (psf). Чем выше требования к снеговой нагрузке psf, тем глубже должны быть стропила (или тем ближе расстояние к своим соседям). Мерой сопротивления стропила изгибу является его момент инерции или его инерционное сопротивление движению в форме изгиба.MOI типичного стропила более чем достаточно для выдерживания снеговых нагрузок.

УЧАСТОК

Настил крыши собирает снеговую нагрузку и переносит вес на стропила. Для любого стропила часть настила крыши, которая переносит эту нагрузку, является притоком. Он простирается наружу в обоих направлениях от центра толщины стропила на полпути до следующего стропила. Поскольку стропила обычно расположены на расстоянии 16 дюймов по центру, это составляет 8 дюймов (в обоих направлениях) от центральной линии стропил.Чем меньше площадь, тем легче нагрузка на каждое стропило.

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ

Для большинства крыш продолжительность снеговой нагрузки непродолжительна. Если бы крыша должна была выдерживать вес, эквивалентный снежной нагрузке в течение всего года, без ослабления, ее пришлось бы построить гораздо более прочно. В течение нескольких дней после падения большая часть снега соскальзывает, тает или подвергается сублимации — процессу, при котором он превращается из кристаллов льда прямо в пар.

Рой Берендсон Старший домашний редактор Рой Берендсон проработал более 25 лет в Popular Mechanics, где он писал о плотницких, каменных, малярных, сантехнических, электрических, деревообрабатывающих, кузнечных, сварочных работах, уходе за газонами, использовании бензопил и наружном энергетическом оборудовании.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Максимальная снеговая нагрузка на крышу: ваше полное руководство

3 декабря 2020 г.

С приближением зимы важно подготовить дом к холоду и суровой погоде. Когда вы сгребаете листья и выключаете разбрызгиватели, вы можете задаться вопросом — с какой снеговой нагрузкой может справиться крыша? И как уберечь крышу от снега?

Какую снеговую нагрузку может выдержать крыша?

Какой вес может выдержать крыша? Максимальная снеговая нагрузка на вашу крышу зависит от нескольких факторов, но средняя крыша может выдерживать около 20 фунтов снега на квадратный дюйм.Однако в некоторых районах США, где много снега, могут быть крыши, которые выдерживают более тяжелые снеговые нагрузки. Если крыша выдержит больший вес, это может привести к повреждению.

Сколько снега выпадает в вашем регионе?

Очевидно, вам нужно беспокоиться о снеговой нагрузке только в том случае, если вы живете в районе, где выпадает много снега. Хотя это, вероятно, не будет проблемой в Лос-Анджелесе или Фениксе, но это должно стать проблемой, если вы живете в регионах Среднего Запада, Восточного побережья или Горного Запада.

Сиракузы, штат Нью-Йорк, — самый снежный город Америки со средним показателем 123.8 дюймов снега в год. Вермонт, Мейн и Нью-Гэмпшир также входят в число самых снежных регионов США, где ежегодно выпадает около 71-89 дюймов снега. С другой стороны, в таких штатах, как Орегон, Вашингтон и Кентукки, может выпадать около 15 дюймов снега или меньше в год.

Страхование покрывает поврежденную крышу?

К счастью, большинство страховых полисов домовладельцев покрывают ущерб от погодных явлений, включая ущерб от снега. При этом большинство полисов не покрывают типичный износ, связанный со стареющей крышей.

Хорошо ли иметь снег на крыше?

Хотя несколько дюймов свежего снега на крыше — это не слишком неприятно, слишком много снега со временем может вызвать проблемы. Мокрый или плотно утрамбованный снег может быть еще более опасным, поскольку он намного тяжелее свежевыпавшего снега. Если оставить снег на крыше, он может превратиться в лед, образовав ледяные дамбы, провисшую крышу, протечки или даже обрушив крышу.

Стоит ли сбивать сосульки с крыши?

Вы можете подумать, что сбивание сосулек — это разумный шаг для поддержания вашей крыши, но на самом деле удаление сосулек может сломать или повредить водосточные желоба, водосточные трубы или другие элементы крыши.Если у вас на крыше большие сосульки, лучше обратиться к профессионалу, который поможет с их удалением.

Как уберечь снег от крыши?

Хотя это может показаться нелогичным, один из лучших способов не допустить попадания снега на крышу — это держать крышу холодной. Это предотвратит прилипание, таяние и повторное замерзание снега и льда на вашей крыше.

Вы можете снизить температуру своей крыши, улучшив вентиляцию и изоляцию на чердаке, либо за счет заполнения трещин, устранения утечек воздуха или добавления вентиляционных отверстий на крыше.Вы также можете убрать снег с крыши, просто сгребая его граблями для снега.

Как рассчитать снеговую нагрузку на крышу?

Так как же рассчитать снеговую нагрузку на крышу? Чтобы это выяснить, нам нужно знать плотность снега, которая может сильно различаться. Есть способы рассчитать фактическую плотность снега, но мы воспользуемся удобным ярлыком, чтобы оценить фунты на кубический фут:

Свежий снег: 3.75

Сырой свежий снег: 6.87

Уложенный снег: 15,61

Снег, утрамбованный ветром: 23,41

Очень мокрый снег: 46,82

Лед: 57,25

С расчетной плотностью довольно просто рассчитать снеговую нагрузку на плоскую крышу по следующей формуле:

Плотность (фунт на куб. Фут) x Глубина снега (фут)

Для определения снеговой нагрузки на скатную крышу требуется больше расчетов, но плоские крыши подвергаются наибольшему риску повреждения снеговой нагрузкой.Если вам нужно определить нагрузку на скатную крышу, мы рекомендуем воспользоваться калькулятором снеговой нагрузки.

Какая скатная крыша лучше всего подходит для снега?

Более крутой уклон позволяет снегу легче падать с крыши. Поэтому специалисты рекомендуют иметь уклон крыши не менее 1:12, если вы живете в местности, подверженной сильному снегопаду.

Как растопить снег на крыше

Не знаете, как растопить снег на крыше? Вот несколько надежных методов:

  • Установите нагревательные кабели на край крыши
  • Заполните длинный снежный носок на крыше льдом и оставьте на краю крыши
  • Нанесите химический антиобледенитель на крышу
  • Залейте крышу горячей водой
  • Охладите чердак вниз
  • Используйте грабли
  • Установите снегозадержатели
  • Позвоните профессиональному кровельщику

Сколько снега на крыше слишком много?

Существует множество рекомендаций, которые помогут вам определить, сколько снега на крыше слишком много.Вот несколько советов, о которых следует помнить этой зимой:

  • 10-12 дюймов свежего снега тают примерно до одного дюйма воды.
  • Большинство крыш могут выдерживать около 40-45 дюймов свежего снега.
  • Слежавшийся снег более плотный, чем свежий пушистый снег. Следовательно, крыша может выдержать около 20 дюймов утрамбованного снега.
  • Один дюйм льда эквивалентен одному футу снега.

Как удалить снег с солнечных панелей на крыше

Если вы никогда не были зимой с солнечными батареями, возможно, вам интересно, как удалить снег с солнечных батарей на крыше.К счастью, все, что вам нужно, — это мягкая щетка, чтобы аккуратно убирать снег. Соскребать лед с панелей может быть опасно, поэтому оставьте эту работу профессионалам.

Советы по предотвращению ледяной плотины

Ледяные плотины образуются, когда лед со временем накапливается, образуя блок, препятствующий падению снега с крыши. К счастью, есть способы предотвратить образование ледяных плотин. Вот несколько советов по профилактике и удалению:

  • Регулярно разгребайте крышу
  • Установите нагревательные кабели
  • Используйте стружку и молоток
  • Облейте плотину теплой водой
  • Улучшите изоляцию и вентиляцию чердака
  • Используйте носок для ледяной дамбы

Оживите свою черепицу с помощью Roof Maxx

Вы узнали, как растапливать снег на крыше и в первую очередь предотвращать скопление снега на вашей крыше, но все же важно помнить, что со временем все крыши изнашиваются.К счастью, полностью натуральное покрытие Roof Maxx может продлить срок службы вашей битумной черепицы и сэкономить ваши деньги, оживив черепицу, изношенную из-за суровой зимней погоды, сильных ультрафиолетовых лучей и многого другого.

Наша процедура по омоложению кровли также улучшает гибкость вашей черепицы, что позволяет ей более эффективно отводить воду. Свяжитесь с Roof Maxx сегодня, чтобы узнать, подходит ли ваша крыша для нашей экологически чистой и доступной обработки крыши.Максимальная снеговая нагрузка на крышу: ваше полное руководство | Крыша Maxx

Снеговая нагрузка: существует ли опасность для вашей крыши?

Снежный занос с более высокой крыши

Карл Пеннингс

Находится ли моя крыша в опасности?

Испытывает ли ваше здание более высокие снеговые нагрузки, чем было изначально спроектировано? Спросите себя:

  1. Было ли мое здание построено до 1990 года?
  2. Были ли добавлены какие-либо выступы в конструкцию стойки крыши, например, большие элементы крыши или парапеты, которые могли вызвать снегопад?
  3. Было ли построено какое-нибудь более высокое здание рядом с моим зданием, из-за которого может идти снегопад?
  4. Изоляция крыши улучшилась по сравнению с первоначальным дизайном, или здание в настоящее время пустует или не отапливается, что означает, что выделяется меньше тепла для уменьшения количества снега на крыше?

Если вы ответите утвердительно на любой из вышеперечисленных вопросов, это не обязательно означает, что ваша конструкция крыши не соответствует текущим нормам снеговой нагрузки, но это увеличивает вероятность.

Поскольку снежные кучи в моем дворе на Среднем Западе приближаются к моему росту, мой ежедневный утренний ритуал теперь включает выделение времени для уборки снега на проезжей части и тротуарах. За последний месяц на нас выпало столько снега, сколько мы обычно получаем за весь зимний сезон, что привело к массовым обрушениям крыш. Несмотря на то, что мы привыкли к сильным снегопадам в северном климате и соответственно проектируем новые здания, некоторые старые здания и здания с известными дефектами могут подвергаться риску поломки из-за снегопада.

Как инженер-строитель и член подкомитета ASCE7 по снеговым и дождевым нагрузкам, я вижу необходимость кодексов, которые помогают нам определять нагрузки и проектировать более прочные здания из первых рук. Чтобы определить снеговую нагрузку, требуемую при проектировании здания, практикующий инженер выполняет следующие три основных шага:

  1. Определите снеговую нагрузку на грунт. Это число сведено в таблицу на основе исторических измерений, сделанных на различных метеостанциях в США. В районе Чикаго, где я живу, снеговая нагрузка на землю в настоящее время составляет 25 фунтов на квадратный фут.Тем не менее, кодовый цикл 2022 года обновит коды снеговой нагрузки на землю для повышения надежности и учета результатов измерений снеговой нагрузки за последние 25 лет.
  2. Рассчитайте равномерную снеговую нагрузку на крышу. Часть снега сдувается с крыши на землю, а часть растапливается теплом с крыши. Как правило, снеговая нагрузка на крышу составляет 50-90% снеговой нагрузки на землю, в зависимости от воздействия и теплопередачи.
  3. Рассчитайте неуравновешенные снеговые нагрузки, вызванные скольжением или заносом снега. Большинство структурных проблем, связанных с сильным снегопадом, не вызваны равномерными снеговыми нагрузками. Сползание снега происходит на наклонных или скользких крышах, когда часть имеющегося снега может соскользнуть на более низкую крышу. Скользящий снег следует учитывать на скользких крышах и при уклонах нескользкой крыши 2 на 12 и более. Хотя скольжение снега может вызвать потенциальные проблемы на нижних крышах, комментарий к ASCE7-16 указывает, что большинство отказов снеговой нагрузки на крышах вызвано сугробом. Перенесенный снег возникает, когда ветер дует над крышей, собирает рыхлый снег и осаждает его на препятствие, такое как парапет, или при изменении высоты крыши с высокой на низкую.Высота сноса увеличивается по мере увеличения высоты крыши и снеговых нагрузок на грунт. Выносные нагрузки задаются треугольной формы с соотношением 4: 1. Для нижней крыши ниже верхней крыши длиной 200 футов в районе Чикаго со снеговой нагрузкой на грунт 25 фунтов на квадратный фут кодекс предписывает снежный занос высотой 4–8 дюймов и шириной 18 футов. Эта дополнительная снеговая нагрузка более чем вдвое превышает снеговую нагрузку на плоскую крышу, которая должна быть рассчитана на такую ​​же ширину 18 футов.

К сожалению, большинство старых строительных норм и правил не содержали положений о сносе.Текущие положения о заносе, которые включают длину крыши и снеговую нагрузку на грунт, не вводились до 1988 года. Поскольку занесенный снег часто не учитывался при проектировании старых крыш, эти здания наиболее подвержены повреждению кровли из-за снеговых нагрузок.

Снежный занос на парапете

Физическим признаком снеговой перегрузки, на который следует обратить внимание, является чрезмерный прогиб или провисание конструкции крыши. Элементы конструкции должны иметь некоторую гибкость при ожидаемых прогибах при расчетных снеговых нагрузках пролета, разделенных на 360 или 240.Это означает, что на пролете 30 футов прогиб может составлять от 1 до 1,5 дюймов, а на пролете 60 футов прогиб может составлять 2 и 3 дюйма при расчетной снеговой нагрузке. Если в вашем здании 60-дюймовые балки, поддерживаемые 30-метровыми балками, ожидаемый прогиб будет добавочным или от 3 до 4,5 дюймов. Если вы видите больший прогиб, чем можно было бы спрогнозировать по соотношению длин пролета, это может быть признаком того, что у вас на крыше больше снега, чем предусмотрено. Правильно спроектированная крыша по современным нормам в районе Чикаго должна выдерживать около двух футов равномерного снега с учетом факторов нагрузки и безопасности.

Подкомитет ASCE 7 по снеговым и дождевым нагрузкам в настоящее время завершает внесение изменений в главу о снеговой нагрузке для версии документа 2022 года. Существенные изменения предлагаются для всех трех идентифицированных этапов расчета снеговой нагрузки с изменениями карты снеговой нагрузки на землю, фактора, учитывающего теплопередачу через крышу, и уравнений, используемых для определения снежного заноса. Я расскажу об этих и многом другом в одном из будущих блогов.

Если здания спроектированы и построены должным образом с использованием строительных норм и правил, которые включают современные положения о снежной заносе, риск отказов, связанных со снегом, чрезвычайно низок при условии, что дренажная система с крыши здания содержится в надлежащем состоянии.Для старых зданий или зданий с известными дефектами важно проявлять бдительность и следить за значительным накоплением на участках крыши, которые, возможно, не были учтены в первоначальном проекте.

.

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *