Вес снега – ГОСТ Р ИСО 4355-2016 Основы проектирования строительных конструкций. Определение снеговых нагрузок на покрытия

Вес снега на 1 м2 таблица

Сколько весит куб снега?

Масса — снег

Cтраница 1

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

Сбор нагрузок на кровлю и стропила

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Таким образом, по разнице показаний весов определим массу снега.  

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

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

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

Страницы:      1    2    3

Снеговая нагрузка на кровлю
   

Снеговая нагрузка на кровлю.

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

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

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

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

Факторы влияния снеговой нагрузки

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

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

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

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

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

Сбор нагрузок на кровлю и стропила

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

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

Расчёт массы снега и нагрузки по СНиП

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

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

Снеговая нагрузка в различных регионах России.

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

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

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

— при уклоне крыши менее, чем 25° его значение равняется единице;
— при величине уклона от 25° до 60° он имеет значение 0,7;

— если уклон составляет более 60°, то при расчёте нагрузки расчетный коэффициент не учитывается.

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

Случаи использования снегозадержателей, согласно СНиП:

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

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

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

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

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

 Для связи: [email protected]

Использование материалов сайта
при условии обязательной гиперссылки на данный ресурс.

Сколько весит снег?

Снег

Снег

Снежинка, что пушинка, почти невесома. Недаром она так долго кружится, прежде чем осесть на землю. Снежинка действительно весит всего лишь одну десятитысячную долю грамма. Это значит, что надо собрать десять тысяч снежинок, чтобы удалось на весах уравновесить ими одну копейку.

Снежинка легка потому, что хоть и образована она из кристалликов льда, но на 9/10 состоит из воздуха. Однако почему же под тяжестью снега так отяжелели деревья? Очевидно, как ни легка каждая снежинка, а скопление их достаточно весомо. Наверное, все еще отлично помнят, как в прошлом году в марте Украину сотрясли эпичные снегопады, полностью парализовавшие жизнь некоторых городов, включая с Киевом.

Снегопад

Снегопад

Крупные снежинки оседали на землю и деревья. Когда засияло солнце, под его лучами засверкали миллионы снежных брильянтов. Земля оказалась покрытой пушистым одеялом в 40 сантиметров толщиной. Деревья приобрели совершенно необычный вид. Под тяжестью снега пирамидальные тополи стали похожи на ели, а деревья с раскидистой кроной — на громадные зонты. Их ветви пригнулись до самой земли. Машины же превратились в форменные сугробы и лучшим транспортным средством для перемещения по городу стали старые добрые и лыжи и прочие сноуборды.

Лыжники

Лыжники

На севере, иногда весной случается видеть крышу, провалившуюся под тяжестью снега. На нее наметает столько снежинок, что в момент таяния, когда снег оседает и уплотняется, он имеет толщину метра полтора. Сколько же весит этот снег?

Свежевыпавший снег пушист и легок. Кубический метр его весит 85 килограммов. Но такой же объем уплотнившегося весеннего снега весит уже 550 килограммов. А это значит, что на каждый квадратный метр крыши давило более 750 килограммов. Если встать плотно друг к другу, то на одном квадратном метре можно поместиться впятером- вшестером. Понадобилось бы еще пяти-шести человекам стать на плечи этих людей, чтобы создать такую же тяжесть, какой обладал снег на крыше. Неудивительно, что она провалилась.

А каков вес того снежного покрова, который скапливается год за годом в горах? Вечные снега образуют массивы, которые скрывают очертания горных хребтов. Снег создает нависающие карнизы и обрывы в десятки метров высотой.

Ледник

Ледник

Снег не выдерживает собственной тяжести. Он либо медленно сползает вниз и питает обширные ледники, либо мгновенно срывается грозной лавиной. На каждый квадратный метр дна крупнейшего ледника Федченко на Памире, достигающего в толщину 500 метров, давит 450 тонн. Но этот вес невелик по сравнению с весом тех ледниковых щитов, которые покрывали прежде северную половину Европы и Северной Америки, а теперь скрывают под собой Гренландию и Антарктиду.

Толщина ледникового щита Европы доходила до двух километров. Скандинавия, «погрузившаяся» под его тяжестью, за 10 000 лет «всплыла» в результате таяния этого покрова на 250 метров и все еще продолжает подниматься ежегодно на два сантиметра. Вот теперь и судите, каков вес снега. Ничтожно мало весит снежинка, но вес вековых запасов снега столь велик, что под его тяжестью прогибается земная кора целых континентов.

Автор: Б. А. Федорович.

P. S. Увы этой зимой со снегом как то не сложилось, может хотя бы на Рождество земля покроется мириадами снежинок? Или опять зима перенесется на март?

Сколько весит снег? - Класс!ная физика

Сколько весит снег?

- это твердые атмосферные осадки, состоящие из ледяных кристаллов разной формы - снежинок, в основном шестиугольных пластинок и шестилучевых звездочек; выпадает из облаков при температуре воздуха ниже 0 °С.

Сколько весит снег?

Упадет снежинка на руку - не почувствуешь.
Ведь весит она всего около миллиграмма!

А сколько весит весь снег?

Но «пуховое» одеяло снега на поверхности Земли становится похожим на тяжеленные гири, способные повлиять на скорость вращения Земли. В период наименьшей заснеженности Земли снегом бывает покрыто 8,7 процента всей поверхности планеты ( 7 процентов в южном полушарии и 1,7 процента – в северном), а весит такой покров 7400 миллиардов тонн. К концу зимы в северном полушарии масса сезонного снега достигает 13 500 миллиардов тонн.

Что такое снежное зеркало?

Снег подобен громадному зеркалу, отражающему в космос почти 90 процентов лучистой энергии Солнца. Такой высокой отражательной способностью не обладает больше ни одно естественное тело. Снежное покрывало, которое принято считать теплым и которое спасает от морозов растения и животных, в масштабах всей Земли значительно способствует выхолаживанию планеты: оно надолго изолирует от солнечных лучей обширные территории.

Как образуются снежинки?

А град?
Первоначально вокруг ядер кристаллизации (мельчайших инородных частичек возникают зародышевые ледяные кристаллы. Перемещаясь вверх-вниз, они попадают в слой воздуха с переохлажденными капельками воды. Здесь будущая снежинка начинает интенсивно увеличиваться в размерах за счет сублимации ( перехода водяного пара, содержащегося в воздухе, в снег). При этом выпуклые участки снежинки растут быстрее. Таким образом, из первоначально шестигранной пластинки вырастает шестилучевая звездочка. Множество факторов влияет на образование и рост снежинок, поэтому так велико разнообразие их форм. Если снежинка сталкивается на своем пути с переохлажденными мелкими капельками, то она упрощается по форме. Если столкнется с крупной каплей, то может превратиться в градинку. При низкой температуре и сильном ветре снежинки сталкиваются в воздухе, крошатся и падают на землю в виде обломков. Иногда, если мороз около 40°C, зарождающиеся в атмосфере кристаллики льда выпадают в виде «алмазной пыли». В Якутии в ясную морозную погоду выпадают тоненькие ледяные иголки,образующие на земле слой пушистого снега.

Какова плотность снега?

По плотности лесной снег отличается от снега на равнине. В сибирской тайге, где не бывает зимних оттепелей, средняя плотность метровой толщи снега местами не превышает 0,10 г/см3. В степях и в тундре метели сильно уплотняют снег, там плотность – в 2...4 раза больше. На Крайнем Севере снег бывает настолько твердым, что топор при ударе по нему звенит, словно ударили по железу. Такой снег шлифует поверхность почвы, ранит растения. А в Антарктиде выпавший 3...4-метровый слой снега за несколько дней становится таким плотным, что его с трудом вспарывает тяжелый нож мощного бульдозера.


Почему снег скользкий?

Чтобы скользить по снегу – передвигаться на санях, надо затратить в 10 раз меньше энергии, чем при передвижении на колесах. При давлении и трении полозьев саней или лыж поверхностные частички снежного покрова тают, появляющаяся при этом пленка воды служит смазкой. Поэтому «скользкость» зависит от температуры снега и от скорости перемещения. Трение минимально при скольжении по сухому снегу при температуре близкой 0°C. Если снег увлажняется, трение начинает возрастать пропорционально увлажнению При температуре ниже минус 25°C сопротивление снега скольжению с малыми скоростями приближается к величине сопротивления скольжения по сухому песку.

Увеличение скорости скольжения приводит к уменьшению трения Высокая скорость бега как бы помогает скольжению и тем самым способствует еще большей скорости. При остановке водяная пленка под полозом замерзает, образуется лед. Чем дольше остановка, тем - прочнее вмерзаешь. Соответственно увеличивается и усилие, требуемое для того, чтобы снова сдвинуться с места. При кратковременной остановке (например, в конце скольжения на лыже, перед очередным толчком) оно минимально. Если прочность смерзания между поверхностью лыжи и снегом окажется больше чем сопротивление снега сдвигу лыжи, то возникает явление знакомое многим – снег налипает на лыжи. И чем чаще останавливаешься передохнуть, тем тяжелее от этого становятся лыжи. Тут может помочь специальная смазка, уменьшающая прочность смерзания и улучшающая скольжение.

У кого какие следы на снегу?

От того, каков снег в лесу – пушистый, глубокий или покрыт настом, – часто зависит жизнь млекопитающих. Удельное давление на снег – вес тела животного, приходящийся на единицу площади его стопы, – вот что определяет «соотношение сил» в заснеженном поле или лесу Так, у зайцев нагрузка на снег обычно не превышает 30 граммов на кв. см опорной площади конечностей, у лисицы - 40... 50г, у волка – около 10г, у копытных – от 200 до 970г. У хищников значительно меньшая нагрузка на след, чем у их жертв. Поэтому, если снег покрыт настом, копытные глубоко вязнут в снегу, а хищники бегут легко, почти не проваливаясь. Но если снег пушистый и глубокий, тут преимущество у копытных. При глубине снега 50 см волк не может догнать оленя . А при 60 см волк еле пробирается через сугробы. У человека же в зависимости от веса и типа лыж нагрузка на сне изменяется в пределах 10...25 г на кв.см Это означает, что на снегу любой охотник обладает лучшей проходимостью, чем большинство зверей.

Почему снег скрипит?

Снег скрипит только в мороз, и тональность его скрипа меняется в зависимости от температуры воздуха – чем крепче мороз, тем выше тон скрипа. Есть люди, которые могут оценивать температуру воздуха по воспринимаемым на слух изменениям в характере скрипа снега. Скрип снега – не что иное, как шум от раздавливаемых мельчайших кристалликов снега. В отдельности каждый из них так мал, что, ломаясь, издает звук, недоступный человеческому уху Но когда суммируются мириады таких «голосов», появляется вполне явственный скрип. Акустические измерения показали, что в спектре скрипа снега есть два максимума – в диапазоне 250...400 Гц и 1000...1600 Гц. В большинстве случаев низкочастотный максимум на несколько децибел превышает высокочастотный. Если температура воздуха более минус 6°C, высокочастотный максимум исчезает. Усиление морозов делает ледяные кристаллики более твердыми и хрупкими. При каждом шаге ледяные иглы ломаются, акустический спектр скрипа смещается в область высоких частот. С изменением температуры от минус 8°C до минус 20°C сила звука скрипа снега возрастает на 1 децибел.

Перед вами самая большая в мире гостиница, полностью сделанная изо льда и снега, находится она в шведской Лапландии в 200 километрах от Северного полярного круга. Скромно начав с одноместного номера, отель за 15 лет разросся до 5 тысяч квадратных метров. 30 тысяч тонн снега и 4 тысячи тонн льда принимают за сезон 37 тысяч гостей. Климат внутри гостиницы меняется в зависимости от температуры снаружи — в пределах от 4 до 9 градусов Цельсия ниже нуля. А на улице запросто может быть минус 40. Постояльцы гостиницы спят в тёплых спальных мешках на специальных кроватях, построенных из снега и льда, на оленьих шкурах.

Источник: журнал «Наука и жизнь», №1, 1982.

Есть еще вопросы по физике? - Отвечаем!

Вернуться к списку вопросов

Кто? Что? Где? Как? Куда? Когда? Какой?

Почему? Каково? Сколько? "Да" или "нет"?

нормативная снеговая нагрузка и правила проектирования

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

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

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

Предел несущих способностей крыши

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

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

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

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

Предел крыши на прогиб стропильной конструкции

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

А теперь перейдем к практике. Если вы живете в России, а не на южном континенте без зимы, то знаете, каким на самом деле бывает снег: невероятно легким и неимоверно тяжелым. Например, тот же пушистый снежок в морозную и сухую погоду при температуре -10°С будет иметь плотность около 10 кг на кубический метр. А вот снег под конец осени и в начале зимы, который долго лежал на горизонтальных и наклонных поверхностях и «слежался», уже имеет массу куда больше – от 60 килограмм на кубический метр. К слову, узнать плотность снега не сложно – достаточно зимой вырезать большой лопатой образец снега в один кубический метр и взвесить его.

Если мы говорим о рыхлом снеге, который, по идее, легок и не доставляет проблем, то знайте, что здесь таится некая опасность. Рыхлый снег как ни какой другой быстро вбирает в себя все осадки в виде дождя и становится уже мокрым снегом. А его нахождение на крыше, где нет грамотно организованного стока, чревато большими проблемами.

Далее, весной в процессе длительной оттепели удельный вес снега также значительно растет. У сухого уплотненного снега среднестатистическая плотность находится в пределах от 200 до 400 кг на кубический метр. Не упускайте также такой важный момент, когда снег долго оставался лежать на крыше и не было нового снегопада, а вы его не убирали. Тогда независимо от его плотности, он будет иметь всю ту же массу, хотя визуально сама «шапка» стала меньше в два раза. В особо влажном климате весной удельный вес снега достигает 700 кг на кубический метр!

«Cнеговым мешком» называет тот снег на крыше, который превышают средние нормативы на толщину, характерные для конкретной местности. Или более просто: если выше 50 см на глаз.

Обычно снеговые мешки скапливается на не ветреной стороне крыши и в местах, где расположены слуховые окна и другие элементы крыши. Как раз в таких местах и ставят сдвоенные и усиленные стропильные ноги, либо вообще делают сплошную обрешетку. Кроме того, здесь по всем правилам должна быть специальная подкровельная подложка, чтобы избежать протечек.

Поэтому в более теплых регионах России плотность снега получается всегда больше, чем в холодных. Ведь в таких местностях зимой снег уплотняется под действием солнца, верхние слои сугроба давят на нижние. Учитывайте также, что снег, который перебрасывает с места на место увеличивает свой удельный вес минимум в два раза. Благодаря всему этому средний удельный вес обычно равен посреди зимы 280 + – 70 кг на кубический метр.

А весной в период обильного таяния мокрый снег способен весить почти тонну! Можете ли вы себе представить, что на вашей крыше находится одновременно сразу несколько тонн снега? Вот почему тот факт, что в процессе строительства крыши на стропильной системе висят сразу несколько рабочих и это якобы говорит о ее прочности, во внимание брать не стоит. Ведь пару человек точно не весят сразу несколько тонн.

Учитывайте, что в расчете нормативной нагрузки также принимается во внимание средняя температура воздуха в январе. Какая именно у вас, смотрите уже по карте СП 20.13330.2011:

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

Если окажется, что у вас средняя температура в январе меньше, чем 5 градусов по Цельсию, то коэффициент снижения снеговой нагрузки 0,85 тогда не применяется. Ведь из-за такой температуры снег зимой постоянно будет подтаивать снизу, образовывая наледь и задерживаясь на крыше.

И, наконец, чем больше угол ската, тем меньше на нем всегда остается снега, ведь тот постепенно сползает под собственным весом. А на тех крышах, у которых угол наклона больше или равен 60 градусов, снега не остается вообще. Поэтому в таком случае коэффициент µ должен быть равен нулю. В это же время для ската с углом 40° µ равен 0,66, 15° – 0,33 и для 45° градусов – 0,5.

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

В таком случае ваша формулу теперь будет иметь такой вид:

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

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

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

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

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

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

Средняя скорость ветра на территории РФСредняя скорость ветра на территории РФ

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

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

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

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

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

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

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

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

Расчет нагрузки на каждое стропило крышиРасчет нагрузки на каждое стропило крыши

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

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

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

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

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

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

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+

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *