Условия, приведенные во втором абзаце, должны использоваться для плоских крыш, гаражей и хозяйственных построек, где общий вклад снеговой нагрузки в общее давление на вертикальные колонны или стены составляет не менее 20% от рекомендуемого коэффициента безопасности.
Снеговая нагрузка СП 20.13330.2011
Коэффициент снеговой нагрузки cfкоэффициент снеговой нагрузки γ принимается равным 1,4.
Снеговая нагрузка может быть рассчитана с помощью различных программ или с помощью данного файла:
ISCO.
Согласно СП 20.13330.2016:
10.1 Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяется по формуле
гдеe— коэффициент, учитывающий удаление снега с крыш зданий под воздействием ветра или других факторов и определяемый в соответствии с пунктами 10.5-10.9,
ct— тепловой коэффициент, определяемый в соответствии с пунктом 10.10,
h — коэффициент пересчета между весом снежного покрова на земле и снеговой нагрузкой на снежный покров, определяемый в соответствии с пунктом 10.4, Sg— стандартное значение веса снежного покрова на 1 м 2 горизонтальной поверхности земли, определяемое в соответствии с пунктом 10.2. 10.2 Нормативное значение веса снежного покрова Sgна 1 м 2 горизонтальной поверхности земли определяется в соответствии со снежным покровом для территории Российской Федерации, приведенным в таблице 10.1.
| Снеговые районы (принимаются по карте 1 приложения Е) | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII |
| Sg, кПа | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
Нормативное значение веса снежного покрова может быть определено в установленном порядке на основании данных Росгидромета по площадке строительства (см. 4.4). В этом случае значение Sgрассчитывается по следующей формуле: Sg=0,7 Sg,50где Sg,50— это среднегодовой максимальный вес снежного покрова, превышаемый раз в 50 лет, определяемый по многолетним измерениям запасов воды в снежном покрове.
Для пунктов в горных и малоосвоенных районах, определенных на карте 1 приложения Е, в местах со сложными топографическими и/или высотными изменениями и в других подобных случаях нормативное значение веса снежного покрова корректируется на основании данных Росгидромета или определяется по формуле, приведенной в примечании к карте 1 приложения Е, с учетом высотного коэффициента, принимаемого по таблице Е.1 В расчетах должны учитываться схемы равномерного и неравномерного распределения снеговой нагрузки на дорожные одежды в их наихудших расчетных сочетаниях. 10.4 Схемы распределения снеговых нагрузок и значения коэффициента η для дорожных одежд следует принимать в соответствии с приложением В.
Расчет снеговых нагрузок
Снеговые нагрузки следует определять в соответствии с СП 20.13330.2011.
Коэффициент снеговой нагрузки cfкоэффициент снеговой нагрузки γ принимается равным 1,4.
Снеговая нагрузка может быть рассчитана с помощью различных программ или с помощью данного файла:
ISCO.
СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА GOOGLE.DISK
Для определения снеговой нагрузки необходимы следующие исходные данные:
1. Снеговой район строительства.
Площадь снега берется из карты 1 (Приложение Ж). Зная площадь снежного покрова, определяем снеговую нагрузку Sg, кПа. Она рассчитывается в зависимости от площади снежного покрова согласно таблице 10.1.
| Снеговые районы (принимаются по карте 1 приложения Ж) | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII |
| Sg, кПа — вес снегового покрова на 1 м 2 горизонтальной поверхности земли, принимаемый в зависимости от снегового района | 0,8 | 1,2 | 1,8 | 2,4 | 3,2 | 4,0 | 4,8 | 5,6 |
(2) Тип почвы.
Определите тип почвы. Существует три типа:
| А — открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра; |
| В — городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м; |
| С — городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м. |
Эти данные необходимы для расчета коэффициента Се, который учитывает снежные заносы.
3. Тип схемы.
Тип формы выбирается в соответствии с приложением D (СП 20.13330.2011). Существуют следующие типы схем:
D.1 Здания с односкатными и двускатными крышами,
D.2 Здания со сводчатыми и подобными крышами,
D.3 Здания с удлиненными световыми люками,
D.4 Односкатные крыши,
D.5 Двухэтажные и многоэтажные здания со скатными крышами,
D.6 Двухэтажные и многоэтажные здания со сводчатыми и почти сводчатыми крышами,
D.7 Двухэтажные и многоэтажные здания со скатными и сводчатыми крышами с продольным фонарем,
D.8 Здания с одним перепадом высот,
D.9 Здания с двумя перепадами высот,
D.10 Здания с парапетами,
Формулы расчета.
Нормальное значение снеговой нагрузки: S0=0,7cвctм Sg,
cв— коэффициент, учитывающий снег, удаляемый с ограждающих конструкций здания ветром.
| Для пологих (с уклонами до 12% или с f/l<=0,05) покрытий однопролетных и многопролетных зданий без фонарей, проектируемых в районах со средней скоростью ветра за три наиболее холодных месяца V=>2 м/с (см. схемы Г.1, Г.2, Г.5 и Г.6 приложения Г), следует установить коэффициент сноса снега | Для покрытий с уклонами от 12 до 20% однопролетных и многопролетных зданий без фонарей, проектируемых в районах с V=>4 м/с (см. схемы Г.1 и Г.5 приложения Г) следует установить коэффициент сноса | Для покрытий высотных зданий высотой свыше 75 м с уклонами до 20% (см. схемы Г.1, Г.2, Г.5 и Г.6 приложения Г) допускается принимать | В остальных случаях |
| V — средняя скорость ветра за три наиболее холодных месяца принимается по карте 2 | св=0,85 | св=0,7 | св=1 |
| Снижение снеговой нагрузки, предусматриваемое, не распространяется:а) на покрытия зданий в районах со среднемесячной температурой воздуха в январе выше минус 5 °С (см. карту 5 приложения Ж);б) на покрытия зданий, защищенных от прямого воздействия ветра соседними более высокими зданиями, удаленными менее чем на 10 h1где h1— разница в высоте между соседним зданием и проектируемым зданием; c) для длины пешеходной дорожки b , b1и b2у перепадов высот зданий и парапетов (см. схемы Г.8-Г.11 приложения Г). | |||
| Высота zв, м | Коэффициент k для типов местности | ||
| А — открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра | В — городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м | С — городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м | |
| 0,75 | 0,5 | 0,4 | |
| 10 | 1,0 | 0,65 | 0,4 |
| 20 | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
| 40 | 1,5 | 1,1 | 0,8 |
| 60 | 1,7 | 1,3 | 1,0 |
| 80 | 1,85 | 1,45 | 1,15 |
| 100 | 2,0 | 1,6 | 1,25 |
| 150 | 2,25 | 1,9 | 1,55 |
| 200 | 2,45 | 2,1 | 1,8 |
| 250 | 2,65 | 2,3 | 2,0 |
| 300 | 2,75 | 2,5 | 2,2 |
| 350 | 2,75 | 2,75 | 2,35 |
| >= 480 | 2,75 | 2,75 | 2,75 |
Типы нагрузок на кровлю
Снег и ветер существенно влияют на крышу во время эксплуатации. Характер воздействия на конструкцию здания различен. Снеговая нагрузка на крышу в основном статична. Она изменяется равномерно, если только не происходит внезапного схода лавины, что часто случается с металлическими крышами.
Ветровые нагрузки действуют на крыши независимо от времени года. Они неравномерны и спорадичны. Но средние значения, интенсивность порывов, характерные для региона и соответствующей местности, определяются метеорологами. Кровельщики учитывают их при планировании, чтобы избежать аварийных ситуаций независимо от погодных условий.
Различают по продолжительности воздействия на крышу и здание в целом:
- кратковременные (к ним относят климатические нагрузки, обслуживание конструкций, их ремонт);
- длительные (влияние снега, ветра, температур, если интенсивность ниже нормативных показателей);
- особые (сейсмическая активность, экстремальные погодные условия).
Зависимость нагрузок от угла наклона кровли
При расчете снеговой или ветровой нагрузки на крышу учитывается угол наклона кровельной конструкции. Объект, расположенный перпендикулярно земле, всегда считается ветровым препятствием. Чем больше угол наклона, тем больше ветровая нагрузка на крышу.
Для снеговой нагрузки справедливо обратное: расчеты показывают, что максимальное давление оказывается на плоскую крышу, в то время как на крутых скатах это давление значительно снижается. Оптимальная конфигурация крыши выбирается в зависимости от региональной ситуации, частоты штормов и интенсивности осадков.
Снеговая нагрузка на крышу – определение, в чем опасность, особенности распределения
Снеговая нагрузка на крышу — это вес осадков на 1 м 2 поверхности крыши. Она представляет опасность для здания по следующим причинам:
- высокое давление на стропильную систему, кровельное покрытие, на которое не были рассчитаны при проектировании материалы и конструкции, приводит к нарушению герметичности, прогибам, разрушениям несущих элементов, обвалам;
- снежные массы создают дополнительное давление на стены, фундамент, что нужно учитывать при выборе технологии строительства;
- в период чередования оттепелей и заморозков снег уплотняется, образуется лед, который при толщине 5 см на 20 м 2 весит около 1 тонны, общая нагрузка растет;
- из-за ветра, особенностей геометрии крыши нагрузка при скоплении снежных масс неравномерна, при строительстве кровли нестандартной конфигурации этот факт нужно учитывать.
Когда весной тяжелые снежные массы скатываются с крыши вместе со слоем льда, могут возникнуть механические повреждения элементов здания и водостоков.
Производители рекомендуют действовать по нескольким направлениям, чтобы избежать несчастных случаев. Стоит регулярно очищать поверхность крыши от скоплений снега (если это возможно) и применять конструктивные решения, чтобы избежать высоких снегопадов.
Чтобы избежать большого скопления снега, можно установить систему обогрева на карнизе. Проложенный по краям нагревательный кабель предотвращает образование ледяных корок, и снеговая нагрузка на скатную крышу значительно снижается. Такая система может управляться вручную или автоматически.
Угол наклона также имеет решающее значение. На скатной или односкатной крыше снеговая нагрузка минимальна, если стропила наклонены под углом 45-60°. При этом затрудняется сбор осадков на поверхности. Однако это решение применимо, если ветровая нагрузка в районе низкая.
Значение расчета
Важно правильно рассчитать снеговую нагрузку на крышу, как при планировании фундамента, так и при проектировании самой конструкции крыши. В частности, учитывается вес атмосферных осадков. Рекомендуется увеличить значение, указанное в нормативах, на 15-20%, чтобы избежать перегрузки материалов в экстремальных погодных условиях.
Основная нагрузка от снежных масс передается непосредственно на конструкцию крыши. Нагрузка может многократно увеличиться после теплого периода и последующих заморозков. Ошибки в расчете снеговой нагрузки на кровлю могут привести к деформации конструкций и материалов и нарушить их водонепроницаемость и целостность.
Особое внимание следует уделить расчету композитных кровель. Эти конструкции характеризуются большим количеством стыков. Архитектура этих конструкций и различные углы наклона крыши приводят к локальному накоплению осадков, что приводит к неравномерному распределению снеговой нагрузки. В некоторых районах распределение может отличаться в разы.
Нормативная документация
При проектировании стропильной системы рекомендуется руководствоваться правилами снеговой нагрузки на кровлю из СНиП 2.01.07-85 в редакции, действующей с 2008 года. Документ содержит карты разграничений, учитывающие европейские требования к конструкциям. На них указан ограниченный вес снеговой нагрузки на 1 м 2 площади крыши, что позволяет планировать строительство с определенным запасом прочности.
Ветровая нагрузка на крышу – определение и особенности
Давление воздушного потока на крышу называется ветровой нагрузкой. Это значение является справочной величиной, определенной в нормативных документах. Она определяется максимальной скоростью ветра для каждого района. Нагрузка может меняться в зависимости от характеристик конструкции здания, подверженной давлению.
Когда поток воздуха движется, он сталкивается с препятствиями, и воздух разделяется. В этом случае крыша подвергается нагрузке с разных сторон:
- подъемную с подветренной стороны;
- касательные с наветренной;
- вдавливающую, направленную перпендикулярно скату.
Ветровые нагрузки на крышу не следует игнорировать при расчетах. Их влияние не зависит от времени года; конструкции любой формы подвержены им в той или иной степени.
Методика расчета ветровой нагрузки
Ветровая нагрузка на крышу рассчитывается по формуле:
W = Wo*k, с учетом следующих параметров.
W — удельная ветровая нагрузка,
Wo — нормативный региональный показатель, определяемый согласно СП 20.133330.2016, п. 11,
k — поправочный коэффициент, который зависит от высоты строения.
Нормативные данные включены в СНиП. Значения выбираются на основе характеристик региона
Они разделены на группы:
- открытые участки;
- городская застройка, лесные массивы с высотой расположенных рядом объектов до 10 м;
- города со строениями высотой от 25 м, районы со сложным рельефом.
Ветровые нагрузки и снеговые нагрузки являются независимыми величинами. Они рассчитываются отдельно. Результат складывается для определения общей нагрузки на конструкцию крыши.
Как противостоять повышенной ветровой нагрузке
Чтобы ветровые нагрузки не оказывали разрушительного воздействия на кровлю, инженеры-строители придерживаются следующих правил:
- Правильно смонтированная стропильная система. Расчетные параметры учитываются при выборе материалов, схемы сборки каркаса. Обязательно конструкцией предусматривается наличие подкосов, раскосов, ребер жесткости. Для дополнительного усиления общей прочности стропильной системы, ее элементы связывают диагоналями. Уделяют внимание прочности обрешетки.
- Правильно выбранный кровельный материал. Учитывается парусность покрытий. По этому параметру одним из худших вариантов станет металлочерепица, профнастил, шифер. Выбранный материал надежно закрепляют на подложке, что позволит выдерживать высокие внешние нагрузки. Ондулин — вариант, который обеспечит высокую надежность крепления, обладает минимальной парусностью.
- Усиление действующих конструкций. Ошибки проектирования можно нивелировать за счет монтажа дополнительных креплений всех стропильных ног путем скрутки вязальной проволокой их нижней части к забитым в стену кованым металлическим штырям. Для надежности узла дополнительно на крепеже предусматриваются насечки, направленные в направлении забивания.
Снеговая нагрузка на кровлю: тонкости расчета при проектировании
Утверждены приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) № 891/пр от 3 декабря 2016 г. и действуют с 4 июня 2021 г. Как следует из названия нагрузок, это внешнее давление, оказываемое на дом оборудования снегом и ветром. Расчеты проводятся для того, чтобы убедиться, что будущее здание построено из материалов, свойства которых способны выдержать все нагрузки вместе взятые. Снеговая нагрузка рассчитывается согласно СНиП 2.01.07-85* или СП 20.13330.2016. В настоящее время СНиП является обязательным, а СП — рекомендательным, но в целом оба документа говорят об одном и том же.
В СНиП есть два вида нагрузок — предписывающие и вмененные. Давайте посмотрим, в чем их различия и когда они применяются:
Нормативная нагрузка — это наибольшая нагрузка, соответствующая нормальным условиям эксплуатации, которая учитывается в расчетах для второго предельного состояния (в зависимости от прогиба). Нормативная нагрузка учитывается в расчетах деформаций балок и релаксации тента, в расчетах раскрытия трещин в железобетонных балках (когда требование водонепроницаемости не применяется) и при разрыве ткани тента.
Расчетная нагрузка представляет собой произведение нормативной нагрузки и коэффициента безопасности по нагрузке. Этот коэффициент учитывает возможное отклонение от стандартной нагрузки в сторону увеличения при неблагоприятных условиях. Для снеговой нагрузки коэффициент нагрузки составляет 1,4, т.е. расчетная нагрузка на 40 % выше, чем стандартная нагрузка. Расчетная нагрузка учитывается в расчетах в соответствии с 1-м предельным состоянием (прочностью). Как правило, расчетная нагрузка учитывается в программах проектирования.
Большим преимуществом каркасно-тентовой технологии строительства в данном случае является возможность «исключить» эту нагрузку. Исключение означает, что осадки не скапливаются на крыше сарая благодаря форме и свойствам кровельного материала.
Большим преимуществом каркасно-тентовой технологии строительства в данном случае является возможность «исключить» эту нагрузку. Исключение означает, что осадки не скапливаются на крыше сарая благодаря форме и свойствам кровельного материала.
Читайте также: Бетон — свойства, виды, характеристики и маркировка.
Материал покрытия Навес оснащается тентовой тканью с определенной плотностью (показатель влияет на прочность) и необходимыми свойствами.
Форма крыши Все навесные стены имеют наклонную форму крыши. Наклонная форма крыши позволяет перенести нагрузку от дождя на крышу навеса.
Следует также отметить, что ткань навеса покрыта защитным поливиниловым слоем. Поливинил защищает ткань от химического и физического воздействия, а также обладает хорошим антипригарным эффектом, что облегчает скатывание снега под собственным весом.
Зачем учитывать давление снега?
Снеговая нагрузка, карта зонального распределения в Российской Федерации.
Очевидно, что среднее количество осадков в виде снега на огромной территории Российской Федерации сильно варьируется от региона к региону. По результатам нескольких лет наблюдений и расчетов была составлена карта территории страны, на которой показаны восемь различных зон по снеговой нагрузке.
Таблица распределения зон на территории Российской Федерации по средней снеговой нагрузке.
| Снеговые районы Российской Федерации | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII |
| Расчетный вес снегового покрова Q на 1 м² горизонтальной поверхности земли, кПа (кг/м²) | 0,8 (80) | 1,2 (120) | 1,8 (180) | 2,4 (240) | 3,2 (320) | 4,0 (400) | 4,8 (480) | 5,6 (560) |
Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле S=Sg*m, где:
- Sg — расчётное значение веса снегового покрова на 1м. кв. горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице;
- m – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие;
- расчётное значение веса снегового покрытия Sg принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации.
Коэффициент m зависит от угла наклона крыши, в углах наклона крыши:
- меньше 25 градусов m принимают равным 1;
- от 25 до 60 градусов значение m принимают равным 0,7 (примерно, для каждого уклона свое значение);
- более 60 градусов значение m, в расчёте полной снеговой нагрузки, не учитывают.
Для простых зданий и сооружений снеговая нагрузка на плоскую крышу рассчитывается исходя из прочности и несущей способности наиболее слабого элемента:
- 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.
На фото: обрушение крыши под снеговой нагрузкой в Гомельской области. Система стропил не выдержала нагрузки.
Читайте также: Правила установки скользящих опор для балок.
Важно. В последнем случае расчет кровельного материала контролируется не по среднему значению прочности на растяжение, а именно в тех точках, где снеговая нагрузка действует в наиболее неблагоприятных условиях.
Таблица снеговых и ветровых районов по городам России
Субъект федерации Город Снеговой район Ветровой район Адыгея Майкоп 2 1 Алтайский край Барнаул 4 3 Алтайский край Бийск 4 1 Алтайский край Рубцовск 3 3 Амурская область Благовещенск 1 3 Архангельская область Архангельск 4 2 Архангельская область Северодвинск 4 2 Астраханская область Астрахань 1 3 Башкортостан Нефтекамск 5 2 Башкортостан Салават 5 3 Башкортостан Стерлитамак 5 3 Башкортостан Уфа 5 2 Белгородская область Белгород 3 2 Белгородская область Старый Оскол 3 2 Брянская область Брянск 3 1 Бурятия Улан-Удэ 1 3 Владимирская область Владимир 3 1 Владимирская область Ковров 4 1 Владимирская область Муром 3 1 Волгоградская область Волгоград 2 3 Волгоградская область Волжский 2 3 Волгоградская область Камышин 3 2 Вологодская область Вологда 4 1 Вологодская область Череповец 4 1 Воронежская область Воронеж 3 2 Дагестан Дербент 2 5 Дагестан Махачкала 2 5 Дагестан Хасавюрт 2 5 Забайкальский край Чита 1 2 Ивановская область Иваново 4 1 Иркутская область Ангарск 2 3 Иркутская область Братск 3 2 Иркутская область Иркутск 2 3 Калининградская область Калининград 2 2 Калмыкия Элиста 2 3 Калужская область Калуга 3 1 Калужская область Обниск 3 1 Камчатский край Петропавловск-Камчатский 7 7 Кемеровская область Кемерово 4 3 Кемеровская область Киселевск 4 2 Кемеровская область Ленинск-Кузнецкий 4 3 Кемеровская область Новокузнецк 4 3 Кемеровская область Прокопьевск 4 2 Кировская область Киров 5 1 Костромская область Кострома 4 1 Краснодарский край Краснодар 2 6 Краснодарский край Новороссийск 2 5 Краснодарский край Сочи 2 4 Красноярский край Ачинск 4 3 Красноярский край Красноярск 3 3 Красноярский край Норильск 5 3 Курганская область Курган 3 2 Курская область Курск 3 2 Ленинградская область Санкт-Петербург 3 2 Липецкая область Елец 3 2 Липецкая область Липецк 3 2 Магаданская область Магадан 5 5 Марийская Республика Йошкар-Ола 4 1 Мордовия Саранск 3 2 Московская область Балашиха 3 1 Московская область Железнодорожный 3 2 Московская область Жуковский 3 1 Московская область Коломна 3 1 Московская область Красногорск 3 1 Московская область Люберцы 3 1 Московская область Москва 3 1 Московская область Мытищи 3 1 Московская область Ногинск 3 1 Московская область Одинцово 4 1 Московская область Орехово-Зуево 3 1 Московская область Подольск 3 1 Московская область Серпухов 3 1 Московская область Химки 3 1 Московская область Щелково 3 1 Московская область Электросталь 3 1 Мурманская область Мурманск 5 4 Нижегородская область Арзамас 4 2 Нижегородская область Дзержинск 4 1 Нижегородская область Нижний Новгород 4 1 Новгородская область Великий Новгород 3 1 Новосибирская область Новосибирск 4 3 Омская область Омск 3 2 Оренбургская область Оренбург 4 3 Оренбургская область Орск 4 2 Орловская область Орел 3 2 Пензенская область Пенза 3 2 Пермский край Пермь 5 2 Приморский край Артем 3 4 Приморский край Владивосток 2 4 Приморский край Находка 2 5 Приморский край Уссурийск 2 3 Псковская область Великие Луки 3 1 Псковская область Псков 3 1 Республика Карелия Петрозаводск 2 5 Республика Коми Сыктывкар 5 1 Республика Коми Ухта 5 2 Ростовская область Батайск 2 3 Ростовская область Волгодонск 2 3 Ростовская область Новочеркасск 2 3 Ростовская область Новошахтинск 2 3 Ростовская область Ростов-на-Дону 2 3 Ростовская область Таганрог 2 3 Ростовская область Шахты 2 3 Рязанская область Рязань 3 1 Самарская область Волжский 4 3 Самарская область Новокуйбышевск 4 3 Самарская область Самара 4 3 Самарская область Сызрань 3 3 Самарская область Тольятти 4 3 Саратовская область Балаково 3 3 Саратовская область Саратов 3 3 Саратовская область Энгельс 3 3 Сахалинская область Южно-Сахалинск 4 4 Свердловская область Екатеринбург 3 2 Свердловская область Каменск-Уральский 3 1 Свердловская область Нижний Тагил 4 2 Свердловская область Первоуральск 4 2 Северная осетия Владикавказ 2 – Смоленская область Смоленск 3 1 Ставропольский край Невинномысск 2 5 Ставропольский край Ставрополь 2 5 Тамбовская область Тамбов 3 2 Татарстан Альметьевск 5 2 Татарстан Казань 4 2 Татарстан Набережные Челны 5 2 Татарстан Нижнекамск 5 2 Тверская область Тверь 4 1 Томская область Томск 4 3 Тульская область Новомосковск 3 1 Тульская область Тула 2 1 Тыва Кызыл 2 1 Тюменская область Тобольск 4 2 Тюменская область Тюмень 3 2 Удмуртия Ижевск 5 1 Ульяновская область Димитровград 4 2 Ульяновская область Ульяновск 4 2 Хабаровский край Комсомольск-на-Амуре 4 3 Хабаровский край Хабаровск 2 3 Хакасия Абакан 2 3 Ханты-Мансийский АО Нефтеюганск 4 2 Ханты-Мансийский АО Нижневартовск 5 2 Ханты-Мансийский АО Сургут 4 2 Челябинская область Златоуст 4 2 Челябинская область Копейск 3 2 Челябинская область Магнитогорск 4 3 Челябинская область Миасс 3 2 Челябинская область Челябинск 3 2 Чеченская Республика Грозный 2 4 Чувашия Новочебоксарск 4 2 Чувашская Республика Чебоксары 4 2 Якутия Якутск 2 2 Ямало-Ненецкий АО Новый Уренгой 5 2 Ямало-Ненецкий АО Ноябрьск 5 2 Ярославская область Рыбинск 4 1 Ярославская область Ярославль 4 1 Снеговые и ветровые нагрузки
При строительстве сводчатых навесов необходимо учитывать воздействие окружающей среды на строительной площадке, так как оно оказывает существенное влияние на прочность и долговечность конструкции в процессе эксплуатации.
Одной из самых важных характеристик, на которые мы обращаем внимание при проектировании сводчатого дома, является снеговая и ветровая нагрузка, то есть внешнее давление, оказываемое на дом снегом и ветром. Расчет этих характеристик позволяет нам использовать материалы, свойства которых позволяют выдержать все нагрузки.
Снеговая нагрузка рассчитывается по СНиП 2.01.07-85* или СП 20.13330.2016. В настоящее время СНиП является обязательным, а СП — рекомендуемым, но в целом оба документа говорят об одном и том же.
Снеговая нагрузка. Расчет
Для определения снеговой нагрузки необходимо:
Шаг 1. Определите номер вашего снегового района на карте
Рис. Карта снеговых районов Российской Федерации Часть 1.
Ic Карта снежных районов Российской Федерации Часть 2 / Крым
Шаг 2. По номеру района в таблице определяем расчетную нагрузку
Карта снежных районов Российской Федерации (Карта России, Карта России, Карта заснеженных районов России)
Расчетная нагрузка Sg (кгс/м2)
Шаг 3. Произвести расчет по формуле
Расчетное значение снеговой нагрузки определяется по следующей формуле:
S=Sg*µ
Sg — расчетное значение веса снежного покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, приведенное в таблице.
µ — коэффициент пересчета между весом снежного покрова на поверхности земли и снеговой нагрузкой на дорожное покрытие.
Коэффициент µ зависит от угла наклона крыши:
- µ=1 при углах наклона ската кровли меньше 25°.
- µ=0,7 при углах наклона ската кровли от 25 до 60°.
- µ=не учитывают углах наклона ската кровли более 60°
Ветровая нагрузка. Расчет
Шаг 1. Определите номер вашего ветрового района на карте
Рис. Карта ветреных районов Российской Федерации.
Шаг 2. По номеру района в таблице определить нормативное значение ветровой нагрузки
Ветровой район Wo (кгс/м2) Iа 0,17 (17) I 0,23 (23) II 0,30 (30) III 0,38 (38) IV 0,48 (48) V 0,60 (60) VI 0,73 (73) VII 0,85 (85) Шаг 3. Произвести расчет ветровой нагрузки по формуле.
Расчетное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли определяется по следующей формуле
W=Wo*k*c
Wo — нормативное значение ветровой нагрузки, принимаемое по таблице ветреных районов Российской Федерации. с — аэродинамический коэффициент. k — коэффициент изменения ветрового давления по высоте, определяемый по таблице в зависимости от типа местности:
- А — открытые побережья морей, озер и водохранилищ. пустыни, степи, лесостепи, тундра;
- В — городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;
- С — городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м.
При определении ветровой нагрузки типы местности могут быть различными для разных расчетных направлений ветра.
- 5 м.- 0,75 А / 0.5 B .
- 10 м.- 1 А / 0.65 B°.
- 20 м.- 1,25 А / 0.85 B
Более подробное описание определения ветровой нагрузки см. в документе.
Зачем учитывать давление снега?
Снеговая нагрузка, карта зонального распределения в Российской Федерации.
Очевидно, что среднее количество осадков в виде снега на огромной территории Российской Федерации сильно варьируется от региона к региону. По результатам нескольких лет наблюдений и расчетов была составлена карта территории страны, на которой показаны восемь различных зон по снеговой нагрузке.
Таблица распределения зон на территории Российской Федерации по средней снеговой нагрузке.
Снеговые районы Российской Федерации I II III IV V VI VII VIII Расчетный вес снегового покрова Q на 1 м² горизонтальной поверхности земли, кПа (кг/м²) 0,8 (80) 1,2 (120) 1,8 (180) 2,4 (240) 3,2 (320) 4,0 (400) 4,8 (480) 5,6 (560) Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле S=Sg*m, где:
- Sg — расчётное значение веса снегового покрова на 1м. кв. горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице;
- m – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие;
- расчётное значение веса снегового покрытия Sg принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации.
Коэффициент m зависит от угла наклона крыши, в углах наклона крыши:
- меньше 25 градусов m принимают равным 1;
- от 25 до 60 градусов значение m принимают равным 0,7 (примерно, для каждого уклона свое значение);
- более 60 градусов значение m, в расчёте полной снеговой нагрузки, не учитывают.
Для простых зданий и сооружений снеговая нагрузка на плоскую крышу рассчитывается исходя из прочности и несущей способности наиболее слабого элемента:
- 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.
Как рассчитывается снеговая нагрузка?
Хотя конструкции со скатными крышами имеют определенные преимущества перед плоскими крышами, в любом случае рассчитывается нагрузка на несущие элементы крыши от снеговой нагрузки. Цель расчета — определить приблизительный средний размер балки, исходя из общего веса конструкции крыши и снеговой и ветровой нагрузки.
Типовой подход к определению нагрузки на наклонный участок требует следующих расчетов:
- Определяется максимальная высота снегового заряда на крыше и его вес на единицу площади крыши;
- По рекомендациям и нормативам СНиПа определяют коэффициент уменьшения давления на скатной поверхности в сравнении с плоской крышей, при этом качество и шероховатость кровельного материала в расчет не принимают, используется только угол наклона кровли;
- Перемножая массу на коэффициент уменьшения и площадь поверхности, получают давление от снеговой массы, передающееся на стены и фундамент. Но этой величиной только оценивается снеговая нагрузка, она не используется для точных расчетов.
Значение: Стандартный метод расчета предполагает, что снежный покров равномерно распределен по всей плоскости крыши.
Как и в вариантах с плоской крышей, снеговую нагрузку на скатные конструкции можно рассчитать с помощью программы — компьютер включает множество поправочных коэффициентов, поэтому результат получается несколько более точным, чем грубая оценка численной операции.
Снеговая нагрузка на различных участках крыши
Часто предполагается, что давление снега на скат крыши не зависит от высоты покрытия. Однако это верно только для свежевыпавшего снега и только для полностью герметичных крыш с углом наклона не менее 25 %. Во всех остальных случаях неравномерное давление снега становится заметным уже через день.
В любом случае снег начнет двигаться вниз и таять. Большая часть массы движется вниз от поверхности хребта, ближе к уступам. Часть воды будет стекать в стыки между листами и может замерзнуть или попасть в изоляцию. Чем теплее крыша, тем труднее снегу удержаться на поверхности крыши. В некоторых случаях для растапливания замерзшей воды на наиболее открытых участках крыши — в центре и на карнизах — используются обогреватели.
На рисунке показан прогиб скатной крыши, полученный в результате компьютерного моделирования.
Снеговая нагрузка на крышу начинает перераспределяться вдоль ската, частично из-за процесса конденсации и частично из-за неравномерной деформации балочной системы. Центральная часть стропил, которая является наиболее гибкой и неустойчивой, деформируется, и, следовательно, в каждой точке крыши угол наклона под снеговой нагрузкой меняется, увеличивая напряжение на стропильные рамы в зонах, близких к карнизу.
Часто бывает трудно найти данные о количестве и толщине снежного покрова в разных климатических условиях. Эта информация имеет весьма среднее значение, причем в некоторых условиях снега меньше из-за подветренного положения крыши, а в подветренных — больше. Кроме того, существует множество конструкций и участков на самой крыше, где снеговая нагрузка значительно выше средней. Например, углы ендовы, мансардные окна и колпаки.
В этих зонах неудачное направление ветра может привести к скоплению снега, во много раз превышающему среднее. Самым неприятным явлением при движении снежных масс является скопление огромных снежных масс, смешанных с талой водой, на скальных выступах. Снеговая нагрузка от такой массы может быть на порядок больше, чем среднее давление снега, характеризуемое справочными данными.
Материал крыши также может влиять на процесс накопления снега. Крыши, покрытые кровлей из оцинкованного металла и металлочерепицей, работают хорошо, а кровли из ондулина, битумной черепицы и рулонной кровли — хуже. Не стоит пренебрегать подогревом крыши, снегозадержателями и многими другими нюансами, облегчающими жизнь владельцам зданий и сооружений в зимний период.
По этой причине никогда не помешает обратиться за советом к профессионалу, как при подготовке ремонта крыши, так и при строительстве новой крыши.
