Снеговая нагрузка на крышу: как рассчитать допустимую снеговую и ветровую нагрузку, вес снега на квадратный метр

Содержание

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

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.

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."

 

Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел "БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ".

class="eliadunit"> Добавить комментарий

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+

Что такое снеговая нагрузка

 Словари дают следующее определение: « Снеговая нагрузка – нагрузка испытываемая зданиями и сооружениями от массы снега». 

Зачем надо знать значения снеговых нагрузок 

Кое- кто из читателей, особенно те, кто ведет строительство дома своими руками, воскликнет:  «Зачем мне это знать?! Я и без снеговых нагрузок обойдусь!» и окажется неправ.

Знание веса снегового покрова помогает правильно рассчитать, изготовить и смонтировать стропильную систему  и обрешетку  крыши,  а также выбрать и правильно уложить кровельные материалы которые позволят нормально эксплуатировать крышу в условиях определенного региона.

Точное значение снеговой нагрузки для своего региона вы можете узнать в региональных СРО или обратившись к СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», а именно к  картам вложенным  в формате pdf в «Изменения к СНиП 2.01.07 – 85» . найти этот документ в Интернете совершенно несложно. 

 

 

Что может произойти при игнорировании снеговой нагрузки 

Для начала  немного теории.

Расчет несущих конструкций зданий и сооружений выполняют по методу предельных состояний. Считается, что при них конструкции крыши перестают сопротивляться внешним воздействиям, либо получают повреждения и деформации, исключающие их дальнейшую эксплуатацию.

При расчете  стропильной системы крыши производится расчет двух предельных состояний:

  1. Состояния, при которых  у элементов крыши исчерпана несущая способность. В этом случае происходит разрушение конструкции. Дальнейшая эксплуатация крыши невозможна. Необходимо производить демонтаж разрушившихся элементов. Кровельные материалы (даже ондулин) при этом подлежат полной замене. 
  1. Состояния, при которых  в конструкции  крыши развиваются предельные деформации от статических или динамических нагрузок. При этом конструкция крыши не разрушается, но ее эксплуатация невозможна  - необходим ремонт крыши. 

Снеговые нагрузки учитываются  при расчете по первому предельному состоянию. Таким образом, игнорирование  этого значения может привести к  разрушению элементов крыши, кровельные материалы будут приведены в состояние, при котором их дальнейшая эксплуатация будет невозможна. Единственным выходом будет капитальный ремонт крыши.

 Следует отметить, что  в зависимости от направления  преобладающих ветров в месте, где происходит строительство дома своими руками, а также от уклона крыши снега на крыше может быть гораздо больше чем на  земле.  Так происходит в том случае если при метели или буране  снежинки, подхваченные ветром, переносятся на подветренную сторону крыши и оседают на  ней. 

Как использовать знания о снеговой нагрузке на практике 

Прежде всего, знание значения снеговой нагрузки позволяет тем, кто ведет строительство дома своими руками, правильно выбрать кровельные материалы. Практически все  компании - изготовители  заявляют о нагрузках, которые способны выдержать  производимые ими продукты.  Сравнив заявленное значение со снеговой нагрузкой  можно отмести  те кровельные материалы, которые ее не выдерживают.

Например, при снеговой нагрузке в 480 кг на 1 кв.м. использование мягких черепиц становится невозможным. А вот ондулин легко выдержит такую нагрузку.  Для этого достаточно произвести его монтаж в точном соответствии с инструкцией компании Ондулин.

При монтаже  стропильной системы знание  значения снеговой нагрузки позволит избежать деформации и повреждения кровельных материалов и каркаса крыши  в проблемных зонах.

Например, при снеговой нагрузке в 400 кг на 1 кв.м. в ендовах будут образовываться снеговые мешки массой выше средненормативной.  Значит, в них необходимо установить спаренные стропильные ноги и усилить обрешетку для монтажа ендовы.

Совет.  Снеговой «мешок», образовавшийся с подветренной стороны кровли, будет сползать  и давить на ее свес. При этом возможен облом края свеса. Для того чтобы  этого избежать,  свес не должен превышать размеров, изготовителем кровельных материалов. Компания Ондулин рекомендует выполнять свес не более 70 мм.

Как видите  казавшийся теоретическим и не нужным термин превратился в информацию крайне важную при строительстве крыши.

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.

Как рассчитать снеговую нагрузку на крышу?Стройкод

Возведение крыши начинается с проектирования и точного расчета веса и размеров всех составляющих элементов кровли. Конструкция крыши – это сложный «организм», в котором все части взаимосвязаны друг с другом: стропильная система должна выдерживать вес кровельного покрытия и другие нагрузки на кровлю – ветер, снег, дождь.

В то же время вся крыша оказывает существенное давление на стены здания, а они, в свою очередь, на фундамент дома. Потому от точных расчетов элементов крыши зависит не только ее прочность и надежность, но и устойчивость здания в целом.

Рассмотрим, как своими силами произвести расчет такого показателя, как снеговая нагрузка на кровлю.

Снеговая нагрузка: основные моменты

Расчет нагрузки на крышу – важное и ответственное мероприятие, связанное не только с проектированием крыши. Учет этого фактора важен в следующих случаях:

  • проектирование фундамента дома. Вес снега должен учитываться при расчете общего веса дома для верного расчета прочности фундамента. Этот момент особенно важен в случае рыхлого грунта;
  • расчет кровли. На фундамент дома нагрузка от снега передается одинаково посредством стен, а на разные точки крыши она воздействует по-разному: на отдельных участках кровли снег совсем не задерживается, на других, наоборот, накапливается. Таким образом, снеговая нагрузка относится к типу основных нагрузок на крышу.

Среди начинающих строителей бытует мнение, что расчет снеговой нагрузки на кровлю более актуален для северных местностей, где зимой выпадает гораздо больше снега, чем на юге. Однако проектирование крыш для областей, где зимой часто наблюдаются скачки температуры от минусовой до 0° и выше, содержит в себе гораздо больше сложностей.

  • Подтаивая, снеговая масса увеличивает свой вес в среднем в три раза: 100 кг на куб. м пушистого снега против 300 кг на куб. м сырого. Резкое повышение давления на кровлю может стать причиной деформации стропил, повреждения кровли и элементов кровельного пирога и протечек.
  • При частой оттепели снежные массы с крыши быстро и неравномерно сходят с поверхности кровли, что может таить большую опасность для людей.

Важно помнить: чем круче скаты кровли, тем меньше снега будет задерживаться на них.

При крыше сложной формы снег будет накапливаться в местах внутренних углов, что приведет к созданию неравномерной нагрузки. Большие снежные массы могут повредить и систему водостока. Чтобы этого не произошло, рекомендуется устанавливать специальные снегозадержатели.

Очистка крыши от снега возможна разными способами:

  • вручную. Данный способ при простоте и минимальных затратах обладает одним очень важным недостатком – отсутствие безопасности для человека;
  • более удобно создание специальной системы обогрева, которая помогает безопасному сходу снега с крыши и избавляет карнизы от обилия сосулек. Нагревательные части подобной системы монтируются по периметру кровли перед желобами водостока.

Формула расчета снеговой нагрузки по СНиП

Зная вес кубического метра пушистого и мокрого снега и принимая во внимание его среднюю толщину в определенном регионе, нетрудно рассчитать нагрузку снега на крышу. Для этого расчета необходимо знать площадь кровли.

Толщина снежных покровов измеряется на открытых участках местности и умножается на 1,5 для образования запаса на случай слишком снежных зим. Измерять толщину снега самостоятельно не нужно – достаточно воспользоваться специальной таблицей, на которую ссылаются все строительные нормативы, в том числе главный из них – СНиП.

СНиП – Строительные нормы и правила – свод нормативных документов, определяющих основные нормы при выполнении строительных работ.

Расчет снеговой нагрузки на крышу производится при помощи следующей формулы:

S = Sрасч. * μ,

в которой S – искомое значение нагрузки снега;

Sрасч. – вес снежных масс на кв. м согласно карте снежных покровов;

μ – расчетный коэффициент уклона скатов крыши, для которого СНиП оговаривает данные значения:

  • 1 – при угле наклона скатов меньше 25°;
  • 0,7 – при уклоне 25-60°;
  • при наклоне кровли более 60° применение коэффициента не требуется.

Применение данных о снеговой нагрузке при создании проекта кровли

Мы выяснили, как рассчитать вес снега на крышу. Теперь гораздо важнее правильно применить рассчитанный коэффициент при проектировании всей кровли и особенно ее стропильной части.

Такая важная и основополагающая часть кровли, как мауэрлат, в принципе, не зависит от снеговой нагрузки, так как ложится на стены и служит для распределения давления стропил на стены дома. Но для качественной и прочной крыши важно учесть некоторые моменты.

  • Предпочтительнее применять для мауэрлата брус с квадратным сечением.
  • Установка производится с условием, что до угла несущей стены должно остаться 3-5 см. То есть мауэрлат примерно на 10 см короче стены, на которую он укладывается.
  • При тонких стенах мауэрлат должен быть уложен с перекрытием стены на 4-5 см, то есть быть толще ее на 10 см. В этом случае брус хорошо распределяет нагрузку от стропильной системы и не допускается разрушение краев стены.

Важным моментом в проектировке крыши является расчет стропил. При выборе их сечения и шага учитываются следующие показатели:

  • длина стропил;
  • вес планируемого кровельного материала;
  • снеговая нагрузка;
  • при планировании стропильной системы кроме веса снега важно произвести расчет ветровой нагрузки на кровлю. Особенно важен этот момент в ветреных регионах или при отдельно стоящем от остальных зданий доме.

Сечение и шаг стропил должны быть рассчитаны таким образом, чтобы не только выдерживать названную выше нагрузку, но и обладать запасом большей прочности. Особенно важно здесь обратить внимание на длину стропильных ног. От этого параметра зависит такой момент, как прогиб бруса.

Чем длиннее стропильная нога, тем больше будет ее прогиб. Узнать эту величину необходимо заранее в специализированном справочнике строительных материалов, где собраны значения прогибов разных сечений бруса на погонный метр. Допустимым является прогиб не более 10-15 мм. При большем значении сечении балки увеличивается на 20%.

Не менее важно учесть вес такого кровельного элемента, как обрешетка. Если планируется использование мягкой кровли и создание под нее сплошной обрешеточной системы, то подобная конструкция будет также иметь значительный вес, который в обязательном порядке должен быть учтен при проектировании кровли.

Заключение

Планирование кровельной конструкции – ответственный этап строительства, когда должна быть учтена любая возможная нагрузка на будущую крышу. Одной из важных частей подобного расчета является установление снеговой нагрузки, правильное вычисление которой позволят крыше пережить не одну снежную зиму без поломок и протечек.

снеговых нагрузок на крыши | JLC Онлайн

A. Кристофер ДеБлуа, инженер-конструктор компании Palmer Engineering в Такере, штат Джорджия, отвечает: Большинство обрушений кровли в результате сильных снеговых нагрузок вызвано нарушениями соединения, а не поломкой элементов каркаса. На самом деле поломка стропил случается довольно редко, за исключением плоских крыш.

Чтобы визуализировать проблемы с подключением нагрузки, представьте две выдвижные лестницы, прислоненные друг к другу.Если два человека примерно одинакового веса хотят подняться на них, по одному с каждой стороны, система устойчива, пока нижняя часть каждой лестницы закреплена и не может вылететь. Это сбалансированная ситуация с нагрузкой, которая иллюстрирует важность хорошего соединения в основании стропил.

Для неуравновешенной ситуации представьте те же две лестницы, но представьте, что только один человек поднимается по одной стороне (опять же с подпорками). Если лестницы не слишком крутые, система все еще может быть стабильной.Но по мере того, как лестницы становятся все круче, лестница, противоположная альпинисту, скорее всего, будет сдвинута, когда альпинист поднимается на вершину - это нарушение соединения гребня. Поэтому для обеспечения хорошей устойчивости крыши при несбалансированной нагрузке важно также обеспечить хорошее соединение на коньке.

Фактически, если вы подумаете об аналогии с лестницей, с хорошим соединением наверху и двумя сторонами, связанными вместе, вы только что представили себе обычную стремянку. Без верхнего соединения и поперечин, препятствующих выталкиванию двух сторон, стремянка была бы неустойчивой для несбалансированной нагрузки одного альпиниста.

Точно так же несбалансированные снеговые нагрузки - будь то в результате ветровых заносов, неравномерного таяния солнечных лучей или неравномерного снегопада, основанного на переменной защите (обычно от деревьев) - не обязательно с большей вероятностью вызовут обрушение крыши, но они действительно создают нагрузку на крыша и ее соединения в местах, где не сбалансированы нагрузки.

Расчетные нагрузки снега основаны на цифрах, опубликованных ASCE; оценки фактического веса снега колеблются от 1 до 1.5 фунтов на квадратный дюйм на дюйм глубины. Обратите внимание, что плотность снега увеличивается с увеличением глубины. При 6-дюймовом снегопаде дюйм снега имеет расчетную плотность 1,25 фунта на квадратный фут на дюйм, а реальную плотность ближе к 1 фунту на квадратный дюйм на дюйм; в снегу глубиной 48 дюймов расчетная плотность составляет более 2,4 фунтов на квадратный дюйм на дюйм, в то время как фактическая плотность, вероятно, составляет 1,5 фунтов на квадратный дюйм или более.

Тем не менее, если стропила, впадины, гребни и бедра имеют надлежащий размер для сбалансированного состояния снега и если соединения между элементами, на гребнях, чердаке или потолке надежны, большинство жилых крыш должны выдерживать как сбалансированные, так и несбалансированные конструкции. снеговые нагрузки.

Есть, конечно, особые случаи - например, глубокие заносы на больших плоских крышах; и скользящие нагрузки, когда снег, соскальзывающий с более высокой крыши, затопляет нижнюю крышу - на это следует внимательно обратить внимание проектировщику конструкций. Строительные нормы и правила не пытаются учесть все возможные сценарии снеговой нагрузки. Вместо этого они ссылаются на ASCE-7, спецификацию, опубликованную Американским обществом инженеров-строителей и Институтом структурного проектирования под названием «Минимальные проектные нагрузки для зданий и других конструкций»; он включает формулы для расчета расчетных нагрузок от снега для различных мест и конфигураций крыш.Как правило, нагрузка возрастает там, где выпадает больше снега, когда крыши более мелкие, чем крутые, и где могут накапливаться заносные нагрузки.

ASCE-7 включает формулу, которая может использоваться для преобразования высоты снежного покрова в вес, которая использовалась для создания диаграммы на странице 30. Обратите внимание, что, хотя снегопад глубиной 30 дюймов соответствует расчетной нагрузке около 52 фунтов на квадратный фут, фактическая вес этого снега, вероятно, несколько меньше, около 40 фунтов на квадратный фут. (По понятным причинам инженеры ошибаются при расчете расчетных нагрузок.) Точно так же, это большой вес - инженеры используют расчетную динамическую нагрузку 50 фунтов на квадратный фут для парковок - поэтому неудивительно, что неправильно спроектированная или построенная крыша может разрушиться во время сильной метели.

Medeek Design Inc. - Снеговые нагрузки

Снеговые нагрузки на крышу зависят от высоты, общих погодных условий и влажности, направления уклона, воздействия, конфигурации крыши, а также направления и силы ветра. Завышение снеговых нагрузок может излишне увеличить стоимость строительства.Недооценка снеговых нагрузок может привести к преждевременному выходу из строя и, в некоторых случаях, к опасным проблемам с безопасностью.

Большинство строительных норм и правил США ссылаются на процедуры, описанные в ASCE 7 - Глава 7 (Снеговые нагрузки). Снеговые нагрузки на крышу основаны на исторических записях о снеговых нагрузках на грунт для данного местоположения, однако всегда следует консультироваться с местными строительными органами, чтобы определить правильную снеговую нагрузку на крышу для использования для данного участка и применения.

Карта снеговой нагрузки на грунт, показанная ниже, была отсканирована с ASCE 7-10 (Рисунок 7-1).Снеговые нагрузки на грунт p g для континентальной части США обычно можно определить с помощью этой карты. Снеговые нагрузки на грунт для площадок, расположенных на высоте выше указанных пределов, и для всех площадок, помеченных как «CS», требуют изучения конкретных ситуаций и утверждения со стороны управляющих строительных властей. Снеговые нагрузки на грунт для Аляски приведены в таблице 7.1 из ASCE 7-10. Снеговые нагрузки на грунт на Гавайях равны нулю, за исключением горных регионов, определенных компетентным органом.

Пожалуйста, не стесняйтесь использовать нашу интерактивную карту снеговых нагрузок на землю ASCE для прилегающих Соединенных Штатов.

Во многих штатах есть дополнительные данные о снеговой нагрузке и требования для своих юрисдикций. Пожалуйста, посетите нашу страницу State Snow Loads для получения дополнительной информации и интерактивных карт для каждого штата.

Если вам необходимо программно собрать данные о снеговой нагрузке на землю, воспользуйтесь нашей службой API.

Расчет снеговой нагрузки

Расчет снеговой нагрузки для большинства жилых построек обычно выполняется следующим методом:

  • Определение снеговой нагрузки на грунт в зависимости от местоположения и высоты
  • Рассчитайте снеговую нагрузку на плоскую крышу p f , используя следующее уравнение: p f = 0.7C e C t I s p g
    где:
    p f = Снеговая нагрузка на плоскую крышу в psf
    C e = Фактор воздействия, определенный в таблице 7-2 ASCE ниже.
    Большинство жилых построек относятся к категории местности B или C и частично подвергаются воздействию C e = 1,0
    C t = Температурный коэффициент, определенный в таблице 7-3 ASCE ниже.
    Большинство современных жилых построек имеют холодновентилируемые кровли с C t = 1.1
    I s = Фактор важности, как определено в таблице 1.5-2 ASCE ниже.
    Большинство жилых построек относятся к категории риска II с I s = 1,0
    p г = Снеговая нагрузка на грунт в фунтах на квадратный дюйм
  • Проверить крыши с низким уклоном на минимальную снеговую нагрузку согласно ASCE Sec. 7.3.4
  • Если p g меньше или равно 20 фунтов на квадратный фут, а наклон меньше, чем W / 50, примените дополнительную дополнительную нагрузку от дождя на снегу в размере 5 фунтов на квадратный фут в соответствии с ASCE Sec.7.10
  • Рассчитайте снеговую нагрузку на наклонную крышу p s , используя следующее уравнение: p s = C s p f
    где:
    p s = Снеговая нагрузка на наклонную крышу в psf
    C s = Коэффициент уклона крыши, как определено ASCE Sec. 7.4.1-7.4.4 и ASCE Рисунок 7-2 ниже.
    Жилая крыша с асфальтом, деревянной черепицей или сотрясениями будет использовать рис. 7-2b с C s = 1,0
    p f = Снеговая нагрузка на плоскую крышу в psf
  • Рассчитайте несбалансированную снеговую нагрузку для вальмовых и двускатных крыш, как показано на рис. 7-5 ASCE ниже.
    Несбалансированные снеговые нагрузки требуются для крыш с уклоном от 1/2 на 12 до 7 на 12.
    Используя следующие уравнения:

    γ = 0,13p г + 14 (плотность снега)
    \ ({h_d} = \ style {font-family: verdana} {. 43} \ sqrt [\ style {font-family: verdana} {3}] {{{l_u}}} \ sqrt [\ style {font- family: verdana} {4}] {{{p_g} + \ style {font-family: verdana} {10}}} - \ style {font-family: verdana} {1.5} \) (высота смещения) [если l u u = 20 футов]
    \ (l_d = \ frac {\ style {font-family: verdana} {8}} {\ style {font-family: verdana} {3}} h_d \ sqrt {S} \) (надбавка на ширину сноса)
    \ ({p_d} = {h_d} \ gamma / \ sqrt S \) (снеговая нагрузка сноса)

    где:

    γ = Плотность снега в фунтах на фут, не более 30 фунтов на фут
    h d = Высота сноса в футах, определяемая уравнением или рис. 7-9 ASCE.
    l u = W = расстояние от конька до карниза в футах для наветренной части крыши.
    S = 12 / Шаг кровли
    l d = Ширина надбавки за снос в футах.
    p d = Снеговая нагрузка сноса в psf
  • На теплых крышах распределите снеговую нагрузку 2p f на все выступающие части.
    При приложении этой равномерно распределенной нагрузки на крыше не должно быть никаких других нагрузок, кроме статических.


Как видно из приведенного выше алгоритма, вычисления, необходимые для получения сбалансированных и несбалансированных снеговых нагрузок, могут оказаться довольно утомительными и длительными. К счастью, все это можно легко запрограммировать, что избавляет от необходимости вручную вычислять уравнения и ссылаться на диаграммы и таблицы из стандарта ASCE.

Воспользуйтесь нашим калькулятором снеговой нагрузки на крышу.


Если у вас есть какие-либо вопросы или опасения по поводу конкретных снеговых нагрузок, позвоните нам по телефону 1-425-741-5555.

Снежная нагрузка Колорадо | Положение о снеговой нагрузке в Колорадо

В каждом штате США есть свои собственные требования к снеговой нагрузке, включая Колорадо.

Термин «снеговая нагрузка» относится к весу снега и льда, скопившихся на крыше. Эти требования основаны на зарегистрированных в регионе снегопадах. Когда на крыше слишком много снега, и она не может выдержать вес этого снега и льда, она рухнет.

Каковы требования к кровельным покрытиям при снеговой нагрузке?

Требование снеговой нагрузки на кровлю - это требование, которое диктует количество снега, которое крыша в определенном штате (в данном случае Колорадо) должна выдерживать.

Все требования к кровельным покрытиям снеговой нагрузки варьируются от штата к штату из-за различий в снегопадах между штатами. Без требований к кровельным покрытиям снеговой нагрузки многие здания в штатах, где наблюдается сильный снегопад, обрушились бы довольно быстро из-за того, что не смогли бы удерживать и выдерживать большое количество снега.

Требования к снеговой нагрузке зависят от региона

В каждом штате, вообще говоря, разное количество снегопадов в год. В Колорадо, например, часто выпадает в среднем от шестидесяти дюймов снега до ста дюймов, в зависимости от региона, что немного выше по сравнению с другими штатами.

Чтобы гарантировать, что здания в определенном состоянии могут выдержать такое количество снега, в каждом штате есть свои собственные требования к кровельным покрытиям снеговой нагрузки. Требование снеговой нагрузки на крышу гарантирует, что каждая крыша может выдержать определенное количество снега, что гарантирует, что эти крыши и здания, которые они защищают, могут прослужить долгое время.

Поскольку точное количество снега отличается от региона к региону, в разных регионах существуют разные требования к снеговой нагрузке на кровлю. Примером этого является округ Клир-Крик в Колорадо, который имеет довольно гористую географию, состоящую из множества возвышенностей.Каждая из этих высот, измеряемая в футах над уровнем моря на 250 футов, имеет разные требования к снеговой нагрузке из-за количества снега, выпадающего на более высокие высоты.

Требование снеговой нагрузки кровли часто измеряется в фунтах на квадратный фут.

Каждый квадратный фут на конкретной крыше должен выдерживать определенное количество снега и льда, а снег и лед измеряются в фунтах. Округ Клир-Крик, например, предъявляет требования к кровельным покрытиям от снеговой нагрузки в 35 фунтов на квадратный фут для домов и зданий, построенных на высоте от 6500 до 6750 футов, а также, среди прочего, на кровлю со снеговой нагрузкой в ​​размере 45 фунтов на квадратный фут, построенной на высоте от 7001 до 7250 футов.

Требование снеговой нагрузки на кровлю чрезвычайно важно, потому что оно гарантирует, что каждая отдельная крыша, сделанная и установленная в штате, сможет справиться со снегом, который испытывает конкретный регион. Без требований к кровельным покрытиям от снеговой нагрузки многие крыши, построенные и используемые в пределах штата, были бы неспособны выдерживать суровые погодные условия, с которыми часто сталкивается конкретный регион, и из-за этого они довольно легко сломались бы и рухнули.

Как рассчитать снеговую нагрузку?

Процесс расчета снеговой нагрузки на вашу крышу довольно прост, но он состоит из нескольких этапов, некоторые из которых более сложны, чем другие.

В зависимости от типа крыши - плоская или скатная - процесс будет отличаться.

Однако, рассчитав снеговую нагрузку на вашу крышу, вы сможете узнать, сколько снега может выдержать ваша крыша, и сможет ли она выдержать интенсивность зимы в Колорадо.

Расчет шага крыши

Чтобы рассчитать снеговую нагрузку на скатную крышу, вы должны знать уклон вашей крыши, то есть насколько она наклонена.Для этого вам нужно будет измерить расстояние по вертикали между пиком крыши и краем крыши. Затем вам нужно будет измерить расстояние по горизонтали от пика крыши до ее края.

Взлетай и беги

Первое из этих измерений называется «подъемом», а второе измерение - «пробегом». Как только у вас есть оба этих измерения, вам нужно будет разделить прибавку на разбег (прибавку к пробегу), а затем вы должны преобразовать дробь, полученную в результате этого деления, в отношение двенадцати.

В качестве примера, если высота вашей крыши составляет 30 футов, а длина подъема - 60 футов, то уклон вашей крыши делится на 30, разделенный на 60. Как только вы разделите сумму этого деления - 0,5, чтобы получить конкретный - в соотношении двенадцать становится 6:12. Ваш «уклон крыши» будет 6:12.

Калькулятор снеговой нагрузки

Сразу после этого измерения вам понадобится калькулятор снеговой нагрузки. Чтобы использовать этот калькулятор, вам нужно будет ввести информацию, касающуюся подъема и уклона вашей крыши, наклона вашей крыши, ее конструкции, количества снегопадов в вашем районе; среди другой информации.

Снеговую нагрузку на крышу вычислить немного сложнее, поскольку для расчета снеговой нагрузки на крыше должен быть снег.

Снежный покров

Однако, как только на вашей крыше появится снег, вам нужно будет измерить, насколько глубок этот снег. Сделать это легко, если использовать мерку. Возьмите это измерение, которое обычно выражается в дюймах, и преобразуйте его в футы.

Сразу после того, как вы узнаете глубину снега, вам нужно будет собрать снег со своей крыши.Убедитесь, что этот контейнер составляет один фут в высоту и один фут в ширину. Заполните емкость снегом полностью, но перед этим обязательно измерьте емкость.

Тип / плотность снега

Взвесив этот контейнер со снегом, вы узнаете, сколько весит один кубический фут снега. Из этого измерения вы можете умножить кубический фут снега на глубину снега и размер вашей крыши.

Например, если один кубический фут снега весит восемь фунтов - довольно обычное явление для сухого снега - и на вашей крыше два фута снега, то каждый кубический фут вашей крыши вмещает шестнадцать фунтов снега.Возьмите это измерение и умножьте его на квадратные метры вашей крыши.

Что предлагает B&M Roofing для удовлетворения требований к кровельным покрытиям от снеговой нагрузки в Колорадо?

Как местная компания B&M Roofing хорошо знакома со всеми требованиями Колорадо к кровельным покрытиям от снега и различными строительными нормами. Мы знаем экстремальные погодные условия в Колорадо, и все наши кровельные проекты учитывают этот элемент.

Каждая крыша, которую мы строим для вашего дома или бизнеса, будет соответствовать этим строительным нормам и требованиям к снеговой нагрузке на кровлю, а также выполнять все остальные требования, необходимые для долговечности и устойчивости вашей крыши.При необходимости мы также можем помочь с расчетом уклона вашей крыши и снеговой нагрузки.

Чтобы получить бесплатную оценку наших услуг, вы можете связаться с нами здесь. Независимо от ваших потребностей в кровле (и сезона) B&M Roofing всегда рядом, чтобы помочь.

Снежная нагрузка: есть 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-либо более высокое здание рядом с моим зданием, из-за которого мог 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 размеру, 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 примерно 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 от снеговой нагрузки на крышах вызвано сугробом. Переносимый 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, нанесенная заносом, 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 грунт, 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 надлежащим образом с использованием строительных норм и правил, которые включают современные положения о снежной занавеске, риск отказов, связанных со снегом, чрезвычайно низок при условии, что дренажная система с крыши здания поддерживается должным образом.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.

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 по проектированию сноса снега, величина сноса которого зависит от разницы высот 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.

Как спроектировать конструкции для 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 метели, зависящий от длины трассы
  • Снег со скатной крыши
  • Несбалансированные снеговые нагрузки (колебания количества снега)

Для типичного здания в большей части 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 дизайнеров не забывают учитывать сугробы снега при создании новых построек, 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 шириной сноса рядом с существующим зданием и спроектировать эту низкую крышу так, чтобы она выдерживала вес нанесенного 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, выступающую над нижней существующей крышей 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 рассчитана на занесенный 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 выдержать 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 с учетом заносимого 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 снеговую 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 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.

Что такое снеговая нагрузка на сарай на столб и почему это важно?

Находясь на Среднем Западе, мать-природа приносит нам все виды непредсказуемой погоды, особенно когда дело касается зимних месяцев. Для нас не редкость, когда в один прекрасный день выпадает пара дюймов снега, а на следующий день бывает солнечно с максимумом в 47 градусов.

Что также верно в отношении жизни на Среднем Западе, так это то, что мы способны выпустить несколько дюймов снега в течение нескольких часов. Вы помните метель 2014 года ? Это прекрасный пример снежной бури, которая началась на Среднем Западе и распространилась на восток...по пути выпадало более 18 дюймов снега (в некоторых местах было намного хуже).

Мы все признаем, что, когда недавний снег встречается с завывающими ветрами, часто возникает дрейф; мы привыкли видеть сугробы в предсказуемых местах поперек дорог или наших дворов. Однако знаете ли вы, что дрейфует на крышах каркасных зданий предсказуемым образом? Помните, что если ваше здание из столбов не было спроектировано для надлежащих снеговых нагрузок и потенциальных сносовых нагрузок, ваше здание более подвержено разрушению.

Я уверен, что последнее, что вы хотели бы, - это обрушение крыши вашего новенького фермерского магазина или гараж-сарай . Это не только будет опасно для вас, но и приведет к повреждению содержимого здания и нарушит его использование.

Если вам посчастливилось жить в одном из штатов США , где выпадает наибольшее количество снега , вы не понаслышке знаете, насколько он может быть тяжелым. Снеговая нагрузка на ваш сарай для столбов будет варьироваться в зависимости от региона, в котором вы живете, и ожидаемого снегопада в этом регионе.

Прежде чем мы углубимся в важность снеговой нагрузки, не менее важно понять, что такое снеговая нагрузка.

Что такое снеговая нагрузка?

Термин «снеговая нагрузка» - это временная нагрузка от веса снега на крыше, которая включается в проектные расчеты. Его также лучше всего описать как направленную вниз силу на крышу здания скопившимися снегом и льдом. Инженеры используют снеговые нагрузки, чтобы оценить общую опору, необходимую для крыши здания, чтобы выдержать снегопад в регионе.

Снеговая нагрузка на крышу рассчитывается на основе снеговой нагрузки на землю . Снеговая нагрузка на грунт получена непосредственно из Стандарта Американского общества инженеров-строителей ( ASCE 7-10 ). Это стандарт, которому следуют инженеры при проектировании конструкции здания.

Как упоминалось выше, снеговая нагрузка на грунт в каждом регионе разная. Например, снеговая нагрузка на землю в северной Миннесоте намного выше, чем снеговая нагрузка на землю в солнечном штате Флорида.Регионы с аномальными погодными условиями, горные хребты или районы, подверженные влиянию озер, обрабатываются уникальным образом. Эти регионы определены как «тематические области».

Район для исследования не имеет определенной снеговой нагрузки из-за непостоянства погодных условий. Если вы решите установить опорную конструкцию в одной из этих областей, важно найти конструктор опор , который может обеспечить точное определение снеговой нагрузки на грунт для вашего здания.

Почему важно выбирать конструктора пост-каркасов с собственной командой инженеров?

Наши инженеры предложат вам лучший продукт, потому что они учитывают номинальную снеговую нагрузку для вас.Они также принимают во внимание структурную целостность всей вашей конструкции.

Под структурной целостностью понимается способность стойла выдерживать ожидаемые структурные нагрузки без разрушения. Любое каркасное здание, независимо от размера и расположения, должно быть спроектировано таким образом, чтобы безопасно выдерживать вертикальные и боковые нагрузки .

Во-первых, вертикальных нагрузок действуют в направлении вверх и вниз . К популярным приложениям вертикальных нагрузок относятся:

  • Лофты
  • Палубные системы
  • Вторые истории
  • Снег на крыше дома
  • Собственная нагрузка (вес самого здания)

Во-вторых, боковые нагрузки действуют в направлении, параллельном земле , например, сильные ветры и сейсмическая активность (землетрясения).Столбик должен быть спроектирован так, чтобы выдерживать нагрузки, как вертикальные, так и боковые.

Все нагрузки на конструкцию должны передаваться из зон приложения нагрузки. Эта передача усилий через конструкцию станины называется путем нагрузки. Непрерывный путь нагрузки передает все вертикальные и поперечные нагрузки от одного компонента здания к другому, пока они не достигнут земли.

Если путь нагрузки протекает непрерывно, без перебоев, структурных повреждений не будет.Однако одно «слабое звено» - это все, что нужно, чтобы поставить под угрозу конструктивную целостность вашего амбара с столбами. Следовательно, каждый компонент здания должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать эти ожидаемые расчетные нагрузки.

Какие коэффициенты используются для расчета снеговой нагрузки для вашего сарая?

Есть пять основных факторов, используемых для расчета снеговой нагрузки для вашего здания . Вот эти пять факторов:

  1. Экспозиция
  2. Тепловой (температура)
  3. Важность
  4. Снеговая нагрузка на грунт
  5. Уклон / форма крыши

Каждый фактор играет важную роль в дизайне вашего здания.

1) Фактор воздействия

Коэффициент воздействия учитывает легкость удаления снега с крыши здания. Например, здание из столба, построенное посреди леса, более защищено, чем здание посреди кукурузного поля. Следовательно, здание посреди леса будет удерживать накопленную снеговую нагрузку на своей крыше в течение более длительного времени по сравнению со зданием посреди кукурузного поля.

2) Термическое (температура)

Термический или температурный фактор учитывает способность внутренней температуры здания таять снеговую нагрузку на крышу.Как мы знаем, тепло поднимается, когда выходит из здания. Хорошим примером теплового фактора является сравнение теплицы с утепленным фермерским магазином .

Крыша теплицы настолько теплая, что снег тает и соскальзывает. Однако изоляция потолка в изолированном фермерском магазине предотвращает попадание теплого воздуха изнутри на крышу, что, в свою очередь, позволяет скапливаться снегу.

Вы когда-нибудь замечали сосульки, свисающие с крыши вашего дома? Конечно, они могут выглядеть аккуратно из-за разных форм и размеров, но их красота обманчива.Когда образуются сосульки, это признак плохо установленного теплового пакета, это показывает, что тепло уходит с чердака и тает снег.

3) Важность

Самый простой способ объяснить фактор важности - это рассмотреть, насколько важна конструкция во время катастрофических событий. Давайте сравним местное пожарное депо с навесом для инструментов . В этом примере в одном здании находятся машины скорой помощи, а в другом - ваша газонокосилка и другое уличное оборудование.

Какое здание имеет большее значение при наступлении ожидаемого погодного явления? Все просто, мы бы сказали пожарное депо. Стандарт ASCE 7 определяет более высокий коэффициент важности для наиболее важных структур .

4) Снеговая нагрузка на грунт

Как объяснялось ранее, снеговая нагрузка на грунт получается непосредственно из стандарта ASCE. Это стандарт, которому следуют инженеры при проектировании строительных конструкций.

5) Наклон / форма крыши

Наклон / форма крыши также влияет на снеговую нагрузку.Крыша с крутым скатом накапливает меньше снега по сравнению с кровлей с мелким скатом.

Например, вы строите на заднем дворе небольшой магазинчик для хобби с уклоном крыши 12/12, а у вашего соседа есть навес с уклоном крыши 2/12. Обе конструкции будут получать по существу одинаковую снеговую нагрузку от любого данного снегопада, однако ваше здание с уклоном крыши 12/12 будет накапливать меньше снега по сравнению со зданием ваших соседей с уклоном крыши 2/12.

Кровельные материалы также следует учитывать при расчете снеговой нагрузки на кровлю.Это также называют «скользкой поверхностью». Если вы выберете черепицу для своей крыши, она будет удерживать снег дольше, чем металлическая крыша. Таким образом, материал и форма крыши влияют на способность снега двигаться.

Как фермы амбара влияют на номинальную снеговую нагрузку?

Теперь, когда у вас есть хорошее представление о факторах, которые используются для определения вашей снеговой нагрузки, также важно понять роль ферм вашего здания.


Ваш инженер также учтет эти четыре переменные при проектировании ваших ферм:

  1. Скользящий снег
  2. Дрейфующий снег
  3. Несбалансированный снег
  4. Step Downs / Соединения зданий

В зависимости от геометрии вашего здания и его расположения относительно других конструкций, может произойти любое из этих четырех событий. Более высокие нагрузки будут возникать в регионах, которые испытывают эти сценарии загрузки. Чтобы предотвратить повреждение конструкции, фермы будут либо располагаться ближе друг к другу, либо прочнее, как отдельные компоненты, либо расстояние между прогонами будет уменьшено, чтобы выдержать дополнительную нагрузку.

1) Скользящий снег

Это происходит, когда снег соскальзывает с верхней крыши и падает на нижнюю крышу. Ступенчатое крыльцо на боковой стене каркасного здания является примером системы крыши, которая будет испытывать соскальзывание снега с крыши главного здания.

2) Метель

Наносит снежный занос на здание, когда снег падает на крышу, а затем перемещается в другое здание, на парапет или фасад. В большинстве случаев это происходит при наличии условия понижения.Типичные примеры - офисные здания перед большим складом и подъезды / навесы.

3) Несбалансированный снег

Неуравновешенный снег лежит вдоль гребня строительной конструкции. Несбалансированные снеговые нагрузки возникают, когда снег с одной стороны гребня перемещается на противоположную сторону гребня. Эта зона, несбалансированная зона, должна выдерживать эти потенциальные нагрузки.

4) Шаг вниз / соединения зданий

Вы хотите увеличить площадь существующего здания? Ваше желаемое пристройка выше, чем ваше существующее здание? Создание понижающей ситуации при добавлении к существующему зданию создает заносные снеговые нагрузки и потенциально скользящие снеговые нагрузки, которые необходимо учитывать.

Если вы планируете добавить в свое здание в будущем, планируйте заранее! Сообщите консультанту по продажам вашего проекта ваши долгосрочные планы с самого начала.


Готовы ли вы сделать следующие шаги в строительстве каркаса столба?

Как производитель почтовых стоек, работающий с 1958 года, мы хотим убедиться, что наши клиенты получают необходимую информацию, прежде чем они примут решение о покупке. Часто упускаются из виду структурные проблемы (например, снеговые нагрузки).Это неестественная тема, о которой мы думаем, выбирая конструктор почтовых фреймов.

Наша рекомендация - убедиться, что вы полностью понимаете важность структурной целостности (на всех уровнях), прежде чем выбирать конструктора опорных рам.



У вас есть еще вопросы, которые не описаны в этой статье? Если вам нужна помощь в проектировании и планировании, пожалуйста, свяжитесь с FBi Buildings по телефону 800.552.2981 или , нажмите здесь, чтобы написать нам по электронной почте .Если вы готовы узнать цену, Нажмите здесь, чтобы запросить расценки , и член нашей группы по взаимодействию с клиентами поможет вам определить следующие шаги вашего проекта.

Критерии расчета снеговой нагрузки | Лен Клакамас

Минимальная снеговая нагрузка на крышу

Минимальная расчетная снеговая нагрузка на крышу для всех конструкций в Орегоне составляет 20 фунтов на квадратный фут (psf). Это не может быть уменьшено для уклона или любого другого коэффициента преобразования и может быть изменено только там, где это применимо, за счет доплаты за дождь на снегу.(Кодекс структурных особенностей штата Орегон (OSSC), раздел 1608.1)

Доплата за снегопад

Доплата за дождь со снегом в размере 5 фунтов на квадратный фут будет добавлена ​​к минимальной расчетной снеговой нагрузке на крышу, если существует одно из следующих условий:

  • Все крыши с уклоном менее 4,76 градуса (уклон 1 на 12)

    или

  • Крыши с любым уклоном, ограничивающим сток, например, любая крыша, на которой дренажная система закрыта парапетами или любыми другими физическими препятствиями, способными накапливать более 1 дюйма стоячей воды на любой части крыши, когда основная или дополнительная (стоки) или шпигаты) водоотвод забит обломками, снегом или льдом.(Сооружения со сплошным желобом в нижней части карниза или аналогичная система не считаются имеющими ограниченный сток.) ​​

Анализ снеговой нагрузки для штата Орегон , Ассоциация инженеров-строителей штата Орегон

Снеговая нагрузка на грунт

Чтобы найти снеговую нагрузку на грунт, используемую для определения расчетных снеговых нагрузок для зданий и других сооружений, воспользуйтесь средством онлайн-поиска или онлайн-картой, опубликованной Ассоциацией инженеров-строителей штата Орегон (SEAO).Расчетная снеговая нагрузка на крышу не может быть менее 20 фунтов на квадратный фут с доплатой за дождь со снегом, если применимо.

Для получения дополнительной информации

Расчетные снеговые нагрузки для зданий и других сооружений определяются на основе Стандарта 7-16 Американского общества инженеров-строителей, Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других сооружений, глава 7.

На основании Кодекса строительной специальности штата Орегон 2019 года

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *