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.

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

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.

Как выполнить расчет снеговой нагрузки на кровлю?

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

Содержание статьи

Что такое снеговая нагрузка?

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

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

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

Механизм накопления снежной шапки на крыше

Нагрузки, действующие на фундамент здания

На что влияет этот показатель?

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

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

Вес кровли

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

Технология вычисления

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

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

Зоны по величине снеговой нагрузки

Схема расчета

Значение коэффициента

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

Способы уменьшения нагрузки

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

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

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

Процесс образование сосулк и ледяной корки

Устройство антиобледенительного устройства

Видео-инструкция

снеговых нагрузок на крыши | JLC Онлайн

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

Чтобы наглядно представить себе проблемы с соединением 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 может оставаться 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 вообразили 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 более низкую крышу - на это следует внимательно отнестись 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 снеговых нагрузок 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 временную нагрузку 50 фунтов на квадратный фут для парковок - поэтому неудивительно, что неправильно спроектированная или построенная крыша может разрушиться во время сильной метели.

Пределы снеговой нагрузки на крышу: может ли крыша обрушиться?

Снеговая нагрузка на вашу крышу - это показатель того, сколько осадков может выдержать ваша крыша до того, как обрушение станет проблемой. Когда вы переживаете экстремальные снежные метели в Юте, последнее, о чем вы хотите беспокоиться, - это выдержит ли ваш дом избиение.

Сколько снега слишком много?

Какова максимальная снеговая нагрузка на крышу?

Местные строительные нормы и правила определяют снеговую нагрузку на крышу, и она будет основываться на среднем количестве осадков в регионе. Например, снеговая нагрузка на крышу в округе Солт-Лейк-Сити составляет 30 фунтов на квадратный фут. Ваш подрядчик по кровле построит ваш дом в соответствии с этими рекомендациями.

Они спроектируют каркас крыши так, чтобы он мог легко выдерживать не менее 30 фунтов на квадратный фут - они должны, иначе крыша не будет соответствовать нормам, и разрешение на кровлю не пройдет проверку.

Сколько снега слишком много?

Вероятно, ваш следующий вопрос: «Сколько снега составляет 30 фунтов на квадратный фут?»

Это гораздо более сложный вопрос. Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA) заявляет, что вес снега имеет широкий диапазон в зависимости от его влажности. Один фут свежего снега, который является легким, пушистым и сухим, может составлять всего 3 фунта на квадратный фут (PSF), в то время как плотный, тяжелый и мокрый снег может весить 21 PSF.

Лед тоже играет роль. Один дюйм ледяного дождя весит чуть меньше 5 фунтов на квадратный фут.Один квадратный фут льда весит 57 фунтов на квадратный фут. По этой причине образование льда на крыше вызывает большее беспокойство, чем снег.

Следите за признаками повреждения крыши

В конечном счете, вы должны следить за признаками того, что ваша крыша несет больше, чем она может выдержать. Одним из первых признаков того, что предел вашей крыши был превышен, является то, что ваши двери начнут застревать в рамах, особенно двери на втором этаже. Ищите трещины в штукатурке вокруг дверных проемов и над ними - это еще одна подсказка.

Утечки, треск или треск, а также падение оросительных головок под потолочную плитку - все это признаки повреждения кровли. Если вы подниметесь на чердак и увидите погнутые или сломанные стропила, это серьезный знак, и вам следует эвакуироваться.

Если ваш дом был отремонтирован и изменения не были одобрены инженером-строителем, ваша крыша может подвергнуться большему риску обрушения. Это особенно актуально, если у вас были сняты внутренние стены.

Если вы подозреваете, что предел снеговой нагрузки на вашу крышу превышен, вам следует позвонить доктору на крышу.Мы осмотрим вашу крышу и сообщим, если у вас возникнут проблемы. Мы также можем сделать необходимые ремонтные работы, чтобы обеспечить безопасность вам и вашей семье.

Расчет снеговых нагрузок на крыши

Снеговые нагрузки на крыши

Владельцы домов / домовладельцы часто обращаются в наш офис с вопросами о снежных нагрузках, особенно о накоплении снега на их крышах. Они спрашивают, «сколько снега может выдержать моя крыша?»

780 CMR Таблица 1604 коммерческих строительных норм штата.11 обеспечивает снеговую нагрузку на крышу. Снеговая нагрузка на грунт колеблется от 45 до 65 фунтов на квадратный фут по горизонтали в зависимости от каждого сообщества и зоны, в которой он расположен. Жилищный кодекс 5301.2 (5) для участков снежного покрова для 1 и 2 семей снова предлагает разные значения в зависимости от сообщества и зоны - 25 фунтов. до 50 фунтов. на горизонтальный квадратный фут. Чтобы определить снеговую нагрузку для вашего конкретного сообщества и зоны, обратитесь к таблице. (Для Стерлинга снеговая нагрузка на землю как для жилой, так и для коммерческой недвижимости составляет 55 фунтов на квадратный горизонтальный фут.)

Чтобы ответить на вопрос «Сколько?», Требуется немного естественных наук, математики и знания конструкции и типа крыши. Плоская крыша, двускатная крыша, односкатная крыша и крыши с несколькими впадинами и точками сбора снега будут варьировать коэффициенты разницы в весе, так же как количество и тип кровельных покрытий будут влиять на ценность. Чтобы пример практического правила предлагал некоторый ответ на вопросы владельца собственности, мы должны предположить, что конструкция была построена с учетом требований минимальной снеговой нагрузки, установленных в кодексе.Вес снега / льда, а не глубина, имеет решающее значение при оценке уязвимости крыши. Содержание воды в снеге может варьироваться от 3% для очень сухого снега до 33% для влажного сильного снега до почти 100% для льда. Один дюйм глубины воды весит 5,2 фунта на квадратный фут. Таким образом, крыша, спроектированная так, чтобы выдерживать снеговую нагрузку 20 фунтов на квадратный фут по горизонтали, должна выдерживать почти 12 дюймов влажного, тяжелого снега. (Отдел сельского хозяйства Университета Арканзаса)

Если использовать самый тяжелый влажный снег для крыши, рассчитанной на 40 фунтов на квадратный фут снеговой нагрузки, то можно увидеть, что она должна быть способна выдерживать почти 24 дюйма влажного сильного снега.Если влажность снега меньше, глубина снега для выдерживания может быть больше.

Научный аспект: измерить влажность снега, чтобы определить его весовой коэффициент. Это можно сделать, просто взяв трехфунтовую банку из-под кофе и толкнув ее в снег до крыши. По мере того, как вы наполняете банку снегом, опорожняйте ее и продолжайте заполнять, пока не достигнете поверхности, растопите снег, затем вылейте его обратно в банку и измерьте. Глубина в дюймах, умноженная на 5,2 = psf.

Используйте эту информацию как инструмент, который поможет вам и другим людям снизить опасность для себя, которой можно было бы избежать.Катастрофическое разрушение крыши не может быть связано исключительно с накоплением снега, могут иметь место другие действия, которые влияют на структурную стабильность и устойчивость крыши.

Спасибо Майку Фоули из города Фрамингем за эту информацию.

Управление снеговой нагрузкой на ферме

На управление снеговой нагрузкой на крыши влияет множество факторов. Зимние бури меняются от одного к другому. Некоторые несут мокрый, тяжелый снег, который начался с мокрого снега, в то время как другие снежные метели могут выпадать на много дюймов легкого рыхлого снега.Поскольку разные типы снега весят разное количество, важно знать, что скопилось на вашей крыше. Также важно знать, какой вес является слишком большим для вашей крыши, чтобы с ней можно было безопасно справиться.

Лучший способ избежать возможного обрушения крыши из-за перегрузки снега - это безопасно убрать снег с крыши:

Подберите грабли для снега . Их можно найти в местных магазинах бытовой техники или больших коробках. Многие из них оснащены телескопической ручкой, которая позволяет подниматься на крышу и сбрасывать снег.

Нанять подрядчика по уборке снега . Обученные безопасному креплению и работе на крыше, эти профессионалы обладают опытом и инструментами, чтобы убрать снег с вашей крыши.

Убрать выпавший снег от фундамента здания . Если в вашей хозяйственной постройке есть подвал, чтобы предотвратить зимнее наводнение, разумно убрать снег сбоку от здания. Включите мини-погрузчик, чтобы аккуратно вычерпать и переместить снег, чтобы он не повредил ваши конструкции.Кроме того, не забудьте переместить снег на участки, расположенные под уклоном от пешеходных дорожек и парковок. Таким образом, слив талой воды и последующее повторное замораживание будут менее опасными.

Какая у вас снеговая нагрузка на крышу?

Возьмите утепленные нагрудники - и оденьтесь в холодную зимнюю погоду - внимательно присмотревшись к своим крышам. Пока вы там, проверьте симптомы, которые могут указывать на обрушение крыши в ближайшем будущем, например провисание и скрип. Если вы заметили эти признаки, вероятно, пора действовать.

Северные штаты США обычно могут выдерживать нагрузки от 25 до 60 фунтов на квадратный фут снега в определенный сезон, хотя эта цифра может сильно варьироваться в зависимости от интенсивности сезона и местоположения. Другие факторы, которые могут повлиять на снеговую нагрузку на вашу крышу, - это возраст здания и его структурное состояние. Чтобы узнать, какова средняя снеговая нагрузка в вашем районе, введите свой почтовый индекс в инструмент опасности по местоположению Совета по прикладным технологиям, выбрав сначала вкладку «Снег».

Сколько весит снег?

Попытка выяснить, сколько снега весит на квадратный фут, зависит от его плотности. Оценить вес снега довольно просто. Обычно крыши рассчитаны примерно на 25-30 фунтов на квадратный фут. Вы не поверите, но четыре-пять футов свежего легкого порошка весит столько же, сколько четыре-пять дюймов льда.

Каждая из приведенных ниже цифр весит 1 дюйм воды на квадратный фут или 5 фунтов на квадратный фут:

10-12 дюймов свежего снега .Ваша крыша может быть перегружена, когда высота свежего снега составляет около четырех футов и выше.

3-5 дюймов старого уплотненного снега . Предел нагрузки вашей крыши обычно достигает своего предела, когда высота утрамбованного снега составляет около 2 футов и выше.

1 дюйм льда . Несущая способность крыш вашей фермы может начать снижаться, когда скопление льда распространяется от четырех дюймов и выше.

Как снежные заборы удерживают снег от вашей крыши?

Если ваши хозяйственные постройки несколько изолированы и подвержены ветру, который обычно течет в одном направлении всю зиму, вы можете уменьшить количество снега на крыше.Размещая снежные заборы с наветренной стороны от хозяйственных построек, вы можете создать поверхностное трение на ветру.

Когда ветер дует над открытой равниной вашей площади, хорошо расположенные снежные ограждения препятствуют потоку воздуха, переносимого по земле. Они вызывают образование заноса на подветренной стороне забора, удерживая снег от вашей крыши. Их также использовали для уменьшения накопления снега на дорогах и шоссе. Вот еще несколько способов свести к минимуму снежный покров на крыше.

Действия, которые можно предпринять, чтобы предотвратить обрушение крыши

Большая часть работ по предотвращению скопления снега на крышах должна выполняться в теплые месяцы. От установки снежного забора поздней осенью до посадки хвойных деревьев - потребуется планирование, составление бюджета и изрядное количество труда, чтобы сохранить ваши крыши здоровыми в предстоящую зимнюю погоду.

Посадите густую линию деревьев . Поскольку деревья также действуют как ветрозащитный экран, посадка толстых вечнозеленых растений близко друг к другу может достичь той же цели, что и снежная ограда.Поскольку со временем они будут становиться выше и плотнее, по мере взросления они, вероятно, лучше справятся со снижением метели.

Замените крышу на металлическую . Асфальт отлично удерживает воду в теплую погоду, но в зимние месяцы он также отлично удерживает снег на крыше. Если вам скоро понадобится новая крыша, подумайте о том, чтобы преобразовать ее в металлическую черепицу или металлические кровельные панели. Их гладкая поверхность может помочь снегу сразу же скользить.И они лучше защищают ваше здание от лесных пожаров.

Строительство новых построек с круто наклонной крышей . Если вы планируете новое строительство, крутые крыши помогут избавиться от снега естественным путем. Добавьте сверху стальной кровельный материал, и вы действительно увеличите свои шансы на надежную крышу на всю зиму.

Глядя на все способы, которыми зимняя погода облагает налогом ваши здания, полезно знать, что American Family Insurance предлагает широкий спектр дополнительных покрытий, которые действительно могут помочь вам успокоиться, когда начинает вой ветер и начинает накапливаться снег.Поскольку мать-природа может быть настолько непредсказуемой, наши рекомендации по страхованию личного имущества на ферме могут помочь защитить вашу семью и ваши финансы от неожиданностей. Свяжитесь с вашим агентом American Family Insurance, чтобы получить подробную информацию об этих и других дополнительных рекомендациях, чтобы получить индивидуально разработанное покрытие для всех ключевых аспектов вашей деятельности.

Соображения относительно снеговых нагрузок на крыши

В связи с прогнозом значительного количества снегопадов в этом году важно, чтобы владельцы и управляющие зданий уделяли пристальное внимание своим крышам, чтобы избежать возможного обрушения.

Снеговые нагрузки на крышу основаны на различных факторах, включая региональную снеговую нагрузку на грунт, фактор воздействия на здание, а также от того, отапливается ли здание, изолировано и / или в нем есть люди. Дополнительные факторы, такие как геометрия крыши, уклон, покрытие крыши и несбалансированная нагрузка, также влияют на расчетные снеговые нагрузки. Снос может происходить на крышах, прилегающих к поднимающимся стенам, на выступах крыш или прилегающих зданиях, в том числе на тех, которые возникли в результате добавления или модификации зданий.

Снеговые нагрузки на конструкции крыши могут значительно варьироваться от штата к штату и от региона к региону в пределах штата.Например, при использовании плоской крыши шириной 100 футов, обогреваемого жилого офисного здания, следующие расчетные нагрузки на плоскую крышу требуются по нормам (см. ASCE 7-10)

Если дождь идет поверх слоя снега или снег лежит поверх слоя льда, плотность снега и связанная с этим нагрузка на крышу могут быть значительно увеличены. Каркас крыши может быть структурно перенапряжен, если снеговая нагрузка превышает расчетную. Точно так же допустимая глубина снежного покрова на крыше может быть значительно уменьшена, если в снежном слое присутствует лед или дополнительная влажность.

Для контроля и защиты от чрезмерной снеговой перегрузки конструкций крыши владельцы и менеджеры зданий могут рассмотреть возможность выполнения следующих шагов:

  • Проверьте исходную проектную документацию, чтобы определить, правильно ли спроектирована крыша. Общие примечания ко многим конструктивным чертежам содержат расчетную временную нагрузку на крышу, расчетную снеговую нагрузку и заявление об «условиях сноса». Обратитесь к инженеру-строителю, если у вас есть вопросы относительно строительства «как построено» и несущей способности.Инженер-строитель должен провести беглый осмотр здания, чтобы убедиться, что здание в целом построено в соответствии с документами.
  • Просмотрите чертежи последующих ремонтов / модификаций на предмет условий, которые могут привести к дополнительной нагрузке из-за затопленной воды и снежного заноса. Застроенность из-за ремонта или дополнения, как правило, является результатом нарушения первоначально спроектированных схем дренажа (т. Е. Конструкция или установленный на крыше блок размещается в зоне, которая блокирует существующие дренажные системы).Условия дрейфа могут возникать из-за перегородок, новых конструкций или оборудования.
  • Убедитесь, что водоотводная способность крыши и существующие водостоки / шпигаты не замерзли, что может затруднить отвод воды с крыши. При необходимости очистите дренажные каналы для обеспечения свободного потока. Замерзшие дренажные линии затруднят дренаж, что может привести к поломке труб. Можно рассмотреть систему обогрева для поддержания открытого потока. Проконсультируйтесь со специалистом по кровельным работам, если стоки кажутся слишком маленькими или расположены неправильно для отвода большей части воды.Небольшие водоемы могут оказывать вредное воздействие на кровельную мембрану, в то время как большие или глубокие водоемы могут иметь серьезные структурные последствия, известные как нестабильность водоемов. Если снег или временная нагрузка приводят к прогибу или ползучести конструкции, может возникнуть дополнительное скопление воды, что в конечном итоге может повлиять на ее грузоподъемность.
  • Проверить внутреннюю часть конструкции крыши на предмет возможных прогибов. Наблюдайте за компонентами потолка, освещения, HVAC и сантехники, а также отслеживайте изменения, такие как отклоненные по вертикали спринклерные головки или смещенные потолочные решетки (подвесные потолки), которые указывают на возможное отклонение конструкции.Эти компоненты обычно подвешены к каркасу крыши и могут указывать на прогиб крыши. Если это условие соблюдается, удалите снег с крыши как можно скорее и посоветуйтесь с инженером-строителем, чтобы определить, безопасно ли занимать здание. Для систем кровли из гипсового настила или деревянного настила осмотрите места расположения пятен, чтобы определить, не произошло ли нарушения исходных линий окраски, линий пыли, грязи и т. Д., Которые могут указывать на смещение настила со своих опорных элементов ( тройники, балки и т. д.). Ищите прогнутые или потрескавшиеся элементы настила. Проверьте внешние условия на наличие окисленных (заржавевших) металлических настилов или балок, провисающих деревянных настилов или пропитанных деревянных конструкций, или бетонных опор, которые отслоились или расслоились. Инженер-строитель должен немедленно проанализировать треснувшие балки, прогнутые балки, а также поврежденный или деформированный настил.
  • Определите безопасную глубину снежного покрова для крыши в целом и некоторых конкретных участков заноса. Следите за кровлей во время сильной метели, чтобы убедиться, что безопасная высота снежного покрова не превышена.Снег глубиной 1,5 дюйма приведет к приблизительной снеговой нагрузке 31,5 фунта на квадратный фут и более, если снег содержит лед или дополнительную влажность. Это будет особенно важно в местах сноса снега для зданий, спроектированных до 1970-х годов, которые, возможно, были спроектированы без учета сносных нагрузок.
  • Разработайте план уборки снега. Если это конструктивно безопасно, рассмотрите возможность сгребания снега с крыши на землю, а не на прилегающие участки крыши. Несбалансированная и чрезмерная снеговая нагрузка может привести к повреждению или перегрузке конструкции.Помните, что крыша будет скользкой, и учитывайте безопасность рабочих при принятии решения о том, следует ли убирать снег (и используйте соответствующее оборудование для защиты от падения). Будьте осторожны, чтобы не повредить кровельную мембрану во время демонтажа. Не сжигайте снег в факелах, чтобы растопить снег, так как это может создать опасность возгорания и образования луж, если дренаж затруднен. Не добавляйте воду в кровельную систему, пытаясь растопить снег. Вода представляет собой очень динамичные условия нагрузки, а несбалансированная снеговая нагрузка, плохой дренаж и образование луж могут ухудшить нагрузку.Осторожно и на некотором расстоянии удалите кусочки льда и сосульки с крыши и ее краев, чтобы избежать травм. Не используйте противообледенительные химикаты на крыше. Эти агрессивные химические вещества могут повредить кровельные материалы, водосточные системы и связанные с ними кровельные элементы. Не используйте снегоуборочные машины, тракторы или другую технику, которая увеличивает нагрузку на конструкцию.
  • Отдельно стоящие навесы, навесные навесы и свесы особенно подвержены чрезмерной снеговой нагрузке. Следите за тем, чтобы участки под навесом оставались свободными.Конструктивно укрепить участки, которые могут подвергнуться опасности обрушения, если это будет выполнено безопасно.

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 ... выпав по пути 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 зависеть 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 поддержку крыши здания, которая должна 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 рассказы
  • Снег на крыше здания
  • 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 нарушить конструктивную целостность вашего стойла. Следовательно, каждый компонент здания должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать эти ожидаемые расчетные нагрузки.

Какие факторы 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 растапливать 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 растает и соскользнет. 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 - 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. Sliding Snow
  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 более прочными, 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 основного здания.

2) Метель

Наносит снегопад на здание, когда снег попадает 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 стоек.



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 работе с клиентами поможет вам определить следующие шаги вашего проекта.

Критерии расчета снеговой нагрузки | Лен Клаккамас

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 затруднена парапетами или любыми другими физическими препятствиями, способными накапливать более 1 дюйма стоячей воды на любой части крыши, когда основная или дополнительная (стоки) или шпигаты) средства слива заблокированы 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 инструментом 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 *