Расчет веса снеговой нагрузки на стропила: Расчет нагрузки на стропила. Снеговые и ветровые нагрузки Расчет снеговой нагрузки пример

Содержание

Расчет стропильной системы своими руками

Если вас интересуют только вычисления, а не теория – вы можете быстро выполнить расчет стропильной системы на онлайн-калькуляторе без специальных навыков.

Вы можете себе представить человека без костей? Точно так же скатная крыша без стропильной системы больше похожа на строение из сказки про трех поросят, которую запросто сметет природной стихией. Крепкая и надежная система стропил – залог долговечности конструкции крыши. Чтобы качественно сконструировать систему стропил, необходимо выявить и рассчитать параметры, влияющие на прочность предполагаемой конструкции.

Например, необходимо принять во внимание изгибы крыши, уклон скатов, аэродинамические коэффициенты, коэффициенты на неравномерное распределение снега по поверхности, силы воздействия на конструктивные элементы крыши и так далее. Рассчитать все это максимально приближенно к реальной ситуации, а также учесть все нагрузки и искусно собрать их сочетания – задача не из легких.

Если хотите разобраться досконально – список полезной литературы приведен в конце статьи. Конечно, курс сопромата для полного понимания принципов и безукоризненного расчета стропильной системы в одну статью не уместить, поэтому приведем основные моменты для упрощенной версии расчета.

Классификация нагрузок

Нагрузки на стропильную систему классифицируются на:

Основные:

постоянные нагрузки – вес самих стропильных конструкций и крыши,
длительные нагрузки – снеговые и температурные нагрузки с пониженным расчетным значением (используются при необходимости учета влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость),
переменное кратковременное влияние — снеговое и температурное воздействие по полному расчетному значению.

Дополнительные – ветровое давление, вес строителей, гололедные нагрузки.

Форс-мажорные – взрывы, сейсмоактивность, пожар, аварии.

Для осуществления расчета стропильной системы принято рассчитывать предельные нагрузки, чтобы затем, исходя из подсчитанных величин, определить параметры элементов стропильной системы, способных выстоять против этих нагрузок.

Расчет стропильной системы скатных крыш производится по двум предельным состояниям:

Предел, при котором происходит разрушение конструкции. Максимально возможные нагрузки на прочность конструкции стропил должны быть меньше предельно допустимых.
Предельное состояние, при котором возникают прогибы и деформация. Возникающий прогиб системы при нагрузке должен быть менее предельно возможного.

Для более простого расчета применяется только первый способ.

Расчет снеговых нагрузок на крышу

Формула расчета снеговой нагрузки: Ms = Q × Ks × Kc, где

Ms – снеговая нагрузка;
Q – масса снегового покрова, покрывающая 1м² плоской горизонтальной поверхности крыши.

Последнее, зависит от территории и определяется по карте, для второго предельного состояния – расчет на прогиб (при расположении дома на стыке двух зон, выбирается снеговая нагрузка с большим значением).

Для прочностного расчета по первому типу величина нагрузки выбирается соответственно району проживания по карте (первая цифра в указанной дроби – числитель), либо берется из таблицы №1:

Первое значение в таблице измеряется в кПа, в скобках нужная переведенная величина в кг/м2.

Ks – поправочный коэффициент на угол наклона кровли.

Для крыш с крутыми склонами с углом более 60 градусов снеговые нагрузки не учитываются, Ks=0 (снег не скапливается на круто скатных крышах).
Для крыш с углом от 25 до 60, коэффициент берется 0,7.
Для остальных он равен 1.

Kc – коэффициент ветрового сноса снега с крыш. При условии пологой крыши с углом ската 7-12 градусов в районах на карте со скоростью ветра 4 м/с, Kc принимается = 0. 85. На карте отображено районирование по скорости ветра.

Коэффициент сноса Kc не учитывается в районах с январской температурой теплее -5 градусов, так как на крыше образуется ледяная корка, и сдува снега не происходит. Не учитывается коэффициент и в случае закрытия здания от ветра более высокой соседней постройкой.

Снег ложится неравномерно. Зачастую с подветренной стороны формируется так называемый снеговой мешок, особенно в местах стыков, изломов (ендова). Следовательно, если вы хотите прочную крышу, делайте шаг стропил минимальным в этом месте, также внимательно относитесь к рекомендациям производителей кровельного материала – снег может обломить свес, если он неправильных размеров.

Напоминаем, что расчет, приведенный выше, предложен вашему вниманию в упрощенной форме. Для более надежного расчета советуем умножить результат на коэффициент надежности по нагрузке (для снеговой нагрузки = 1,4).

Расчет ветровых нагрузок на стропильную систему

С давлением снега разобрались, теперь перейдем к расчетам ветрового влияния.

В независимости от угла ската, ветер сильно воздействует на крышу: крутоскатную кровлю старается сбросить, более плоскую кровлю – поднять с подветренной стороны.

Для расчета нагрузки ветра во внимание принимают его горизонтальное направление, при этом он дует двунаправленно: на фасад и на крышной скат. В первом случае поток разбивается на несколько – часть уходит вниз к фундаменту, часть потока по касательной снизу вертикально давит на свес крыши, пытаясь ее поднять.

Во втором случае, воздействуя на скаты крыши, ветер давит перпендикулярно скату, вдавливая его; также образуется завихрение по касательной с наветренной стороны, огибая конек и превращаясь в подъемную силу уже с подветренной стороны, в связи с разницей в давлении ветра с обеих сторон.

Для подсчета усредненной ветровой нагрузки используют формулу: Mv = Wo x Kv x Kc x коэффициент прочности,

где Wo – нагрузка ветровая давления, определяемая по карте

Kv — коэффициент поправки ветрового давления, зависящий от высоты здания и местности.

Kc – аэродинамический коэффициент, зависит от геометрии конструкции крыши и направления ветра. Значения отрицательные для подветренной стороны, положительные для наветренной

Таблица аэродинамических коэффициентов в зависимости от уклона кровли и отношения высоты здания к длине (для двускатной крыши)

Для односкатной крыши необходимо взять коэффициент из таблицы для Ce1.

Для упрощения расчета значение C проще взять максимальным, равным 0,8.

Для более надежных результатов советуем умножить на коэффициент запаса прочности по ветровой нагрузке = 1,2.

Расчет собственного веса кровли

Для расчета постоянной нагрузки нужно рассчитать вес кровли на 1 м², полученный вес нужно умножить на поправочный коэффициент 1,1 – такую нагрузку стропильная система должна выдерживать в течение всего срока эксплуатации.

Вес кровли складывается из:

объем леса (м³), используемого в качестве обрешетки, умножается на плотность дерева (500 кг/м³)
веса стропильной системы
вес 1м² кровельного материала
вес 1м² веса утеплителя
вес 1м² отделочного материала
вес 1м² гидроизоляции.

Все эти параметры легко получить уточнив эти данные у продавца, либо посмотреть на этикетке основные характеристики: м³, м², плотность, толщина, — произвести простые арифметические операции.

Пример: для утеплителя плотностью в 35 кг/м³, упакованного рулоном толщиной 10 см или 0,1 м, длиной 10м и шириной 1.2 м, вес 1 м² будет равен (0.1 х 1.2 х 10) х 35 / (0.1 х 1.2) = 3.5 кг/м². Вес остальных материалов можно рассчитать по тому же принципу, только не забывайте сантиметры в метры переводить.

Чаще всего нагрузка кровли на 1 м² не превышает 50 кг, поэтому при расчетах закладывают именно эту величину помноженную на 1.1, т.е. используют 55 кг/м², которая сама по себе взята запасом.

Еще данные можно взять из таблицы ниже:

Шифер	10 — 15 кг/м²
Ондулин	4 — 6 кг/м²
Керамическая черепица	35 — 50кг/м²
Цементно-песчаная черепица	40 — 50 кг/м²
Битумная черепица	8 — 12 кг/м²
Металлочерепица	4 — 5 кг/м²
Профнастил	4 — 5 кг/м²
Вес чернового настила	18 — 20 кг/м²
Вес обрешётки	8 — 12 кг/м²
Вес стропильной системы	15 — 20 кг/м²

Собираем нагрузки

По упрощенному варианту теперь необходимо сложить все найденные выше нагрузки простым суммированием, мы получим итоговую нагрузку в килограммах на 1 м² крыши.

Расчёт стропильной системы

После сбора основных нагрузок можно уже определить основные параметры стропил. Для того чтобы определить какая распределенная нагрузка приходится на каждую стропильную ногу в отдельности, переводим кг/м² в кг/м.

Считаем по формуле: N = шаг стропил x Q, где

N — равномерная нагрузка на стропильную ногу, кг/м
шаг стропил — расстояние между стропилами, м
Q – рассчитанная выше итоговая нагрузка на крышу, кг/м²

Из формулы ясно, что изменением расстояния между стропилами можно регулировать равномерную нагрузку на каждую стропильную ногу. Обычно шаг стропил находится в диапазоне от 0,6 до 1,2 м. Для крыши с утеплением при выборе шага разумно ориентироваться на параметры листа утеплителя.

Вообще при определении шага установки стропил лучше исходить из экономических соображений: высчитать все варианты расположения стропил и выбрать самый дешевый и оптимальный по количественному расходу материалов для стропильной конструкции.

В строительстве частных домов и коттеджей, при выборе сечения и толщины стропила, руководствуются таблицей приведенной ниже (сечение стропила указано в мм). В таблице усредненные значения для территории России, а также учтены размеры строительных материалов, представленных на рынке. В общем случае, этой таблицы достаточно для того, чтобы определить, какого сечения нужно приобретать лес.

Однако, не следует забывать, что размеры стропильной ноги зависят от конструкции стропильной системы, качества используемого материала, постоянных и переменных нагрузок оказываемых на кровлю.

На практике при постройке частного жилого дома чаще всего используют для стропил доски сечением 50х150 мм (толщина x ширина).

Самостоятельный расчет сечения стропил

Как уже упоминалось выше, стропила рассчитываются по максимальной нагрузке и на прогиб. В первом случае учитывают максимальный момент изгиба, во втором – сечение стропильной ноги проверяется на устойчивость прогибу на самом длинном участке пролета. Формулы достаточно сложные, поэтому мы выбрали для вас упрощенный вариант.

Если хотите все посчитать самостоятельно, выберите ширину сечения в соответствии с таблицей:

Толщину сечения (или высоту) рассчитаем по формуле:

a) Если угол крыши < 30°, стропила рассматриваются как изгибаемые

H ≥ 8,6 x Lm x √(N / (B x Rизг))

b) Если уклон крыши > 30°, стропила изгибаемо-сжатые

H ≥ 9,5 x Lm x √(N / (B x Rизг))

Обозначения:

H, см — высота стропила
Lm, м — рабочий участок самой длинной стропильной ноги
N,кг/м — распределённая нагрузка на стропильную ногу
B, см — ширина стропила
Rизг, кг/см² — сопротивление древесины изгибу

Для сосны и ели Rизг в зависимости от сорта древесины равен:

1 сорт	140 кг/см²
2 сорт	130 кг/см²
3 сорт	85 кг/см²

Расчетные данные сопротивления древесины хвойных пород

Важно проверить, не превышает ли прогиб разрешенной величины.

Величина прогиба стропил должна быть меньше L/200 — длина проверяемого наибольшего пролета между опорами в сантиметрах деленная на 200.

Это условие верно при соблюдении следующего неравенства: 3,125 xNx(Lm)³ / (BxH³) ≤ 1

N (кг/м) — распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги
Lm (м) — рабочий участок стропильной ноги максимальной длинны
B (см) — ширина сечения
H (см) — высота сечения

Если значение выходит больше единицы, необходимо увеличить параметры стропила B или H.

Используемые источники:

СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия с последними изменениями 2008г.
СНиП II-26-76 «Кровли»
СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»
СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия»
А. А.Савельев «Стропильные системы» 2000 г.
К-Г.Гётц, Дитер Хоор, Карл Мёлер, Юлиус Наттерер «Атлас деревянных конструкций»

ветровая нагрузка, снеговая нагрузка, эксплуатационная нагрузка. Сечение стропил и других элементов стропильной группы.

30.11.2011

Требования к подготовке элементов стропильной конструкции. Современные материалы для стропильной системы дома.

Деревянные элементы стропильной конструкции выполняют из древесины хвойных пород с влажностью не более 20%, предварительно обработанной защитными составами в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85 “Защита строительных конструкций от коррозии”, глава 3 “Деревянные конструкции”, а также требованиям СНиП 2.01.02-85 “Противопожарные нормы” п. 1.8.
С появлением на рынке современных клееных деревянных балок — LVL, мы полностью отказались от предложения нашим клиентам классического обрезного пиломатериала.

Сегодня мы предлагаем нашим заказчикам:

проектирование стропильной системы из LVL бруса;
подготовку подробной спецификации, куда будет включены все деревянные изделия, крепёж, а также лучшие материалы кровельной системы;

подготовку полноценной 3-d модели будущего дома, с учётом выбора материалов отделки фасада;
комплексную поставку материалов кровли;
монтаж.

10-ть преимуществ LVL бруса над обычным пиломатериалом в стропильной системе:

обладает прочностью двукратно превышающей показатели обычной древесины, что повышает надёжность стропильной конструкции и расширяет архитектурные возможности;
в отличие от обычной древесины LVL брус имеет абсолютно однородную структуру с неизменными физикомеханическими характеристиками по всему объёму;
длина LVL балки ограничена лишь возможностями транспортировки, так мы поставляем LVL стропила до 12 метров длины, обычный пиломатериал ограничен 6-ти метровой длиной, в следствие чего при возведении стропильной системы его часто приходится сращивать, естественно, место сращения — слабое звено конструкции;

LVL балки имеют влажность 8-10%, стропильная система дома, выполненная из LVL, всегда будет иметь идеальную геометрию, в отличие от конструкции собранной из обычной деревесины, изменяющей свои геометрические размеры при высыхании;
структура материала такова, что он абсолютно не подвержен гниению, не требуется дорогостоящая биосептическая обработка древесины, обычно составляющая от 15 до 20 процентов всех затрат на материалы стропильной системы;
клееная конструкция балки практически не впитывает влагу, защиты требуют только концы балок;
LVL балка не растрескивается;
материал обладает большей огнестойкостью, благодаря высокой плотности, отсутсвию трещин и пор, используемый клей нейтрален к окислению и не способствует распространению огня;
идеальная геометрия позволяет крепить детали потолка, например, гипсоволокнистые листы непосредственно к стропилам, без монтажа оцинкованного профиля;

вышеперечисленные преимущества сокращают сроки возведения стропильной системы снижая затраты на работы.

Нагрузки воспринимаемые стропильной конструкцией.

В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать две группы нагрузок постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые). К постоянным нагрузкам необходимо отнести нагрузку от веса самой конструкции: кровельного покрытия, веса стропильной конструкции, веса теплоизоляционного слоя и веса материалов отделки потолка. К кратковременным нагрузкам относят: вес людей, ремонтного оборудования в зоне обслуживания и ремонта кровли, снеговую нагрузку с полным расчётным значением, ветровую нагрузку. К особым нагрузкам, например, относят сейсмическое воздействие. Стропильная система крыши рассчитывается по предельным состояниям первой и второй групп нагрузок следует выполнять с учётом неблагоприятного их сочетания.

Полное расчётное значение снеговой нагрузки определяется по формуле,

S=Sg*µ

где, Sg — расчётное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице,
µ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Расчётное значение веса снегового покрытия Sg принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации.

Таблица определения снеговой нагрузки местности.

III

VII

VIII

Sg (кгс/м2)

120

180

240

320

400

480

560

Фрагмент карты снеговых нагрузок РФ.

Коэффициент µ зависит от угла наклона ската кровли,
при углах наклона ската кровли меньше 25 градусов мю принимают равным 1.
при углах наклона ската кровли от 25 до 60 градусов значение µ принимают равным 0,7.
при углах наклона ската кровли более 60 градусов значение µ полной снеговой нагрузки, не учитывают.

Фрагмент карты ветровых нагрузок РФ.

Расчётное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли определяется по формуле,

W=Wo*k

где, Wo — нормативное значение ветровой нагрузки, принимаемое по таблице ветрового района РФ,
k — коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таблице, в зависимости от типа местности.

Таблица определения ветровой нагрузки местности.

Ia

I

II

III

IV

V

VI

VII

Wo (кгс/м2)

17

23

30

38

48

60

73

85

Таблица определения коэффициента k применительно к коттеджному строительству.

Высота здания в метрах

А

В

5<=

0,75

0,5

10

1,0

0,65

20

1,25

0,85

А-открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи и тундры.
В-городские территории, лесные массивы и др. местности равномерно покрытые препятствиями более 10м.
При определении ветровой нагрузки типы местности могут быть различными для разных расчётных направлений ветра.

Подбор сечений стропил и других элементов стропильной конструкции.

Сечение бруса, используемого для изготовления стропил, зависит от длины элемента, шага установки стропил, расчётной величины нагрузок, угла наклона крыши.
Для примера приведены значения шага установки стропил для сечения бруса 45*240мм, распределённой нагрузки 250 кг/м2, угла наклона 35°, для различных значений пролёта между опорами.

Расстояние между опорами (м)
8

8,8

10

11,2

12,8

Допустимый шаг установки стропил сечения 45*240 мм (м)

1,5

1,2

0,8

0,6

0,4

Длина стропила (м)

4,88

5,37

6,10

6,84

7,81

Установка дополнительных опор (подкосов) позволит увеличить расстояние между опорами.
в таблице ниже,
* — для перевозки стропил с указанной длинной требуется специальный транспорт.

Расстояние между крайними опорами (м)
18

20

22

23,5

30

Допустимый шаг установки стропил сечения 45*240 мм (м)

1,2

0,9

0,6

0,45

0,3

Длина стропила (м)

10,99

12,21

13,43*

14,28*

17,00*

Сечения LVL бруса других элементов стропильной системы крыши.

Брус мауэрлат — 100х150мм.
Диагональные хребтовые и ендовые ноги — блок из двух брусов 45х300мм или 45х240мм.
Коньковые прогоны — 45х240мм.
Подкосы, стойки — блок из двух брусов 30х100мм.
Кобылки, доски карнизного короба — 30х100мм.
Лобовые доски — 30х200мм.
Пошаговая обрешётка — 45*45мм.
Контррейка — 30х50мм.

Узел крепления стропильной системы к стенам здания.

На ниже приведённом рисунке показан пример крепления стропильной системы к внешним стенам дома, возведённых из поризованной керамики 11,1 нф Керакам СуперТермо (380мм).
В качестве кровельного материала показана цементно-песчаная черепица, официальная гарантия производителя на которую составляет 30 лет, в эконом сегменте кровля из цементно-песчаной черепицы оказывается лучшим вариантом по соотношению цена-качество.
Перед установкой бруса мауэрлат необходимо отлить монолитный армированный пояс, для распределения нагрузки на стены, а также обеспечения более прочного, надёжного основания под крепление мауэрлата.
На разрезе 1-1 показано устройство кровельного пирога в варианте одноконтурной вентиляции, с применением в качестве гидроизоляции супердиффузионной мембраны.
В качестве теплоизоляционного слоя предложен утеплитель нового поколения URSA PureOne, связующим волокон в котором вместо фенол-формальдегидных смол применена акрил-латексная композиция, благодаря которой существенным образом улучшены физико-механические свойства утеплителя, ещё одним важным преимуществом PureOne является его абсолютная экологическая чистота, что подтверждается заключениями ряда учреждений.

1. Керамический поризованный блок Керакам СуперТермо
2. Керамический доборный блок Керакам 6,87
3.

П-образный керамический блок Керакам с установленной термовставкой из экструдированного пенополистирола
4. монолитный бетон, армированный стеклопластиковой арматурой
5. замурованная в бетон резьбовая шпилька диаметром 10мм, установленная с шагом 1 метр, в комплекте с широкой шайбой и гайкой
6. брус мауэрлат — LVL брус с сечением 100*150мм
7. усиленный ребром жёсткости крепёжный уголок
8. стропила — LVL брус с сечением 45*240мм
9. пароизоляционная плёнка
10. гипсоволокнистый лист ГВЛВ, подшивки потолка, смонтированный в два слоя
11. цементно-песчаная черепица
12. пошаговая обрешётка LVL — брус 45*45мм
13. гидро, -ветрозащитная мембрана

14. контр-брус LVL — брус 30*45мм
15. кобылка LVL — брус 30*100мм
16. облицовочный кирпич
17. J-профиль
18. доска подшивки карнизного свеса LVL — брус 30*100мм
19.

доска карнизного короба LVL — брус 30*100мм
20. пластиковая подшивка карнизного свеса
21. пластиковая облицовка лобовой доски
22. жёлоб водосточной системы
23. карнизная планка
24. аэроэлемент свеса
25. экологически чистый утеплитель для кровли URSA PureOne

Ендовый узел стропильной системы дома.

Ендовая диагональная нога выступает опорой стропильных ног, поэтому к ней предявляются повышенные прочностные требования, как правило, конструкция балки представляет собой блок из двух брусов LVL сечением 45*300мм.
Перед укладкой материалов ендового узла, необходимо устроить сплошной настил из доски. Ендова одно из самых уязвимых мест в кровле, поэтому к подбору и последовательности укладки материалов следует подходить с особой тщательностью.
На рисунке ниже показана конструкционная схема стропильного узла ендовы, в качестве материала кровли показана цементно-песчаная или керамическая черепица.

диагональная ендовая нога — блок из сдвоенных балок LVL брус сечением 45*300мм
доска сплошного настила ендовы — LVL доска 30*100мм
гидроизоляционный подкладочный ковёр
гидроизоляционная плёнка
ребристый желобок ендовы
поролоновая полоса ендовы
скобка крепления ендовы

Коньковый узел стропильной системы крыши.

Опорой стропильных пар в коньковом узле стропильной системы, построенной с применением LVL материалов, выступает коньковый брус 45*240мм, с закреплёнными на нём держателями балки.

коньковый прогон — LVL брус сечением 45*240мм
держатель бруса
коньковый брусок — LVL брус 45*45мм
крепление коньковой, хребтовой обрешётки
зажим коньковой черепицы
коньковая черепица
аэроэлемент конька с щёточной планкой

Фронтонный узел стропильной системы крыши.

Фронтонный свес стропильной конструкции защищает фасад дома от атмосферных осадков. Наиболее распространённая величина выноса фронтонного свеса 650мм. В качестве подшивки свеса применяют виниловый не перфорированный софит, с дополнительным креплением в брусок поз.5.

стропила — LVL брус сечением 45*240мм
обрешётка — LVL брус сечением 45*45мм
брусок крепленя подшивки — LVL брус 45*45мм
опорный брусок обрешётки — LVL брус 45*45мм
дополнительный брусок крепленя подшивки — LVL брус 45*45мм
лобовая доска — LVL брус сечением 30*200мм
боковая цементно-песчаная черепица.

Узел сопряжения стропильной системы и шахты дымохода и вентиляции.

В тех случаях, когда шахта дымохода имеет ширину большую, нежели чем шаг установки стропил, стропило устанавливается через ригель, смонтированный между крайними стропилами (см. рисунок).
Расстояние между ригелем и шахтой заполняется теплоизоляцией с индексом глрючести НГ (например, минераловатная теплоизоляция URSA PureOne).
На рисунке ниже показан вариант обмуровки шахты дымохода облицовочным кирпичом, для реализации такого варианта применяется несущая консольная плита см. рисунок.
Современные дымоходы включают в конструкцию слой теплоизоляции. Газовые отопительные котлы работают в циклическом режиме, при этом температура отводимых дымовых газов, как правило, не превышает 200°. Каминные топки работают с поглощением большого объёма холодного воздуха. Всё вышесказанное указывает на то, что в месте прохода шахты дымохода через стропильную систему крыши температура на поверхности шахты не превысит 50°. Поэтому согласно нормативных документов минимальное расстояние между шахтой дымохода и горючими конструкциями (деревянные изделия) должно составлять не менее 50 мм, для негорючих материалов 20 мм.
В качестве дымохода на рисунке показан вариант применения керамической дымоходной системы Schiedel, по соотношению стоимость/потребительские характеристики занимающей бесспорное первое место. На рынке также представлены сэндвич дымоходы с применением нержавеющей стали, но по затратам они окажутся сопоставимыми с керамическими сэндвич системами, при этом гарантийный срок эксплуатации дымоходов из нержавеющей стали, как правило, не превышает 10 лет, для сравнения, официальная гарантия на керамическую дымоходную систему Schiedel 30 лет.
Сравнение сэндвич системы из нержавеющей стали и керамики рассмотренно в статье Сколько стоит дымоход?

стропила — LVL брус сечением 45*240мм
брусок фиксации пароизоляционной плёнки
ригель — LVL брус сечением 45*240мм
стальной уголок с ребром жёсткости
пароизоляционная плёнка
гипсоволокнистый лист ГВЛВ, подшивки потолка, смонтированный в два слоя
пошаговая обрешётка — LVL брус 45*45мм
контр-рейка — LVL брусок 30*45мм
гидроизоляционная плёнка
гофрированная лента примыкания
натуральная черепица
прижимная планка
облицовочный кирпич ручной формовки
консольная плита
вентиляционная шахта
шахта дымохода
покровная плита шахты дымохода и вентиляции.

Снег, лед вызывают опасения по поводу чрезмерной нагрузки на крышу сельскохозяйственных построек

Следующее от Ларри Джейкобсона и Кевина Джанни, инженеров-агрономов со службой распространения знаний Университета Миннесоты:

Последние погодные условия в южной и западной Миннесоте могут привести к при чрезмерных нагрузках на крышу сельскохозяйственных зданий из-за скопление снега и льда. Ноябрьские льды бушуют, что Попадание в район оставило от одного до трех дюймов льда на некоторых крышах. Недавние сильные снегопады добавили к общему весу которые должны поддерживать фермы и стропила. Из-за этого льда слой, недавно выпавший на крышу снег не сползает выключается, как это обычно бывает зимой. Так как это вероятно что слой льда не растает до весны, каждый дополнительный снегопад этой зимой усугубит проблему.

Сколько вес, который может выдержать большинство крыш? Снеговые нагрузки на сельскохозяйственные постройки в южной и западной Миннесоте обычно около 20 фунтов на квадратный фут. Это не считая веса деревянные элементы (постоянная нагрузка), из которых состоит ферма или стропила, потолок, если он добавлен к нижнему канату фермы, ветровая нагрузка или любое оборудование, подвешенное к фермам или стропилам. Многие крыши для животноводческих помещений и навесов для машин спроектированы для «общей» (иногда путают со снеговой нагрузкой) нагрузки От 25 до 30 фунтов за квадратный метр. Это предполагает, что здание был должным образом разработан зарегистрированным профессиональным инженером (PE) и построен квалифицированным строителем в соответствии с дизайн.

Так как сколько весит снег? Это зависит. Начните с вопроса, сколько вода или лед в твердом состоянии весит. Слой в один дюйм воды или льда весит приблизительно пять фунтов на кв. ступня. Таким образом, крыша рассчитана на 20 фунтов снега на квадратный фут. нагрузка теоретически может выдержать четыре дюйма льда. Сколько снег это? Метеорологи часто считают, что около 12 дюйма снега эквивалентны одному дюйму воды. Используя это «правило большого пальца», крыша должна выдерживать до четырех футов снега. Влажный и утрамбованный снег весит больше на дюйм глубины, что означает что крыша может удерживать только до трех футов снега.

Это уровень нагрузки, 20 фунтов на квадратный фут, не предназначен на всю зиму; есть фактор усталости. Крыша может быть в состоянии выдержать эту снежную нагрузку в течение нескольких дней или нескольких недели, вероятно, не более 30 дней.

Что это «безопасное» количество снега на крыше в течение длительного времени. период времени? Обоснованное предположение было бы около половины расчетная нагрузка (20 фунтов на квадратный фут), или около двух футов снега или один дюйм льда и один фут снега.

Несколько Факторы влияют на количество снега, которое может скапливаться на крыше. Они включают:

Крыша уклон — снег не может соскальзывать с более плоских крыш (с уклоном 3/12 или меньше) легко.
Дрейфующий ветер сдувание снега вокруг других зданий и деревьев может создать огромные снежные заносы и неравномерная снеговая нагрузка.
«Навесы», или крыши на других более низких зданиях, могут «принимать» снег или лед соскальзывает с другой крыши наверху.
Черепица крыши не так легко сбрасывают снег, как металлические крыши.
Есть могут быть ендовы или области крыши, которые собирают много снег.

Ну и что что делать, если у вас слишком много снега на крыше? Простой ответ, чтобы получить его как можно скорее. Обычно там некоторое время между большим снегопадом и возможным структурным отказ. К сожалению, есть один хороший способ убрать снег с крыша, чтобы физически встать на крышу и столкнуть снег с лопатой и/или метлой. Там явно безопасность боязнь упасть при работе на заснеженной и ледяная крыша. Важно использовать лестницы, страховочные канаты и принять необходимые меры предосторожности. Снежные грабли также можно использовать для убрать снег. При использовании снегоочистителя соблюдайте крайнюю осторожность, когда работы вблизи воздушных линий электропередач. Кроме того, избегайте чрезмерное царапание крыши или попытки отколоть лед. Эти методы могут повредить крышу и привести к протечке крыши.

Есть другие, более «инновационные» методы уборки снега и лед с крыш. Первый предполагает утепление внутри здания. достаточно с большими нагревателями, чтобы растопить слой льда, и затем надеясь, что снег и лед соскользнут. Очевидно, что много тепло необходимо даже для здания средних размеров, и это должна быть открытая ферменная конструкция (без плоского потолка), плюс имеют неизолированную металлическую крышу. Необходима осторожность, чтобы предотвратить большие куски льда и снега, которые соскальзывают с крыши с падения на людей, животных или оборудование.

Для квартиры потолочных зданий, размещение обогревателей на чердаке, как правило, не рекомендуется. Это из-за пожароопасности, сложности быть в состоянии обеспечить достаточное количество тепла для выполнения работы, и возможность создания ледяных дамб по периметру здания. карниз.

Надеюсь оставшаяся зима предоставит некоторую возможность для имеющийся лед и снег на крышах могут растаять или соскользнуть. Однако, если мы продолжим получать средние или выше нормы снегопады вы можете отслеживать ситуацию со снеговой нагрузкой на вашем сельскохозяйственном зданий и принять соответствующие меры. Проверьте зоны повышенного риска, и если вам нужно убрать снег, будьте предельно осторожны.

Сеть, V2MN, V4MN, Z6, Z7
NAGR5413

Источники: Ларри Джейкобсон, (612) 625-9733; Кевин Джанни, (612) 625-3108

Редактор: Джозеф Курц, EDS, (612) 625-3168

Отказ от ответственности и информация о воспроизведении: Информация в NASD не представляет политику NIOSH. Информация, включенная в NASD появляется с разрешения автора и/или правообладателя. Более

Утверждения о весе снега: Отвлечение вины — Происхождение и причина: Судебная инженерия Канады | Услуги судебно-медицинского эксперта по пожарной безопасности | Судебные инженеры

За последние несколько лет изменение климата было связано с увеличением частоты и интенсивности экстремальных погодных явлений, таких как лесные пожары, сильный ветер и сильный снегопад. В результате повышенная снеговая нагрузка может привести к серьезным повреждениям конструкций, включая трещины в потолке, провисание крыш и полное обрушение кровли. Стоимость этих претензий может варьироваться от нескольких тысяч до сотен тысяч долларов и представляет собой серьезную проблему для страховщиков. Однако, несмотря на то, что снеговая нагрузка на крыши может быть одним из факторов, эти повреждения часто являются симптомами других ранее существовавших проблем, как обнаружили судебные инженеры-строители.

Канадские строительные нормы и правила требуют, чтобы здания соответствовали двум основным типам критериев проектирования: Предельное состояние эксплуатационной пригодности (SLS) и Предельное состояние предельного состояния (ULS).

SLS гарантирует, что здания останутся функциональными и удобными в нормальных повседневных условиях. Одним из примеров превышения SLS является чрезмерный прогиб или провисание балок и стропил. В то время как здание может оставаться структурно прочным, чрезмерное провисание пола может вызвать такие проблемы, как треснувшая плитка или заклинившие двери, которые препятствуют предполагаемой функциональности здания.

ULS обеспечивает достаточную прочность зданий при расчетных нагрузках для обеспечения безопасности жизни. Например, гарантировать, что стропила крыши не сломаются под ожидаемой максимальной снеговой нагрузкой в течение всего срока службы здания. Превышение ULS создает риски для безопасности жильцов, поскольку здание становится подверженным серьезному структурному разрушению.

Вероятностный подход к проектированию конструкций

Разрушение происходит, когда требования, предъявляемые к конструкции — нагрузка — превышают способность конструкции нести или сопротивляться этим нагрузкам. Однако ни нагрузки на конструкцию, ни ее несущую способность нельзя предсказать со 100% точностью. И нагрузки, и свойства материала имеют некоторую степень изменчивости. Проектировщик не может полностью свести вероятность отказа конструкции к нулю, но он может сделать вероятность отказа действительно малой, скажем, менее 1 на 1 000 000, убедившись, что существует достаточно широкий запас прочности между ожидаемой нагрузкой и ожидаемой мощностью. .

В части уравнения, связанной с нагрузкой, инженеры рассчитывают ожидаемую максимальную нагрузку на здание в течение срока его службы, а затем увеличивают эту нагрузку для расчета так, чтобы она была невероятно высокой. Что касается мощности, инженеры рассчитывают низкую оценку номинальной мощности. Другими словами, инженеры используют низкую оценку прочности материала, где по крайней мере в 95% случаев истинная прочность выше. Затем они уменьшают эту номинальную мощность для проектирования, так что это невероятно заниженная оценка. Общий запас прочности получается из комбинированного эффекта использования низкой оценки несущей способности конструкции и высокой оценки максимальной нагрузки на здание при проверке конструкции конструкции.

Сведения о снеговой нагрузке на крыши

В Канаде расчетные значения снеговой нагрузки указаны в национальных и провинциальных строительных нормах и основаны на климатических данных для каждого географического региона. Эти расчетные значения были определены Метеорологической службой Канады на основе исторических данных о снегопаде. По мере того, как становится доступным больше данных, расчетные значения для конкретного местоположения могут время от времени корректироваться, но независимо от того, сколько лет данных о погоде у нас есть, всегда будет некоторая неопределенность при использовании исторических данных для прогнозирования будущего.

Вес снега на крыше оценивается по снеговой нагрузке на грунт с некоторыми корректировками, учитывающими такие факторы, как сползание снега с крутых крыш или снос снега вокруг препятствий. Конечно, снеговые нагрузки на крыши различаются, потому что погода не бывает одинаковой из года в год. На количество снега на крыше влияет не только количество выпавшего снега, но и ежедневные погодные условия, такие как температура, влажность, скорость и направление ветра, а также облачность. Ежедневные погодные факторы, которые могут влиять на снеговую нагрузку, просто не могут быть точно учтены в проектных расчетах, потому что будущие погодные данные неизвестны, а даже если бы это было не так, высокие инженерные затраты на выполнение такого точного расчета снеговой нагрузки расчет не будет оправданным для большинства строительных проектов. Таким образом, способ, которым инженеры переводят снеговую нагрузку на грунт в снеговую нагрузку на крышу, не идеален, но это разумное приближение, подтвержденное годами исследований.

Из-за большой степени изменчивости снеговых нагрузок номинальная снеговая нагрузка обычно увеличивается дополнительно на 50 % при проектировании. Таким образом, даже если фактическая снеговая нагрузка немного превышает указанную в строительных нормах, если нагрузка все еще находится в пределах допустимого предела, правильно спроектированная крыша не должна рухнуть. Ожидается, что крыша не рухнет, если она не увидит действительно исключительную нагрузку, которая превышает даже запас прочности.

Что виновато

Если снеговая нагрузка превышает расчетное значение, но все еще находится в пределах безопасного предела, любые наблюдаемые признаки отказа почти всегда указывают на другие основные проблемы. В таких случаях становится необходимым исключить эти основные проблемы, прежде чем винить снеговую нагрузку. Общие проблемы, обнаруженные во время структурных исследований заявлений о весе снега, включают:

Непреднамеренные и нежелательные направления нагрузки из-за конструкции крыши
Элементы конструкции меньшего размера
Неправильные соединения
Конструктивные изменения, которые не были разработаны квалифицированным специалистом
Длительный износ/отсутствие технического обслуживания

В нормальных условиях ранее существовавшие условия, такие как элементы конструкции недостаточного размера, часто остаются скрытыми в течение многих лет. Однако эти скрытые структурные проблемы проявятся в экстремальных погодных условиях, таких как необычно сильный снегопад. При многократном воздействии снегопадов в течение многих лет крыша с ранее существовавшими недостатками может постепенно трескаться и проседать, пока повреждение не станет заметным.

Здания, изначально спроектированные и построенные в соответствии с требованиями норм, также могут быть повреждены снегом на крыше. В этих случаях во время структурных исследований обычно обнаруживается, что в прошлом были какие-то изменения в конструкции, которые не были должным образом спроектированы, или что здание не обслуживалось должным образом, и структура ухудшалась в течение многих лет. Например, длительное воздействие влаги из-за протечки крыши может привести к коррозии стали и гниению дерева. Если не контролировать, конструкция может испортиться до такой степени, что она больше не сможет безопасно выдерживать снеговые нагрузки, пока однажды не выйдет из строя. В этом сценарии реальной причиной поломки является долговременный износ конструкции, а не вес снега.

Вот несколько примеров ранее существовавших проблем, обнаруженных во время структурных исследований, которые были подвержены сильным снегопадам:

Повреждение крыши после снега

На рис. 1 показаны неправильно сращенные стропила для крыши, которая провисла после сильного снегопада. Снегопад был примерно на 20% выше проектного значения для удобства эксплуатации, но все еще находился в пределах допустимого предела безопасности для жизни. Однако из-за ранее существовавших строительных недостатков деревянного каркаса крыша испытала большие прогибы. Стропила, как правило, не должны сращиваться, хотя иногда может возникнуть ситуация, когда сращивание необходимо. Стыки стропил всегда должен проектировать инженер. Это соединение было импровизировано подрядчиком.

Рисунок 1: Неправильно сращенные стропила крыши.

Непреднамеренные и нежелательные пути прохождения груза также могут стать причиной трещин на потолке после сильного снегопада. Один из таких примеров показан на рис. 2, где временные распорки остались на месте после завершения строительства крыши. Эти распорки устанавливаются только для облегчения конструкции крыши и не предназначены для переноса или передачи каких-либо нагрузок на крышу. Предполагается, что строители уберут эти временные стойки после завершения возведения каркаса крыши. В этом доме стойки остались на месте. В результате часть нагрузки крыши передавалась на балки перекрытия внизу через распорки. Поскольку потолочные балки не были рассчитаны на непреднамеренные переносимые нагрузки, они прогнулись больше, чем ожидалось, и потолочная отделка получила повреждения.

Рис. 2: Путь нежелательной нагрузки, создаваемый временными стойками, оставшимися на месте после возведения крыши.

На рис. 3 показан пример алюминиевой перголы, которая изначально была спроектирована и построена как открытая конструкция. Не завершив структурную оценку беседки, владелец позже установил прозрачные панели, чтобы защитить палубу от дождя. Зимой снег и лед скапливались на новых панелях крыши, но конструкция перголы не была рассчитана на то, чтобы выдерживать вес скопившегося снега и льда. Вскоре после сильного снегопада пергола рухнула.

Рисунок 3: Обрушившаяся беседка под снегом после добавления панелей крыши без проверки проекта.

На рис. 4 показано обтянутое тканью арочное здание в западной части Онтарио. Владелец приобрел здание у дилера со скидкой. Чего дилер не сообщил, так это того, что здание было спроектировано и изготовлено для клиента на юге США, который позже отменил заказ. Нагрузки, использованные при проектировании здания, были значительно ниже, чем нагрузки, предписанные Строительным кодексом Онтарио. Здание рухнуло после сильного снегопада, потому что оно не было предназначено для использования в регионе, куда оно было доставлено.

Рис. 4: Разрушенная арочная крыша с тканевым покрытием, которая не была рассчитана на условия региона, в который она была доставлена.

На рис. 5 показана конструкция сарая, которая рухнула из-за разрушения деревянного каркаса возле опор висячих рам (рис. 6). В сараях часто бывают влажные условия. Общие источники включают протечки крыш, домашний скот и неправильную сушку и хранение сена. Многие амбары также не в хорошем состоянии. Тем не менее, даже самые хорошо построенные здания в конечном итоге рухнут, если допустить бесконтрольное ухудшение состояния, связанное с влажностью.

Рисунок 5: Обрушение крыши сарая под снегом из-за гниения древесины.

Рисунок 6: Распад древесины на несущей плите крыши в коровнике.

Как и все конструкции, крыши спроектированы с запасом прочности, указанным в применимых строительных нормах. Бывают сильные снеговые нагрузки, иногда даже превышающие номинальное значение, указанное в нормах. Тем не менее, правильно спроектированные здания имеют запас прочности для защиты от разрушения конструкции даже во время таких редких снегопадов. Если повреждение конструкции происходит, когда снеговые нагрузки остаются в пределах допустимого предела, почти всегда существует какая-то другая основная проблема, часто проблема, которая оставалась незамеченной в течение многих лет. В этих случаях снеговая нагрузка является лишь пресловутой последней каплей, которая приводит к отказу; ранее существовавшие условия являются реальными причина сбоя. Только выяснив первопричину поломки путем структурного исследования, вы сможете определить правильный план ремонта и соответствующую сумму страхового покрытия.