Расчет снеговой нагрузки на кровлю

Зачем выполняется расчет снеговой нагрузки

Снег, ложащийся на дома, создает дополнительную нагрузку на несущие конструкции кровли. В Пензе, зимой, на крышах могут скапливаться десятки тонн снега. Этот фактор обязательно должен учитываться при проектировании стропильных систем и перекрытий плоских кровель, иначе они могут не выдержать тяжести снеговых масс и обрушиться. Рассмотрим, как производится расчет снеговой нагрузки на кровлю и выбор параметров стропильной системы.

Мы рекомендуем не искать готовые решения, а воспользоваться материалами нашей статьи и сделать расчет самостоятельно. Это не займет много времени – материал изложен подробно, с примерами, расчеты делаются просто и быстро, а их результат обеспечит 100% надежность вашей кровли.

Цель расчетов

Целью расчетов является определение размеров сечения стропил и расстояния между ними, которые обеспечат надежность конструкции в экстремальных условиях, характерных для местности, в которой строится дом.

В первую очередь необходимо рассчитать снеговую и ветровую нагрузку, воздействию которых подвергаются стропила. Для этого необходимо:

1. Выполнить расчет снеговой нагрузки на крышу;

2. Определить давление ветра на кровлю.

Как рассчитать снеговую нагрузку

Очевидно, что снеговая нагрузка на крышу определяется массой лежащего на ней снега и углом наклона кровли.

Вес снегового слоя, скапливающегося на кровлях, будет зависеть от климата местности, он различный для разных регионов и определяется по карте районирования территории с характеристическими значениями веса снегового покрова.

Найдя на карте свой регион, смотрим, каким цветом и цифрой он обозначен, и находим внизу таблицы значение нормативной снеговой нагрузки (So) для этой зоны. Для примера возьмем нашу, Пензенскую область, она попадает в 3-ю зону, нормативная снеговая нагрузка для которой составляет So = 134 кг/м². Угол, под которым наклонен скат кровли к горизонтальной поверхности, влияет на величину снеговой нагрузки следующим образом – чем он больше, тем больше снега ссыпается вниз и меньше задерживается на кровле. Для учета угла наклона ската (α) существует коэффициент μ.

Для скатов с наклоном α от 0 до 30° коэффициент μ принимается равным 1. Это значит, что при углах наклона скатов до 30° включительно, снеговая масса задерживается на них в том же объеме, как и на плоских крышах. Расчет снеговой нагрузки для крыш с небольшим уклоном не отличается от ее вычисления для плоских кровель.

Более наклонные скаты, имеющие угол наклона к горизонту (α) свыше 30°, требуют вычисления коэффициента μ по формуле:

μ=0,033*(60 – α)

Очевидно, что при α = 60° второй множитель в этой формуле будет равен 0, следовательно, и коэффициент μ будет равняться нулю. Это значит, что для кровель с уклоном скатов к горизонту от 60° и выше снеговая нагрузка не учитывается, поскольку снег на таких крышах не задерживается.

Рассчитаем значение коэффициента μ для угла наклона α = 45°

μ = 0,033*(60 – α) = 0,033*(60 – 45) = 0,495, округляем эту величину до 0,5

Определив значение So (по карте) и рассчитав μ, определяем снеговую нагрузку по формуле:

S = μ*So

Для нашего примера дома в Пензенской области с уклоном ската 45°:

So = 134 кг/м²

μ = 0,5

S = 0,5*134 кг/м² = 67 кг/м²

Теперь вы знаете, как рассчитать снеговую нагрузку. Но мы рассмотрели случай простой двускатной крыши, а ведь кровля может иметь более сложную форму. В таком случае расчет ведется для наиболее пологих участков, где скопления снега будут максимальными.

Расчет снеговой нагрузки на плоскую кровлю

При таких расчетах следует учитывать такое явление, как скопление снегового мешка.

Снежный мешок образуется в местах резкого перепада высот кровли. Чаще всего такое случается на плоских кровлях с высокими парапетами, когда возле вертикальной поверхности наметает ветром слой снега намного большей толщины, чем в остальных местах крыши. Поэтому, делая расчет снеговой нагрузки на плоскую кровлю, нужно всегда учитывать возможность образования снежного мешка.

В таких случаях увеличение давления снеговой массы на кровлю учитывается с помощью повышения значения коэффициента μ. Поскольку низкие парапеты не могут привести к образованию снеговых мешков, то дополнительные расчеты производятся, начиная с высоты парапетов, определяемой по формуле:

h > So/2

So – это среднее нормативное значение, которое можно найти на карте снеговых нагрузок, эта величина берется в кПа, т.е. значение в кг/м² делится на 100.

Например, для Пензенской области So = 134 кг/м² (определили по карте). В кПа это будет

So = 1,34 кПа.

Рассчитываем максимальную высоту парапета, не влияющую на образование снеговых мешков:

So/2 = 1,34/2 = 0,67 м

Это значит, что для парапетов высотой менее 67 см в Днепропетровском регионе влияние снежного мешка учитывать не требуется.

Если парапет выше, чем So/2, то значение коэффициента μ определяется по формуле:

μ = 2*h/So, при этом он не должен быть больше 3.

Например, для парапета высотой 2 м для So = 1,34:

μ = 2*h/So = 2*2/1,34 = 2,98

Снеговая нагрузка на плоскую кровлю в этом случае составит:

S = μ*So = 2,98*134 кг/м² = 399 кг/м².

Необходимость установки снегозадержателей

Приведенные выше расчеты показывают, что снежный покров на крыше может приобретать довольно приличный вес, который к тому же имеет свойство подтаивать и уплотняться, превращаясь в более твердую субстанцию, которая в случае схождения с крыши может серьезно травмировать людей, повредить водосточную систему, а также причинить повреждения находящимся внизу машинам и прочему имуществу.

Самым лучшим способом уберечь себя от такой ситуации является монтаж снегозадержателей на крышу, что обеспечит надежное удержание снега на кровле и его постепенное таяние с удалением влаги через водостоки. Их установка особенно актуальна на городских многоэтажных домах со скатными крышами, поскольку, за счет большой высоты, падающая вниз лавина из мокрого снега и льда может отлетать на довольно большие расстояния от здания и несет в себе большую разрушительную силу.

Когда необходимо выполнять чистку крыши от снега

Очистка крыши от снега необходимо выполнять в следующих случаях:

Чистка снега с крыши. 1. Если крыша изначально была плохо спроектирована и не рассчитана на снеговую нагрузку для своего региона;

2. Когда скатная кровля не оборудована снегозадержателями и потому есть риск падения снежных масс на землю, что представляет опасность для находящихся внизу людей и имущества;

3. В случаях если ваша крыша нормально спроектирована, но по причине аномальных погодных условий снега выпало больше расчетной нормы, что может привести к нарушению либо обрушению кровли.

Важно помнить о том, что плотность снега сильно увеличивается во время оттепелей, а также под воздействием времени и солнечных лучей, в результате чего его удельный вес может сильно возрастать, и казавшийся относительно небольшим слой снега на самом деле будет превышать предельно допустимую нагрузку на кровлю.