Как рассчитать нагрузку снега на крышу
Перейти к содержимому

Как рассчитать нагрузку снега на крышу

  • автор:

Лёгкий метод расчёта снеговой нагрузки на крышу

На этапе расчёта стропильной конструкции, выбора покрытия и монтажа всех элементов крыши примите во внимание особенности климата местности, где расположено здание. Это касается не только промышленных объектов и многоквартирных домов, но и частных коттеджей со скатными крышами. Учитывая непредсказуемость российских зим, важен расчёт снеговой нагрузки.

Снеговая нагрузка на крышу в Московской области

«Шапка» на одной из крыш в Московской области, создающая снеговую нагрузку

Чем опасны снеговые нагрузки?

Атмосферные осадки, в особенности снег, скапливающий на кровле, оказывают на неё существенное давление. Как может показаться, чем севернее дом, тем оно больше. Это так лишь отчасти. Дело в том, что из-за частых перепадов температур с положительных на отрицательные на крыше образуется ещё и лёд. Такие глыбы существенно тяжелее. Кроме того, вес мокрого снега может превышать вес обычного в три раза! Нетрудно догадаться, что под его воздействием может деформироваться конструкция крыши.

Последствия деформации крыши из-за неправильного расчёта снеговой нагрузки

Последствия протечек из-за неправильного расчёта и монтажа крыши

Помимо этого, большие объёмы снега и льда могут повредить водостоки, а также представлять опасность для имущества, здоровья и даже жизни человека. Специально для этого в систему безопасности кровли входят снегозадержатели, способствующие равномерному оттоку воды с поверхности крыши.

Карта и формула расчёта снеговой нагрузки

Для определения значения снеговой нагрузки необходимо знать 2 показателя: район России, где расположен дом (определяется по карте ниже) и угол наклона крыши.

карта снеговых районов России

Приложение 5 к СНиПу 2.01.07-85. Для увеличения нажмите на изображение

Далее нужно применить формулу:

S = Sg * µ

S – значение снеговой нагрузки;

Sg – значение веса снежного покрова на 1м² горизонтальной поверхности (определяется в зависимости от района на карте по таблице ниже);

µ – коэффициент нагрузки на поверхность крыши в зависимости от угла её наклона.

  • Если угол наклона меньше 25°, то µ = 1;
  • Если угол наклона больше 25°, но меньше 60°, то µ=0,7
  • Если угол наклона больше 60°, то расчёт нагрузки не производится.

Расчёт снеговой нагрузки на крышу в Московской области

В качестве примера возьмём коттедж в Троицке с двускатной крышей, угол наклона которой 35°.

  • Это снеговой район |||. В этом случае Sg = 180 кгс/м².
  • Поскольку угол наклона находится в диапазоне от 25° до 60°, то µ=0,7
  • Подставляем полученные значения в формулу S = Sg * µ
  • S = 180 * 0,7 = 126 кгс/м²

Обратите внимание , что это значение является примерным. В случае со сложными крышами с множеством ендов и скатов, расположенных под разными углами, расчёт производить сложнее. Нагрузка в разных частях будет распределена неравномерно. Это может вызвать протечки и даже обрушение конструкции. Во избежание этого учитывайте все нюансы при расчёте и строительстве. Расчет можно произвести в специальных программах на компьютере или ноутбуке. Сломался ноутбук? Предлагаем ремонт ноутбуков Алматы с бесплатной диагностикой, доступными ценами и опытными мастерами. Выезд мастера бесплатно. Предоставляется гарантия 1 год на выполенные ремонтные работы.

Всегда качественные товары по низкой цене. Любые формы оплаты. Доставка по Москве и регионам. Посмотреть цены.

В нашем шоу-руме представлены почти все популярные модели кровельных материалов и аксессуаров для крыши. Смотреть фото стендов .

До реконструкции

После реконструкции

Полная реконструкция крыши. Переделка холодного чердака в теплый второй этаж. Посмотреть другие объекты >>

Как рассчитать снеговую нагрузку на кровлю?

Россия – снежная страна, и на основной части ее площади снег не тает в течение нескольких месяцев. В том числе и на крышах. Как предусмотреть снеговую нагрузку в расчетах и спроектировать надежную кровлю – расскажем в этой статье.

Нормативная и расчетная нагрузка

Исходя из истории метеонаблюдений, можно составить представление о том, какое количество снега в среднем выпадает в том или ином регионе. Узнать расчетный вес снегового покрова, накапливающегося на 1 кв. м горизонтальной поверхности земли в конкретной местности можно, обратившись к СП «Нагрузки и воздействия». В этом нормативном документе прописано разделение территории России на 8 снеговых районов, в которых выпадает от 80 до 560 кг снега на кв.м. Однако количество снега на кровле будет отличаться от этих значений – за счет ее уклона.

Снеговые районы Российской Федерации I II III IV V VI VII VIII
Sg, нормативный вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, кПа (кг/м²) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

Чтобы получить величину нормативной снеговой нагрузки на кровлю нужно умножить цифру, относящуюся к региону строительства, на поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона кровли.

S = Sg ⋅ m, где:

Sg — величина, взятая из таблицы;
m – коэффициент перехода от веса снегового покрова на уровне земли к снеговой нагрузке на покрытие.

При наклоне ската кровли:

  • меньше 30 градусов, m = 1; на кровле накапливается то же количество снега, что и на земле.
  • более 60 градусов, m = 0; снега на кровле практически нет.

Нормативная снеговая нагрузка – это среднее количество снега, которое будет лежать на кровле имеющей конкретный уклон и расположенной в конкретном месте.

Однако ориентироваться на среднее значение при расчетах нельзя. Во-первых, климат меняется, и все чаще количество выпадающего снега превышает средние значения. Во-вторых, на самой кровле снег тоже может лежать неравномерно, образуя зоны локальной перегрузки, так называемые «снеговые карманы». На распределение снега по кровле также влияет скорость и сила ветра, этот фактор тоже необходимо учитывать.

Сход снега с крыши

Сход снега с крыши

Поэтому для определения расчетной снеговой нагрузки нормативное значение умножают на коэффициент надежности. Обычно он равен 1,4. Это значит, что расчетные величины на 40% выше нормативных. Однако этого может не хватить для того, чтобы скомпенсировать экстремальные локальные перегрузки (например, снеговые мешки). Такие зоны распределения снега учитываются коэффициентом m по отдельным формулам из Приложения СП в зависимости от геометрических форм крыши, нагрузка от них рассчитывается отдельно!

Как снег распределяется на скате?

Свежевыпавший снег равномерно распределяется по поверхности крыши, однако со временем под действием силы тяжести он начинает перемещаться вниз. Многочисленные циклы таяния и замерзания приводят к скапливанию больших масс снега в районе карнизных свесов. Именно поэтому кабельный обогрев кровли предусматривают по периметру крыши – он позволяет растопить снег в самых опасных и нагруженных зонах.

Кабельный обогрев черепицы

Кабельный обогрев черепицы

На скатах тоже есть отдельные узлы и участки, где снеговая нагрузка значительно превышает среднюю величину. Например, зоны за дымоходными трубами, ендовы, слуховые и мансардные окна.

В этих опасных зонах укладывают сдвоенные стропила, чей запас прочности намного выше, чем у обычных одинарных стропил.

Снег снегу рознь!

Удивительно, но вес снежного покрова одной и той же высоты может различаться в 5-7, а то и 10 раз, в зависимости от «возраста» снега, влажности воздуха, даты, количества прошедших оттепелей и других факторов. Поэтому оценить массу скопившегося на крыше снега «на глаз» практически невозможно!

Как ветер влияет на распределение снега на крыше?

Ветер легко переносит снежинки с места на место, и это тоже необходимо учитывать. В зависимости от того, как расположено здание относительно направления господствующих ветров, сколько скатов имеет крыша и под каким углом к горизонту они расположены, влияние ветра будет уменьшаться или увеличиваться. Например, если конек двускатной крыши расположен перпендикулярно направлению ветра, то поток воздуха будет переносить снег с наветренного ската на подветренный. В предельном случае на подветренном скате может скопиться почти в два раза больше снега!

Снегозадержатели - обязательный элемент безопасной кровли

Снегозадержатели — обязательный элемент безопасной кровли

Для двускатных крыш с углом наклона 15-40 градусов, коэффициент накопления снега будет равен 0,75 с наветренной стороны, и 1,25 с подветренной. На него нужно умножить значение удельного веса снега в выбранном регионе, взятое из таблицы 1, а также умножить на коэффициент m и коэффициент надежности 1,4.

Численное значение снежной нагрузки обычно очень изумляет далекого от строительства человека. И автоматически снимает страх перед укладкой тяжелых кровельных покрытий, таких как керамическая или минеральная черепица, ведь в общей структуре нагрузок вес кровельного материала занимает не такую уж большую долю. Если грамотно рассчитанные стропила легко выдерживают давление двух-трех центнеров снега, то какая разница, сколько весит квадратный метр кровли – 5 килограммов или 45?

Снеговая нагрузка на крышу

Снеговая нагрузка, фото

Никого не удивляет ситуация, когда снежная масса на крыше заставляет нервничать, забираться на кровлю и убирать накопившийся слой снега. Даже если снеговая нагрузка рассчитывалась по максимальному значению при монтаже кровли, строительстве основания и каркаса крыши здания, в соответствии с рекомендациями СНиП 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.

Зачем учитывать давление снега?

Снеговая нагрузка, фото 1

Снеговая нагрузка, карта зонального распределения по территории Российской Федерации

Снеговая нагрузка, фото 2

Понятно, что на огромной территории Российской Федерации среднестатистическое количество осадков, в виде снега, существенно различается по регионам. По результатам многолетних наблюдений и вычислений, составлена карта территории страны, на которой указаны восемь различных зон по уровню снеговой нагрузки.

Снеговая нагрузка, фото 3

Таблица зонального распределения территории РФ по среднему значению снеговой нагрузки

Снеговые районы Российской Федерации I II III IV V VI VII VIII
Расчетный вес снегового покрова Q на 1 м² горизонтальной поверхности земли, кПа (кг/м²) 0,8 (80) 1,2 (120) 1,8 (180) 2,4 (240) 3,2 (320) 4,0 (400) 4,8 (480) 5,6 (560)

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: S=Sg*m, где:

  • Sg — расчётное значение веса снегового покрова на 1м. кв. горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице;
  • m – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие;
  • расчётное значение веса снегового покрытия Sg принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации.

Коэффициент m зависит от угла наклона ската кровли, при углах наклона ската кровли:

  • меньше 25 градусов m принимают равным 1;
  • от 25 до 60 градусов значение m принимают равным 0,7 (примерно, для каждого уклона свое значение);
  • более 60 градусов значение m, в расчёте полной снеговой нагрузки, не учитывают.

Для простых зданий и построек снеговая нагрузка на плоскую крышу рассчитывается, исходя из прочности и несущей способности самого слабого звена конструкции:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

Снеговая нагрузка, фото 5

На фото: обрушение крыши под тяжестью снега на Гомельщине. Стропильная система не выдержала нагрузки…

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 усилие разрыва, действующее на кровельное полотно, будет значительно выше среднего значения по крыше.

Снеговая нагрузка, фото 6

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.

Как рассчитывается снеговая нагрузка?

Снеговая нагрузка, фото 7

Несмотря на то, что скатные конструкции кровли имеют определенные преимущества перед плоскими вариантами, в любом случае выполняется расчет давления на несущие элементы крыши в результате возникновения снеговой нагрузки. Цель расчета — определить ориентировочный средний размер стропил в зависимости от общей массы кровельного пирога, снеговой и ветровой нагрузки.

Стандартный подход в определении величины нагрузки площади ската требует выполнения следующих расчетов:

  1. Определяется максимальная высота снегового заряда на крыше и его вес на единицу площади крыши;
  2. По рекомендациям и нормативам СНиПа определяют коэффициент уменьшения давления на скатной поверхности в сравнении с плоской крышей, при этом качество и шероховатость кровельного материала в расчет не принимают, используется только угол наклона кровли;
  3. Перемножая массу на коэффициент уменьшения и площадь поверхности, получают давление от снеговой массы, передающееся на стены и фундамент. Но этой величиной только оценивается снеговая нагрузка, она не используется для точных расчетов.

Важно! При этом в стандартном способе расчета принимается, что снеговой покров распределен равномерно по всей плоскости крыши.

Как и для плоских вариантов крыш, нагрузку от снеговой массы на скатных конструкциях можно посчитать с помощью программы – калькулятора, в ней содержится много поправочных коэффициентов, поэтому результат получается несколько точнее грубой оценки в одно арифметическое действие.

Снеговая нагрузка на различных участках крыши

Снеговая нагрузка, фото 8

Зачастую считают, что давление снега на скат кровли не зависит от высоты покрова. Это действительно так, но только для свежевыпавшего снега и только для абсолютно герметичных кровель с углом наклона не менее 25%. Во всех остальных случаях неравномерное давление снега начинает сказываться уже через сутки.

Снег в любом случае начинает перемещаться вниз и таять. Большая часть массы уйдет с коньковой поверхности вниз, ближе к свесам. Часть воды затекает в стыки между листами кровли и может намерзать или улавливаться теплоизоляцией. Чем теплее кровля, тем крепче держится снег на ее поверхности. В некоторых случаях используют обогревающие элементы, позволяющие растопить замерзшую воду в самых опасных для крыши местах — центральной части и на свесах.

Снеговая нагрузка, фото 9

На рисунке приведена схема прогиба скатной кровли, полученная расчетным способом моделирования на компьютере.

Снеговой заряд на крыше начинает перераспределяться вдоль ската, в первую очередь из-за процесса уплотнения, и во вторую — из-за неравномерной деформации стропильной системы. Центральная часть стропил, самая гибкая и неустойчивая, прогибается, и соответственно, в каждой точке кровли под снеговой нагрузкой меняется угол наклона ската, а значит, на участках, ближе к свесам, увеличивается давление на стропильный каркас.

Часто сбивают с толку данные о количестве и мощности снегового покрова в различных климатических поясах. Эти сведения имеют очень среднее значение, в одних условиях из-за наветренной позиции крыши снега меньше, а с подветренной – больше. Кроме того, на самой крыше имеется масса конструктивных элементов и участков, где снеговая нагрузка значительно выше средней величины. Например, углы ендова, слуховые и мансардные окна.

Снеговая нагрузка, фото 10

В этих местах при неудачном направлении ветра может образоваться сугроб в несколько раз выше среднего значения. Самым неприятным явлением в перемещении снеговой массы является скопление на свесах огромных зарядов снега, перемешанных с талой водой. Снеговая нагрузка такой массы может на порядок превышать среднюю характеристику давления снега из справочных данных.

На процесс скопления снега может влиять даже материал кровли. Неплохо сбрасывают снег крыши, крытые металлическим оцинкованным покрытием, металлочерепицей, хуже всего борется со снегом ондулин и битумная черепица, рулонная кровля. Не стоит сбрасывать со счетов и обогрев кровли, устройство снегозадержателей и множество других нюансов, заметно облегчающих жизнь владельцам зданий и сооружений в зимний период.

Поэтому, никогда не помешают рекомендации профессионалов, как при подготовке к проведению ремонтов кровель, так и при строительстве новой кровли.

Уважаемые посетители!

Мы с удовольствием ответим на возникшие вопросы. Для этого Вы можете:

позвонить по номеру: +7 (495) 669 31 74

или отправить сообщение по адресу: info@bta.ru

и получить подробную консультацию.

Зима близко! Делаем расчеты снеговой нагрузки на крышу правильно

Зима близко! Делаем расчеты снеговой нагрузки на крышу правильно

При строительстве нового дома важно просчитывать каждый нюанс. Относительно кровли одним из важнейших факторов является снеговая нагрузка. В зависимости от того сколько в среднем в регионе выпадает осадков, в том числе и снега, зависит насколько сильно будет укреплена стропильная система кровли. Как правильно рассчитать допустимую нагрузку снежной шапки, мы рассмотрим в данной статье.

Снег, и его влияние на кровлю

  1. Сайт Минстроя и его интерактивная карта страны, разбитая на участки с указанием средней снеговой нагрузки на метр квадратный.
  2. Официальный документ «Свод Правил 20.13330» в редакции 2016 года. Необходимые нормы можно найти в разделе «Нагрузки и воздействия».
  3. Любая районная строительная компания, у которых обязательно есть самые точные и свежие данные.

Откуда ждать опасность?

Снег на крыше не имеет постоянной массы – и в этом заключается самая большая проблема. Когда снег выпадает в сухую и морозную погоду, то его масса на метр квадратный составляет всего 10 кг. Но воздушным и пушистым он остается недолго. На первый выпавший слой ложится последующий. Нижние слои спрессовываются и уже в одном квадратном метре масса снега вырастает до 60 кг. Если же случиться оттепель, то снег впитает влагу и его вес увеличиться в разы. А если после потепления стукнет мороз снова, то снежная масса превратиться в лед и соответственно вес льда будет исчисляться на порядок большими числами.

Таким образом, следует понимать, что вес снега зависит напрямую от его плотности. И если зима в регионе была без оттепелей, а выпадение осадков не превышало норм, то к концу зимы вес кубометра снега будет составлять 300-400 кг. А вот при влажном климате, частых оттепелях зимой и вновь возвращающихся морозов, снеговая нагрузка может достигать 700 кг, а в некоторых случаях и целой тонны.

Также ошибочно полагать то, что если снег выпал 1 раз за зиму и временного тепла не было, то после слеживания снега и уменьшения его в объеме, уменьшается и его вес. Это заблуждение. Так как уходит объем, но плотность снега не меняется, и поэтому вес осадков никуда не девается.

Однако главную опасность для кровли представляют снежные мешки, образующиеся на безветренных участках крыши. Верхние слои снежного холма подтаивают на солнце, а нижние впитывают влагу и превращаются в лед. Таким образом, к концу зимы, вес такого мешка, будет превышать все допустимые нормы нагрузки на кровлю. Это также нужно учитывать строителям и домовладельцам.

Как исключить критическую нагрузку на кровлю

Решается данная проблема разными способами. Изначально строители рассчитывают:

  1. Нормативную снеговую нагрузку. Это теоретическая величина, которая позволяет исключить возможный прогиб балки.
  2. Расчетную нагрузку, она же практическая. Данный показатель выводится исходя из того, что неблагоприятные обстоятельства будут максимальные. Получается коэффициент надежности равный не менее 1,4, который умножается на нормативную нагрузку и следовательно, фактическая снеговая нагрузка будет всегда на 40 % выше, чем нормативный показатель.

Также вопрос с накоплением снега решить можно практически, регулярно очищая кровлю от снега вручную, вмонтировать систему подогрева, установить снегозадержатели, увеличить наклон ската.

Из вышеперечисленных методов, самым простым кажется первый – регулярно очищать крышу от снега. Но это одновременно и самый трудоемкий и опасный способ избежать критической нагрузки на кровлю. Проще установить снегозадержатели. Они словно делят кровлю на одинаковые по площади участки, разбивая снежную массу на равные части, не позволяя ей сползать и накапливаться в одном месте. Таким образом критической нагрузки просто не будет, а весной солнце окончательно растопит снег. А если в кровлю вмонтировать систему подогрева, то периодически ее включая, от снега можно избавиться значительно быстрее и не нужно будет ждать весны.

Еще один популярный вариант – увеличить угол наклона ската при строительстве от 45 до 60 градусов. На такой крыше снег просто не сможет задерживаться, и он сам будет падать вниз. Но в данном случае есть нюанс. В сильно ветренных районах такая кровля будет подвергаться воздействию сильных ветров, создавая эффект паруса, что тоже очень опасно.

Производим расчет снеговой нагрузки

А теперь пришло время вникнуть в сами расчеты снеговой нагрузки:

  1. Нормативный показатель рассчитывается следующим образом. Из таблицы СП выбирается регион и средняя величина в нем осадков. Эта цифра дает примерный вес снега на 1 кв. м. Эту цифру умножают ан коэффициент угла наклона ската. Например, при 25 градусах он равен 1. При угле наклона до 60 градусов – 0,7.
  2. Расчетный вес снега рассчитывается на основании нормативной величины умноженной на коэффициент надежности, который равен обычно 1,4. Но тут нужно избежать распространенной ошибки, предельная нагрузка должна рассчитываться с учетом не только давления осадков, но во внимание берется и вес черепицы и прочих материалов, из которых возводится кровля, вес обрешетки и даже человека, который возможно будет выполнять на крыше определенные работы. Только с учетом всех вероятных факторов, можно рассчитать необходимый шаг стропильной системы, чтобы крыша не служила человеку на пределах своих возможностей.

Несколько важных слов

Для того, чтобы правильно подобрать стропильную систему для вашей кровли, необходимо обязательно учитывать снеговую нагрузку. Для этого, в первую очередь следует обратиться к нормативным документам, из которых берется средняя величина выпадения осадков в регионе. Эта цифра указывает на то, сколько снега приходится на квадратный метр кровли.

После этого производится анализ возможной дополнительной нагрузки, в том числе и вес человека, который будет выполнять работы на крыше. Таким образом все нагрузки суммируются и выводится коэффициент надежности. Далее нормативный показатель умножается на выведенный коэффициент. Собственно говоря, вот так и находится реальный вес (причем с немалым запасом), который должны выдерживать перекрытия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *