Розрахунок снігового навантаження на покрівлю
В інформаційному розділі нашого сайту Ви можете знайти корисну інформацію про розрахунки, технології та методи виконання робіт.
Сніг, що лягає на будинки, створює додаткове навантаження на несучі конструкції покрівлі. У північних регіонах узимку на дахах можуть накопичуватися десятки тонн снігу.
Цей фактор обов’язково повинен враховуватися при проектуванні кроквяних систем та перекриттів плоских покрівель, інакше вони можуть не витримати ваги снігових мас та обвалитися.
Розглянемо, як проводиться розрахунок снігового навантаження на покрівлю та вибір параметрів кроквяної системи.
Ми рекомендуємо не шукати готових рішень, а скористатися матеріалами нашої статті та зробити розрахунок самостійно.
Це не займе багато часу – матеріал викладено докладно, з прикладами, розрахунки робляться просто та швидко, а їх результат забезпечить 100% надійність вашої покрівлі.
Зміст:
Навіщо виконується розрахунок снігового навантаження
Метою розрахунків є визначення розмірів перерізу крокв та відстані між ними, які забезпечать надійність конструкції в екстремальних умовах, характерних для місцевості, у якій будується будинок.
У першу чергу необхідно розрахувати снігове та вітрове навантаження, впливу яких піддаються крокви. Для цього необхідно:
1. Виконати розрахунок снігового навантаження на дах;
2. Визначити тиск вітру на покрівлю.
Як розрахувати снігове навантаження
Очевидно, що снігове навантаження на дах визначається масою снігу, що лежить на ній, і кутом нахилу покрівлі.
Вага снігового шару, що накопичується на покрівлях, залежатиме від клімату місцевості, він різний для різних регіонів і визначається за картою районування території з характеристичними значеннями ваги снігового покриву.
Знайшовши на карті свій регіон, дивимось, яким кольором та цифрою він позначений, і знаходимо внизу таблиці значення нормативного снігового навантаження (So) для цієї зони.
Для прикладу візьмемо Дніпропетровську область, вона потрапляє до 3-ї зони, нормативне снігове навантаження для якої становить So = 134 кг/м².
Кут, під яким нахилений скат покрівлі до горизонтальної поверхні, впливає на величину снігового навантаження наступним чином – чим він більший, тим більше снігу зсипається вниз і менше затримується на покрівлі. Для обліку кута нахилу схилу (α) існує коефіцієнт μ.
Для скатів з нахилом від 0 до 30° коефіцієнт μ приймається рівним 1. Це означає, що при кутах нахилу скатів до 30° включно, снігова маса затримується на них у тому ж обсязі, як і на плоских дахах. Розрахунок снігового навантаження для дахів з невеликим ухилом не відрізняється від обчислення для плоских покрівель.
Більше похилі скати, що мають кут нахилу до горизонту (α) понад 30°, потребують обчислення коефіцієнта μ за формулою:
μ=0,033*(60 – α)
Очевидно, що при α = 60° другий множник у цій формулі дорівнюватиме 0, отже, і коефіцієнт μ дорівнюватиме нулю. Це означає, що для покрівель з ухилом скатів до горизонту від 60° та вище снігове навантаження не враховується, оскільки сніг на таких дахах не затримується.
Розрахуємо значення коефіцієнта μ для кута нахилу α = 45°
μ = 0,033*(60 – α) = 0,033*(60 – 45) = 0,495, округляємо цю величину до 0,5
Визначивши значення So (по карті) та розрахувавши μ, визначаємо снігове навантаження за формулою:
S = μ*So
Для нашого прикладу будинку у Дніпропетровській області з ухилом скату 45°:
So = 134 кг/м²
μ = 0,5
S = 0,5*134 кг/м² = 67 кг/м²
Тепер ви знаєте, як розрахувати снігове навантаження. Але ми розглянули випадок простого двосхилого даху, але ж покрівля може мати складнішу форму. У такому випадку розрахунок ведеться для найбільш пологих ділянок, де скупчення снігу будуть максимальними.
Розрахунок снігового навантаження на плоску покрівлю
За таких розрахунків слід враховувати таке явище, як скупчення снігового мішка.
Сніговий мішок утворюється у місцях різкого перепаду висот покрівлі. Найчастіше таке трапляється на плоских покрівлях із високими парапетами, коли біля вертикальної поверхні намітає вітром шар снігу набагато більшої товщини, ніж у інших місцях даху.
Тому, розраховуючи снігове навантаження на плоску покрівлю, потрібно завжди враховувати можливість утворення снігового мішка.
У таких випадках збільшення тиску снігової маси на покрівлю враховується з допомогою підвищення значення коефіцієнта μ.
Оскільки низькі парапети не можуть призвести до утворення снігових мішків, то додаткові розрахунки здійснюються, починаючи з висоти парапетів, яка визначається за формулою:
h > So/2
So – це середнє нормативне значення, що можна знайти на карті снігових навантажень, ця величина береться в кПа, тобто. значення кг/м² ділиться на 100.
Наприклад, для Дніпропетровської області So = 134 кг/м² (визначили за картою). У кПа це буде
So = 1,34 кПа.
Розраховуємо максимальну висоту парапету, що не впливає на утворення снігових мішків:
So/2 = 1,34/2 = 0,67 м
Це означає, що для парапетів заввишки менше 67 см у Дніпропетровському регіоні вплив снігового мішка враховувати не потрібно.
Якщо парапет вище, ніж So/2, то значення коефіцієнта визначається за формулою:
μ = 2*h/So, при цьому він не повинен бути більшим за 3.
Наприклад, для парапету заввишки 2 м для So = 1,34:
μ = 2*h/So = 2*2/1,34 = 2,98
Снігове навантаження на плоску покрівлю в цьому випадку становитиме:
S = μ*So = 2,98*134 кг/м² = 399 кг/м².
Необхідність встановлення снігозатримувачів
Наведені вище розрахунки показують, що сніговий покрив на даху може набувати досить пристойної ваги, яка до того ж має властивість підтаювати і ущільнюватися, перетворюючись на більш тверду субстанцію, яка у разі сходження з даху може серйозно травмувати людей, пошкодити зливосточну систему, а також заподіяти пошкодження розташованим знизу машинам та іншому майну.
Найкращим способом уберегти себе від такої ситуації є монтаж снігозатримувачів на дах, що забезпечить надійне утримання снігу на покрівлі та його поступове танення з видаленням вологи через водостоки.
Їх встановлення особливо актуальне на міських багатоповерхових будинках зі скатними дахами, оскільки, за рахунок великої висоти, лавина з мокрого снігу і льоду, що падає вниз, може відлітати на досить великі відстані від будівлі і несе в собі велику руйнівну силу.
Коли необхідно виконувати чистку даху від снігу
Очищення даху від снігу необхідно виконувати у таких випадках:
1. Якщо дах з самого початку був погано спроектований і не розрахований на снігове навантаження для свого регіону;
2. Коли скатна покрівля не обладнана снігозатримувачами і тому є ризик падіння снігових мас на землю, що становить небезпеку для людей і майна, що знаходяться внизу;
3. Якщо ваш дах нормально спроектований, але через аномальні погодні умови снігу випало більше розрахункової норми, що може призвести до порушення або обвалення покрівлі.
Важливо пам’ятати про те, що щільність снігу сильно збільшується під час відлиг, а також під впливом часу і сонячних променів, в результаті чого його питома вага може сильно зростати, і шар снігу, що здавався відносно невеликим, насправді буде перевищувати гранично допустиме навантаження на покрівлю.
Вітровий тиск
На каркас покрівлі впливає не тільки снігове, а й вітрове навантаження. Воно розраховується за такою формулою:
Wm = Wo*K*C
Де Wo – це нормативний вітровий тиск, який визначається за картою вітрового районування;
К – коефіцієнт, що враховує вплив висоти будівлі;
С = 0,8 – аеродинамічний коефіцієнт, рекомендується брати його максимальне значення 0,8.
На карті вітрового районування необхідно знайти свій регіон та подивитися внизу відповідне значення Wo. Для Дніпропетровської області Wo = 50 кг/м².
Коефіцієнт К визначаємо по таблиці, при цьому висоту будинку беремо від ґрунту до ковзана і враховуємо його розташування щодо інших будинків.
Для будинку висотою 4,8 м розташованого на відкритій місцевості К = 0,75.
Для прикладу будинку, висотою менше 5м у Дніпропетровській області, розташованого на пустирі, вітровий тиск становитиме:
Wm = 50 кг/м²*0,75*0,8 = 30 кг/м²
Ці дані допоможуть нам розрахувати необхідну конструкцію покрівлі і змонтувати крокви необхідної міцності, для того щоб побудований дах впевнено витримував навантаження, що впливають на нього, і не потребував постійного чищення і догляду.
Для повної картини нам потрібно також врахувати вагу самого даху та розрахувати параметр кроквяної конструкції, що ми зробимо в окремій статті.
