Расчет снеговой нагрузки, что нужно учитывать, какие могут быть последствия

Содержание:

В условиях сурового российского климата в зимнее время кровельные конструкции испытывают значительную снеговую нагрузку. Этот фактор надо принять во внимание во время проектирования стропильной системы и несущих элементов конструкции. В данной статье мы расскажем о том, как согласно СНиПам произвести расчет снеговой нагрузки на крышах с разным типом стропильной системы.

Расчет давления снежной массы на крышу здания выполняется, в первую очередь, с целью минимизации последствий от чрезмерного давления на кровлю. Поэтому во время оборудования кровли устанавливают снегозадержатели, которые предотвратят соскальзывание снега со свеса крыши. Примечательно, что в разных регионах России показатели снеговых нагрузок могут отличаться.

Стоит отметить, что избыточное количество снега на крыше может не только спровоцировать деформации стропильной системы, но и стать причиной проникновения воды в пространство под кровлей. Происходит это, когда из-за обледенения затрудняется отток воды с крыши, и она начинает просачиваться в щели. Хотя максимальное количество осадков выпадает в горных районах, все же наиболее пагубно на крышу влияет периодическое оттаивание, обледенение и промерзание. Эти явления могут стать причиной разрушения кровельного покрытия, нарушений в работе стоков и соскальзывания снега с крыши.

Последствия от излишней снеговой нагрузки

Примечательно, что около 5 % всего количества снега, находящегося на крыше, испаряется в течение 24 часов. Это следует учитывать во время расчета нагрузки на крышу от снега.

Лежащий на крыше снег может сдуваться ветром, соскальзывать, покрываться коркой, что может стать причиной таких явлений:

• Во время оттепели и последующего сильного похолодания снеговая нагрузка на кровлю существенно возрастает; в связи с этим расчетные показатели оказываются превышены; в результате могут быть повреждены не только гидро- и теплоизоляционные слои, но и стропильная конструкция.
• Снеговая нагрузка на скатную кровлю сложной формы, содержащую различные переломы и архитектурные элементы, распределяется неравномерно. Следовательно, не всегда есть возможность точно произвести расчеты.
• Если слишком большое количество снега скопится у края крыши, это может угрожать проходящим под зданием людям. Поэтому в тех регионах, где зимой ожидается существенный объем снега, на крышах монтируют снегозадержатели.
• Соскальзывание снежного покрова с козырька крыши угрожает также и водостокам. Для их защиты рекомендуется устанавливать снегозадержатели, либо вовремя очищать снег.

Методы удаления снега с кровли

В нашей стране ручная очистка крыш от скопившегося снега является довольно распространенной, но, отнюдь не безопасной. Поэтому во время проектирования несущей конструкции кровли, а также выбора кровельного материала, снеговая нагрузка обязательно принимается в расчет. Поскольку уклон ската напрямую влияет на количество снега, который может задержаться на крыше, в регионах, где зимой выпадает очень много снега, скатные кровли делают с уклоном в пределах 45-60 градусов.

Чтобы избежать обледенения и появления сосулек, на крыше обустраивают системы кабельного обогрева. Для этого нагревательный контур пускают по периметру кровли, поместив его перед стоком. Управлять таким обогревом можно вручную либо с помощью автоматики.

Нормы СНиП для расчета нагрузки от снега

Чтобы не допустить повреждения каркаса крыши, кровельного покрытия, а также несущих элементов строения, в процессе проектирования делают расчет ожидаемой нагрузки от снега. Средняя масса одного метра кубического снега составляет 100 килограмм, однако, масса мокрого снега достигает 300 килограмм на метр кубический. Исходя из этих данных, достаточно легко вычислить ожидаемую нагрузку на поверхность крыши, зная площадь и расчетную толщину слоя снега.

Обычно толщину снежного слоя замеряют на ровном участке, а затем умножают ее на 1,5, то есть коэффициент запаса. Значение коэффициента отличается в зависимости от региона, особенности которых указаны в специальной карте снеговой нагрузки.

Согласно СНиП расчет снеговой нагрузки на кровлю выполняется по такой формуле:

S = Sр×μ;

где S = максимальная Снеговая нагрузка;

Sр = расчетная масса снега на одном квадратном метре поверхности;

μ – коэффициент, учитывающий уклон ската.

Согласно СНиП снеговая нагрузка на кровлю рассчитывается с учетом таких коэффициентов μ:

• если наклон крыши ниже 25º - коэффициент равен 1;
• уклон ската в пределах 25-60º предполагает показатель 0,7 (расчет угла уклона кровли - калькулятор);
• для скатных кровель, уклон которых превышает 60º, данный коэффициент не принимается в расчет вовсе.

Пример расчета нагрузки и снегового мешка

Рассчитаем показатели снеговой нагрузки для строения в Московской области с уклоном скатов 30º.

Порядок вычислений таков:

1. Согласно карте нагрузок, Московский регион относится к 3-му климатическому району с расчетным значением массы снега в 180 кг/м².
2. С учетом коэффициента из СНиП полная нагрузка составит: 180×0,7=126 кг/м².
3. Исходя из максимальной величины снеговой нагрузки, рассчитывают стропильную систему для здания.

Монтаж снегозадержателей на скатную кровлю

При условии корректного расчета нагрузки, необходимости в дополнительной очистке крыши от снега – нет. Предотвратить его сползание к козырьку помогут снегозадерживающие приспособления. Такие устройства позволяют избежать ручной очистки крыши, и достаточно просты в использовании.

Как правило, используются трубчатые конструкции. Они рассчитаны на показатели Снеговой нагрузки в пределах 180 кг/м². Если снеговой мешок на кровле существенно больше этого показателя, снегозадержатели устанавливают в несколько рядов.

Согласно СНиП снегозадержатели монтируют таким образом:

• предполагается наличие внешнего водостока и уклон скатов от 5 %;
• расстояние от козырька крыши до снегозадержателя составляет 0,6-1 м;
• обязательным условием установки трубчатых снегозадержателей является наличие сплошной обрешетки кровли.

Размеры, тип конструкции снегозадерживающих приспособлений, размещение и принцип работы этих устройств, можно также найти в СНиП.

Горизонтальные крыши

На крышах с абсолютно плоской горизонтальной поверхностью в зимнее время собирается максимальное количество снега. В данном случае при расчете снеговой нагрузки следует учитывать максимально возможный запас прочности. Поскольку в Российской Федерации зимой выпадает очень много снега, плоские крыши мало распространены. Причина заключается в том, что при расчете несущих конструкций может быть не учтена нагрузка снега, скопившегося на поверхности крыши. Чтобы обеспечить отток воды с плоской поверхности, на ней монтирует систему обогрева. Чтобы талые воды стекали со всей поверхности кровли, на ней делают уклон к водосточному желобу не менее 2º.

Особое внимание вычислению снеговых нагрузок стоит уделять при возведении загородного домика, навеса или стоянки для авто. Хотя, стремясь сэкономить средства, владельцы сооружают недостаточно надежную конструкцию, забывая при этом об увеличении нагрузки на кровлю в зимнее время. Чтобы избежать неприятных последствий, рекомендуется монтировать сплошную обрешетку, а также прочный каркас для кровли и прочие несущие конструкции. Правильно выполнив расчет нагрузки на крышу, можно будет определиться с типом кровельного материала.

Безусловно, корректный расчет нагрузки на стропильную конструкцию позволит максимально продлить срок службы постройки, а также увеличить надежность крыши. Снегозадержатели позволят избежать возможного обрушения снега с крыши и обеспечат безопасность людей. Кроме того, очищать снег вручную будет не нужно. Наконец, укладка нагревательного контура по периметру крыши позволит гарантировать эффективную работу водостока при любых погодных условиях.