Сколько весит снег на метр квадратный на крыше

Вес снега на 1 м2

При проектировании кровли необходимо учесть весовые нагрузки на стропильную часть, на стены дома и произвести расчет снеговой нагрузки на кровлю, поскольку в зимний период осадки могут превышать вес кровельного материала.

Для полного расчета кровли необходимы следующие данные: площадь кровли. длина коньков, длина хребтов, количество хребтов, длина карнизных свесов, длина фронтонных свесов, количество фронтов, длина ендов, количество ендов, выходящих на карнизный свес, длина примыканий, длина снегозадержателей, уклон наклона ската

Как производится расчет кровли?

Расчет начинается с определения геометрии крыши, для того, чтобы получить размеры для определения площадей и углы наклона скатов с целью узнать параметры схода снега с крыши.

Районирование территории Российской Федерации по расчетному значению веса снегового покрова.

Итак, получив площадь кровли, мы можем определить вес пирога, зная вес каждого материала, и это будут постоянные нагрузки на стропильную часть. На самом деле не так важно, чем крыть крышу, если это не натуральная черепица, то средние значения веса 1 м2 составляют от 25 до 40 кг/м2. Весовые характеристики любого материала приведены в сопроводительных документах, необходимо просто сложить все веса, умножить на поправочный коэффициент 1,1 и получим примерный расчет нужного веса.

Крышу таким образом посчитали, но стоит иметь в виду, что несмотря на точный результат, обычно принимается вес кровли за 55 кг/м2. Делается это потому, что в случае замены кровли спустя много лет, часть материала может быть другим и стропильная часть потребует переделки и усиления. Чтобы избежать этого и берется запас. Не стоит думать, что в таком случае расчет нагрузки от материала на крышу не нужен, вы можете получить и 45 и 50 кг/м2, но можете и 60 кг/м2, а тогда стропила окажутся слишком слабой частью всей конструкции.

Особенности снеговой нагрузки

Прежде чем приступать к этой части, необходимо определить положение дома на карте снеговых нагрузок России, и получить данные в формате Х кгс/м2. Это вес снега выпадающего на 1 м2 горизонтальной поверхности. Углы склона скатов дадут поправочный коэффициент:

• меньше 25 градусов – 1;
• при углах меньше 60 градусов 0,7;
• и при более острых углах (например, 75 градусов) снеговой нагрузки не будет, поскольку такой скат обеспечивает до 100% схода снега при выпадении.

После учета данного результата, необходимо учесть воздействие ветров, которые считается по таблицам ветровых влияний в зависимости от высоты дома и места расположения, и, получив расчет веса 1 м2, перейти к стропильной части.

Схема образования снеговых мешков. Пример для крыш с уклонами скатов от 20 до 30 град.

Стропильная часть кровли

Нагрузки на м квадратный выяснили, теперь нам необходимо рассчитать стропильную часть. Важнейшим элементом стропильной системы является мауэрлат. Это балка, которая устанавливается на верхний край стены и служит для равномерного перераспределения весовой нагрузки крыши на стены дома. Расчетных значений здесь нет, но есть определенные правила.

Во-первых, наиболее предпочтителен брус квадратного сечения.

Во-вторых, устанавливается он с таким расчетом, чтобы до углов несущей стены по ширине осталось не менее 3 см (лучше 5). Иначе говоря, при толщине верней части стены в 40 см ширина мауэрлата составит 30 см.

Схема нормативных снеговых нагрузок и коэффициента m. Другие значения коэффициента m приведены в СНиП 2.01.07-85.

В-третьих, при тонкой стене (например, из монолитного армированного бетона), мауэрлат устанавливается с перекрытием 3-5 см, например, при толщине стены в 10 см, ширина мауэрлата будет 20 см.

Делается это для того, чтобы при перераспределении нагрузок не повреждались края стены, наиболее подверженные разрушению. Расчет стропил лучше производить при помощи программ, которые доступны в интернете, в том числе для расчета он-лайн. Главное правило тут – точно и аккуратно внести все данные, убедится, что учтены все конструктивные элементы.

Обратим внимание, что не все программы такого рода учитывают в итогах прогиб. Прогиб – это свойство стропил прогибаться на определенную величину в мм, при нагрузках, и чем длиннее балка, тем больше прогиб. Если в программе такой опции нет, можно в любом справочнике материалов найти рассчитанную для вас балку, и уточнить какой прогиб на погонный м она имеет.

Поправочный коэффициент простой, при прогибе больше допустимого (10-15 мм) необходимо увеличить сечение балки на 20%. То есть балку 50х200 мм, рассчитанную программой заменяем на 50х240 мм.

Что получаем в итоге всего

После проведения всех расчетов получим состав конструктивных элементов, количество балок, вес крыши с учетом снеговой и ветровой нагрузки, и сможем просчитать общий вес крыши. Останется оценить распределение весового воздействия на стену, сравнив ее с прочностью материала стены, и убедиться, что стена выдержит.

Здесь стоит иметь в виду, что запас прочности стены должен составлять не менее 25-30%, ведь даже в спокойных регионах не редкость очень сильные ветры или обильные снегопады, и пиковая нагрузка может кратковременно превысить расчетную. Как правило, такие воздействия скоротечны, и стропильная система выдержит, но если у стены нет запаса прочности, то сами понимаете, может произойти разрушение связки мауэрлат – стена.

Поэтому отнеситесь с вниманием к данному вопросу, используйте эту статью, чтобы если и не рассчитать все самому, то проконтролировать расчеты проектировщика.

Нагрузки воспринимаемые стропильными конструкциями

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.

Расчёт стропильных конструкций по предельным состояниям первой и второй групп нагрузок следует выполнять с учётом неблагоприятного их сочетания.

Снеговая нагрузка

Полное расчётное значение снеговой нагрузки определяется по формуле:
S=Sg*m
где,
Sg — расчётное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности крыши, принимаемое по таблице, в зависимости от снегового района Российской Федерации
m — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие. 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 мю принимают равным 0,7
• при углах наклона ската кровли более 60 градусов значение мю, в расчёте полной снеговой нагрузки, не учитывают

Таблица определения снеговой нагрузки местности

Ветровая нагрузка

Пример 1.
Расчет снеговой нагрузки на стропильную систему крыши для Москвы и Московской области

Исходные данные:

• Регион: Москва
• Уклон кровли 35 градусов

Найдем полное расчётное значение снеговой нагрузки S

• Полное расчётное значение снеговой нагрузки определяется по формуле:S=Sg*m
• по карте зон снегового покрова территории РФ определяем номер снегового района для Москвы, в нашем случае — это III, что соответствует по таблице весу снегового покрытия Sg=180 (кгс/м2) ;
• коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие для угла крыши в 35 градусов m=0,7
• Получаем: S=Sg*m = 180*0,7 = 126 (кгс/м2)

Пример 2.
Расчет ветровой нагрузки на стропильную систему крыши для Москвы и Московской области

Исходные данные:

• Регион: Москва
• Уклон кровли 35 градусов
• Высота здания 20 метров
• Тип местности — городские территории

Найдем полное расчётное значение ветровой нагрузки W

• Расчётное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли определяется по формуле: W=Wo*k ,
• По карте зон ветрового давления по территории РФ определяем для Москвы регион I
• Нормативное значение ветровой нагрузки, соответсвующее I району принимаем Wo=23(кгс/м2)
• Коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяется по табл. 6 k=0,85
• Получаем: W=Wo*k = 23*0,85 = 19,55(кгс/м2)

© 2000- 2017 Арком Про — Ваша крыша

Снеговая нагрузка на кровлю: расчет и нормативное значение по СНиП

При строительстве крыши одним из важных технических решений является расчет максимальной снеговой нагрузки, определяющий конструкцию стропильной системы, толщину элементов несущей конструкции. Для России нормативное значение снеговой нагрузки находится по специальной формуле с учетом района местонахождения дома и норм СНиП. Для снижения вероятности последствий от чрезмерного веса снежной массы, при проектировании кровли обязательно выполняют расчет значения нагрузки. Особое внимание уделяется необходимости установки снегозадержателей, препятствующих схождению снега со свеса крыши.

Кроме оказания чрезмерной нагрузки на крышу, снежная масса, иногда, является причиной протечек в кровле. Так, при образовании полосы наледи, свободный сток воды становится невозможным и талый снег вероятней всего попадет в подкровельное пространство. Самые большие снегопады приходятся на долю горных районов, где снежный покров достигает нескольких метров в высоту. Но, наиболее негативные последствия от нагрузки происходят при периодическом оттаивании, наледи и промерзании. При этом возможны деформации кровельных материалов, неправильная работа водосточной системы и лавинообразный поток снега с крыши дома.

Факторы влияния снеговой нагрузки

При расчете нагрузки от снежных масс на скатную кровлю следует учитывать тот факт, что до 5% массы снега испаряется в течение суток. В это время он может сползать, сдуваться ветром, покрываться настом. Вследствие этих трансформаций возникают следующие негативные последствия :

• нагрузка от слоя снега на несущую конструкцию кровли имеет свойство возрастать в несколько раз при резком потеплении с последующим морозом; это вызывает превышение нагрузки, расчет которой выполнялся некорректно; стропильная система, гидроизоляция и теплоизоляция при этом подвергаются деформациям;
• кровля сложной формы с многочисленными примыканиями, переломами и другими архитектурными особенностями, имеет свойство собирать снег; это способствует неравномерной нагрузке, что не всегда учитывается при расчете;
• снег, который сползает к карнизу, собирается возле краев и предоставляет опасность для человека; по этой причине в районах с большим количеством осадков рекомендуется заблаговременно устанавливать снегозадержатели;
• сползание снега с карниза может повредить водосточную систему; во избежание этого нужно своевременно очищать крышу или применять снегозадержатели.

Способы очистки крыши от снега

Целесообразным выходом из ситуации является ручная очистка. Но, исходя из безопасности для человека, выполнять подобные работы крайне опасно. По этой причине расчет нагрузки оказывает значительное влияние на конструкцию кровли, стропильной системы и других элементов крыши. Давно известно, что чем круче скаты, тем меньше снега задержится на крыше. В регионах с большим количеством осадков в зимний период года угол наклона кровли составляет от 45° до 60°. При этом расчет показывает, что большое количество примыканий и сложных соединений обеспечивает неравномерную нагрузку.

Для предотвращения образования сосулек и наледи применяют системы кабельного обогрева. Нагревательный элемент устанавливают по периметру крыши прямо перед водосточным желобом. Для управления системой подогрева используют автоматическую систему управления или вручную контролируют весь процесс.

Расчет массы снега и нагрузки по СНиП

При снегопаде нагрузка может деформировать элементы несущей конструкции дома, стропильную систему, кровельные материалы. С целью предотвращения этого на стадии проектирования выполняют расчет конструкции в зависимости от воздействия нагрузки. В среднем снег весит порядка 100кг/м 3. а в мокром состоянии его масса достигает 300 кг/м 3. Зная эти величины, достаточно просто можно рассчитать нагрузку на всю площадь, руководствуясь всего лишь толщиной снегового слоя.

Толщина покрова должна измеряться на открытом участке, после чего это значение умножают на коэффициент запаса — 1,5. Для учета региональных особенностей местности в России используют специальную карту снеговой нагрузки. На её основе построены требования СНиП и других правил. Полная снеговая нагрузка на крышу рассчитывается при помощи формулы :

где S – полная снеговая нагрузка;

S_расч. – расчетное значение веса снега на 1 м 2 горизонтальной поверхности земли;

μ – расчетный коэффициент, учитывающий наклон кровли.

На территории России расчетное значение веса снега на 1м 2 в соответствии со СНиП принимается по специальной карте, которая представлена ниже.

СНиП оговаривает следующие значения коэффициента μ:

• при уклоне крыши менее, чем 25° его значение равняется единице;
• при величине уклона от 25° до 60° он имеет значение 0,7;
• если уклон составляет более 60°. расчетный коэффициент не учитывается при расчете нагрузки.

Наглядный пример расчета

Возьмем кровлю дома, который находится в Московской области и имеет уклон 30°. В этом случае СНиП оговаривает следующий порядок производства расчета нагрузки :

1. По карте районов России определяем, что Московский регион находится в 3-м климатическом районе, где нормативное значение снеговой нагрузки составляет 180 кг/м 2 .
2. По формуле из СНиП определяем полную нагрузку:180×0,7=126 кг/м 2 .
3. Зная нагрузку от снежной массы, делаем расчет стропильной системы, которая подбирается исходя из максимальных нагрузок.

Установка снегозадержателей

Если расчет выполнен правильно, тогда снег с поверхности крыши можно не убирать. А для борьбы с его сползанием с карниза используют снегозадержатели. Они очень удобны в эксплуатации и освобождают от необходимости удаления снега с кровли дома. В стандартном варианте применяют трубчатые конструкции, которые способны работать, если нормативная снеговая нагрузка не превышает 180 кг/м 2. При более плотном весе используют установку снегозадержателей в несколько рядов. СНиП оговаривает случаи использования снегозадержателей:

• при уклоне 5% и более с наружным водостоком;
• снегозадержатели устанавливают на расстоянии 0,6-1,0 метра от края кровли;
• при эксплуатации трубчатых снегозадержателей под ними должна предусматриваться сплошная обрешетка крыши.

Также СНиП описывает основные конструкции и геометрические размеры снегозадержателей, места их установки и принцип действия.

Плоские кровли

На плоской горизонтальной поверхности скапливается максимально возможное количество снега. Расчет нагрузок в этом случае должен обеспечивать необходимый запас прочности несущей конструкции. Плоские горизонтальные крыши практически не строят в районах России с большим количеством атмосферных осадков. Снег может скапливаться на их поверхности и создавать чрезмерно большую нагрузку, которая не учитывалась при расчете. При организации водосточной системы с горизонтальной поверхности прибегают к установке подогрева, который обеспечивает стекание воды с крыши.

Уклон в сторону водосточной воронки должен быть не менее 2°, что даст возможность собирать воду со всей кровли.

При строительстве навеса для беседки, стоянки автомобиля, дачного домика особое внимание уделяют расчету нагрузки. Навес в большинстве случаев имеет бюджетную конструкцию, которая не предусматривает влияния больших нагрузок. С целью увеличения надежности эксплуатации навеса используют сплошную обрешетку, усиленные стропила и другие конструктивные элементы. Используя результаты расчета можно получить заведомо известное значение нагрузки и использовать для строительства навеса материалы необходимой жесткости.

Расчет основных нагрузок дает возможность оптимально подойти к вопросу выбора конструкции стропильной системы. Это обеспечит длительную службу кровельного покрытия, повысит его надежность и безопасность эксплуатации. Установка возле карниза снегозадержателей позволяет обезопасить людей от сползания опасных для человека снежных масс. В дополнение к этому отпадает необходимость ручной очистки. Комплексный подход в проектировании кровли также включает вариант монтажа системы кабельного обогрева, которая будет обеспечивать стабильную работу водосточной системы при любой погоде.

Как правильно сделать расчеты снеговой нагрузки на кровлю

Наблюдая за падением снежинок, трудно поверить, что они имеют вес. Пушистые кристаллики, казалось бы, сотканы из самого воздуха. А между тем, накрывая поверхность земли много сантиметровым слоем, снежный покров может достигать очень значительной массы. И при критических снегопадах она даже исчисляется тоннами.

Такой избыток снега на крыше здания создает нешуточное давление. И если стропильная система сделана без учета этого фактора, то она может не выдержать и обрушиться. Авария также может произойти, если перекрытия сильно ослабели с течением продолжительного времени. То есть сама постройка очень старая.

Причем проблема заключается в том, снежный покров никогда не бывает статичным. Он сползает по скату и накапливается на свесях. А больше всего при обильном снегопаде могут пострадать кровли нестандартных конфигураций. К тому же снег попадает в водостоки и его большое количество может обрушить их.

Любой грамотный застройщик при планировании дома обязательно поинтересуется средним выпадением зимних осадков у себя в регионе. Для этого достаточно найти в интернете сайт Минстроя и посмотреть на нем интерактивную карту. Вся территория страны разбита на районы с указанием средней снеговой нагрузки на 1 м2 в килограммах.

А главным официальным документом, где прописаны все нормы, является Свод Правил (СП) 20.13330. Нужный регламент находится в главе «Нагрузки и воздействия». Существует две редакции данного документа. А руководствоваться нужно вариантом, опубликованным в 2016 году. Поскольку форма от 2011 года уже устарела.

Можно посмотреть снеговую нагрузку по СНиП 2.01.07-85. Но этот формуляр не переделывали с 1985 года и все нормы там уже не действительны. А самым разумным решением будет обратится в районную строительную компанию. В местной организации предоставят самые точные и свежие данные.

Откуда приходит опасность

Покров снега на поверхности не может иметь постоянной массы. Когда он выпадает в сухую и морозную погоду, то покров получается рыхлым. При -10 °C его вес на один кубометр составляет всего лишь 10 кг. Но пушистым он остается не долго.

На первый слой ложатся последующие. Нижние массы проседают и слеживаются. И вот уже в кубометре получается килограмм шестьдесят. К тому же рыхлый снег подобен пористому материалу. Он сразу же начинает впитывать воду при первой же оттепели. И вес снегового покрова увеличивается в несколько раз.

А если после кратковременного тепла снова ударят морозы, то вся эта мокрая масса превращается в лед. При этом вес покрова также повышается. Отсюда можно сделать вывод, что тяжесть снега напрямую зависит от его плотности. Если зима в регионе была без оттепелей, а выпадение осадков не превышало нормы, то ближе к весне вес одного кубометра снега составит от 200 до 400 килограммов.

Но уже весной этот объем будет весить до 700 кг. А при влажном климате в некоторых регионах может набраться и целая тонна. При этом плотность обычно приводит к ошибочным выводам. Например, первый покров рыхлого снега составил 30 сантиметров. Больше осадков не было и временного тепла также не наступало. Через месяц снег слежался, и толщина его слоя уменьшилась в 2 раза. Но в пятнадцати сантиметрах плотной массы остались все те же килограммы, что и были в самом начале. Без изменений.

Поэтому хозяин дома может заблуждаться, что снега к концу зимы на его крыше стало меньше. И поэтому никакой опасности не существует. А самой большой угрозой для кровли является «снеговой мешок». Это скопления снега, высота которых на глаз превышает полметра.

Мешок образуется на безветренных частях крыши. Его как раз и наносит в метель. При этом, при перебрасывании снега воздушными потоками с места на место, его удельная масса возрастает минимум в 2 раза. Затем верхние слои начинают подтаивать на солнце, а нижние – вбирать влагу и превращаться в лед.

Как избежать критической нагрузки на крышу

Сначала следует определится с понятиями. Есть нормативная снеговая нагрузка. При этом в расчетах учитывают состояние по деформации. То есть это сухая теория и ее применяют, чтобы подсчитать возможный прогиб балки.

А расчетная снеговая нагрузка учитывает состояние по прочности. И это уже практика. Поэтому всегда предполагается, что неблагоприятные обстоятельства будут максимальными. А эту разницу от нормы называют коэффициентом надежности. Для снежной нагрузки он равен 1,4. На это значение умножают просчитанную нормативную нагрузку. И получается, что расчетные величины всегда на 40 % больше нормативных.

Решают проблему с накоплением снега на крыше по-разному:

• Регулярно счищают наносы вручную.
• Устанавливают на кровле снегозадержатели.
• Монтируют систему подогрева.
• Увеличивают наклон ската.
• Усиливают стропильную систему.

Сбрасывать снег с крыши даже при самой благоприятной погоде очень трудоемко и крайне опасно. Велика вероятность падения с большой высоты с плачевными последствиями. Поэтому разумнее смонтировать на готовой кровле систему снегозадержания.

Скат разделяют на участки в шахматном порядке специальными снегорезами. Они разобьют снежную массу на части и каждая из них будет задержана отдельной наклонной планкой. Таким образом снег не будет сползать и накапливаться в одном месте, а частями равномерно распределится по всей площади крыши.

Критической нагрузки уже не будет, а весной все растопит солнце. Но можно и не ждать потепления. Если по кромке карниза смонтировать нагревательный кабель, то периодическими включениями системы можно регулярно избавляться от больших наносов.

Можно еще при строительстве дома увеличить угол наклона ската до 45-60 градусов. На такой поверхности снег просто не сможет задерживаться и под своей тяжестью будет сползать и падать с крыши. Но слишком островерхая крыша создает большую парусность. А в районах с преобладанием сильных ветров это опасно.

Если вложить достаточно средств еще на этапе возведения крыши, то можно спать спокойно при любом снегопаде. Как правило, действуют в одном из направлений. Либо серьезно усиливают всю стропильную систему. Либо устанавливают двойную обрешетку.

Расчет снеговой нагрузки

Нормативное значение веса снегового покрова рассчитывается следующим образом. В таблице Свода Правил выбирается свой регион и находится средняя величина выпадения в нем осадков. Эта цифра даст примерный вес, которым снег будет давить на 1 квадратный метр площади. Затем ее перемножают на коэффициент угла наклона ската. При 25 градусах он будет равен единице. До 60 – 0,7. А если угол больше последней величины, то коэффициент вообще не учитывается.

Расчетное значение веса снегового покрова получают, когда найденный нормативный показатель умножают на коэффициент надежности. Но при этом еще нужно избежать распространенной ошибки. Многие забывают, что сам кровельный материал также имеет вес. Плюс к этому на крыше может находится много чего другого. Например, утеплитель, обрешетка или человек, выполняющий какую-нибудь работу.

Поэтому необходимо сначала суммировать все нагрузки, а уже затем перемножать полученный результат на 1,4. Только так можно правильно рассчитать требуемый шаг стропильной системы. Иначе она будет служить на пределе своих возможностей. А ее ремонт чрезвычайно трудоемок и дорог.

Коротко о главном

Подбирая конструкцию стропильной системы для крыши своего дома необходимо обязательно учитывать снеговую нагрузку. Для этого нужно обратится к нормативным документам и узнать из них, сколько осадков в среднем выпадает в данном регионе. Найденная цифра укажет, какой вес может приходится на 1 квадратный метр площади кровли.

После этого нужно проанализировать, какие еще силы будет действовать на крышу. Включая нахождение на ней самого человека. Все найденные нагрузки суммируются и перемножаются на специальный коэффициент надежности. Так находится реальный вес (с запасом), который должны выдерживать перекрытия.

Строительство и проектирование загородных домов в Самаре и Самарской области. Мы строим дачные и жилые каркасные дома также дома из керамических блоков, керамзитоблока и газобетона.

Что учесть при расчете и возведении кровли, чтобы она выдержала любой снег

Надо ли убирать снег с крыши и какой должна быть кровля, чтобы устоять под натиском снежной массы? Для районов с обильными снегопадами вопрос весьма актуальный, поэтому отнестись к нему следует с особой внимательностью.

Слишком большое количество снега на крыше может быть опасным и для дома, и для его жильцов

Как рассчитать снеговую нагрузку на кровлю в зависимости от региона

Сколько весит снег? Его плотность составляет от 10 до 100 кг/м³. Средняя плотность снежного покрова в европейской части России в конце зимы на севере находится в пределах 220–280 кг/м³; в средней полосе — от 240 до 320 кг/м³; на юге — в более широких пределах: от 220 до 360 кг/м³, что объясняется перемежающимися оттепелями и фирнизацией снега (образованием шариков льда из замерзающего водяного пара).

Сухой снег представляет собой двухфазную, а мокрый — трёхфазную систему, состоящую из кристаллов льда, воды и воздуха, содержащего водяной пар.
При оттепелях плотность снега существенно увеличивается. В начале таяния плотность составляет от 180 до 350 кг/м³, в разгар таяния — от 350 до 450 кг/м³, а в конце таяния доходит до 600–700 кг/м3.

Пористость снега связана с его структурой и изменяется по мере его уплотнения от 98 до 20%. Толщина снежного слоя на кровле зависит от региона и конфигурации кровли (угла наклона, наличия снегозадерживающих элементов). Правильно построенная кровля должна быть рассчитана на снеговую нагрузку, которая характерна для конкретной местности (таблица 1).

Таблица 1. Вес снега в разных регионах страны для расчёта максимальной нагрузки на стропильную систему

В СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» в разделе 10 «Снеговая нагрузка» определяется районирование территории России по величине снежного покрова. В зависимости от региона изменяются значения снеговых нагрузок, на которые должна быть рассчитана кровля.

Какой слой снега критичен для кровли правильно построенного дома? Например, для Москвы крыша должна выдерживать нагрузку 126 кг/м². Это означает, что критическую нагрузку для повреждения кровли может создать сухой снег плотностью 100 кг/м³ с толщиной слоя 126 см. Если снег слежавшийся, с плотностью 250 кг/м³, то для создания критической нагрузки понадобится толщина слоя снега всего 50 см.

Если осадки начали таять (плотность 350 кг/м³), то критическая толщина снежной массы составит 36 см. Если она в конце таяния по каким-то причинам задерживается на кровле, критическая для повреждения кровли толщина слоя составит всего 16–18 см, так как плотность мокрого снега может достичь 600–700 кг/м³.

Чем больше уклон кровли, тем меньше снега на ней задерживается

Какой должна быть стропильная система

Снеговая нагрузка воспринимается стропилами и передаётся на стены дома. Какой должна быть стропильная система, чтобы воспринять нагрузку от снега без разрушения? Посмотрим СП 31–105–2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом».

При поперечном сечении стропил 38 × 140 мм (оструганные доски сечением 40 × 150 мм) при расчёте на снеговую нагрузку до 300 кг/м² стропила могут иметь свободный пролёт не более 2,6 м при шаге 60 см. При снеговой нагрузке до 200–250 кг/м² длина свободного пролёта стропил может составить 3,5 м. При нагрузке до 150 кг/м² она должна быть не менее 3,9 м. При увеличении ширины стропил до 184 мм (200 мм) длина пролёта составит соответственно 3,2; 3,5 и 4,4 м. При большей длине пролёта стропила можно опирать на продольные прогоны или опорные стойки, передающие нагрузки на нижележащие конструкции.

Стропильная система должна быть рассчитана на восприятие снеговых нагрузок

Чем крепить стропила

Особые требования предъявляются к крепежным элементам. Длина гвоздей должна превышать двойную ширину сечения стропил, то есть для скрепления стропил толщиной 38 мм используют гвозди длиной минимум 80 мм. Чем меньше угол наклона кровли, тем больше гвоздей нужно для каждого соединения. При наклоне скатов 45° и шаге стропил 60 см достаточно 5 гвоздей, а на кровле с углом 26° потребуется 8 гвоздей на одно соединение (таблица 2).

Для других деталей стропильной системы следует пользоваться таблицей расчёта количества и длины гвоздей — на основании табл. 8–2 СП 31–105–2002.

В снежном районе, следует выбрать кровлю с достаточным углом наклона — как минимум 36° к горизонту. Ещё лучше противостоят нагрузкам и избавляются от избыточной снежной массы кровли с углом 45° и более.

Таблица 2. Длина и количество гвоздей, которые необходимо использовать при строительстве домов на деревянном каркасе

Стропильные системы подразделяют на распорные и нераспорные. При значительных снеговых нагрузках предпочитают нераспорную схему наслонных стропил, в которой стропильные ноги закрепляются на стенах шарнирными соединениями с двумя степенями свободы (рис.1, 2).

Чтобы снизить передаваемые распирающие нагрузки на стены дома, один из концов наслонных стропил должен быть закреплён так, чтобы обеспечивать продольный сдвиг стропила под воздействием снеговой или ветровой нагрузки. Поэтому для безраспорных конструкций есть правило: крепление одного конца стропил делают на сколь­зящей опоре, позволяющей продольный сдвиг и поворот стропила (две степени свободы); крепление другого конца (на коньковом прогоне) делают с допуском только поворота (одна степень свободы).

Рис. 1. Схемы крепления наслонных стропил с одной степенью свободы («жёсткий верх — свободный низ»): 1 — упор стропил друг в друга и соединение стальными пластинами с двух сторон; 2 — мауэрлат; 3 — гидроизоляция; 4 — анкер ∅ 12 мм с шайбой и гайкой; 5 — анкер; 6 — проволочная тяга (петля); 7 — брусок с горизонтальной опорной площадкой; 8 — резьбовая шпилька ∅ 12 мм с гайками и шайбами; 9 — коньковый прогон (скрепление со стропилами не требуется); 10 — опора конькового прогона; 11 — упор стропил друг в друга и соединение деревянными накладками, прибитыми гвоздями

Крепление с двумя степенями свободы может быть выполнено на пластинах-ползунах либо на стальных скобах с использованием проволочных петель в сочетании с креплением посредством уголков, деревянных коротышей или гвоздями (по одному с каждой стороны). Конструкционное крепление предупреждает сдвиг стропил вдоль мауэрлата. В таком случае при отсутствии жёсткой связи «стропило — мауэрлат» распирающая нагрузка не будет передаваться на опорную стену.

Рис. 2. Шарнирное крепление наслонных стропил с одной и двумя степенями свободы: 1 — треугольный выпил в стропиле для опоры на мауэрлат; 2 — стальной уголок, прибитый к стропилу минимум тремя гвоздями; 3 — стальная лента, хомут; 4 — ползун либо стальной уголок без крепления к стропилу

Почему зимой опасен нагрев кровли

Крыша зимой не должна нагреваться теплом из дома, чтобы не таял снег на кровле. При частичном таянии снег набирает плотность и растёт нагрузка на ограждающие конструкции. При переменных циклах оттаивания-замерзания могут образовываться ледяные глыбы в снежных мешках и сосульки на свесах (рис.3).

Нагрузки ото льда превысят даже нагрузки от талого снега: плотность льда составляет 917 кг/м³. Наконец, образующиеся водные бассейны в снежных плотинах на кровлях из штучных материалов приводят к затеканию воды под кровлю через швы и появлению протечек в ­доме.

Рис. 3. Схема образования снежных плотин на кровле: 1 — снежно-ледяная плотина; 2 — водяной бассейн; 3 — тающий снег; 4 — холодный чердак без вентиляции либо утеплённый, но с недостаточными вентзазорами; 5 — недостаточный слой теплоизоляции; 6 — неутеплённые на чердаке дымоходы или вентканалы; 7 — неутеплённые проёмы в перекрытии

Для предотвращения образования ледяных пробок и сосулек в водосточной системе кровли, а также скопления снега и наледей в водоотводящих желобах и на карнизном участке следует предусматривать установку кабельной системы противообледенения.

Снеговая нагрузка

Тема о снеге в сентябре не очень актуальна даже для нас — жителей Сибири. Однако… «сани» уже должны быть готовы, не смотря на то, что пока мы еще продолжаем ездить на «телегах». Приходят на память моменты, когда после обильного снегопада зимой и перед таянием снега весной.

. собственники различных строений — от бань, навесов и теплиц до огромных бассейнов, стадионов, цехов, складов — озадачиваются двумя вытекающими один из другого вопросами: «Выдержит или не выдержит кровля скопившуюся на ней массу снега? Сбрасывать этот снег с крыши или нет?»

Снеговая нагрузка на кровлю – вопрос серьезный и не терпящий дилетантского подхода. Попробую по возможности кратко и доступно изложить информацию о снеге и оказать помощь в решении выше озвученных вопросов.

Сколько весит снег?

Всем, кому приходилось убирать снег лопатой, хорошо известно, что снег бывает и очень легким и неимоверно тяжелым.

Пушистый легкий снежок, выпавший в относительно морозную погоду с температурой воздуха около -10˚C имеет плотность порядка 100 кг/м3.

В конце осени и в начале зимы удельный вес снега, лежащего на горизонтальных и слабо наклонных поверхностях, обычно составляет 160±40 кг/м3.

В моменты продолжительных оттепелей удельный вес снега существенно начинает расти (снег «садится» как весной), достигая иногда значений в 700 кг/м3. Именно поэтому в более теплых районах плотность снега всегда больше, чем в холодных северных местностях.

К середине зимы снег уплотняется под действием солнца, ветра и от давления верхних слоев сугробов на нижние слои. Удельный вес становится равным 280±70 кг/м3.

К концу зимы под действием более интенсивного солнца и февральских ветров плотность снежного наста может стать равной 400±100 кг/м3, иногда достигая 600 кг/м3.

Весной перед обильным таянием удельный вес «мокрого» снега может быть 750±100 кг/м3, приближаясь к плотности льда — 917 кг/м3.

Снег, который сгребли в кучи, перебросили с места на место, увеличивает в 2 раза свой удельный вес.

Наиболее вероятная среднестатистическая плотность «сухого» уплотнившегося снега находится в пределах 200…400 кг/м3.

Убирать снег с крыш или нет?

Необходимо понимать простую вещь – масса снега, лежащего на крыше, при отсутствии снегопадов остается неизменной независимо от плотности. То есть то, что снег «стал тяжелее» нагрузку на кровлю не увеличило.

Опасность заключается в том, что слой рыхлого снега может впитать в себя, как губка, осадки в виде дождя. Вот тогда общая масса воды в разных своих видах, находящаяся на крыше, резко возрастет — особенно при отсутствии стока, а это очень опасно.

Для корректного ответа на вопрос об уборке снега с крыши необходимо знать, на какую нагрузку она спроектирована и построена. Необходимо знать — какое давление распределенной нагрузки — сколько килограммов на квадратный метр – крыша реально может держать до начала недопустимых деформаций конструкции.

Для объективного ответа на этот вопрос необходимо обследовать крышу, составить новую или подтвердить проектную расчетную схему, выполнить новый расчет или взять результаты старого проектного. Далее следует опытным путем определить плотность снега – для этого вырезается образец, взвешивается и считается его объем, а далее – удельный вес.

Если, к примеру, кровля по расчетам должна выдерживать удельное давление 200 кг/м2, плотность снега, определенная опытным путем составляет 200 кг/м3, то это означает, что снеговые сугробы не должны быть глубиной более 1 м.

При наличии на кровле снегового покрытия глубиной более 0,2…0,3 м и высокой вероятности дождя с последующим похолоданием, необходимо принять меры по сбросу снега.

Нормативная и расчетная снеговая нагрузка.

Какая снеговая нагрузка является расчетной при проектировании и строительстве объектов? Ответ на этот вопрос изложен для специалистов в СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. Мы не станем «забирать хлеб» у строителей-проектировщиков и углубляться в варианты геометрических типов покрытий, углов скатов, коэффициентов сноса снега и прочие сложности. Но общий алгоритм составим и программу его реализующую напишем. Мы научимся определять нормативное и расчетное снеговое давление на горизонтальную проекцию покрытия для объектов в любой интересующей нас местности России.

Запомним несколько «аксиом». Если на простой односкатной или двускатной крыше угол уклона покрытия больше 60˚ , то считается, что снега на такой крыше быть не может (μ=0). Он весь «скатится». Если угол уклона покрытия меньше 30˚ , то считается, что весь снег на такой крыше лежит тем же слоем, как и на земле (μ=1). Все остальные случаи – промежуточные значения, определяемые линейной интерполяцией. Например, при угле равном 45˚ только 50% выпавшего снега будет лежать на кровле (μ=0,5).

Проектировщики ведут расчет по предельным состояниям, которые делят на две группы. Переход за предельные состояния первой группы это – разрушение и утрата объекта. Переход за предельные состояния второй группы это – превышение прогибами допустимых пределов и, как следствие, необходимость ремонта объекта, возможно — капитального. В первом случае в расчете используют расчетную снеговую нагрузку, равную увеличенной на 40% нормативной нагрузке. Во втором случае расчетная снеговая нагрузка – это нормативная снеговая нагрузка.

Расчет в Excel снеговой нагрузки по СП 20.13330.2011.

При отсутствии на вашем компьютере программы MS Excel, можно воспользоваться свободно распространяемой очень мощной альтернативой — программой OOo Calc из пакета Open Office.

Перед началом работы найдите в Интернете и скачайте СП 20.13330.2011 со всеми приложениями.

Часть важных материалов из СП 20.13330.2011 находятся в файле, который можно скачать по ссылке, размещенной в самом конце этой статьи.

Включаем компьютер и начинаем расчет в Excel снеговой нагрузки на покрытия.

В ячейки со светло-бирюзовой заливкой запишем исходные данные, выбранные по СП 20.13330.2011. В ячейках со светло-желтой заливкой считаем результаты. В ячейках с бледно-зеленой заливкой разместим исходные данные, мало подверженные изменениям.

В примечаниях ко всем ячейкам столбца C поместим формулы и ссылки на пункты СП 20.13330.2011.

1. Открываем Приложение Ж в СП 20.13330.2011 и по карте «Районирование территории Российской Федерации по весу снегового покрова» определяем для местности, где построено (или будет построено) здание номер снегового района. Например, для Москвы, Санкт-Петербурга и Омска – это III снеговой район. Выбираем соответствующую строку с записью III в поле с выпадающим списком, расположенном поверх

ячейки D2: =ИНДЕКС(G4:G11;G2) =III

Подробно о том, как работает функция ИНДЕКС совместно с полем со списком можно прочитать здесь.

2. Считываем массу снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли Sg в кг/м2 для выбранного района

в ячейке D3: =ИНДЕКС(H4:H11;G2) =183

3. Принимаем в соответствии с п. 10.5-10.9 СП 20.13330.2011 значение коэффициента, учитывающего снос снега с покрытий зданий ветром Ce

в ячейке D4: 1,0

Если не понимаете, как назначать Ce — пишите 1,0.

4. Назначаем в соответствии с п. 10.10 СП 20.13330.2011 значение термического коэффициента Ct

в ячейке D5: 1,0

Если не понимаете, как назначать Ct — пишите 1,0.

5. Назначаем в соответствии с п. 10.4 по Приложению Г СП 20.13330.2011 значение коэффициента перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытии μ

в ячейке D6: 1,0

Вспоминаем «аксиомы» из предыдущего раздела статьи. Не помните и ничего не понимаете — пишите 1,0.

6. Считываем нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S0 в кг/м2, рассчитанное

в ячейке D7: =0,7*D3*D4*D5*D6 =128

S0 =0.7* Ce * Ct * μ * Sg

7. Записываем в соответствии с п. 10.12 СП 20.13330.2011 значение коэффициента надежности по снеговой нагрузке γf

в ячейке D8: 1,4

8. И, наконец считываем расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S в кг/м2, рассчитанное

в ячейке D9: =D7*D8 =180

S = γf * S0

Таким образом, для «простых» зданий третьего снегового района при μ=1 расчетная снеговая нагрузка равна 180 кг/м2. Этому соответствует высота снежного покрова 0,90…0,45 м при плотности снега 200…400 кг/м3 соответственно. Выводы делать каждому из нас!

Статья написана не для специалистов, а для широкой аудитории.

Ссылка на скачивание файла: snegovaia-nagruzka (xls 1,05MB).

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

14 комментариев на «Снеговая нагрузка»

Евгений 27 Ноя 2013 14:59

Спасибо огромное. Нахожусь в том же регионе (Новосибирск), поэтому, достаточно Ваших расчётов. А ищу, собственно расчёт ж/б балки под плиты перекрытий, но нагрузки тоже нужны.

Евгений, спасибо за отзыв.

Обращаю Ваше внимание на то , что большая часть Новосибирской области находится в IV-ом снеговом районе. А это уже 240 кг/кв.м , а не 180 кг/кв.м, как в III-ем!

В файле для скачивания есть новая карта районов.

Как рассчитать какой вес выдержит готовый фундамент если он ленточный, но изготовлен в виде двутаврового сечения со стекло-пластиковой арматурой

Ответить на Ваш вопрос невозможно.

Во-первых нужно знать характеристики грунта, во-вторых размеры фундамента, в-третьих механические свойства материала фундамента и в-четвертых. нужно найти инженера-проектировщика строителя.

Александр, спасибо большое за Ваш труд!

Сейчас пытаюсь вести расчёты на крышу теплицы из поликарбоната.

С уважением, Валерий!

Хочу поблагодарить Вас за предоставленный материал!

Добрый день! Спасибо за предоставленную схему расчета!

Так уж получается, что проектировщиков приходится перепроверять … с вашей помощью. Разные они … рынок, понимаете ли…» насчитают и нарисуют » и « найдут обоснование» на любой кошелек . Наблюдаем строительство целых поселков в Лен.области например с каркасами из 145//45 доски, гордо именуемой -брусом! Представляете такие стены и кровлю?

И все по проекту …

Лучше уж самим что то разузнать … чтобы не впарили такой « домик Ниф-Нифа»

Сейчас занимаюсь расчётом снеговой нагрузки на работе, проектирую навес 7×18м., хотя не строитель.

Коэффициент Се может быть больше 1, в случае односкатной крыши и направлении ветра со стороны более высокой, при этом будет образовываться сугроб. По СНИП-у в этом случае Се=1.25, для Новосибирска получается S=294кг/м2 При плотности 400. 200кг/м2. высота сугроба на крыше будет 0.75. 1.5м. Надо ещё учитывать ветровую нагрузку, хотя по сравнению со снеговой она намного меньше.

Спасибо за комментарий, Сергей.

Насчет коэффициента Се — принимается.

На крыше с углом наклона лежало более 50 см снега с подветренной стороны. Были и дожди и обильное таяние снега попеременно с заморозком.

Какая примерная нагрузка была приложена на крышу. Изначально крыша должна держать 240кг/м'2.

Андрей, если предположить крайнюю ситуацию, что у Вас на крыше 50-и сантиметровый слой плотного льда, то нагрузка: 1*1*0,5*0,9=0,45 т/м2=450 кг/м2.

В реальности плотность снежно-ледяной смеси редко превышает 0,7 т/м3. При этом нагрузка: