Снеговой мешок на кровле

Сбор нагрузок от снега. Снеговой мешок.

В статье «Как определить нагрузку на крышу в вашем районе» мы определились с вариантом классической двухскатной крыши. Но очень часто бывают ситуации, когда к дому пристраиваются навесы, и не каждый знает, что эти навесы будут нагружены снегом значительно больше, чем сама крыша. При сборе нагрузок от снега есть такое понятие как снеговой мешок. Если на крыше есть перепады высоты, либо просто навес примыкает к высокой стене, то создаются благоприятные условия для наметания сугроба в этом месте. И чем выше стена, к которой примыкает крыша, тем больше будет высота этого сугроба, и тем больше нагрузка будет воздействовать на несущие конструкции. Иногда снеговой мешок способен увеличить стандартную снеговую нагрузку в несколько раз.

Разберем ситуацию на примере.

Дом с двускатной крышей. К нему с двух сторон пристраивается навес. Необходимо определить снеговую нагрузку на 1 м 2 крыши дома и двух навесов. Район строительства – Киевская область (160 кг/м 2 ).

1) Определим снеговую нагрузку на крышу дома.

Угол наклона крыши 35 градусов. Откроем схему 1 приложения Ж ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия».

Т.к. угол наклона крыши не вписывается в диапазон 20-30 градусов, и мостики с фонарями отсутствуют, то нам нужно взять схему нагрузки по варианту 1 – одинаковую для всей крыши.

Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м 2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:

γ_fe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,

S = 160 кг/м 2 – согласно исходным данным,

Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м 2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:

γ_fm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком),

S = 160 кг/м 2 – согласно исходным данным,

2) Определим снеговую нагрузку на навес, расположенный вдоль длинной (12-метровой) стороны здания.

Откроем схему 8 приложения Ж ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия».

Т.к. у нас навес, а не веранда со стенами, нам нужно остановиться на варианте «б».

Проверим, нужно ли учитывать местную нагрузку у перепада (здесь и ниже величина S берется в кПа):

h = 1 м > S/2h = 1.6/(2*1) = 0.8 м – учитывать местную нагрузку необходимо, коэффициент μ определять нужно. (В противном бы случае для всего навеса действовал бы один коэффициент μ₁).

Определим коэффициент μ для нашего случая:

m₁ = 0,3 – для плоского покрытия дома с уклоном более 20 градусов;

m₂ = 0,5k₁k₂k₃ = 0,5*0,46*0,83*1 = 0,19 (при длине навеса вдоль дома a 0,3 (здесь φ – угол уклона навеса вдоль дома, его можно увидеть в варианте «в» схемы 8).

h = 1 м – величина перепада между крышей и навесом.

Найдем длину зоны повышенных снегоотложений. Проверим условие:

μ = 4,08 > 2h/S = 2*1/1.6 = 1.25 (здесь μ берем найденное в расчете, а не принятое окончательно), тогда находим b по формуле:

b = 5 м > L₂ = 2 м – расчет ведем по варианту 2 схемы 8.

Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м 2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:

γ_fe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,

S = 160 кг/м 2 – согласно исходным данным,

Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м 2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:

γ_fm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком).

3) Определим снеговую нагрузку на навес, расположенный вдоль короткой (9-метровой) стороны здания.

Для этого навеса из-за формы фронтона величина перепада h будет разной, поэтому снеговая нагрузка будет переменной не только поперек, но и вдоль навеса.

a. Найдем значения снеговой нагрузки для максимального значения высоты перепада h = 4,5 м.

Проверим, нужно ли учитывать местную нагрузку у перепада (здесь и ниже величина S берется в кПа):

h = 4,5 м > S/2h = 1.6/(2*4,5) = 0.17 м – учитывать местную нагрузку необходимо, коэффициент μ определять нужно.

Определим коэффициент μ:

при этом μ = 2,18 0,3 (здесь φ – угол уклона навеса вдоль дома, его можно увидеть в варианте «в» схемы 8).

h = 4,5 м – величина перепада между крышей и навесом.

Найдем длину зоны повышенных снегоотложений. Проверим условие:

μ = 2,18 L₂ = 2 м – расчет ведем по варианту 2 схемы 8.

Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м 2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:

γ_fe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,

S = 160 кг/м 2 – согласно исходным данным,

Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м 2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:

γ_fm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком).

b. Найдем значения снеговой нагрузки для минимального значения высоты перепада h = 1,0 м.

Проверим, нужно ли учитывать местную нагрузку у перепада (здесь и ниже величина S берется в кПа):

h = 1 м > S/2h = 1.6/(2*1) = 0.8 м – учитывать местную нагрузку необходимо, коэффициент μ определять нужно.

Определим коэффициент μ для нашего случая:

при этом μ = 6,3 > 6 (для навесов) и μ = 6.3 > 2h/S = 2*1/1.6 = 1.25 – окончательно принимаем μ = 1.25.

m₁ = 0,4 – для плоского покрытия дома с уклоном менее 20 градусов (в этом направлении уклон крыши равен нулю);

m₂ = 0,5k₁k₂k₃ = 0,5*0,6*0,83*1 = 0,25 (при длине навеса вдоль дома a 0,3 (здесь φ – угол уклона навеса вдоль дома, его можно увидеть в варианте «в» схемы 8).

h = 1 м – величина перепада между крышей и навесом.

Найдем длину зоны повышенных снегоотложений. Проверим условие:

μ = 6.3 > 2h/S = 2*1/1.6 = 1.25 (здесь μ берем найденное в расчете, а не принятое окончательно), тогда находим b по формуле:

b = 5 м > L₂ = 2 м – расчет ведем по варианту 2 схемы 8.

Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м 2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:

γ_fe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,

S = 160 кг/м 2 – согласно исходным данным,

Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м 2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:

γ_fm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком).

Итак, если сравнить результаты для трех частей примера, мы получаем следующее:

На рисунке графически показано соотношение проекций эксплуатационных снеговых нагрузок для дома и двух навесов. Для дома наименьшая снеговая нагрузка 55,7 кг/м 2 (показана синим). Для первого навеса (вдоль 12-метровой стены дома) уже получается огромный «сугроб», нагрузка от которого составляет 98 кг/м 2 у стены дома и 48,6 кг/м 2 на краю навеса (показано розовым). Для второго навеса, расположенного у высокого фронтона дома (вдоль 9-метровой стены дома), ситуация ухудшилась в разы: сугроб достигает максимальных размеров у стены в районе самой высокой точки конька и дает нагрузку 170 кг/м 2 , затем его «высота» падает к краям дома до 98 кг/м 2 с одной стороны и до 122 кг/м 2 с другой (находим интерполяцией), а к краю навеса нагрузка снижается до 39,2 кг/м 2 (показано зеленым).

Обратите внимание, на рисунке даны не размеры «сугробов», а величина нагрузки, которую будут давать наметаемые сугробы. Это важно.

В итоге, наш анализ на примере показал, что пристраиваемые навесы несут в себе опасность значительного перегруза конструкций, особенно те, которые примыкают к высокой вертикальной стене дома.

Напоследок дам один совет: чтобы максимально облегчить нагрузку на навес, пристраиваемый к стене, параллельной коньку дома, нужно воспользоваться условием из схемы 8 приложения Ж к ДБН «Нагрузки и воздействия» (мы это условие проверяли в самом начале расчета):

Если бы в нашем примере высота перепада была не 1 м, а 0,7 м, то выполнялось бы следующее условие:

buildingbook.ru

Информационный блог о строительстве зданий

• Home
• /
• Нагрузки на здания и сооружения
• /
• Расчет снеговой нагрузки по СП 20.13330.2016

Расчет снеговой нагрузки по СП 20.13330.2016

СП 20.13330.2016 существенно изменил расчётные снеговые нагрузки, по сравнению с предыдущим. С новым СП вы можете ознакомиться по этой ссылке: СП 20.13330.2016.

Расчёт снеговой нагрузки по СП 20.13330.2016

Прежде всего необходимо определить что такое нормативная снеговая нагрузка и что такое расчетная снеговая нагрузка.

Нормативная нагрузка — это наибольшая нагрузка, отвечающая нормальным условиям эксплуатации, учитываемая при расчетах на 2-е предельное состояние (по деформации). Нормативную нагрузку учитывают при расчетах на прогибы балок, при расчетах по раскрытию трещин в ж.б. балках (когда не применяется требование по водонепроницаемости).

Расчетная нагрузка — это произведение нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке. Данный коэффициент учитывает возможное отклонение нормативной нагрузки в сторону увеличения при неблагоприятном стечении обстоятельств. Для снеговой нагрузки коэффициент надежности по нагрузке равен 1,4 ( п.10.12 СП 20.13330.2016) т.е. расчетная нагрузка на 40% больше нормативной. Расчетную нагрузку учитывают при расчетах по 1-му предельному состоянию (на прочность). В расчетных программах, как правило, учитывают именно расчетную нагрузку.

Определение расчетной нагрузки

Расчетная снеговая нагрузка определяется по формуле 10.1 СП 20.13330.2016:

Вес снегового покрова Sg

Sg в формуле — это нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, принимаемое в соответствии по данным таблицы 10.1 СП 20.13330.2016 в зависимости от района строительства

Снеговой район определяем по карте 1 приложения Е (карта с нового СП отличается от предыдущего, будьте внимательны при назначении снегового района).

Карту в высоком разрешении можно скачать на сайте Минстроя.

Также есть интерактивная карта, которую можно посмотреть по Этой ссылке.

Снеговая нагрузка на Сахалине определяется по карте 1а СП 20.13330.2016

По Сахалину в СП занижены снеговые нагрузки для некоторых районов. В частности там есть районы, снеговая нагрузка в которых достигает 1000 кг/м². Чтобы узнать вес снегового покрова на о. Сахалин нужно заглянуть в «Рекомендации по расчету снеговых нагрузок на сооружения в Сахалинской области» .

В следующей таблице приведены рекомендуемые нагрузки снега для о. Сахалин

Как видим некоторые снеговые нагрузки отличаются от СП, сравнивайте и берите наибольшее.

Вот пара фотографий с острова Сахалин, для тех кто не верит что могут быть такие снеговые нагрузки

Кроме того данные по снеговой нагрузке вы можете найти в ТСН (Территориальные строительные нормы).

Бывает, что в территориальных нормах требования по снеговой нагрузке меньше чем в СП, но хочу отметить один важный момент: ТСН носит рекомендательный характер, СП обязательный, т.е. если в ТСН снеговая нагрузка ниже чем в СП, то нужно пользоваться данным по СП. Например есть ТСН по нагрузкам для Краснодарского края (ТСН 20-302-2002), в нём приведена карта районирования веса снегового покрова. Часть территории Краснодарского края отмечена как 1-ый снеговой район, тогда как в СНиП это 2-ой снеговой район (т.е. нагрузка по СП выше). Если вы строите коттедж или другой объект, не подлежащий экспертизе, то по согласованию с заказчиком вы можете снизить снеговые нагрузку в этих районах до 1-го. Но если объект подлежит экспертизе, то снеговая нагрузка должна приниматься по СП если в ТСН она не будет выше.

Снеговая нагрузка для Крыма

Естественно не могли упустить и Крым, теперь Карта снеговых районов есть и для Крыма. Для определения снегового района для республики Крым смотрите карту 1б СП 20.13330.2016

Коэффициент μ

μ — это коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, рассчитываемый согласно приложению Б СП 20.13330.2016. Этот коэффициент отражает форму кровли. Промежуточные значения коэффициента μ определяются линейной интерполяцией.

Для плоской кровли этот коэффициент равен единице. В местах выступов (зенитные фонари, парапеты, примыкание к стене) образуются снеговые мешки, что и отражается в коэффициенте μ, но это тема для отдельной статьи.

Для двухскатной кровли коэффициент μ зависит от уровня уклона:

1) при угле наклона до 30° коэффициент μ равен единице (согласно СНиП 2.01.07-85* до 25°, согласно СП 20.13330.2011 до 30°, лучше принимать до 30° μ=1 т.к. это будет в запас);

2)при угле наклона кровли от 20° до 30° коэффициент μ равен для одной стороны ската 0,75, для другой 1,25;

3) при угле наклона кровли от 10° до 30° и наличии аэрационных устройств по коньку покрытия коэффициент μ принимается по следующей схеме:

4) при угле наклона кровли в промежутке от 10° до 30° считаются по нескольким вариантам, которые приведены выше, в том числе и с μ=1 и принимается наихудший вариант;

5) при угле выше 60° коэффициент μ принимается равным нулю, т.е. снеговая нагрузка не действует на кровлю со слишком большим углом наклона;

6) промежуточные значения следует определять методом линейной интерполяции, т.е. для угла 45° коэффициент μ будет равен 0,5 (30°=1, 60°=0).

Особенно стоит обратить внимание на коэффициент μ при расчете снеговой нагрузки на ступенчатой кровле. Возле стены образуется снеговой мешок, а с верхнего ската снег сбрасывается на нижнюю и здесь μ может быть равен даже 6.

Также для прогонов необходимо ещё дополнительно увеличивать нагрузку на 10% (п.10.4 СП 20.13330.2016), не забываем про это.

Я не буду расписывать здесь остальные варианты, посмотрите их в приложении Б СП 22.13330.2016, а некоторые особенно актуальные мы рассмотрим позже.

Коэффициент Ce

Это коэффициент учитывающий снос снега с покрытий зданий под давлением ветра (Ce), принимаемый согласно п.10.5-10.9 СП 20.13330.2016.

Для покрытий, защищённых от прямого воздействия ветра, в том числе более высокими зданиями, а также для городской застройки Се=1,0 (п.10.6 СП 20.13330.2016).

Коэффициент Ce учитывающий снос снега с покрытий зданий под давлением ветра для райнов типа А и Б учитывается для плоских (с уклонами до 12% или 6°) кровель однопролетных или многопролетных зданий без зенитных фонарей или других выступающих частей кровли, если здание строится в районах со средней скоростью ветра за три наиболее холодных месяца более чем 2 м/с по формуле 10.2 СП 20.13330.2016

k — коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте, принимаемый по таблице 11.2 СП 20.13330.2016 для типов местности А или Б;

lc=(2b-b²/l) — характерный размер покрытия, принимаемый не более 100 м;

b — наименьший размер покрытия;

l — наибольший размер покрытия.

Коэффициент k определяется по таблице 11.2 СП 20.13330.2016 в зависимости от типа местности:

А — открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;

B — городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;

C — городские районы с застройкой зданиями высотой более 25м (для городских райнов Се=1,0).

Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны на расстоянии 30h (h — высота здания) — при высоте здания до 60 м и 2 км — при большей высоте.

z в данной таблице это высота здания до уровня рассматриваемой кровли.

Для покрытий с уклонами от 12 до 20% (от 6° до 11°) однопролетных и многопролетных зданий без фонарей, проектируемых на местности типа А и Б, Ce=0.85 (п.10.7 СП 20.13330.2016).

Снижение нагрузки, учитывающее снос снега, не предусматривается (п.10.9 СП 20.13330.2016):

1) на покрытия зданий в районах со среднемесячной температурой воздуха в январе выше минус 5°С (см.таблицу 5.1 СП 131.13330);

2) на участки покрытий, примыкающих к препятствиям (стенам, парапетам и др.) которые мешают сносу снега (см. схемы Б8-Б11 приложения Б СП 20.13330.2016);

3) как было уже сказано для городской застройки Се=1,0.

Думаю нужно также учесть и застройку территории в будущем т.к. если рядом с вашим зданием построят более высокое, то снос снега уменьшится. Я рекомендую использовать коэффициент Ce равным единице, т.к. не факт, что со временем здание не закроет более высокое.

Коэффициент Ct

Для неутепленных покрытий цехов с повышенными тепловыделениями при уклонах выше 3% коэффициент Ct=0.8.

Но я рекомендую всегда брать его равным единице т.к. производство может остановиться на переоборудование или просто временно остановить производство (например на каникулы) и в этом случае снег таять не будет.

Литература

Интерактивная карта, которую можно посмотреть по Этой ссылке.

Статья про снеговые нагрузки на о. Сахалин ( в формате pdf )

This article has 4 Comments

Спасибо за статью. 2 замечания
S в формуле 10.1 это не расчётная нагрузка
Пункты 10.? СП носят необязательный характер в соотв.
Перечень национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»,
поскольку туда они не попали

Формула коэффициента сноса снега с покрытий зданий написана не правильно в СП 20.13330.2016 первая цифра 1.4, а у вас 1.2 из СП за 2011 год.

Это учтено в Изменениях №3 к СП, но они вступают в силу с 01.07.2021г.

Все верно но эти деятели же не написали что S нулевое это расчетная нагрузка а вы пишете расчетная. Читаю СП так и не понял как найти РАСЧЕТНУЮ снеговую нагрузку!

Снеговая нагрузка

Опубликовано 16 Сен 2013
Рубрика: О жизни | 14 комментариев

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.

Для получения информации о выходе новых статей и для возможности скачивать рабочие файлы программ прошу вас подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или в окне вверху страницы.

Введите адрес своей электронной почты, нажмите на кнопку «Получать анонсы статей», подтвердите подписку в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту !

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 подписчики сайта могут 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 S 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 * S

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!

Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей.

ОСТАЛЬНЫМ можно скачать просто так. — никаких паролей нет!

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

Жду ваши комментарии, уважаемые читатели. Профессионалов – строителей прошу «бить не сильно». Статья написана не для специалистов, а для широкой аудитории.

Статьи с близкой тематикой

• Теплофизические свойства воздуха
• Теплофизические свойства воды
• Солнечная энергия
• Настенные солнечные часы
• Движение тела, брошенного под углом к горизонту!

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:

Что такое снеговая нагрузка

Словари дают следующее определение: « Снеговая нагрузка – нагрузка испытываемая зданиями и сооружениями от массы снега».

Зачем надо знать значения снеговых нагрузок

Кое- кто из читателей, особенно те, кто ведет строительство дома своими руками, воскликнет: «Зачем мне это знать?! Я и без снеговых нагрузок обойдусь!» и окажется неправ.

Знание веса снегового покрова помогает правильно рассчитать, изготовить и смонтировать стропильную систему и обрешетку крыши, а также выбрать и правильно уложить кровельные материалы которые позволят нормально эксплуатировать крышу в условиях определенного региона.

Точное значение снеговой нагрузки для своего региона вы можете узнать в региональных СРО или обратившись к СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», а именно к картам вложенным в формате pdf в «Изменения к СНиП 2.01.07 – 85» . найти этот документ в Интернете совершенно несложно.

Что может произойти при игнорировании снеговой нагрузки

Для начала немного теории.

Расчет несущих конструкций зданий и сооружений выполняют по методу предельных состояний. Считается, что при них конструкции крыши перестают сопротивляться внешним воздействиям, либо получают повреждения и деформации, исключающие их дальнейшую эксплуатацию.

При расчете стропильной системы крыши производится расчет двух предельных состояний:

1. Состояния, при которых у элементов крыши исчерпана несущая способность. В этом случае происходит разрушение конструкции. Дальнейшая эксплуатация крыши невозможна. Необходимо производить демонтаж разрушившихся элементов. Кровельные материалы (даже ондулин) при этом подлежат полной замене.

1. Состояния, при которых в конструкции крыши развиваются предельные деформации от статических или динамических нагрузок. При этом конструкция крыши не разрушается, но ее эксплуатация невозможна — необходим ремонт крыши.

Снеговые нагрузки учитываются при расчете по первому предельному состоянию. Таким образом, игнорирование этого значения может привести к разрушению элементов крыши, кровельные материалы будут приведены в состояние, при котором их дальнейшая эксплуатация будет невозможна. Единственным выходом будет капитальный ремонт крыши.

Следует отметить, что в зависимости от направления преобладающих ветров в месте, где происходит строительство дома своими руками, а также от уклона крыши снега на крыше может быть гораздо больше чем на земле. Так происходит в том случае если при метели или буране снежинки, подхваченные ветром, переносятся на подветренную сторону крыши и оседают на ней.

Как использовать знания о снеговой нагрузке на практике

Прежде всего, знание значения снеговой нагрузки позволяет тем, кто ведет строительство дома своими руками, правильно выбрать кровельные материалы. Практически все компании — изготовители заявляют о нагрузках, которые способны выдержать производимые ими продукты. Сравнив заявленное значение со снеговой нагрузкой можно отмести те кровельные материалы, которые ее не выдерживают.

Например, при снеговой нагрузке в 480 кг на 1 кв.м. использование мягких черепиц становится невозможным. А вот ондулин легко выдержит такую нагрузку. Для этого достаточно произвести его монтаж в точном соответствии с инструкцией компании Ондулин.

При монтаже стропильной системы знание значения снеговой нагрузки позволит избежать деформации и повреждения кровельных материалов и каркаса крыши в проблемных зонах.

Например, при снеговой нагрузке в 400 кг на 1 кв.м. в ендовах будут образовываться снеговые мешки массой выше средненормативной. Значит, в них необходимо установить спаренные стропильные ноги и усилить обрешетку для монтажа ендовы.

Совет. Снеговой «мешок», образовавшийся с подветренной стороны кровли, будет сползать и давить на ее свес. При этом возможен облом края свеса. Для того чтобы этого избежать, свес не должен превышать размеров, изготовителем кровельных материалов. Компания Ондулин рекомендует выполнять свес не более 70 мм.

Как видите казавшийся теоретическим и не нужным термин превратился в информацию крайне важную при строительстве крыши.

Проблема обледенения и снеговые нагрузки на крышу

Снег для России явление обыкновенное, но от этого он не перестает оставаться грозной стихией. В зимнюю пору нередко повреждаются льдом крыши, которые потом приходится ремонтировать. Особенно от снега и наледи страдают владельцы больших домов. Снег приносит много хлопот, но на сегодняшний день уже сложились цивилизованные методы борьбы с ним.

Минимизировать последствия снежной стихии можно уже на стадии проектирования дома, если учитывать климатические условий региона. Основное внимание при этом уделяется крыше, открытым площадкам, входной зоне и путям передвижения по участку.

При возведении любой строительной конструкции важно учитывать снеговые нагрузки. В регионах, для которых мокрый снег и чередование заморозков и оттепелей обычное явление, на крышах следует устанавливать снегозадержатели и следить за состоянием водостоков.

Снег на крыше, кроме оказания нагрузки, может приводить к протечкам. Если на скате образуется полоса наледи, то она становится препятствием для свободного стока воды, образующейся при таянии снега. В результате вода попадает под кровельное покрытие, и если там нет дополнительной гидроизоляции, то намокает перекрытие верхнего этажа. На потолке образуются мокрые пятна, плесень, обваливается штукатурка и т.д. Поэтому в снежных северных районах, чтобы осадки не задерживались на крыше и не перегружали конструкцию, скаты делают максимально покатыми.

Другая проблема, которая приходит со снегом, – образование большого количество воды вокруг дома во время оттепели. При похолодании эта вода замерзает и превращается в лед, по которому небезопасно передвигаться. Горожан все эти проблемы не касаются. Их решают коммунальные службы. А вот загородные жители могут рассчитывать только на свои силы.

Наибольшие снегопады встречаются в горной местности. Снежный покров может достигать там большой высоты, но хуже всего – периодические оттепели, мокрый снег и образование наледи. Важно принять меры от лавинообразного схода снега с крыш и обеспечить работоспособность водосточной системы.

На юге России снега меньше, но все чаще выпадают рекордные количества мокрого снега, который быстро тает, а ночью может замерзнуть и превратиться в свисающие с карнизов глыбы льда.

Проблема снеговых нагрузок ненова. Требования к элементам конструкции дома с учетом региональных климатических условий описаны государственными строительными нормативами.

Скатная крыша

Мало кто знает, что снег на крыше даже в морозный день испаряется до 5% от общей массы. При этом в самом снежном слое происходят различные структурные изменения. Снег может слеживаться, покрываться настом, сдуваться ветром, сползать и таять. От этого могут возникать следующие проблемы:

• нагрузка при большом слое снега на несущие конструкции здания может возрастать в разы. При превышении расчетной нагрузки, стропильная система начинает деформироваться, следствием чего становится разрыв гидроизоляции, а в худшем случае – обрушение конструкции крыши;
• на крышах сложной формы в ендовах, на переломах, в примыканиях кровли к вертикальным конструкциям образуются «снежные мешки», которые создают неравномерную нагрузку, превышающую расчетную. Результат тот же, что и в первом случае;
• снежная масса, сползая, собирается у краев крыши и может сойти вниз в любой момент. Падающие массы снега обладают серьезной разрушительной силой;
• наледь, образующаяся при периодическом переходе через 0°С, способна повредить кровельное покрытие. Больше всего таким повреждениям подвержены ендовы и места скопления большого количества снега;
• образование сосулек и их падение на ниже находящиеся конструкции. Угроза для жильцов;
• деформация водосточной системы. Ее обрушение из-за недостаточно надежного крепления. Повреждение водостоков ледяными пробками.

Что делать?

Прежде всего, необходимо максимально утеплить крышу, особенно скаты при наличии жилой мансарды. Если чердак холодный, то утеплять нужно перекрытие. К слову, крыши холодных чердаков значительно менее уязвимы.

Очистка крыши от снега вручную может решить много проблем, но делать это не рекомендуется из соображений безопасности. Разве что в самых крайних случаях. Лучше проектировать крышу так, чтобы необходимости в ручной очистке не возникала.

Чем круче скат крыши, тем меньший слой снега на ней образуется. В регионах, где выпадает много снега, скаты крыш наклоняют под углом 45-60°С. Такие крыши чистить ненужно, поскольку снег на них не задерживается. Соответственно и давление снежных масс на конструкцию крыши оказывается небольшое.

Специалисты не рекомендуют строить дома со сложными крышами в районах, где снега выпадает много и лежит он долго. Причина тому – образование снежных мешков и неравномерная нагрузка на стропильную систему.

Однако крутые крыши не стоит делать там, где не выпадает много снега, поскольку обходятся они дороже пологих. Во избежание лавинного схода снега со скатов крыш, наклоненных менее 45°, устанавливают снегозадержатели – барьеры высотой около 15 см.

Чтобы избежать наледи и сосулек на карнизах, наиболее эффективно устроить электрический кабельный обогрев. Нагревательный кабель укладывают зигзагом полосой 30-50 см по периметру крыши непосредственно перед водостоком. Особенно обогрев необходим недостаточно утепленным крышам, на которых образуется много наледи. Кабельный подогрев может управляться вручную или автоматически.

Чтобы вода без проблем отводилась с крыши зимой, необходимо запроектировать ее без изгибов у карниза. Ледяная пробка чаще всего образуется на горизонтальных участках в районе изгибов. Когда вода начинает переливать через желоба, образуются тяжелые сосульки.

Сколько весит снег?

При аномальных снегопадах нагрузка снежного слоя на крыше может превысить расчетную и тогда единственным способом спасти несущую конструкцию является удаление снега вручную. Однако как узнать, превышена нагрузка или нет?

Свежевыпавший снег весит около 100 кг/м³, а мокрый – до 200-300 кг/м³. Исходя из этих данных, можно рассчитать вес снежного покрова, зная его толщину и площадь. Таким образом, сухая снежная шапка высотой 0,5 м окажет нагрузку в 50 кг/м². При этом необязательно лезть на крышу и измерять снежный покров. Это можно сделать во дворе на открытом участке. Величину снежного покрова следует умножить на 1,5 (коэффициент запаса). Если крыша построена с учетом региональных климатических особенностей, то она рассчитана на нормативные для данного региона снеговые нагрузки. Следовательно, необходимо знать эти нормативы, а еще лучше сразу спросить проектировщика на какую снеговую нагрузку он рассчитывает конструкцию крыши. Если это 50 кг/м², то при метровом слое снежного покрова необходимо убрать с крыши минимум половину снега. При этом нужно стараться, чтобы толщина покрова была равномерной. Не забывайте пользоваться страховкой!

Горизонтальные площадки и плоские крыши

На горизонтальных участках, которыми являются плоские крыши, балконы, уровневые террасы и т.п., скапливается максимальное количество снега. Толковый проектировщик обязательно обеспечит достаточный запас прочности несущим конструкциям, поэтому в уборке снега необходимости не будет. Напротив, снежная шапка обеспечит дополнительную теплоизоляцию. А вот балконы при больших скоплениях снега очищать необходимо. Дело в том, что помимо большой нагрузки, снег может навредить увлажнением в местах примыкания к стенам дома.

Плоские крыши не рекомендуется строить в регионах, для которых характерны большие количества снежных осадков. Количество снега на крыше может быть чрезмерно большим. Если снегопад пройдет в безветренную погоду, то снежная шапка на плоской кровле будет иметь форму купола. В ее центре нагрузка на перекрытие может возрасти до 1000 кг/м², на которую оно вряд ли рассчитано.

Для плоской крыши важно иметь подогреваемый внутренний водосток. Уклон в его сторону создается не менее 2%.

Ограждение балконов и уровневых террас обязательно должно иметь водоотводные отверстия. В местах примыкания балконной плиты или террасы к стене дома, гидроизоляция должна выходить на нее не менее чем на 15 см. Балконная дверь обязательно делается с порогом высотой 8-10 см.

Фундаменты и стены

Широкие свесы крыши хорошо защищают стены и фундамент от дождевых осадков, но мало помогают при снегопадах. Образование наметов и сугробов у самих стен – обычное дело. Поскольку утечки тепла присутствуют при любом утеплении, стены начнут подогревать снег, чем вызовут его таяние. В результате вода течет по стенам и проникает ниже уровня грунта.

Если стены из кладочных материалов, то увлажнение с последующим замораживанием для них крайне нежелательно. От неприятных последствий метели может защитить высокий водонепроницаемый цоколь. Для снежных районов его высота должна составлять не менее 60 см, а для районов со средним и малыми количеством снеговых осадков – 30-45 см. Отвести влагу от фундамента помогает отмостка вокруг дома. Она одинаково эффективно работает независимо от сезона. Наконец, отбросить снег от стен дома всегда можно вручную с помощью снеговой лопаты.