Я не предлагаю самостоятельно рассчитывать нагрузку крыши, но знать основные факторы, которые влияют на её устойчивость, нужно каждому. Существуют специальные таблицы, с помощью которых можно подобрать оптимальные строительные конструкции с учётом действующих максимальных нагрузок в конкретной климатической зоне. Я думаю, что многим застройщикам стоит внимательно ознакомиться с содержанием этой статьи. Во время проведения расчёта принимается во внимание влияние нескольких факторов: - Снеговая нагрузка. - Ветровая нагрузка. - Вес кровельного материала, покрытий и строительных конструкций. Рассмотрим, как учесть каждый их этих факторов. Расчёт снеговой нагрузки Строительные нормы проектирования крыш предписывают обязательно учитывать максимально возможную снеговую нагрузку на несущие элементы крыши. Для каждого климатического региона проживания имеются свои индивидуальные показатели, информация о высоте снежного покрова регулярно предоставляется гидрометеорологическими службами и обобщается в СНиПе. Карты нагрузок должны регулярно обновляться с учётом изменения климатических условий, в справочнике находятся средние данные за последние десть лет наблюдений. На иллюстрационных картах снеговая нагрузка определяется в Паскалях, для того, чтобы перевести Паскали в более привычные пользователям килограмм-силы необходимо применить коэффициент 0,102. К примеру, 100 Па×0,102=10,2 кг/м2. Проектные расчёты проводятся с применением максимального веса снежного покрова, это позволяет получить критические значения нагрузок, при воздействии которых крыша полностью разрушается. Вторая группа расчётов касается допустимых эксплуатационных нагрузок. Воздействие этих нагрузок не должно вызывать нарушений геометрических и линейных характеристик несущих систем. Как меняется удельный вес снежного покрова Очень важный вопрос, этот параметр обязательно принимается во внимание во время выполнения инженерных расчётов. Свежевыпавший снег при температуре -10° имеет плотность ≈ 100 кг/м3. Этот показатель становится больше с увеличением температуры окружающей среды и влажности воздуха. Лежалый снег уже весит 160±40 кг/м3, а весной удельный вес снежного покрова увеличивается до 700 кг/м3. Во время дождя вес снежного покрова ещё боле возрастает и достигает значений 900 кг/м3. Почти такой же вес имеет кубический метр воды. В среднем снег весит порядка 100кг/м3, а в мокром состоянии его масса достигает 300 кг/м3. Зная эти величины, достаточно просто можно рассчитать нагрузку на всю площадь, руководствуясь всего лишь толщиной снегового слоя. Толщина покрова должна измеряются на открытом участке, после чего это значение умножают на коэффициент запаса - 1,5. Для учёта 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: S=Sрасч.×μ; где S – полная снеговая нагрузка; Sрасч. – расчётное значение веса снега на 1 м2 горизонтальной поверхности земли; μ – расчётный коэффициент, учитывающий наклон кровли. На территории России расчётное значение веса снега на 1м2 в соответствии со СНиП принимается по специальной карте, которая представлена ниже. В таблицах государственных стандартов указывается вес снежного покрова для каждого региона, именно эти данные необходимо принимать во внимание во время проведения расчёта крыши. Пример расчёта Возьмем кровлю дома, который находится в Свердловской области в 20 км. от Екатеринбурга и имеет уклон 30°. В этом случае СНиП оговаривает следующий порядок производства расчёта нагрузки: По карте районов России определяем, что Свердловская область находится в 3-м климатическом районе, где нормативное значение снеговой нагрузки составляет 180 кг/м2. По формуле из СНиП определяем полную нагрузку:180×0,7=126 кг/м2. Зная нагрузку от снежной массы, делаем расчёт стропильной системы, которая подбирается исходя из максимальных нагрузок. СНиП оговаривает следующие значения коэффициента μ: при уклоне крыши менее, чем 25° его значение 1; при величине уклона от 25° до 60° значение 0,7; если уклон составляет более 60° , расчётный коэффициент не учитывается при расчёте нагрузки. Расчёт ветровой нагрузки Влияние ветровой нагрузки зависит от силы ветра и геометрических особенностей крыши. Более плоские крыши ветер «поднимает» вверх, более крутые ветер пытается опрокинуть. Все эти явления есть в аэродинамике, но углубляться в эту науку не буду. В общем это выглядит таким образом: плоские крыши «работают» как крыло самолёта – над ними создаётся разрежение и появляется поднимающая вверх сила, крыши с большим углом наклона «действуют» как парус – появляется опрокидывающая сила. Во время расчётов ветровой нагрузки необходимо принимать во внимание высоту здания над землёй, для этого разработаны специальные коэффициенты. Полученные данные нагрузок необходимо учитывать при выборе способов крепления мауэрлатов к несущим стенам и стропил к мауэрлатам. Кроме того, от полученных значений максимальных нагрузок выбираются виды и количество подстропильных несущих конструкций. Ветровые нагрузки существенно изменяются в зависимости от типа местности расположения здания. Технология расчёта ветровой нагрузки Коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяется по таблице в зависимости от типа местности. Принимаются следующие типы местности: А – открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра; B – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м; С – городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м. Сооружение считается расположенным в местности этого типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h – при высоте сооружения h до 60 м. и 2 км. – при большей высоте. Влияние угла наклона скатных крыш на их несущие способности Этот фактор определяет влияние ветровых нагрузок (о чём мы говорили выше) и влияние снеговых нагрузок. Для ветровых нагрузок, угол наклона может полностью изменить направление появляющихся усилий, для снеговых, оказывает влияние на значения максимальной высоты снежного покрова. Чем больше угол наклона – тем меньшее количество снега скапливается на крыше. Для скатных крыш с углом наклона до 25° коэффициент 1,0; для скатных крыш с углом наклона до 60° коэффициент 1,25; для крыш с уклоном более 60° вес снежного покрова можно совеем не принимать во внимание во время проведения расчёта. Но на такие крыши большое влияние оказывают ветровые нагрузки, появляется «эффект паруса», вся конструкция может опрокинуться. Как рассчитывается собственный вес покрытий при расчётах стропильных систем К вниманию берётся вес кровельного покрытия, вес гидроизоляции и утеплителей и вес обрешётки. Каждый вид кровельных покрытий в зависимости от материалов изготовления имеет собственные показатели веса. Производители обязаны давать этот параметр в сопроводительных документах и инструкции по применению. Надо только помнить, что чем больше уклон крыши, тем больше необходимо кровельных материалов, а это, в свою очередь, увеличивает общий вес покрытия. Как рассчитать собственный вес крыши рассмотрим на простом примере. Обрешётка выполнена из обрезных досок толщиной 2,5см. Масса 15 кг/м2. Утеплитель из минеральной ваты толщиной 10 см. Масса 10 кг/м2. Кровля – Ондулин, масса 3 кг/м2. Средний удельный вес кровли, кг/м2 Кровля из шифера 40-50 Рубероидное покрытие 30-50 Кровля из гончарной черепицы 60-80 Кровля из листовой стали 20-30 Средний удельный вес стены толщиной 150 мм, кг/м2 Железобетон 300-350 Кирпичные стены 200-270 Стены из брёвен и бруса 70-100 Каркасные стены с утеплителем 30-50 Средний удельный вес перекрытий, кг/м2 Железобетонное 500 Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м3 200-300 Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3 100-150 Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м3 150-200 Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3 70-100 Общий вес равняется сумме трёх величин. Обратите внимание, что при расчётах всегда делается «запас», а для этого учитываются максимальные значения возможных нагрузок. Конечно, не каждый из вас будет выполнять расчёты самостоятельно. Да и не нужно это. Такие расчёты выполняют строительные и проектные организации во время разработки проекта. Но понимать как это происходит всегда полезно. Скачать СНиП2.01.07-85. Нагрузки и воздействия https://yadi.sk/i/zHgzLXI4qU4GF Алексей Морозов. Технический директор Слэйтер СК тел. +7(343) 328-28-54
Дачное строительство
Расчёт нагрузки на крышу.
Я не предлагаю самостоятельно рассчитывать нагрузку крыши, но знать основные факторы, которые влияют на её устойчивость, нужно каждому.
Существуют специальные таблицы, с помощью которых можно подобрать оптимальные строительные конструкции с учётом действующих максимальных нагрузок в конкретной климатической зоне.
Я думаю, что многим застройщикам стоит внимательно ознакомиться с содержанием этой статьи.
Во время проведения расчёта принимается во внимание влияние нескольких факторов:
- Снеговая нагрузка.
- Ветровая нагрузка.
- Вес кровельного материала, покрытий и строительных конструкций.
Рассмотрим, как учесть каждый их этих факторов.
Расчёт снеговой нагрузки
Строительные нормы проектирования крыш предписывают обязательно учитывать максимально возможную снеговую нагрузку на несущие элементы крыши. Для каждого климатического региона проживания имеются свои индивидуальные показатели, информация о высоте снежного покрова регулярно предоставляется гидрометеорологическими службами и обобщается в СНиПе. Карты нагрузок должны регулярно обновляться с учётом изменения климатических условий, в справочнике находятся средние данные за последние десть лет наблюдений.
На иллюстрационных картах снеговая нагрузка определяется в Паскалях, для того, чтобы перевести Паскали в более привычные пользователям килограмм-силы необходимо применить коэффициент 0,102. К примеру, 100 Па×0,102=10,2 кг/м2. Проектные расчёты проводятся с применением максимального веса снежного покрова, это позволяет получить критические значения нагрузок, при воздействии которых крыша полностью разрушается. Вторая группа расчётов касается допустимых эксплуатационных нагрузок. Воздействие этих нагрузок не должно вызывать нарушений геометрических и линейных характеристик несущих систем.
Как меняется удельный вес снежного покрова
Очень важный вопрос, этот параметр обязательно принимается во внимание во время выполнения инженерных расчётов. Свежевыпавший снег при температуре -10° имеет плотность ≈ 100 кг/м3. Этот показатель становится больше с увеличением температуры окружающей среды и влажности воздуха. Лежалый снег уже весит 160±40 кг/м3, а весной удельный вес снежного покрова увеличивается до 700 кг/м3. Во время дождя вес снежного покрова ещё боле возрастает и достигает значений 900 кг/м3. Почти такой же вес имеет кубический метр воды.
В среднем снег весит порядка 100кг/м3, а в мокром состоянии его масса достигает 300 кг/м3. Зная эти величины, достаточно просто можно рассчитать нагрузку на всю площадь, руководствуясь всего лишь толщиной снегового слоя.
Толщина покрова должна измеряются на открытом участке, после чего это значение умножают на коэффициент запаса - 1,5. Для учёта 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:
S=Sрасч.×μ;
где S – полная снеговая нагрузка;
Sрасч. – расчётное значение веса снега на 1 м2 горизонтальной поверхности земли;
μ – расчётный коэффициент, учитывающий наклон кровли.
На территории России расчётное значение веса снега на 1м2 в соответствии со СНиП принимается по специальной карте, которая представлена ниже.
В таблицах государственных стандартов указывается вес снежного покрова для каждого региона, именно эти данные необходимо принимать во внимание во время проведения расчёта крыши.
Пример расчёта
Возьмем кровлю дома, который находится в Свердловской области в 20 км. от Екатеринбурга и имеет уклон 30°.
В этом случае СНиП оговаривает следующий порядок производства расчёта нагрузки:
По карте районов России определяем, что Свердловская область находится в 3-м климатическом районе, где нормативное значение снеговой нагрузки составляет 180 кг/м2.
По формуле из СНиП определяем полную нагрузку:180×0,7=126 кг/м2.
Зная нагрузку от снежной массы, делаем расчёт стропильной системы, которая подбирается исходя из максимальных нагрузок.
СНиП оговаривает следующие значения коэффициента μ:
при уклоне крыши менее, чем 25° его значение 1;
при величине уклона от 25° до 60° значение 0,7;
если уклон составляет более 60° , расчётный коэффициент не учитывается при расчёте нагрузки.
Расчёт ветровой нагрузки
Влияние ветровой нагрузки зависит от силы ветра и геометрических особенностей крыши. Более плоские крыши ветер «поднимает» вверх, более крутые ветер пытается опрокинуть. Все эти явления есть в аэродинамике, но углубляться в эту науку не буду.
В общем это выглядит таким образом: плоские крыши «работают» как крыло самолёта – над ними создаётся разрежение и появляется поднимающая вверх сила, крыши с большим углом наклона «действуют» как парус – появляется опрокидывающая сила.
Во время расчётов ветровой нагрузки необходимо принимать во внимание высоту здания над землёй, для этого разработаны специальные коэффициенты.
Полученные данные нагрузок необходимо учитывать при выборе способов крепления мауэрлатов к несущим стенам и стропил к мауэрлатам. Кроме того, от полученных значений максимальных нагрузок выбираются виды и количество подстропильных несущих конструкций.
Ветровые нагрузки существенно изменяются в зависимости от типа местности расположения здания.
Технология расчёта ветровой нагрузки
Коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяется по таблице в зависимости от типа местности. Принимаются следующие типы местности:
А – открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;
B – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;
С – городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м.
Сооружение считается расположенным в местности этого типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h – при высоте сооружения h до 60 м. и 2 км. – при большей высоте.
Влияние угла наклона скатных крыш на их несущие способности
Этот фактор определяет влияние ветровых нагрузок (о чём мы говорили выше) и влияние снеговых нагрузок. Для ветровых нагрузок, угол наклона может полностью изменить направление появляющихся усилий, для снеговых, оказывает влияние на значения максимальной высоты снежного покрова. Чем больше угол наклона – тем меньшее количество снега скапливается на крыше.
Для скатных крыш с углом наклона до 25° коэффициент 1,0;
для скатных крыш с углом наклона до 60° коэффициент 1,25;
для крыш с уклоном более 60° вес снежного покрова можно совеем не принимать во внимание во время проведения расчёта.
Но на такие крыши большое влияние оказывают ветровые нагрузки, появляется «эффект паруса», вся конструкция может опрокинуться.
Как рассчитывается собственный вес покрытий при расчётах стропильных систем
К вниманию берётся вес кровельного покрытия, вес гидроизоляции и утеплителей и вес обрешётки. Каждый вид кровельных покрытий в зависимости от материалов изготовления имеет собственные показатели веса. Производители обязаны давать этот параметр в сопроводительных документах и инструкции по применению. Надо только помнить, что чем больше уклон крыши, тем больше необходимо кровельных материалов, а это, в свою очередь, увеличивает общий вес покрытия.
Как рассчитать собственный вес крыши рассмотрим на простом примере.
Обрешётка выполнена из обрезных досок толщиной 2,5см.
Масса 15 кг/м2.
Утеплитель из минеральной ваты толщиной 10 см. Масса 10 кг/м2.
Кровля – Ондулин, масса 3 кг/м2.
Средний удельный вес кровли, кг/м2
Кровля из шифера 40-50
Рубероидное покрытие 30-50
Кровля из гончарной черепицы 60-80
Кровля из листовой стали 20-30
Средний удельный вес стены толщиной 150 мм, кг/м2
Железобетон 300-350
Кирпичные стены 200-270
Стены из брёвен и бруса 70-100
Каркасные стены с утеплителем 30-50
Средний удельный вес перекрытий, кг/м2
Железобетонное 500
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м3 200-300
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3 100-150
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м3 150-200
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3 70-100
Общий вес равняется сумме трёх величин.
Обратите внимание, что при расчётах всегда делается «запас», а для этого учитываются максимальные значения возможных нагрузок.
Конечно, не каждый из вас будет выполнять расчёты самостоятельно. Да и не нужно это. Такие расчёты выполняют строительные и проектные организации во время разработки проекта. Но понимать как это происходит всегда полезно.
Скачать СНиП2.01.07-85. Нагрузки и воздействия https://yadi.sk/i/zHgzLXI4qU4GF Алексей Морозов.
Технический директор
Слэйтер СК
тел. +7(343) 328-28-54