Как произвести расчет ветровой и снеговой нагрузки на кровлю в зависимости от региона проживания

Расчет снеговой нагрузки на кровлю онлайн

ВАЖНО!

Как рассчитать снеговую нагрузку на крышу? Для этого воспользуйтесь нашим онлайн калькулятором.

Пример расчета снеговой нагрузки поможет наглядно продемонстрировать порядок действий, а также покажет возможную величину давления снега на конструкции дома.

Снеговая нагрузка на кровлю рассчитывается с помощью следующей формулы:

S = Sg * µ; где S — давление снега на квадратный метр кровли.

Sg — нормативная величина снеговой нагрузки для данного региона.

µ — поправочный коэффициент, учитывающий изменение нагрузки на разных углах наклона кровли. От 0° до 25° значение µ принимается равным 1, от 25° до 60° — 0,7. При углах наклона кровли свыше 60° снеговая нагрузка не учитывается, хотя в реальности бывают скопления мокрого снега и на более крутых поверхностях.

Произведем подсчет нагрузки на кровлю площадью 50 кв.м, угол наклона — 28° (µ=0,7), регион — Московская область.

Тогда нормативная нагрузка составляет (по данным СНиП) 180 кг/кв.м.

Умножаем 180 на 0,7 — получаем реальную нагрузку 126 кг/кв.м.

Полное давление снега на кровлю составит: 126 умножаем на площадь кровли — 50 кв.м. Результат — 6300 кг. Таков расчетный вес снега на крыше.

Снеговое воздействие на кровлю

На что влияет этот показатель?

Обывателю кажется, что снег весит совсем мало и не оказывает сильного давления на поверхность крыши. Однако, накапливающая без регулярной расчистки снежная шапка может увеличивать нагрузку на каркас на 100-300 кг/м2. Конечно, часть снега покидает кровлю естественным путем, сдувается снегом, но остальные 95% массы остаются на скате, из-за чего возникают следующие процессы:

1. В зимы, когда оттепели чередуются с резкими заморозками, снег на поверхности крыши частично трансформируется в лед, частично намокает, в результате чего вес снежной шапки увеличивается в 2-3 раза, а очистить ее, не портя кровельное покрытие, становится невозможно.
2. Если вы выбрали сложную кровлю, которая имеет несколько сопряженных скатов, учитывайте, что снег активнее накапливается в местах примыкания, ендовах и других архитектурных элементах, из-за чего снеговая нагрузка распределяется неравномерно.
3. Снег, стихийно соскальзывающий от конька крыши к кровельному свесу представляет серьезную опасность для здоровья людей, поэтому кровлю оборудую снегозадержателями. В свою очередь задержка снега на свесах увеличивает нагрузку на концы стропильных ног.
4. Неорганизованный сход снега приводит к срыванию элементов водосточной системы.

Вес кровли

Расчет нагрузки снега на кровлю

Еще на этапе проектирования кровли для исключения повреждений ее конструкции при обильных осадках, проводят расчетные мероприятия. Средний вес снега составляет 100 кг на куб. метр, а влажные осадки весят еще больше, что составляет 300 кг на 1 куб. метр. Зная эти примерные величины, можно достаточно просто произвести расчет допустимой снеговой нагрузки.

Но для этого также понадобится знание толщины выпадающего слоя снега. Измерить этот показатель можно на ровном участке, а полученное число умножить на коэффициент, который предполагает запас и равняется 1,5. Для того чтобы учесть региональный показатель, можно использовать специальную карту. Она стала основой для получения правил СНиП и других нормативов. В целом показатель определяется по следующей формуле:

S=S_{расч. *} μ

В соответствии с данной формулой, ее составляющие расшифровываются так:

• S – снеговая нагрузка полного типа
• S_расч — значение веса на квадратный метр горизонтальной площадки.
• μ – коэффициент наклона кровли.

Обычно, как говорилось ранее, расчеты производятся по карте снеговых нагрузок, которая представлена ниже:

В соответствии со СНиП существуют такие показатели коэффициента наклона кровли:

• Если уклон кровли составляет менее 25 градусов, то коэффициент равен 1.
• Если уклон кровли находится в пределах от 25 до 60 градусов, то коэффициент будет равен 0,7.
• При уклоне более 60 градусов, коэффициент можно и вовсе не учитывать.

При этом учитывается и та сторона, с которой дует ветер. Это нужно, так как с наветренной стороны снега будет в любом случае меньше, чем с подветренной.

Для того чтобы лучше понять, каким образом производится расчет снеговой нагрузки, представим наглядный пример для Московской области. Рассчитываемая кровля имеет уклон, равный 30 градусам. Итак, согласно требованиям СНиП, производим расчет:

1. В карте находим, месторасположение Московской области и выявляем, что она относится к третьему климатическому району. Здесь значение нагрузки на крышу равно 180 кг на 1 кв. метр.
2. Согласно формуле, подсчитываем общий показатель веса снега. Для этого 180 умножаем на коэффициент, равный 0,7. Получаем число 126 кг на кв. метр.
3. Уже по этому показателю создается стропильная система, которая рассчитывается по максимальным числам.

Помимо такого варианта, существует полный расчет, который также представлен в СНиП и имеет там соответствующую таблицу. Расчет ведется по следующей формуле:

Q1 = m*Q

Здесь в качестве показателя коэффициента выступает m, который рассчитан по методу интерполяции. При уклоне крыши в 30 градусов он равен 1, а при 60 градусах – 0.

Q

Может быть произведен расчет нормативного показателя. Для этого нужно пользоваться атласом, в котором зафиксированы изменения СНиПа или же высчитывать показатель по формуле: Q2 = 0,7* Q* m. Если расчет производится для той конструкции, которая монтируется на территориях с постоянными ветрами, сносящими снег с крыши, то необходимо в формулу добавлять коэффициент C. Он равен 0,85. Но для добавления этого показателя есть целый ряд условий. Это скорость ветра не ниже 4 м/с, среднемесячная температура в зимние месяцы не выше -5 градусов, а уклон должен находится в пределах от 12 до 20 градусов.

Важно! Если непонятно, как рассчитать нагрузку самостоятельно, то лучше обратиться к специалистам.

Расчет деревянных элементов покрытия: обрешетки и стропильной ноги

1. Расчет несущих элементов покрытия

Стропильные ноги рассчитывают как свободно лежащие балки на двух опорах с наклонной осью. Нагрузка на стропильную ногу собирается с грузовой площади, ширина которой равна расстоянию между стропильными ногами. Расчетная временная нагрузка q должна быть расположена на две составляющие: нормальную к оси стропильной ноги и параллельно к этой оси.

2.1.1. Расчет обрешетки

Принимаем обрешетку из досок сечением 50´50 мм (r = 5,0 кН/м), уложенных с шагом 250 мм. Древесина — сосна. Шаг стропил 0,9 м. Уклон кровли 35 0 .

Расчет обрешетки под кровлю ведется по двум вариантам загружения:

а) Собственный вес кровли и снег (расчет на прочность и прогиб).

б) Собственный вес кровли и сосредоточенный груз.

1.Принимаем бруски 2-го сорта с расчетным сопротивлением R_u=13 МПа и модулем упругости Е=1´10 4 МПа.

2.Условия эксплуатации Б2 (в нормальной зоне), m_в=1; m_н=1,2 для монтажной нагрузки при изгибе.

4.Плотность древесины r=500 кг/м 3 .

5.Коэффициент надежности по нагрузке от веса оцинкованной стали g_f=1,05; от веса брусков g_f=1,1.

6.Нормативный вес снегового покрова на 1м 2 горизонтальной проекции поверхности земли S=2400 Н/м 2 .

Расчетная схема обрешетки

Сбор нагрузки на 1м.п. обрешетки, кН/м

где S — нормативное значение веса снегового покрова на 1 м 2 горизонтальной

поверхности земли, принимаемое по табл. 4 , для IV снегового рай-

m — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к

снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый по п. 5.3 – 5.6 .

При загружении балки равномерно распределенной нагрузкой от собственного веса и снега наибольший изгибающий момент равен:

При углах наклона кровли a³10° учитывают, что собственный вес кровли и обрешетки равномерно распределен по поверхности (скату) крыши, а снег — по ее горизонтальной проекции :

M_x = M cos a = 0.076 cos 29 0 = 0.066 кН´м

M_y= M sin a = 0.076 sin 29 0 = 0.036 кН´м

Прочность брусков обрешетки проверяют с учетом косого изгиба по формуле:

где M_x и M_y — составляющие расчетного изгибающего момента относительно главных осей X и Y.

R_y=13 МПа — расчетное сопротивление древесины изгибу.

g_n=0,95 — коэффициент надежности по назначению.

Момент инерции бруска определяем по формуле:

Прогиб в плоскости, перпендикулярной скату:

Прогиб в плоскости, параллельной скату:

где Е=10 10 Па — модуль упругости древесины вдоль волокон.

Проверка прогиба:

где

При загружении балки собственным весом и сосредоточенным грузом наибольший момент в пролете равен:

Проверка прочности нормальных сечений:

где R_y=13 МПа — расчетное сопротивление древесины изгибу.

g_n=0,95 — коэффициент надежности по назначению.

Условия по первому и второму сочетаниям выполняются, следовательно принимаем обрешетку сечением b´h=0,05´0,05 с шагом 250 мм.

2.1.2. Расчет стропильных ног

Рассчитаем наслонные стропила из брусьев с однорядным расположением промежуточных опор под кровлю из оцинк. кр. железо. Основанием кровли служит обрешетка из брусков сечением 50

=0,25 м =1,0 м

Район строительства – г. Вологда.

Расчетная схема стропильной ноги

Бруски обрешетки размещены по стропильным ногам, которые нижними

концами опираются на мауэрлаты (100

Производим сбор нагрузок на 1 м 2 наклонной поверхности покрытия, данные заносим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2Сбор нагрузки на 1м.п. стропильной ноги, кН/м

где S — нормативное значение веса снегового покрова на 1 м 2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое по табл. СНиП 4 , для IV снегового района S = 2,4 кПа;

m — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый по п. 5.3 – 5.6 .

Производим статический расчет стропильной ноги как двухпролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой. Опасным сечением стропильной ноги является сечение на средней опоре.

Изгибающий момент в этом сечении:

Вертикальное давление в точке С, равное правой опорной реакции двухпролетной балки составляет:

При симметричной нагрузке обоих скатов вертикальное давление в точке С удваивается:

Раскладывая это давление по направлению стропильных ног, находим сжимающее усилие в верхней части стропильной ноги:

Растягивающее усилие в ригеле равно горизонтальной проекции усилия N.

Проверяем сечение стропильной ноги.

Из условия прочности при изгибе определяем требуемый момент инерции, вводя коэффициент 1,3 для возможности восприятия сечением продольной силы и момента.

Сечение Æ16см удовлетворяет требованиям. W_x=409,6 см 3 , J_x=3276,8 см 4 . Производим проверку сечения на сжатие с изгибом:

Стропильная система и обрешетка крыши в разрезе нагрузок

В данном пункте рассмотрена очередная составляющая постоянных нагрузок — вес стропильной системы и обрешетки. И прежде чем приступать к раскрытию вопроса, следует выделить основные элементы стропильной системы крыши:

1) Стропильная нога — важная часть стропильной системы на которой крепится обрешетка. Сечение стропильной ноги зависит того из чего она изготовлена, веса обрешетки и кровельного материала, а так же возможных снеговых и ветровых нагрузок.

2) Коньковый прогон — это формирующий верхнюю часть крыши брус, на который упираются стропильные ноги.

3) Стойка — это опирающиеся на лежни столбики, которые удерживают коньковый прогон.

4) Подкос — диагональный конструкционный элемент, предназначенный для соединения стропил и передачи от них напряжений сжатия.

5) Лежень — горизонтально расположенное бревно (брус), подложенное под основные элементы стропильной системы.

6) Мауэрлат — элемент из бруса (бревна), уложенный сверху в тех частях наружной стены, где происходит опирание стропил.

7) Обрешетка — решетчатая конструкция поверх стропил, усиливающая пространственную структуру крыши и являющаяся основанием для крепления кровельного материала.

Раскрывая вопрос нагрузок от кровли в разрезе стропильной системы особое внимание стоит уделить подбору сечения, шага стропил и обрешетки. С задачей определения оптимальных параметров стропильных ног справится простая в использовании программа «Стропила 1.0.1.»

Поэтому далее более детально будет рассмотрена тема обрешетки крыши.

Чтобы определить требуемый вид и шаг обрешетки, необходимо заранее определиться с видом кровельного покрытия:

• Обрешетку для металлочерепицы монтируют из брусков 40 (50) × 50 мм или 60 × 60 мм, которые укладываются на определенном расстоянии друг от друга. Обычно шаг обрешетки составляет 35 — 40 см (зависит от длины волны).
• Для битумной черепицы или рулонного кровельного материала делается сплошной настил из досок, влагостойкой фанеры или влагостойкой ориентированно-стружечной плиты (ОСП, OSB).
• Под кровли из крупноразмерного асбесто-цементного шифера шаг обрешетки подбирается так, чтобы под каждым листом оказалось как минимум три решетины (обычно шаг обрешетки составляет 60 см).
• Под волнистые битумные листы (ондулин) шаг обрешетки выбирается в зависимости от уклона: 45 см для уклонов от 1 : 6 до 1 : 4, 60 см для уклонов более 1 : 4, сплошная обрешетка для уклонов менее 1 : 6.
• Под кровли из малоразмерных штучных элементов (керамическая черепица) шаг обрешетки принимается таким, чтобы каждая черепица ложилась на две решетины.

Рекомендуемая толщина сплошного настила обрешетки: 

Шаг стропил, мм	Толщина фанеры, мм	Толщина OSB, мм	Толщина досок, мм
600	12	12	20
900	18	18	23
1200	21	21	30
1500	27	27	37

Вес деревянной конструкции стропильной системы рассчитывается исходя из выбранного материала и его объема. Для элементов из хвойных пород дерева объемный вес 1 м³ принимается равным 500 — 550 кг ⁄ м³. Объемный вес фанеры или OSB (ОСП) ≈ 600 — 650 кг ⁄ м³.

Как снег влияет на кровлю ↑

Понятно, что выпавший на поверхность кровли снег имеет массу, что создает давление на всю систему. Однако создаваемая нагрузка неравномерна и постоянно изменяется.

В течение холодного времени года снежный покров возрастает. Но главная опасность в чередовании оттепелей и заморозков, в результате которых возрастает масса даже одного слоя.

• Снежный покров не является статичным, он находится в постоянном движении: сползает со скатов, сдувается ветром. Следствием этого на различных участках крыши давление распределяется неравномерно. В особенности этот фактор проявляется на кровлях с нестандартными конфигурациями (так называемые ломаные типы).
• Так как снег сползает по скату, его большая масса скопляется на свесах, что также не влияет благотворно на кровельную конструкцию.
• Снеговой покров создает воздействия не только на сам кровельный настил и стропильную систему, но и на водостоки, результатом чего часто является обрушение последних.

Чтобы устранить или снизить неблагоприятное влияние снеговой нагрузки на крыши, разработана целая концепция решения проблемы. Она включает в себя очистку поверхности на уже имеющихся накрытиях, изменение конструкций, или расчет, и закладку определенных свойств еще на этапе проекта возводящегося дома.

Расчёт количества древесины, необходимой для изготовления стропил

Для устройства стропил чаще всего применяют хвойные породы дерева. Зная, сколько стропил требуется на крышу и какой объём древесины содержится в одном брусе, вычислим необходимый объём древесины. Предположим, что мы произвели полный расчёт стропильной системы и получили, что необходимо 18 единиц бруса размером 150х150 мм. Далее смотрим таблицу.

Таблица: количество бруса в кубическом метре пиломатериалов

Размер бруса, мм	Количество брусов длиной 6 м в 1 м3 пиломатериалов, шт.	Объём одного бруса длиной 6 м, м3
100х100	16,6	0,06
100х150	11,1	0,09
100х200	8,3	0,12
150х150	7,4	0,135
150х200	5,5	0,18
150х300	3,7	0,27
200х200	4,1	0,24

Объём одного бруса 150 х 150 мм составляет 0,135 м3. Значит, объём пиломатериала для 18 стропил составит 0,135 м3 ∙ 18 = 2,43 м3.

Самостоятельный расчёт

Есть пять основных факторов, которые влияют на несущую способность односкатной крыши:

1. Угол наклона ската.
2. Тип кровельного материала.
3. Климат в регионе, где возводится дом.
4. Размеры строения и крыши.
5. Виды материалов для теплоизоляционного пирога.

Необходимо отметить, что два первых параметра между собой взаимосвязаны. Существуют определённые нормативы, которые обозначают – при каком угле наклона, какой кровельный материал может быть использован. К примеру:

• шифер или штучная черепица – минимальный наклон ската 22°;
• профнастил — 12°;
• металлочерепица — 14°;
• ондулин — 6°;
• битумная черепица — 11°;
• рулонные материалы в три слоя – 3–5°, в два — 15°.

То есть, производя расчёт односкатной крыши надо в первую очередь решить, какой у кровли будет покрытие. Исходя из этого, принимать решение относительно наклона ската.

Что касается климатических условий, то здесь за основу берутся две позиции: нагрузка снежная и ветровая. Оба значения относятся к временным нагрузкам, так как действуют не постоянно. Но учитывать их надо обязательно. Для этого применяют специальные формулы.

Снеговая нагрузка

Вот её формула:

S = Sg * µ, где Sg – это нормативная масса снежного покрова на 1 м² плоскости ската, µ — поправочный коэффициент, в основе которого лежит угол наклона односкатной крыши. Для наклона до 25°, коэффициент равен «1», выше этого значения – «0,7», выше 60° коэффициент не учитывается.

Ветровая нагрузка

Формула такая:

W = Wo * k, где Wo – норматив, действующий в определённом регионе, k – поправочный коэффициент, учитывающий высоту расположения крыши над землёй, тип местности, место застройки (открытые или закрытое).

Необходимо понимать, что обе нагрузки не учитывают частные ситуации. К примеру, резкий сильный порыв ветра, которые в районе застройки случаются крайне редко. Или выпавшая за одни сутки месячная норма снега. Поэтому рекомендуется в процессе расчёта стропил и остальных элементов односкатной крыши увеличить конечное значение на 15–20%.

Добавим, что нормативные значения снеговой и ветровой нагрузки можно найти в свободном доступе в интернете. Они могут быть графическими или табличными.

Нагрузка от кровельного материала

Две предыдущие нагрузки относятся к категории «временных». Но есть так называемые постоянные, которые в первую очередь ложатся в расчёты стропил односкатной крыши. По сути, в этой конструкции постоянная нагрузка – это кровельный материал, а точнее, его вес с учётом на 1 м² поверхности ската.

Сложность расчёта этого вида нагрузки заключается в том, что у некоторых материалов в расчёт берётся не фактическая площадь, а реальная (в основном полезная). Все дело в том, что большинство кровельных материалов укладываются на обрешётку крыши с нахлестом, который сокращает площадь покрытия, но увеличивает вес изделий с учётом давления на 1 м² покрываемой поверхности. При этом надо обязательно учитывать всю со свесами и карнизами, выступами с боков.

Определение давления снега на кровлю по СНиП

При появлении необходимости определить, какая нагрузка от снега на крышу существует в данном регионе, сразу возникает масса вопросов. Прежде всего, каким образом можно узнать величину снежного покрова? Прямое измерение линейкой полезной информации не даст – каждая зима имеет свои особенности, бывают малоснежные сезоны, когда уровень осадков меньше обычного.

Величина снегового воздействия может быть определена с помощью приложений СНиП. Существует карта РФ, в которой очерчены и пронумерованы все регионы, имеющие одинаковую величину снежного покрова. Рассмотрим актуальную на сегодня редакцию этого приложения:

Карта СНИП РФ с регионами, имеющими одинаковую величину снежного покрова Источник stroy-okey.ru

Для определения снегового давления на кровлю надо отыскать интересующую точку на карте и выяснить, к какому снеговому району она принадлежит. Затем используем таблицу:

Снеговые районы РФ	Величина нагрузки кг/м²
1	80
2	120
3	180
4	240
5	320
6	400
7	480
8	560

Если площадь крыши известна, то определить вес снега не составит труда – надо просто разделить ее на табличное значение для данного региона. Но полученное значение показывает нагрузку на горизонтальную плоскость. Для учета угла наклона используется поправочный коэффициент. Он найден опытным путем и имеет следующие значения:

• При угле наклона до 25° – 1.
• При угле наклона от 25 до 60° – 0,7.
• При угле наклона более 75° – 0.

Нулевое значение поправочного коэффициента принято потому, что считается, что такой наклон обеспечивает самостоятельный сход снега со скатов, и давление отсутствует. Для таких крыш нередко используют снегозадержатели, препятствующие слишком массированному сходу снега.

Снегозадержатели препятствуют массированному сползанию снега Источник umnik.spb.ru

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.

Строительные нормы

В соответствии с положениями СНИП II-26-76 шаг и сечение стропил определяют расчетом в зависимости от действующих нагрузок. Размер шага и форма стропил определяется по таблицам, изложенным в документе.

Состоит он из следующих разделов:

1. Общие положения.
2. Нормы и правила строительства (обязанности должностных лиц, принимающих участие в разработке и осуществлении проекта).
3. ГОСТы для строительства – правила проведения проектных работ, особенности строительства для каждого региона.
4. Правила выполнения, сдачи и приемки работ. Все необходимые к выполнению пункты.

Следуя требованиям, указанным в нормативном акте, можно составить проект, который ненамного будет уступать документу от профессионалов.

Расчет стропил

Если вы строите дом самостоятельно, и у вас нет достаточных знаний в области инженерии и архитектуры, то расчет нагрузки на крышу можно заказать в специализированной организации или у частного проектировщика. Если же постройка не столь требовательна к техническим расчетам, то все можно сделать своими собственными силами. 

Как правильно рассчитать длину стропил? Она зависит от углов скатов крыши и от ее формы. Сперва следует ознакомиться с нормативной документацией. Для этого потребуется СНиП 2.01.07-85 и приложенные карты к изменениям в этом документе (они были обновлены в 2008 году). Оптимальный шаг между стропилами рассчитывают исходя из возможного предела расстояния, после которого конструкции разрушится полностью или частично. 

При частичном разрушении выходят из строя различные элементы и узлы системы. Так, допустимый прогиб элементов конструкции стропил, ног, прогонов или раскосов не должен быть более 0,5% длины прогона или пролета

Полное разрушение наступает при превышении максимально допустимых нагрузок, поэтому крайне важно сделать правильный расчет стропил изначально. Рассчитывать необходимо оба варианта, так как важно знать пределы стойкости стропильной системы. 

Определение массы снега и нагрузки по СНиП

Чтобы пресечь разрушение кровельных конструкций крыши, при ее проектировании осуществляются расчеты нагрузки от зимних осадков.

1. Удельный вес обычного снега равен 100 кг/м ³.
2. Если он мокрый, то его плотность достигает 280 кг/м³.
3. Масса слежавшегося наста достигает 500 кг/м³.
4. Кубический метр льда весит 916 кг.

Зная, сколько весит снег, можно спроектировать несущие конструкции крыши, которые его выдержат.

Особенности определения нагрузки от снеговых масс

Расчет несущей конструкции кровли производится при помощи способа выявления предельных состояний:

1. Первое из них возникает, если из-за нагрузок была потеряна несущая способность сооружения, и оно разрушается. Расчет конструкции при этом производится на максимум возможных воздействий.

Результат неправильного расчета нагрузки от снега — крыша обвалилась от его тяжести.

Данное положение описывается формулой Q≤R. Это значит, что напряжения, появляющиеся в сооружении от нагрузок, не должны быть больше максимально допускаемых.

1. 22222Второй вид предельного состояния появляется от слишком сильных деформаций при статической либо динамической нагрузке. Сооружение недопустимо прогибается, сочленяющие узлы в нем могут раскрываться. Крыша не приходит в негодность полностью, но требует ремонта.

Стропильная система выдержала снеговую массу, но покрытие придется ремонтировать.

Данное положение описывает формула F≤Fн. Это означает, что возникающее при нагрузке прогибание сооружения не должно быть выше допустимых значений.

Для нагрузок от зимних осадков каркас кровли рассчитывается по первой категории предельных состояний. Тут учитывается вся масса снега Q. Это значение называется расчетной нагрузкой и обозначается как Qр.н.

Для вычислений по второй категории предельных состояний снеговая масса берется с понижающим коэффициентом 0,7. Иными словами — расчет производится при нагрузке составляющей 0,7∙Q. Этот показатель указывается как Qр.н.н. (расчетное значение по норме нагрузки).

Влияние угла уклона кровли на вычисления

Влияние розы ветров на снеговую шапку — на подветренном скате кровли она гораздо больше.

Исходя из наклона кровли и ветровой нагрузки, снега на ней бывает больше либо меньше, чем на горизонтальной поверхности грунта. При буранах, метелях его частички уносятся воздушными потоками на подветренную сторону, где и оседают.

Таблицу и карту для расчета можно найти в этом своде правил.

Повышение и понижение снеговой нагрузки на кровлю, на которую влияют роза ветров и уклон скатов, учитывает коэффициент µ. СНиП №2.01.07/85 определяет такие его величины:

• если угол наклона кровли равен меньше 25˚, то данная величина составляет 1;
• когда уклон равен 25–60˚, то берется параметр 0,7;
• при наклоне скатов больше 60 градусов коэффициент не используется.

Как производятся вычисления

Толщина снежного слоя определяется над горизонтальной поверхностью земли. Затем эта величина перемножается на коэффициент 1,5.

Для учета по районам России используется таблица из СП №20.13330/2011. В ней указывается нормативная масса слоя снега над горизонтальной поверхностью почвы:

Снеговой район РФ	1	2	3	4	5	6	7	8
Q, кг/м² (кПа)	80 (0,8)	120 (1,2)	180 (1,8)	240 (2,4)	320 (3,2)	400 (4)	480 (4,8)	560 (5,6)

Также применяется специальная карта из того же свода правил, указывающая снеговые районы РФ:

Карта снеговых районов России.

По ней видно, что, например, в Московской области масса снежного покрова составляет 126/180 кг/м².

Чем уклон скатов крыши больше, тем меньше на ней лежит снега, так как он сходит с нее под собственной тяжестью. При параметре более 60˚ снег на кровле вообще не задерживается. То есть µ=0.

На крутой крыше снега практически не остается, он сползает с нее.

Для промежуточных величин наклона крыши коэффициент определяется способом усреднения. Например:

• для скатов, наклоненных под углом в 50˚, коэффициент µ составляет 0,33;
• для 45˚ — 0,5;
• для 40˚ — 0,66.

Нужные для выбора сечения и шага монтажа стропил, расчетная и нормативная нагрузки от массы снега, вычисляются при умножении полной нагрузки от его веса на коэффициент µ:

1. Qр.н.=Q∙µ — для первой категории предельных состояний;
2. Qр.н.н.=(0,7∙Q)∙µ — для второйгруппы.

При расчетах в первом случае полная снеговая нагрузка ищется в таблице из СП №20.13330/2011. При вычислениях во втором случае табличная величина массы снежного слоя перемножается на 0,7. Можно этого и не делать, а определить нагрузку по карте из свода правил, учитывающей типы местности.

СНЕГОВЫЕ И ВЕТРОВЫЕ НАГРУЗКИ В ГОРОДАХ РФ.

Город	Снеговой район	Ветровой район
Ангарск	2	3
Арзамас	3	1
Артем	2	4
Архангельск	4	2
Астрахань	1	3
Ачинск	3	3
Балаково	3	3
Балашиха	3	1
Барнаул	3	3
Батайск	2	3
Белгород	3	2
Бийск	4	3
Благовещенск	1	2
Братск	3	2
Брянск	3	1
Великие Луки	2	1
Великий Новгород	3	1
Владивосток	2	4
Владимир	4	1
Владикавказ	1	4
Волгоград	2	3
Волжский Волгогр. Обл	3	3
Волжский Самарск. Обл	4	3
Волгодонск	2	3
Вологда	4	1
Воронеж	3	2
Грозный	1	4
Дербент	1	5
Дзержинск	4	1
Димитровград	4	2
Екатеринбург	3	1
Елец	3	2
Железнодорожный	3	1
Жуковский	3	1
Златоуст	3	2
Иваново	4	1
Ижевск	5	1
Йошкар-Ола	4	1
Иркутск	2	3
Казань	4	2
Калининград	2	2
Каменск-Уральский	3	2
Калуга	3	1
Камышин	3	3
Кемерово	4	3
Киров	5	1
Киселевск	4	3
Ковров	4	1
Коломна	3	1
Комсомольск-на-Амуре	3	4
Копейск	3	2
Красногорск	3	1
Краснодар	3	4
Красноярск	2	3
Курган	3	2
Курск	3	2
Кызыл	1	3
Ленинск-Кузнецкий	3	3
Липецк	3	2
Люберцы	3	1
Магадан	5	4
Магнитогорск	3	2
Майкоп	2	4
Махачкала	1	5
Миасс	3	2
Москва	3	1
Мурманск	4	4
Муром	3	1
Мытищи	1	3
Набережные Челны	4	2
Находка	2	5
Невинномысск	2	4
Нефтекамск	4	2
Нефтеюганск	4	1
Нижневартовск	1	5
Нижнекамск	5	2
Нижний Новгород	4	1
Нижний Тагил	3	1
Новокузнецк	4	3
Новокуйбышевск	4	3
Новомосковск	3	1
Новороссийск	6	2
Новосибирск	3	3
Новочебоксарск	4	1
Новочеркасск	2	4
Новошахтинск	2	3
Новый Уренгой	5	3
Ногинск	3	1
Норильск	4	4
Ноябрьск	5	1
Обниск	3	1
Одинцово	3	1
Омск	3	2
Орел	3	2
Оренбург	3	3
Орехово-Зуево	3	1
Орск	3	3
Пенза	3	2
Первоуральск	3	1
Пермь	5	1
Петрозаводск	4	2
Петропавловск-Камчатский	8	7
Подольск	3	1
Прокопьевск	4	3
Псков	3	1
Ростов-на-Дону	2	3
Рубцовск	2	3
Рыбинск	1	4
Рязань	3	1
Салават	4	3
Самара	4	3
Санкт-Петербург	3	2
Саранск	4	2
Саратов	3	3
Северодвинск	4	2
Серпухов	3	1
Смоленск	3	1
Сочи	2	3
Ставрополь	2	4
Старый Оскол	3	2
Стерлитамак	4	3
Сургут	4	1
Сызрань	3	3
Сыктывкар	5	1
Таганрог	2	3
Тамбов	3	2
Тверь	3	1
Тобольск	4	1
Тольятти	4	3
Томск	4	3
Тула	3	1
Тюмень	3	1
Улан-Удэ	2	3
Ульяновск	4	2
Уссурийск	2	4
Уфа	5	2
Ухта	5	2
Хабаровск	2	3
Хасавюрт	1	4
Химки	3	1
Чебоксары	4	1
Челябинск	3	2
Чита	1	2
Череповец	4	1
Шахты	2	3
Щелково	3	1
Электросталь	3	1
Энгельс	3	3
Элиста	2	3
Южно-Сахалинск	8	6
Ярославль	4	1
Якутск	2	1