Как следует из названия нагрузок, это внешнее давление которое будет оказываться на ангар посредством снега и ветра. Расчеты производятся для того что бы закладывать в будущее здание материалы с характеристиками, которые выдержат все нагрузки в совокупности.
Расчет снеговой нагрузки производится согласно СНиП 2.01.07-85* или согласно СП 20.13330.2016 . На данный момент СНиП является обязательным к исполнению, а СП носит рекомендательный характер, но в общем в обоих документах написано одно и тоже.
В СНИП указанно 2 вида нагрузок - Нормативная и Расчетная, разберемся в чем их отличия и когда они применяются: - 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, и провисание тента при расчетах по раскрытию трещин в ж.б. балках (когда не применяется требование по водонепроницаемости), а так же разрыву тентовой ткани.
- 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 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.
Большим плюсом каркасно-тентовой технологии строительства в этом ситуации является ее свойство по "исключению" этой нагрузки. Исключение подразумевает, что осадки не скапливаются на крыше ангара, благодаря её форме, а так же характеристикам укрывающего материала.
Укрывающий материал
Ангар укомплектовывается тентовой тканью с определенной плотностью (показатель влияющий на прочность) и необходимыми вам характеристиками.
Формы крыши
Все каркасно-тентовые здания имеют покатую форму крыши. Именно покатая форма крыши позволяет снимать нагрузку от осадков с крыши ангара.
Дополнительно к этому стоит отметить, что тентовый материал покрыт защитным слоем полевинила. Полевинил защищает ткань от химических и физических воздействий, а так же имеет хорошую антиадгезию, что способствует
скатыванию снега под своим весом.
Снеговая нагрузка.
Есть 2 варианта определить снеговую нагрузку определенного местоположения.I Вариант
- посмотреть ваш населенный пункт в таблице
II Вариант
- определите на карте номер снегового района, интересующего вас местоположения и переведите их в килограммы, по приведенной ниже таблице.
- Определите номер вашего снегового района на карте
- сопоставьте цифру с цифрой в таблице
Плохо видно? Скачайте все карты одним архивом в хорошем разрешении (формат TIFF).
| Ветровой район |
Ia | I | II |
III |
IV |
V | VI | VII |
| Wo (кгс/м2) | 17 | 23 | 30 | 38 | 48 | 60 | 73 |
85 |
Расчётное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли определяется по формуле:
W=Wo*k
Wo
- нормативное значение ветровой нагрузки, принимаемое по таблице ветрового района РФ.
k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таблице, в зависимости от типа местности.
- А - открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи и тундры.
- B - городские территории, лесные массивы и др. местности, равномерно покрытые препятствиями более 10 м.
*При определении ветровой нагрузки типы местности могут быть различными для разных расчётных направлений ветра.
- 5 м.- 0,75 А / 0.5 B .
- 10 м.- 1 А / 0.65 B°.
- 20 м.- 1,25 А / 0.85 B
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 |
Снег выпадает зимой на всей территории России. С крыш его сдувается ветром, он испаряется под солнцем и снова выпадает. Изменение веса меняет изгиб несущих элементов крыши, крепления расшатываются, теряя прочность. Неожиданно большое количество выпавшего снега может стать причиной поломки крыши. Избежать этого можно, если при строительстве произвести расчет снеговой нагрузки.
Вес снежинок – сущая ерунда. Пока на улице будут отрицательные температуры, снег будет идти и накапливаться на крышах. Постепенно лежащий снег становится влажным от солнечного тепла, его плотность увеличивается до 300 кг на кубометр. Вес, которым накопившийся снег давит на поверхность, называется снеговой нагрузкой.
Рассмотрим процесс расчета давления снега на поверхности, чтобы учесть для проектирования достаточно прочных зданий и сооружений.
В России снег – регулярное погодное явление практически на всей территории. Разница в количестве выпадающего снега, продолжительности холодного периода, сезонных ветрах и количестве переходов температур через 0 0 С при окончании зимнего сезона.
Погодные условия отличаются не только в местностях с разными географическими координатами, но и в одном месте в разные годы. Однако многолетние измерения, проводимые метеорологами, позволяют узнать возможный максимум снежных осадков и рассчитать нормативную снеговую нагрузку для каждой местности.
Районное давление снега
Категории отображаются на карте , включенной в СНиП 2.01.07-85. Категории выделены цветом и пронумерованы.
При изменении статистики в границах категорий карта актуализируется. Нормативное значение для своего региона можно узнать, определив категорию места по карте.
Расчетная снеговая нагрузка
Нормативное значение только основа для расчета реально возможного веса снега. Просто использовать нормативное значение для расчета прочности нельзя, так как:
- скаты крыши могут быть наклонными, снег будет разложен на большей площади;
- ветра, сдувающие снег с кровли, в каждой местности свои;
- окружающие строения изменяют влияние ветров;
- теплопроводность крыши может привести к ускоренному таянию и снижению веса.
Для проектирования крыши с необходимой и достаточной надежной конструкцией следует учесть все факторы, влияющие на реальную ситуацию.
Формула расчета
Обязательная для применения проектировщиками формула вычисления снеговой нагрузки дана в СП 20.13330.2016 и выглядит следующим образом: S 0 = c b c t µ S g.
умножается на три коэффициента:- µ – коэффициент, учитывающий угол наклона ската крыши по отношению к горизонтальной поверхности.
- c t – термический коэффициент. Зависит от интенсивности выделения тепла через кровлю.
- c b – ветровой коэффициент, учитывающий снос снега ветром.
Присутствие в формуле коэффициентов определяет зависимость результата от некоторых условий.
Рассмотрим значения коэффициентов применительно к зданиям с габаритными разменами менее 100 метров и без сложных кровельных форм. Для крупногабаритных зданий или при ломаных рельефах кровли применяются более сложные расчеты.
Зависимость величины снежного давления на квадратный метр от угла наклона ската крыши объясняется тем, что:
- На плоских или слабонаклоненных кровлях снег не сползает. Коэффициент µ равен 1,0 при наклоне ската до 25°.
- Расположение кровли под углом к горизонтальной поверхности приводит к увеличению площади кровли, на которую выпадает норма снега для горизонтального квадрата. Коэффициент µ равен 0,7 на углах 25° – 60°.
- На крутых поверхностях осадки не задерживаются. Коэффициент µ равен 0, если наклон более 60° (нагрузка отсутствует).
Введение в формулу термического коэффициента c
t
позволяет учесть интенсивность таяния снега от выделения тепла через кровлю. Как правило, кровельный пирог здания проектируют с минимальными потерями тепла в целях экономии, а коэффициент c
t
при расчетах принимают равным 1,0. Для применения пониженного значения коэффициента 0,8 необходимо, чтобы на здании было неутепленное покрытие с повышенным тепловыделением с наклоном кровли
более чем 3° и наличием действенной системы отвода талых вод.
Ветер сносит снег с крыш, снижая давящий на конструкцию вес. Ветровой коэффициент c b можно понизить с 1,0 до 0,85, но только в том случае, если выполняются условия:
- Есть постоянные ветра со скоростью от 4 м/с и выше.
- Средняя зимняя температура воздуха ниже 5 0 С.
- Угол ската кровли от 12° до 20°.
Рассчитанное значение перед применением в проектных решениях умножают на коэффициент надежности γ f = 1,4 , обеспечивая компенсацию теряющейся со временем прочности материалов конструкций.
Пример расчета нагрузки
Расчет снеговой нагрузки на кровлю проведем для здания, которое проектируется для строительства в Хабаровске. По карте определяем категорию района – II, по категории узнаем максимальное нормативное значение – до 120 кг/м 2 . Здание проектируется с двускатной крышей под углом 35 ° к поверхности. Значит, коэффициент µ
равен 0,7.
Предполагается наличие в здании мансарды и применение эффективных теплоизолирующих материалов кровельного пирога. Коэффициент c t равен 1,0.
Здание будет построено в городе, этажность не превышает окружающие строения, расположенные на расстоянии двух высот здания. Коэффициент c b следует принять равным 1,0.
Таким образом, расчетное значение равно: S 0 = c b c t µ S g =1,0*1,0*0,7*120 =94 кг/м 2
Для расчета прочности, и не только конструкции крыши, но и фундамента, несущих элементов строения, применяем коэффициент надежности 1,4, получив для проектных вычислений значение 131,6 кг/м 2 .
К сведению домовладельцев
Рассчитав снеговую нагрузку , следует определить необходимость обустройства системы снегозадержания. Учитывать надо не только возможный сход снег, но и талую воду, образующую сосульки и замерзающую в трубах водостока. Для устранения этих явлений применяются системы обогрева карниза и водостока.
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 .
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.
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.
Литература
Интерактивная карта, которую можно посмотреть по Этой ссылке .
Статья про снеговые нагрузки на о. Сахалин ( )
Posted in Tagged ,При проектировании и строительстве ангаров, необходимо учитывать снеговые нагрузки, которые должна будет выдерживать несущая конструкция. Это необходимо для того, чтобы в процессе эксплуатации ангара, из-за избыточного давления снегового покрова, не произошло обрушение кровли здания. В различных регионах России, вес снегового покрова на один квадратный метр может существенно различаться. При расчете можно использовать карты снеговой нагрузки, по которым легко определить номер района и правильно рассчитать нагрузку.
Вся территория Российской Федерации разграничена на 8 районов, с различающимся показателем снеговой нагрузки. В первом вес покрова будет минимальным, соответственно самая большая нагрузка приходится на районы, с индексов 8. Здесь вес снега (мокрый и липкий) может достигать 560 кг/м2.
| снеговой район | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 80 | 120 | 180 | 240 | 320 | 400 | 480 | 560 |
Кроме снеговой, необходимо учитывать и ветровую нагрузку на конструкцию. Ветровая нагрузка — это давление ветра на сооружение, на протяжении длительного периода времени. Зависит от формы объекта. При движении, потоки воздуха наталкиваются на стены и крышу конструкции. Силу этих потоков необходимо учитывать и закладывать при проектировании здания. Существует 8 ветровых районов, с различными показателями давления в каждом.
| ветровой район | Iа | I | II | III | IV | V | VI | VII |
| 17 | 23 | 30 | 38 | 48 | 60 | 73 | 85 |
Компания МОСТЕНТ давно занимается проектированием и строительством быстровозводимых сооружений, благодаря профессиональному и грамотному расчету, наши ангары успешно эксплуатируются при любых снеговых и ветровых нагрузках.
| город | ветровой район | снеговой район |
|---|---|---|
| 3 | 2 | |
| 2 | 5 | |
| Ангарск | 3 | 2 |
| Арзамас | 2 | 4 |
| Артем | 4 | 3 |
| Архангельск | 2 | 4 |
| Астрахань | 3 | 1 |
| Ачинск | 3 | 4 |
| Балаково | 3 | 3 |
| Балашиха | 1 | 3 |
| Барнаул | 3 | 4 |
| Батайск | 3 | 2 |
| Белгород | 2 | 3 |
| Бийск | 1 | 4 |
| Благовещенск | 3 | 1 |
| Братск | 2 | 3 |
| Брянск | 1 | 3 |
| Великие Луки | 1 | 3 |
| Великий Новгород | 1 | 3 |
| Владивосток | 4 | 2 |
| Владимир | 1 | 3 |
| Владикавказ | 2 | |
| Волгоград | 3 | 2 |
| Волжский Волгогр. Обл | 3 | 2 |
| Волжский Самарск. Обл | 3 | 4 |
| Волгодонск | 3 | 2 |
| Вологда | 1 | 4 |
| Воронеж | 2 | 3 |
| Грозный | 4 | 2 |
| Дербент | 5 | 2 |
| Дзержинск | 1 | 4 |
| Димитровград | 2 | 4 |
| Екатеринбург | 2 | 3 |
| Елец | 2 | 3 |
| Железнодорожный | 2 | 3 |
| Жуковский | 1 | 3 |
| Златоуст | 2 | 4 |
| Иваново | 1 | 4 |
| Ижевск | 1 | 5 |
| Йошкар-Ола | 1 | 4 |
| Иркутск | 3 | 2 |
| Казань | 2 | 4 |
| Калининград | 2 | 2 |
| Каменск-Уральский | 1 | 3 |
| Калуга | 1 | 3 |
| Камышин | 2 | 3 |
| Кемерово | 3 | 4 |
| Киров | 1 | 5 |
| Киселевск | 2 | 4 |
| Ковров | 1 | 4 |
| Коломна | 1 | 3 |
| Комсомольск-на-Амуре | 3 | 4 |
| Копейск | 2 | 3 |
| Копейск | 1 | 4 |
| Красногорск | 1 | 3 |
| Краснодар | 6 | 2 |
| Красноярск | 3 | 3 |
| Курган | 2 | 3 |
| Курск | 2 | 3 |
| Кызыл | 1 | 2 |
| Ленинск-Кузнецкий | 3 | 4 |
| Липецк | 2 | 3 |
| Люберцы | 1 | 3 |
| Магадан | 5 | 5 |
| Магнитогорск | 3 | 4 |
| Майкоп | 2 | |
| Махачкала | 5 | 2 |
| Миасс | 2 | 3 |
| Москва | 1 | 3 |
| Мурманск | 4 | 5 |
| Муром | 1 | 3 |
| Мытищи | 1 | 3 |
| Набережные Челны | 2 | 5 |
| Находка | 5 | 2 |
| Невинномысск | 5 | 2 |
| Нефтекамск | 2 | 5 |
| Нефтеюганск | 2 | 4 |
| Нижневартовск | 2 | 5 |
| Нижнекамск | 2 | 5 |
| Нижний Новгород | 1 | 4 |
| Нижний Тагил | 2 | 4 |
| Новокузнецк | 3 | 4 |
| Новокуйбышевск | 3 | 4 |
| Новомосковск | 1 | 3 |
| Новороссийск | 5 | 2 |
| Новосибирск | 3 | 4 |
| Новочебоксарск | 2 | 4 |
| Новочеркасск | 3 | 2 |
| Новошахтинск | 3 | 2 |
| Новый Уренгой | 2 | 5 |
| Ногинск | 1 | 3 |
| Норильск | 3 | 5 |
| Ноябрьск | 2 | 5 |
| Обниск | 1 | 3 |
| Одинцово | 1 | 4 |
| Омск | 2 | 3 |
| Орел | 2 | 3 |
| Оренбург | 3 | 4 |
| Орехово-Зуево | 1 | 3 |
| Орск | 2 | 4 |
| Пенза | 2 | 3 |
| Первоуральск | 2 | 4 |
| Пермь | 2 | 5 |
| Петрозаводск | 5 | 2 |
| Петропавловск-Камчатский | 7 | 7 |
| Подольск | 1 | 3 |
| Прокопьевск | 2 | 4 |
| Псков | 1 | 3 |
| Ростов-на-Дону | 3 | 2 |
| Рубцовск | 3 | 3 |
| Рыбинск | 1 | 4 |
| Рязань | 1 | 3 |
| Салават | 3 | 5 |
| Самара | 3 | 4 |
| Санкт-Петербург | 2 | 3 |
| Саранск | 2 | 3 |
| Саратов | 3 | 3 |
| Северодвинск | 2 | 4 |
| Серпухов | 1 | 3 |
| Смоленск | 1 | 3 |
| Сочи | 4 | 2 |
| Ставрополь | 5 | 2 |
| Старый Оскол | 2 | 3 |
| Стерлитамак | 3 | 5 |
| Сургут | 2 | 4 |
| Сызрань | 3 | 3 |
| Сыктывкар | 1 | 5 |
| Таганрог | 3 | 2 |
| Тамбов | 2 | 3 |
| Тверь | 1 | 4 |
| Тобольск | 2 | 4 |
| Тольятти | 3 | 4 |
| Томск | 3 | 4 |
| Тула | 1 | 2 |
| Тюмень | 2 | 3 |
| Улан-Удэ | 3 | 1 |
| Ульяновск | 2 | 4 |
| Уссурийск | 3 | 2 |
| Уфа | 2 | 5 |
| Ухта | 2 | 5 |
| Хабаровск | 3 | 2 |
| Хасавюрт | 5 | 2 |
| Химки | 1 | 3 |
| Чебоксары | 2 | 4 |
| Челябинск | 2 | 3 |
| Чита | 2 | 1 |
| Череповец | 1 | 4 |
| Шахты | 3 | 2 |
| Щелково | 1 | 3 |
| Электросталь | 1 | 3 |
| Энгельс | 3 | 3 |
| Элиста | 3 | 2 |
| Южно-Сахалинск | 4 | 4 |
| Ярославль | 1 | 4 |
| Якутск | 2 | 2 |
Кровля осуществляет постоянную защиту здания от всех погодных и климатических проявлений, исключая контакт всех материалов с атмосферной или дождевой водой и являясь граничным слоем, отсекающим воздействие морозного воздуха на чердачное помещение.
Таковы основные и наиболее важные функции кровли в представлении неподготовленного человека, они вполне верны, но не отражают полный список функциональных нагрузок и испытываемых напряжений.
При этом, реальность гораздо суровее, чем это выглядит на первый взгляд, и воздействие на кровлю не ограничивается определенным износом материала.
Оно передается практически всем несущим элементам постройки — в первую очередь, стенам здания, на которые непосредственно опирается вся крыша, а в конечном счете — фундаменту.
Пренебрегать всеми создающимися нагрузками нельзя, это приведет к скорому (иногда — внезапному) разрушению постройки.
Основными и наиболее опасными воздействиями на кровлю и на всю конструкцию в целом являются:
- Снеговые нагрузки.
- Ветровые нагрузки.
При этом, снеговые действуют в течение определенных зимних месяцев, отсутствуя в теплое время, тогда как ветер создает воздействие круглый год. Ветровые нагрузки, имея сезонные колебания силы и направления, в той или иной степени присутствуют постоянно и опасны периодически случающимися шквальными усилениями.
Кроме того, интенсивность этих нагрузок имеет разный характер:
- Снег создает постоянное статическое давление , которое можно регулировать путем очистки крыши и удаления скоплений. Направление действующих усилий постоянно и никогда не меняется.
- Ветер действует непостоянно, рывками, внезапно усиливаясь или утихая. Направление может изменяться, что заставляет все конструкции крыши иметь солидный запас прочности.
Внезапный сход с крыши больших масс снега может причинить ущерб имуществу или людям, оказавшимся в местах падения. Кроме того, периодически случаются кратковременные, но чрезвычайно разрушительные атмосферные явления — ураганные ветра, сильные снегопады, особенно опасные при наличии мокрого снега, который на порядок тяжелее обычного. Предсказать дату таких событий практически невозможно и в качестве защитных мер можно лишь увеличивать прочность и надежность кровли и стропильной системы.
Сбор нагрузок на кровлю
Зависимость нагрузок от угла наклона крыши
Угол наклона крыши определяет площадь и мощность контакта кровли с ветром и снегом. При этом, снеговая масса имеет вертикально направленный вектор силы, а ветровое давление, вне зависимости от направления — горизонтальный.
Поэтому, принимая угол наклона более крутым, можно снизить давление снежных масс, а иногда и полностью исключить возникновение скоплений снега, но, при этом, увеличивается «парусность» крыши , ветровые напряжения возрастают.
Очевидно, что для снижения ветровых нагрузок идеальной была бы плоская кровля , тогда как именно она не позволит скатываться массам снега и поспособствует образованию больших сугробов, при таянии способных промочить всю постройку. Выходом из ситуации является выбор такого угла наклона, при котором максимально удовлетворяются требования как по снеговой, так и по ветровой нагрузкам, а они в разных регионах имеют индивидуальные значения.
Зависимость нагрузки от угла крыши
Вес снега на квадратный метр крыши в зависимости от региона
Количество осадков — показатель, напрямую зависящий от географии 
региона. Более южные районы снега почти не видят, более северные имеют постоянное сезонное количество снеговых масс.
При этом, высокогорные районы, вне зависимости от географической широты, имеют высокие показатели по количеству выпадающего снега, что, в сочетании с частыми и сильными ветрами, создает массу проблем.
Строительные Нормы и Правила (СНиП), соблюдение положений которых является обязательным к выполнению, содержат специальные таблицы, отображающие нормативные показатели количества снега на единицу поверхности в разных регионах.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Следует учитывать обычное состояние снеговых масс в данном районе. Мокрый снег в несколько раз тяжелее сухого.
Эти данные являются основой расчетов снеговых нагрузок, поскольку они вполне достоверны, а также приводятся не в средних, а в предельных значениях, обеспечивающих должный запас прочности при строительстве крыши.
Тем не менее, следует учитывать устройство кровли, ее материал, а также — наличие дополнительных элементов, вызывающих скопления снега, поскольку они могут существенно превышать нормативные показатели.
Вес снега на квадратный метр крыши в зависимости от региона на схеме ниже.
Регион снеговой нагрузки
Расчет снеговой нагрузки на плоскую крышу
Расчет несущих конструкций выполняется по методу предельных состояний, то есть таких, когда испытываемые усилия вызывают необратимые деформации или разрушения. Поэтому прочность плоской кровли должна превышать величину снеговой нагрузки для данного региона.
Для элементов крыши существует два типа предельных состояний:
- Конструкция разрушается.
- Конструкция деформируется, выходит из строя без полного разрушения.
Расчеты ведутся по обоим состояниям, имея целью получить надежную конструкцию, гарантированно выдерживающую нагрузку без последствий, но и без излишних затрат строительных материалов и труда. Для плоских крыш значения снеговых нагрузок будут максимальными, т.е. поправочный коэффициент уклона равен 1.
Таким образом, согласно таблицам СНиП, общий вес снега на плоской кровле составит величину норматива, умноженную на площадь кровли. Значения могут достигать десятки тонн, поэтому зданий с плоскими крышами в нашей стране практически не строят, особенно в регионах с высокими нормами осадков в зимнее время.
Расчет снеговой нагрузки на кровлю онлайн
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
Расчет ветровой нагрузки производится подобным образом. За основу берется нормативное значение ветровой нагрузки, действующее в данном регионе, которое умножается на поправочный коэффициент высоты здания:
W= Wo * k;
Wo — нормативная величина по региону.
k — поправочный коэффициент, учитывающий высоту над поверхностью земли.
Роза ветров
Имеются три группы значений:
- Для открытых участков земной поверхности.
- Для лесных массивов или городской застройки с высотой препятствий от 10 м.
- Для городских поселений или местностей со сложным рельефом с высотой препятствий от 25 м.
Все нормативные значения, как и поправочные коэффициенты содержатся в таблицах СНиП и должны учитываться при расчетах нагрузок.
ОСТОРОЖНО!
При проведении расчетов следует учитывать независимость снеговых и ветровых нагрузок друг от друга, а также — одновременность их воздействия. Общая нагрузка на кровлю — это сумма обоих значений.
В заключение необходимо подчеркнуть большую величину и неравномерность нагрузок, создаваемых снегом и ветрами. Значения, сопоставимые с собственным весом крыши, нельзя игнорировать, такие величины слишком серьезны. Невозможность регулировать или исключать их присутствие заставляет реагировать путем увеличения прочности и правильного выбора угла наклона.
Все расчеты должны опираться на СНиП, для уточнения или проверки результатов рекомендуется использовать онлайн-калькуляторы, которых много в сети. Лучшим способом станет применение нескольких калькуляторов с последующим сравнением полученных величин. Правильный расчет — основа долговременной и надежной службы кровли и всей постройки.
Полезное видео
Более подробно о кровельных нагрузках вы можете узнать из этого видео:
Вконтакте