Расчет снеговой нагрузки на крышу

Прежде чем начать строительство частного дома или другого здания, необходимо учесть климатические особенности конкретной местности. Например, нужно выяснить, какой будет снеговая нагрузка на крышу. От ее величины зависит конструкция стропильной системы и тип фундамента, ведь он должен выдержать вес всего строения. В нашей статье обсудим, как произвести расчеты и какие нюансы нужно знать.

Какие нагрузки воздействуют на кровлю

Кровля подвергается двум типам нагрузок: ветровой и снеговой. Каждая имеет свою степень и характер воздействия на крышу. Вот их основные особенности:

• Ветровая нагрузка оказывает влияние в течение всего года. Ее уровень бывает сложно предугадать, воздействие ветра зачастую неравномерное. Сильные порывы хотя и длятся недолго, могут вызвать серьезные разрушения. Как правило, при возведении домов принимаются во внимание максимальные табличные величины для определенного района.

• Снеговая нагрузка имеет сезонный характер. При этом она более статична, происходящие изменения — медленные и плавные. Лишь в некоторых случаях возможен лавинообразный сход снега, вызывающий неприятные последствия.

Какое воздействие оказывают обе природные силы на кровлю, зависит еще и от угла ее наклона. Для ветра препятствием становятся вертикальные объекты. Снег же создает давление на плоские поверхности. Следовательно, чтобы снизить влияние порывов ветра, нужно уменьшать угол наклона крыши. А для облегчения снеговой нагрузки на кровлю уклон должен увеличиваться.

При возведении дома нужно учитывать обе величины: предполагаемую массу снежного покрова, силу преобладающих в конкретной местности ветров.

Имеет значение и то, из какого материала изготовлена крыша. В компании Grand Line можно найти самые разные материалы, которые выдерживают значительный вес снега и силу ветра.

В чем опасность снеговых нагрузок

Чрезмерные снеговые нагрузки опасны по ряду причин:

• Из-за избыточного давления на стропильную систему может произойти прогиб или провисание кровельного материала, в худшем случае несущие элементы крыши ломаются.

• Массивный слой снега создает дополнительную весовую нагрузку на стены и фундамент строения.

• Плотный снежный покров может внезапно сойти с крыши, а это ставит под угрозу безопасность людей и имущества, находящегося внизу.

Помимо этого, опасным становится период оттепели, когда снежные массы начинают подтаивать, а затем снова замерзать. Они превращаются в лед, плотный и тяжелый. Это не только увеличивает силу, воздействующую на кровлю, но и создает аварийную ситуацию в случае неожиданного падения.

Как снеговая нагрузка распределяется по поверхности крыши

В зависимости от разных факторов, распределение снеговой нагрузки может быть либо равномерным, либо с преобладанием снега на подветренной стороне здания. Бывают случаи, когда на склонах снежные массы превращаются в свисающие пласты и создают дополнительную нагрузку на зону карниза.

Кроме того, уязвимым местом становятся ендовы, мансардные и слуховые окна, участки за дымоходами и вентиляционными трубами. Здесь периодически скапливаются большие снежные сугробы. Поэтому в этих зонах рекомендуется устанавливать сдвоенные стропила, для обеспечения надежности конструкции.

Неважно, как именно снег распределился по поверхности — равномерно или нет, — он все равно оказывает сильное воздействие на кровельную систему. В некоторых местностях толщина снежного покрова на крыше достигает двух метров и более, поэтому необходимо строить дом с подходящим углом наклона кровли и принимать во внимание нормативную снеговую нагрузку.

Как определить силу давления снега на кровлю по СНиП

Учитывая, что зимы бывают разные — как с обилием осадков, так и малоснежные, — простое измерение снега линейкой не даст объективных показателей. Тогда на выручку приходят приложения СНиП. Одно из них — это карта Российской Федерации, где обозначена нормативная снеговая нагрузка по регионам. Чтобы определить, каким будет давление снега на кровлю, нужно найти свой район на карте и выяснить, к какому снеговому региону он относится. Всего их восемь. Вот какие величины нагрузки для них характерны:

• 1 регион — 80 кг/м2;
• 2 регион — 120 кг/м2;
• 3 регион — 180 кг/м2;
• 4 регион — 240 кг/м2;
• 5 регион — 320 кг/м2;
• 6 регион — 400 кг/м2;
• 7 регион — 480 кг/м2;
• 8 регион — 560 кг/м2.

Зная площадь крыши, легко вычислить вес снега, покрывающего всю ее поверхность. Для этого нужно умножить значение площади на соответствующую для региона цифру. Однако таким образом получается нагрузка, которая ложится на плоскую кровлю. Если же крыша скатная, при расчете снеговой нагрузки нужно учитывать поправочный коэффициент. Он зависит от угла наклона:

• до 25 градусов — 1;
• от 25 до 60 градусов — 0,7;
• свыше 60 градусов — 0.

Почему коэффициент снеговой нагрузки в последнем случае равен нулю? Дело в том, что с крыши, имеющей большой уклон, снег сходит достаточно быстро и практически не создает давление на конструкцию. В таких постройках часто можно наблюдать снегозадержатели, которые препятствуют неожиданному сходу больших снежных масс.

Важное замечание: абсолютно плоские крыши в снежных регионах страны не рекомендуется делать даже в подсобных строениях. Минимальный угол ската должен составлять 2 градуса, чтобы с поверхности могла стекать вода.

Подчеркнем, что показатель нормативной нагрузки отражает лишь средние значения. Чтобы определить расчетную снеговую нагрузку, в формулу следует добавить умножение на коэффициент надежности. Он равен 1,4. Это означает, что фактические показатели на 40% превосходят усредненные. Но и этого может быть недостаточно для точных подсчетов. Например, для крыш со сложными геометрическими формами есть специальные приложения СНиП, которые помогают подсчитать предельные значения.

Важно понимать, что воздействие свежевыпавшего снега совершенно иное, чем через время после снегопада. Снежинки начинают таять, спрессовываются и иногда превращаются в лед. Также снежная масса постепенно перемещается вниз, к карнизным свесам, где может создаваться гораздо большая нагрузка. Для защиты кровельной конструкции в таких местах по периметру крыши устанавливают кабельный обогрев. С его помощью легко растопить снег и предотвратить обрушение элементов перекрытия.

Еще один способ, как посчитать снеговую нагрузку, — воспользоваться онлайн-калькулятором. Эта программа позволяет учесть множество деталей и произвести максимально точные расчеты.

Пример расчета снеговой нагрузки

В качестве примера вычислим расчетную снеговую нагрузку для Москвы. Допустим, у нас двускатная крыша с общей площадью 60 м2 и углом наклона 35 градусов.

Первым делом выясняем по карте, что Москва входит в третий снеговой район, нагрузка для которого составляет 180 кг/м2. Затем рассчитываем общий вес снежного покрова:

60 х 180 = 10 800 (кг).

Далее применяем поправочный коэффициент для угла в 35 градусов:

10 800 х 0,7 = 7 560 (кг).

Теперь осталось добавить в расчет коэффициент надежности:

7 560 х 1,4 = 10 584 (кг).

Итак, на нашу крышу с указанными параметрами будет воздействовать больше 10 тонн снега. Людей, далеких от строительства, такая цифра на самом деле очень удивляет. В то же время этот расчет показывает, что стропильная система должна быть предельно прочной, ведь ей приходится выдерживать такой огромный вес.

Подобным образом рассчитывается снеговая нагрузка 2, 4 и остальных снеговых регионов. Как видно, это несложные вычисления.

Зачем определять нагрузку на кровлю

Почему так важно произвести точные расчеты? Значение снеговой нагрузки играет существенную роль в том, какую стропильную систему выбрать при строительстве здания. В частности, оно влияет на размеры сечения стропил и на расстояния между ними. От этого напрямую зависит надежность всей конструкции, а значит, безопасность людей и имущества.

Чтобы предотвратить лавинообразный сход снега, можно установить на крышу снегозадержатели с разной пропускной способностью. Они будут разрезать снежные массы на меньшие порции и обеспечат их постепенный спуск с кровли. Особенно актуальны эти устройства для многоэтажных домов со скатными крышами, ведь падающий с большой высоты снег или лед может причинить непоправимый ущерб имуществу и даже жизни людей.

Мы обсудили, как рассчитать снеговую нагрузку, какие при этом следует учитывать нюансы и почему это важно. Но можно ли каким-то образом уменьшить давление снежного покрова на постройку? В некоторых случаях хорошим решением будет уборка снега с крыши. Вот несколько ситуаций:

• если крыша вашего дома была изначально спроектирована неправильно, без учета максимальной снеговой нагрузки;

• когда на кровле не установлены снегозадержатели и возникает риск обрушения снежных масс;

• даже если проект крыши был составлен правильно, но осадков выпало больше, чем подразумевали нормативные нагрузки.

Каждая из перечисленных ситуаций может привести к разрушениям стропильной системы, поэтому для дополнительной защиты вашего жилья рекомендуем очищать крышу от снега.