Делаем расчет снеговой нагрузки на кровлю

Возведение крыши начинается с проектирования и точного расчета веса и размеров всех составляющих элементов кровли. Конструкция крыши – это сложный «организм», в котором все части взаимосвязаны друг с другом: стропильная система должна выдерживать вес кровельного покрытия и другие нагрузки на кровлю – ветер, снег, дождь.

В то же время вся крыша оказывает существенное давление на стены здания, а они, в свою очередь, на фундамент дома. Потому от точных расчетов элементов крыши зависит не только ее прочность и надежность, но и устойчивость здания в целом.

Рассмотрим, как своими силами произвести расчет такого показателя, как снеговая нагрузка на кровлю.

Снеговая нагрузка: основные моменты

Расчет нагрузки на крышу – важное и ответственное мероприятие, связанное не только с проектированием крыши. Учет этого фактора важен в следующих случаях:

  • проектирование фундамента дома. Вес снега должен учитываться при расчете общего веса дома для верного расчета прочности фундамента. Этот момент особенно важен в случае рыхлого грунта;
  • расчет кровли. На фундамент дома нагрузка от снега передается одинаково посредством стен, а на разные точки крыши она воздействует по-разному: на отдельных участках кровли снег совсем не задерживается, на других, наоборот, накапливается. Таким образом, снеговая нагрузка относится к типу основных нагрузок на крышу.

Допустимая снеговая нагрузка на крышу

Среди начинающих строителей бытует мнение, что расчет снеговой нагрузки на кровлю более актуален для северных местностей, где зимой выпадает гораздо больше снега, чем на юге. Однако проектирование крыш для областей, где зимой часто наблюдаются скачки температуры от минусовой до 0° и выше, содержит в себе гораздо больше сложностей.

  • Подтаивая, снеговая масса увеличивает свой вес в среднем в три раза: 100 кг на куб. м пушистого снега против 300 кг на куб. м сырого. Резкое повышение давления на кровлю может стать причиной деформации стропил, повреждения кровли и элементов кровельного пирога и протечек.
  • При частой оттепели снежные массы с крыши быстро и неравномерно сходят с поверхности кровли, что может таить большую опасность для людей.

Важно помнить: чем круче скаты кровли, тем меньше снега будет задерживаться на них.

При крыше сложной формы снег будет накапливаться в местах внутренних углов, что приведет к созданию неравномерной нагрузки. Большие снежные массы могут повредить и систему водостока. Чтобы этого не произошло, рекомендуется устанавливать специальные снегозадержатели.

Очистка крыши от снега возможна разными способами:

  • вручную. Данный способ при простоте и минимальных затратах обладает одним очень важным недостатком – отсутствие безопасности для человека;
  • более удобно создание специальной системы обогрева, которая помогает безопасному сходу снега с крыши и избавляет карнизы от обилия сосулек. Нагревательные части подобной системы монтируются по периметру кровли перед желобами водостока.

Кабельная система обогрева крыши

Формула расчета снеговой нагрузки по СНиП

Зная вес кубического метра пушистого и мокрого снега и принимая во внимание его среднюю толщину в определенном регионе, нетрудно рассчитать нагрузку снега на крышу. Для этого расчета необходимо знать площадь кровли.

Толщина снежных покровов измеряется на открытых участках местности и умножается на 1,5 для образования запаса на случай слишком снежных зим. Измерять толщину снега самостоятельно не нужно – достаточно воспользоваться специальной таблицей, на которую ссылаются все строительные нормативы, в том числе главный из них – СНиП.

СНиП – Строительные нормы и правила – свод нормативных документов, определяющих основные нормы при выполнении строительных работ.

Расчет снеговой нагрузки на крышу производится при помощи следующей формулы:

S = Sрасч. * μ,

в которой S – искомое значение нагрузки снега;

Sрасч. – вес снежных масс на кв. м согласно карте снежных покровов;

μ – расчетный коэффициент уклона скатов крыши, для которого СНиП оговаривает данные значения:

  • 1 – при угле наклона скатов меньше 25°;
  • 0,7 – при уклоне 25-60°;
  • при наклоне кровли более 60° применение коэффициента не требуется.

Места скопления снега на крыше

Применение данных о снеговой нагрузке при создании проекта кровли

Мы выяснили, как рассчитать вес снега на крышу. Теперь гораздо важнее правильно применить рассчитанный коэффициент при проектировании всей кровли и особенно ее стропильной части.

Такая важная и основополагающая часть кровли, как мауэрлат, в принципе, не зависит от снеговой нагрузки, так как ложится на стены и служит для распределения давления стропил на стены дома. Но для качественной и прочной крыши важно учесть некоторые моменты.

  • Предпочтительнее применять для мауэрлата брус с квадратным сечением.
  • Установка производится с условием, что до угла несущей стены должно остаться 3-5 см. То есть мауэрлат примерно на 10 см короче стены, на которую он укладывается.
  • При тонких стенах мауэрлат должен быть уложен с перекрытием стены на 4-5 см, то есть быть толще ее на 10 см. В этом случае брус хорошо распределяет нагрузку от стропильной системы и не допускается разрушение краев стены.

Важным моментом в проектировке крыши является расчет стропил. При выборе их сечения и шага учитываются следующие показатели:

  • длина стропил;
  • вес планируемого кровельного материала;
  • снеговая нагрузка;
  • при планировании стропильной системы кроме веса снега важно произвести расчет ветровой нагрузки на кровлю. Особенно важен этот момент в ветреных регионах или при отдельно стоящем от остальных зданий доме.

Сечение и шаг стропил должны быть рассчитаны таким образом, чтобы не только выдерживать названную выше нагрузку, но и обладать запасом большей прочности. Особенно важно здесь обратить внимание на длину стропильных ног. От этого параметра зависит такой момент, как прогиб бруса.

Расчет стропил с учетом снеговой нагрузки

Чем длиннее стропильная нога, тем больше будет ее прогиб. Узнать эту величину необходимо заранее в специализированном справочнике строительных материалов, где собраны значения прогибов разных сечений бруса на погонный метр. Допустимым является прогиб не более 10-15 мм. При большем значении сечении балки увеличивается на 20%.

Не менее важно учесть вес такого кровельного элемента, как обрешетка. Если планируется использование мягкой кровли и создание под нее сплошной обрешеточной системы, то подобная конструкция будет также иметь значительный вес, который в обязательном порядке должен быть учтен при проектировании кровли.

Заключение

Планирование кровельной конструкции – ответственный этап строительства, когда должна быть учтена любая возможная нагрузка на будущую крышу. Одной из важных частей подобного расчета является установление снеговой нагрузки, правильное вычисление которой позволят крыше пережить не одну снежную зиму без поломок и протечек.

Автор: Николай Наумов