Тема снігу у вересні не дуже актуальна навіть для нас — жителів Сибіру. Проте… «сані» вже мають бути готові, незважаючи на те, що поки що ми ще продовжуємо їздити на «візках». Приходять на згадку моменти, коли після рясного снігопаду взимку і перед таненням снігу навесні.
Власники різних будівель — від лазень, навісів і теплиць до величезних басейнів, стадіонів, цехів, складів — спантеличуються двома питаннями: «Витримає або не витримає покрівля масу снігу, що накопичилася на ній? Скидати цей сніг із даху чи ні?»
Снігове навантаження на покрівлю - питання серйозне і не терпить дилетантського підходу. Спробую по можливості коротко та доступно викласти інформацію про сніг та надати допомогу у вирішенні вище озвучених питань.
Скільки важить сніг?
Всім, кому доводилося прибирати сніг лопатою, добре відомо, що сніг буває дуже легким і неймовірно важким.
Пухнастий легкий сніжок, що випав у відносно морозну погоду з температурою повітря близько -10˚C, має щільність близько 100 кг/м3.
Наприкінці осені та на початку зими питома вага снігу, що лежить на горизонтальних та слабо похилих поверхнях, зазвичай становить 160±40 кг/м3.
У моменти тривалих відлиг питома вага снігу істотно починає зростати (сніг «сідає» як навесні), досягаючи іноді значень 700 кг/м3. Саме тому в тепліших районах щільність снігу завжди більша, ніж у холодних північних місцевостях.
До середини зими сніг ущільнюється під дією сонця, вітру та від тиску верхніх шарів кучугур на нижні шари. Питома вага дорівнює 280±70 кг/м3.
До кінця зими під дією інтенсивнішого сонця та лютневих вітрів щільність снігового наста може стати рівною 400±100 кг/м3, іноді досягаючи 600 кг/м3.
Весною перед рясним таненням питома вага «мокрого» снігу може бути 750±100 кг/м3, наближаючись до щільності льоду — 917 кг/м3.
Сніг, який згрібли в купи, перекинули з місця на місце, збільшує вдвічі свою питому вагу.
Найбільш ймовірна середньостатистична щільність «сухого» снігу, що ущільнився, знаходиться в межах 200...400 кг/м3.
Для отримання інформації про вихід нових статей та для можливості завантажувати робочі файли програм прошу вас підписатися на анонси у вікні, розташованому наприкінці статті або у вікні вгорі сторінки.
Введіть адресу своєї електронної пошти, натисніть кнопку «Отримувати анонси статей», підтвердьте підписку у листі, який одразу прийде до вас на вказану пошту !
Забирати сніг із дахів чи ні?
Необхідно розуміти просту річ – маса снігу, що лежить на даху, за відсутності снігопадів залишається незмінною незалежно від щільності! Тобто те, що сніг «став важчим» навантаження на покрівлю не збільшило!
Небезпека полягає в тому, що шар пухкого снігу може увібрати в себе, як губка, опади у вигляді дощу. Ось тоді загальна маса води в різних своїх видах, що знаходиться на даху, різко зросте, особливо за відсутності стоку, а це дуже небезпечно.
Для коректної відповіді на питання про збирання снігу з даху необхідно знати, на яке навантаження воно спроектоване та побудована. Необхідно знати – який тиск розподіленого навантаження – скільки кілограмів на квадратний метр – дах реально може триматина початок неприпустимих деформацій конструкції.
Для об'єктивної відповіді це питання необхідно обстежити дах, скласти нову чи підтвердити проектну розрахункову схему, виконати новий розрахунок чи взяти результати старого проектного. Далі слід досвідченим шляхом визначити щільність снігу – для цього вирізається зразок, зважується та вважається його об'єм, а далі – питома вага.
Якщо, наприклад, покрівля за розрахунками має витримувати питомий тиск 200 кг/м2, щільність снігу, визначена дослідним шляхом становить 200 кг/м3, це означає, що снігові кучугури нічого не винні бути глибиною понад 1 м.
За наявності на покрівлі снігового покриття глибиною понад 0,2...0,3 м і високої ймовірності дощу з подальшим похолоданням, необхідно вжити заходів щодо скидання снігу.
Нормативне та розрахункове снігове навантаження.
при проектуванні та будівництві об'єктів? Відповідь на це питання викладено для фахівців у СП 20.13330.2011 Навантаження та впливи. Актуалізована редакція БНіП 2.01.07-85*. Ми не станемо «забирати хліб» у будівельників-проектувальників та заглиблюватися у варіанти геометричних типів покриттів, кутів схилів, коефіцієнтів зносу снігу та інші складнощі. Але загальний алгоритм складемо і програму, що його реалізує напишемо. Ми навчимося визначати нормативний і розрахунковий сніговий тиск на горизонтальну проекцію покриття для об'єктів у будь-якій місцевості Росії, що цікавить нас.Запам'ятаємо дещо «аксіом». Якщо на простому односхилим або двосхилим даху кут ухилу покриття більше 60˚ , то вважається, що снігу на такому даху бути не може (μ =0) . Він весь «скочиться». Якщо кут нахилу покриття менше 30˚ , то вважається, що весь сніг такому даху лежить тим самим шаром, як і землі (μ =1) . Решта випадків – проміжні значення, що визначаються лінійної інтерполяцією. Наприклад, при вугіллі рівному 45˚ тільки 50% снігу, що випав, лежатиме на покрівлі (μ=0,5).
Проектувальники ведуть розрахунок за граничними станами, які поділяють на дві групи. Перехід за граничні стани першої групи – це руйнація і втрата об'єкта. Перехід за граничні стани другої групи – це перевищення прогинами допустимих меж і, як наслідок, необхідність ремонту об'єкта, можливо – капітального. У першому випадку в розрахунку використовують розрахункове снігове навантаження, що дорівнює збільшеному на 40% нормативному навантаженню. У другому випадку розрахункове снігове навантаження – це нормативне снігове навантаження.
Розрахунок у Excel снігового навантаження за СП 20.13330.2011.
За відсутності на вашому комп'ютері програми MS Excel, можна скористатися дуже потужною альтернативою, що вільно розповсюджується, — програмою OOo Calc з пакету Open Office.
Перед початком роботи знайдіть в Інтернеті та завантажте СП 20.13330.2011 з усіма додатками.
Частина важливих матеріалів з СП 20.13330.2011 знаходяться у файлі, який передплатники сайтуможуть завантажити за посиланням, розміщеним наприкінці цієї статті.
Включаємо комп'ютер і починаємо розрахунок у Excel снігового навантаження на покриття.
У комірки зі світло-бірюзовою заливкою запишемо вихідні дані, вибрані за СП 20.13330.2011. У осередках зі світло-жовтою заливкою рахуємо результати. У осередках з блідо-зеленою заливкою розмістимо вихідні дані, мало схильні до змін.
У примітках до всіх осередків стовпця C помістимо формули та посилання на пункти СП 20.13330.2011!
1. Відкриваємо Додаток Ж у СП 20.13330.2011 та по карті «Районування території Російської Федерації за вагою снігового покриву» визначаємо для місцевості, де збудовано (або буде збудовано) будівлю номер снігового району. Наприклад, для Москви, Санкт-Петербурга та Омська – це ІІІ сніговий район. Вибираємо відповідний рядок із записом III у полі з випадаючим списком, розташованому поверх
Докладно про те, як працює функція ІНДЕКС спільно з полем зі списком, можна прочитати .
2. Зчитуємо масу снігового покриву на 1 м2 горизонтальної поверхні землі Sgв кг/м2 для обраного району
3. Приймаємо відповідно до п. 10.5-10.9 СП 20.13330.2011 значення коефіцієнта, що враховує знесення снігу з покриттів будівель вітром Ce
в осередку D4: 1,0
Ce- пишіть 1,0.
4. Призначаємо відповідно до п. 10.10 СП 20.13330.2011 значення термічного коефіцієнта Ct
в осередку D5: 1,0
Якщо не розумієте, як призначати Ct- пишіть 1,0.
5. Призначаємо відповідно до п. 10.4 за Додатком Г СП 20.13330.2011 значення коефіцієнта переходу від ваги снігового покриву землі до снігового навантаження на покритті μ
в осередку D6: 1,0
Згадуємо «аксіоми» із попереднього розділу статті. Не пам'ятайте і нічого не розумієте – пишіть 1,0.
6. Зчитуємо нормативне значення снігового навантаження на горизонтальну проекцію покриття S0 в кг/м2, розраховане
у осередку D7: =0,7*D3*D4*D5*D6 =128
S0 = 0.7 * Ce * Ct *μ * Sg
7. Записуємо відповідно до п. 10.12 СП 20.13330.2011 значення коефіцієнта надійності зі снігового навантаження γ f
в осередку D8: 1,4
8. І, нарешті, зчитуємо розрахункове значення снігового навантаження на горизонтальну проекцію покриття Sв кг/м2, розраховане
в осередку D9: = D7 * D8 =180
S = γ f * S0
Таким чином, для «простих» будівель третього снігового району приμ =1 розрахункове снігове навантаження дорівнює 180 кг/м2. Цьому відповідає висота снігового покрову 0,90...0,45 м при щільності снігу 200...400 кг/м3 відповідно. Висновки робити кожному з нас!
Прошу ВАЖЛИВИХ праця автора завантажити файл ПІСЛЯ ПЕРЕДПЛАТИ на анонси статей.
ІНШИМ можна скачати просто так... - Ніяких паролів немає!
Чекаю на ваші коментарі, шановні читачі! Професіоналів - будівельників прошу "бити не сильно". Стаття написана задля фахівців, а широкої аудиторії.
При будівництві даху одним з важливих технічних рішень є розрахунок максимального снігового навантаження, що визначає конструкцію кроквяної системи, товщину елементів несучої конструкції. Для Росії нормативне значення снігового навантаження знаходиться за спеціальною формулою з урахуванням району місцезнаходження будинку та норм БНіП. Для зниження ймовірності наслідків від надмірної ваги снігової маси при проектуванні покрівлі обов'язково виконують розрахунок значення навантаження. Особлива увага приділяється необхідності встановлення снігозатримувачів, що перешкоджають сходження снігу зі звису даху.
Окрім надання надмірного навантаження на дах, снігова маса іноді є причиною протікання в покрівлі. Так, при утворенні смуги льоду, вільний стік води стає неможливим і талий сніг найімовірніше потрапить у підпокрівельний простір. Найбільші снігопади припадають на частку гірських районів, де сніговий покрив сягає кількох метрів заввишки. Однак, найбільш негативні наслідки від навантаження відбуваються при періодичному відтаванні, наледі та промерзанні. При цьому можливі деформації покрівельних матеріалів, неправильна робота водостічної системи та лавиноподібний потік снігу з даху будинку.
Чинники впливу снігового навантаження
При розрахунку навантаження від снігових мас на скатну покрівлю слід враховувати те що, що до 5% маси снігу випаровується протягом доби. У цей час він може сповзати, здуватись вітром, покриватися настом. Внаслідок цих трансформацій виникають такі негативні наслідки:
Способи очищення даху від снігу
Доцільним виходом із ситуації є ручне очищення. Але, виходячи з безпеки людини, виконувати подібні роботи вкрай небезпечно. З цієї причини розрахунок навантаження значно впливає на конструкцію покрівлі, кроквяної системи та інших елементів даху. Давно відомо, що чим крутіше скати, тим менше снігу затримається на даху. У регіонах з великою кількістю опадів у зимовий період року кут нахилу покрівлі становить від 45 ° до 60 °. При цьому розрахунок показує, що велика кількість примикань та складних сполук забезпечує нерівномірне навантаження.
Для запобігання утворенню бурульок та наледі застосовують системи кабельного обігріву. Нагрівальний елемент встановлюють по периметру даху прямо перед ринвою. Для управління системою підігріву використовують автоматичну систему управління або контролюють вручну весь процес.
Розрахунок маси снігу та навантаження по БНіП
При снігопаді навантаження може деформувати елементи несучої конструкції будинку, кроквяну систему, покрівельні матеріали. З метою запобігання цьому стадії проектування виконують розрахунок конструкції залежно від впливу навантаження. У середньому сніг важить близько 100кг/м 3 , а мокрому стані його маса досягає 300 кг/м 3 . Знаючи ці величини, досить просто можна розрахувати навантаження на всю площу, керуючись лише товщиною снігового шару.
Товщина покриву має вимірюватися на відкритій ділянці, після чого це значення множать на коефіцієнт запасу – 1,5. Для обліку регіональних особливостей місцевості у Росії використовують спеціальну карту снігового навантаження. На її основі побудовано вимоги БНіП та інших правил. Повне снігове навантаження на дах розраховується за допомогою формули:
S = S розрах. ×μ;
S розрах. - Розрахункове значення ваги снігу на 1 м 2 горизонтальної поверхні землі;
μ – розрахунковий коефіцієнт, що враховує нахил покрівлі.
На території Росії розрахункове значення ваги снігу на 1м2 відповідно до СНиП приймається за спеціальною картою, яка представлена нижче.
СНиП обговорює такі значення коефіцієнта μ:
- при ухилі даху менше, ніж 25°, його значення дорівнює одиниці;
- при величині ухилу від 25 до 60 він має значення 0,7;
- якщо ухил становить понад 60°, розрахунковий коефіцієнт не враховується при розрахунку навантаження.
Друзі, У-ра, відбулося і ми раді представити вам онлайн калькулятор для розрахунку снігового та вітрового навантаження, тепер вам не потрібно нічого прикидати на листочку або в умі, все просто вказав свої параметри і отримав відразу навантаження. Крім цього калькулятор вміє вважати глибину промерзання ґрунту, якщо вам відомий його тип. Ось посилання на калькулятор -> Онлайн Калькулятор снігового та вітрового навантаження. Крім цього у нас з'явилося багато інших будівельних калькуляторів, щоб переглянути список всіх ви можете на цій сторінці:
Наочний приклад розрахунку
Візьмемо покрівлю будинку, що у Московській області і має ухил 30°. В цьому випадку БНіП обумовлює наступний порядок провадження розрахунку навантаження:
- По карті районів Росії визначаємо, що Московський регіон перебуває у 3-му кліматичному районі, де нормативне значення снігового навантаження становить 180 кг/м 2 .
- За формулою зі СНиП визначаємо повне навантаження: 180×0,7 = 126 кг/м2.
- Знаючи навантаження від снігової маси, робимо розрахунок кроквяної системи, яка підбирається виходячи з максимальних навантажень.
Установка снігозатримувачів
Якщо розрахунок виконаний правильно, тоді сніг із поверхні даху можна не прибирати. А для боротьби з його сповзанням із карнизу використовують снігозатримувачі. Вони дуже зручні в експлуатації та звільняють від необхідності видалення снігу з покрівлі будинку. У стандартному варіанті застосовують трубчасті конструкції, які здатні працювати, якщо нормативне снігове навантаження не перевищує 180 кг/м2. При більш щільному вазі використовують установку снігозатримувачів кілька рядів. СНиП обговорює випадки використання снігозатримувачів:
- при ухилі 5% і більше із зовнішнім водостоком;
- снігозатримувачі встановлюють з відривом 0,6-1,0 метри від краю покрівлі;
- при експлуатації трубчастих снігозатримувачів під ними повинна передбачатися суцільна решітка даху.
Також СНиП описує основні конструкції та геометричні розміри снігозатримувачів, місця їх встановлення та принцип дії.
Плоскі покрівлі
На плоскій горизонтальній поверхні накопичується максимально можлива кількість снігу. Розрахунок навантажень у разі повинен забезпечувати необхідний запас міцності несучої конструкції. Плоскі горизонтальні дахи практично не будують у районах Росії з великою кількістю атмосферних опадів. Сніг може накопичуватися на їх поверхні та створювати надмірно велике навантаження, яке не враховувалося при розрахунку. При організації водостічної системи з горизонтальної поверхні вдаються до встановлення підігріву, що забезпечує стікання води з даху.
Ухил у бік ринви повинен бути не менше 2°, що дасть можливість збирати воду з усієї покрівлі.
При будівництві навісу для альтанки, стоянки автомобіля, дачного будиночка особливу увагу приділяють розрахунку навантаження. Навіс у більшості випадків має бюджетну конструкцію, яка не передбачає впливу великих навантажень. З метою збільшення надійності експлуатації навісу використовують суцільну решетування, посилені крокви та інші конструктивні елементи. Використовуючи результати розрахунку можна отримати відоме значення навантаження і використовувати для будівництва навісу матеріали необхідної жорсткості.
Розрахунок основних навантажень дає можливість оптимально підійти до питання вибору конструкції кроквяної системи. Це забезпечить тривалу службу покрівельного покриття, підвищить його надійність та безпеку експлуатації. Установка біля карнизу снігозатримувачів дозволяє убезпечити людей від сповзання небезпечних для людини снігових мас. На додаток до цього відпадає необхідність ручного очищення. Комплексний підхід у проектуванні покрівлі також включає варіант монтажу системи кабельного обігріву, яка забезпечуватиме стабільну роботу водостічної системи за будь-якої погоди.
Бажаєте зробити розрахунок кроквяної системи швидко, без вивчення теорії достовірнимипідсумками? Скористайтеся онлайн калькулятором на сайті!
Ви можете собі уявити людину без кісток? Так само скатний дах без кроквяної системи більше схожа на будову з казки про трьох поросят, яку запросто змете природною стихією. Міцна та надійна система крокв - запорука довговічності конструкції даху. Щоб якісно сконструювати систему крокв, необхідно врахувати та спрогнозувати основні фактори, що впливають на міцність конструкції.
Взяти до уваги всі вигини даху, поправочні коефіцієнти на нерівномірний розподіл снігу по поверхні, знесення снігу вітром, ухил схилів, усі аеродинамічні коефіцієнти, сили впливу на конструктивні елементи даху і так далі - розрахувати все це максимально наближено до реальної ситуації, а також врахувати все навантаження і майстерно зібрати їх поєднання – завдання не з легких.
Якщо хочете розібратися досконально – список корисної літератури наведено наприкінці статті. Звичайно, курс сопромату для повного розуміння принципів та бездоганного розрахунку кроквяної системи в одну статтю не вмістити, тому наведемо основні моменти для спрощеної версіїрозрахунку.
Класифікація навантажень
Навантаження на кроквяну систему класифікуються на:
1) Основні:
- постійні навантаження: вага самих кроквяних конструкцій та даху,
- тривалі навантаження- снігові та температурні навантаження зі зниженим розрахунковим значенням (використовуються при необхідності обліку впливу тривалості навантажень, під час перевірки на витривалість),
- змінний короткочасний вплив- Снігова і температурна дія за повним розрахунковим значенням.
2) Додаткові- Вітровий тиск, вага будівельників, ожеледі навантаження.
3) Форс-мажорні- Вибухи, сейсмоактивність, пожежа, аварії.
Для здійснення розрахунку кроквяної системи прийнято розраховувати граничні навантаження, щоб потім, виходячи з підрахованих величин, визначити параметри кроквяної системи, здатних вистояти проти цих навантажень.
Розрахунок кроквяної системи скатних дахів здійснюється за двома граничними станами:
a) Межа, за якої відбувається руйнування конструкції. Максимально можливі навантаження на міцність конструкції крокв повинні бути меншими за гранично допустимі.
b) Граничний стан, у якому виникають прогини та деформація. Прогин системи, що виникає, при навантаженні повинен бути менш гранично можливого.
Для найпростішого розрахунку застосовується лише перший спосіб.
Розрахунок снігових навантажень на дах
Для підрахунку снігового навантаженнявикористовують таку формулу: Ms = Q x Ks x Kc
Q- вага снігового покриву, що покриває 1м2 плоскої горизонтальної поверхні даху. Залежить від території та визначається по карті на малюнку № X для другого граничного стану – розрахунок на прогин (при розташуванні будинку на стику двох зон, вибирається снігове навантаження з великим значенням).
Для розрахунків на міцність за першим типом величина навантаження вибирається відповідно району проживання по карті (перша цифра в зазначеному дробі - чисельник), або береться з таблиці №1:
Перше значення таблиці вимірюється в кПа, в дужках потрібна переведена величина в кг/м2.
Ks- Поправочний коефіцієнт на кут нахилу покрівлі.
- Для дахів з крутими схилами з кутом понад 60 градусів снігові навантаження не враховуються, Ks=0 (сніг не накопичується на круто скатних дахах).
- Для дахів з кутом від 25 до 60 коефіцієнт береться 0,7.
- Для решти він дорівнює 1.
Кут нахилу даху можна визначити онлайн калькулятором даху відповідного типу.
Kc- Коефіцієнт вітрового зносу снігу з дахів. За умови пологого даху з кутом схилу 7-12 градусів у районах на карті зі швидкістю вітру 4 м/с, Kc приймається = 0.85. На карті відображено районування за швидкістю вітру.
Коефіцієнт зносу Kcне враховується в районах із січневою температурою тепліше за -5 градусів, тому що на даху утворюється крижана кірка, і здува снігу не відбувається. Не враховується коефіцієнт у разі закриття будівлі від вітру вищою сусідньою спорудою.
Сніг лягає нерівномірно. Найчастіше з підвітряного боку формується так званий сніговий мішок, особливо в місцях стиків, зламів (розжолобка). Отже, якщо ви хочете міцний дах, робіть крок крокв мінімальним у цьому місці, також уважно ставтеся до рекомендацій виробників покрівельного матеріалу – сніг може обломити звис, якщо він неправильних розмірів.
Нагадуємо, що розрахунок, наведений вище, запропонований вашій увазі у спрощеній формі. Для більш надійного розрахунку радимо помножити результат на коефіцієнт надійності за навантаженням (для снігового навантаження = 1,4).
Розрахунок вітрових навантажень на кроквяну систему
Із тиском снігу розібралися, тепер перейдемо до розрахунків вітрового впливу.
Незалежно від кута схилу, вітер сильно впливає на дах: крутоскатну покрівлю намагається скинути, більш плоску покрівлю - підняти з підвітряного боку.
Для розрахунку навантаження вітру до уваги беруть його горизонтальний напрямок, при цьому він дме двонаправлено: на фасад і на даховий скат. У першому випадку потік розбивається на кілька - частина йде вниз до фундаменту, частина потоку по дотичній знизу вертикально тисне на даху, намагаючись її підняти.
У другому випадку, впливаючи на скати даху, вітер тисне перпендикулярно до ската, вдавлюючи його; також утворюється завихрення по дотичній з навітряного боку, огинаючи коник і перетворюючись на підйомну силу вже з підвітряної сторони, у зв'язку з різницею тиску вітру з обох боків.
Для підрахунку усередненої вітрового навантаженнявикористовують формулу
Mv = Wo x Kv x Kc x коефіцієнт міцності,
де Wo- навантаження вітрового тиску, що визначається за картою
Kv- Коефіцієнт поправки вітрового тиску, що залежить від висоти будівлі та місцевості.
Kc- аеродинамічний коефіцієнт, залежить від геометрії конструкції даху та напряму вітру. Значення негативні для підвітряної сторони, позитивні для навітряної сторони
Для односхилого даху необхідно взяти коефіцієнт таблиці для Ce1.
Для спрощення розрахунку значення C простіше взяти максимальним, що дорівнює 0,8.
Розрахунок власної ваги, покрівельного пирога
Для розрахунку постійного навантаженняпотрібно розрахувати вагу покрівлі (покрівельного пирога-дивіться малюнку X нижче) на 1 м2, отриману вагу потрібно помножити на поправочний коефіцієнт 1,1 - таке навантаження кроквяна система повинна витримувати протягом усього терміну експлуатації.
Вага покрівлі складається з:
- обсяг лісу (м3), що використовується як решетування, множиться на щільність дерева (500 кг/м3)
- ваги кроквяної системи
- вага 1м2 покрівельного матеріалу
- вага 1м2 ваги утеплювача
- вага 1м2 оздоблювального матеріалу
- вага 1м2 гідроізоляції.
Всі ці параметри легко отримати уточнивши ці дані у продавця, або подивитися на етикетці основні характеристики: м3, м2, щільність, товщина - зробити прості арифметичні операції.
Приклад:для утеплювача щільністю 35 кг/м3, упакованого рулоном товщиною 10 см або 0,1 м, довжиною 10м і шириною 1.2м, вага 1 м2дорівнюватиме (0.1 х 1.2 х 10) х 35 / (0.1 х 1.2) = 3.5 кг/м2. Вагу інших матеріалів можна розрахувати за тим самим принципом, тільки не забувайте сантиметри в метри перекладати.
Найчастішенавантаження покрівлі на 1 м2 не перевищує 50 кг, тому при розрахунках закладають цю величину помножену на 1.1, тобто. використовують 55 кг/м2, яка сама собою взята запасом.
Ще дані можна взяти з таблиці нижче:
10 - 15 кг/м² |
|
Керамічна черепиця | 35 - 50кг/м² |
Цементно-піщана черепиця | 40 - 50 кг/м² |
Битумна черепиця | 8 – 12 кг/м² |
Металочерепиця | |
Профнастил | |
Вага чорнового настилу | 18 - 20 кг/м² |
Вага решетування | 8 – 12 кг/м² |
Вага кроквяної системи | 15 - 20 кг/м² |
Збираємо навантаження
За спрощеним варіантом тепер необхідно скласти всі знайдені вище навантаження простим підсумовуванням, ми отримаємо підсумкове навантаження у кілограмах на 1 м2 даху.
Розрахунок кроквяної системи
Після збору основних навантажень можна визначити основні параметри крокв.
припадає на кожну кроквяну ногу окремо, переводимо кг/м2 кг/м.Вважаємо за формулою: N = крок крокв x Q, де
N - рівномірне навантаження на кроквяну ногу, кг/м
крок крокв - відстань між кроквами, м
Q - розраховане вище підсумкове навантаження на дах, кг/м²
З формули ясно, що зміною відстані між кроквами можна регулювати рівномірне навантаження на кожну кроквяну ногу. Зазвичай крок крокв знаходиться в діапазоні від 0,6 до 1,2 м. Для даху з утепленням при виборі кроку розумно орієнтуватися на параметри утеплювача.
Взагалі при визначенні кроку установки крокв краще виходити з економічних міркувань: розрахувати всі варіанти розташування крокв і вибрати найдешевший і оптимальний за кількісним витратою матеріалів для кроквяної конструкції.
- Розрахунок перетину та товщини кроквяної ноги
У будівництві приватних будинків та котеджів, при виборі перетину та товщини крокви, керуються таблицею наведеною нижче (перетин крокви вказано в мм). У таблиці усереднені значення території Росії, і навіть враховані розміри будівельних матеріалів, представлених над ринком. У загальному випадку, цієї таблиці достатньо для того, щоб визначити, якого перетину потрібно придбати ліс.
Однак, не слід забувати, що розміри кроквяної ноги залежать від конструкції кроквяної системи, якості використовуваного матеріалу, постійних та змінних навантажень, що надаються на покрівлю.
На практиці при будівництві приватного житлового будинку найчастіше використовують для крокв дошки перетином 50х150 мм (товщина x ширина).
Самостійний розрахунок перерізу крокв
Як уже згадувалося вище, крокви розраховуються за максимальним навантаженням і на прогин. У першому випадку враховують максимальний момент вигину, у другому - переріз кроквяної ноги перевіряється на стійкість прогину на найдовшій ділянці прольоту. Формули досить складні, тому ми вибрали для вас спрощений варіант.
Товщину перерізу (або висоту) розрахуємо за такою формулою:
a) Якщо кут даху< 30°, стропила рассматриваются как изгибаемые
H ≥ 8,6 x Lm x √(N / (B x Rізг))
b) Якщо ухил даху > 30°, крокви згинально-стислі
H ≥ 9,5 x Lm x √(N / (B x Rізг))
Позначення:
H, см- Висота крокви
Lm, м- робоча ділянка найдовшої кроквяної ноги
N,
кг/м- розподілене навантаження на кроквяну ногу
B, см- ширина крокви
Rізг, кг/см²- опір деревини вигину
Для сосни та ялинки Rізгв залежності від сорту деревини дорівнює:
Важливо перевірити, чи перевищує прогин дозволеної величини.
Величина прогину крокв має бути меншою L/200- довжина найбільшого прольоту, що перевіряється, між опорами в сантиметрах поділена на 200.
Ця умова вірна при дотриманні наступної нерівності:
3,125 xNx(Lm)³ / (BxH³) ≤ 1
N (кг/м) - розподілене навантаження на погонний метр кроквяної ноги
Lm(м) - робоча ділянка кроквяної ноги максимальної довжини
B(см) – ширина перерізу
H(см) – висота перерізу
Якщо значення виходить більше одиниці, необхідно збільшити параметри крокви Bабо H.
Використовувані джерела:
- СНиП 2.01.07-85 Навантаження та впливи з останніми змінами 2008р.
- СНіП II-26-76 «Кровлі»
- СНіП II-25-80 «Дерев'яні конструкції»
- СНиП 3.04.01-87 «Ізоляційні та оздоблювальні покриття»
- А.А.Савельєв «Кроквильні системи» 2000 р.
- К-Г.Гетц, Дітер Хоор, Карл Мелер, Юліус Наттерер "Атлас дерев'яних конструкцій"
1.
2.
3.
4.
На конструкцію даху діють різні сили. Розрахунок навантаження на покрівлю включає такі впливи як: вага покрівельного матеріалу, крокв і решетування, утеплювача, підкладкового килима, навантаження снігу і вітру. Розглянемо окремо кожну з цих навантажень.
Розрахунок крокв
Якщо ви будуєте будинок самостійно, і у вас немає достатніх знань у галузі інженерії та архітектури, то розрахунок навантаження на дах можна замовити у спеціалізованій організації або у приватного проектувальника. Якщо ж будівництво не настільки вимоглива до технічних розрахунків, то все можна зробити самотужки.
Вплив сили вітру
Снігове навантаження може зруйнувати дах, а вітрова також може зірвати покриття. Чим більшим є кут скатів покрівлі, тим більше навантаження вітру на конструкцію. Чим меншим буде кут, тим сильнішою буде підйомна сила, що прагне зірвати дах. Саме тому такий важливий розрахунок площі двосхилим даху. Для початку визначають довжину кроквяної ноги. Тут знадобиться знання шкільного курсу геометрії, оскільки крокви складає з прилеглими стінами прямокутний трикутник, тому розрахувавши довжину гіпотенузи можна визначити необхідний показник.
Трохи складніше порахувати перетин крокви та відстань між ними. І тому проведемо розрахунок вітрового навантаження на покрівлю за такою формулою: Wр= W*k*C. W - вітровий тиск, що береться з таблиць БНіП. k - коефіцієнт, що залежить від висоти будівлі, він також зазначається у згаданому вище нормативному документі. С - аеродинамічний коефіцієнт, що використовується для розрахунку підйомної сили з підвітряної та навітряної сторони.
Коефіцієнт може мати як позитивне, так і негативне значення. Перший випадок виникає, якщо вітер тисне на поверхню схилів, це справедливо для великих кутів. Другий випадок виникає на пологих дахах, коли вітер стікає по скатах. Для протидії цим силам, залежно від кроку крокв, у стіни будинку встановлюють так звані «йоржі». Це металеві штирі, до яких дротом прив'язуються кроквяні ноги. У вітряних регіонах прив'язується кожне крокви, за нормальних умов це роблять через одну балку, попередньо виконавши за наявними даними.
Розрахунок балки перекриття, дивіться на відео:
Навантаження ваги покрівлі
Серйозний вплив на характеристики кроквяної системи має вагу самого покрівельного матеріалу. При цьому різні матеріали можуть значно відрізнятися за своєю вагою. Чим більше важить покрівля, тим більше має бути кут нахилу скатів. Також необхідно знати, як порахувати квадратні метри даху, оскільки чим її площа більша, тим сильніше вона залежатиме від впливу зовнішніх навантажень.
Силу тиску даху на крокви можна порахувати, знаючи характеристику матеріалу. Вони часто вказуються у технічних даних або інструкції від виробника. Залежно від типу покрівельного матеріалу вибирається певний варіант решетування. Так, для створення використовується OSB плита, фанера або обрізна дошка. Середню вагу цих матеріалів можна дізнатися з нормативних таблиць або технічних даних від виробника. Наприклад, під покрівлю з шиферу використовують бруски перетином 4*6 або 6*6 см, тоді як під бітумні гонти - плити OSB або фанеру.
Розрахунок квадратури даху залежить від її типу. дуже просто для односхилих покрівель. У складніших конструкціях слід розбити дах на елементарні постаті - прямокутники і трикутники, площа яких легко визначається (детальніше: ). Також важливо врахувати звиси покрівлі на карнизах. Відстань між кроквами визначається виходячи із товщини покрівельного матеріалу.
Не менше значення має і теплотехнічний розрахунок покрівлі, на підставі якого підбирається утеплювач та його товщина. Ці два показники значною мірою впливають на загальну вагу конструкції даху. Крім того, сюди входить і вага паро- і гідроізоляції, а також внутрішньої обшивки мансардного приміщення. Товщина утеплювача розраховується за такою формулою: Т=R*L. Де R – тепловий опір конструкції, яка утеплюватиметься, L – коефіцієнт теплопровідності обраного утеплювача (вибирається за нормативами СНиП II-3-79).
Припустимо, що дах утеплюється скловатою URSA М-20, будинок розташований у центральному регіоні. Тоді товщина утеплювача становитиме: Т=4,7*0,038 = 0,18 м = 18 см. У цьому випадку 4,7 - тепловий опір, взятий із нормативів СНіП, а 0,038 - коефіцієнт теплопровідності, який був вказаний виробником матеріалу. Знаючи густину утеплювача (вказується в тех. даних) рівну 18-21 кг/м.кв, можна порахувати вагу матеріалу.
Аналогічним чином розраховується вага гідро- та пароізоляції, а також оздоблювального матеріалу. Важливий також і розрахунок обігріву покрівлі, оскільки він впливає на товщину теплоізолятора. Також система обігріву, яка буде встановлена на горищі, додасться у вагу конструкції даху.
Для того, щоб врахувати вагу самої кроквяної конструкції, слід намалювати її план. У розрахунок приймаються середні значення для наслонних крокв та прогонів – 5-10 кг/м.кв, для висячих крокв – 10-15 кг/м.кв. Для отримання деякого запасу міцності конструкції отримані навантаження множаться на коефіцієнт 1,1.
Для більш точного визначення вагових навантажень на дах необхідно провести теплотехнічний розрахунок покрівлі, приклад якого можна знайти на сторінках нашого порталу.
Сніг приємна радість для багатьох, а часом для них величезне лихо, особливо коли його багато. На визначення ваги важливо розуміти за його розрахунками насамперед для будівельників, щоб не обрушувалися покрівлі.
Маса частки снігу на 1м³ в залежності від характеристики |
||
| Характеристика снігу | Питома вага (г/см³) | Вага 1 м³ (кг) |
| Сухий сніг | 0.125 | 125 |
| Свіжовипав пухнастий сухий | від 0,030 до 0,060 | від 30 до 60 |
| Мокрий сніг | до 0.95 | до 950 |
| Мокрий свіжий | від 0,060 до 0,150 | від 60 до 150 |
| Свіжевипав осілий | від 0,2 до 0,3 | від 200 до 300 |
| Вітрове (метелевого) перенесення | від 0,2 до 0,3 | від 200 до 300 |
| Сухого осілого старого | від 0,3 до 0,5 | від 300 до 500 |
| Сухого фірну (щільний сніг) | від 0,5 до 0,6 | від 500 до 600 |
| Мокрого фірну | від 0,4 до 0,8 | від 400 до 800 |
| Мокрого старого | від 0,6 до 0,8 | від 600 до 800 |
| Глетчерного льоду | від 0,8 до 0,96 | від 800 до 960 |
| Лежачий сніг понад 30 діб | 340-420 | |
У деяких країнах сніг є відмінним будівельним матеріалом, наприклад, при зведенні Голку у ескімосів, а на свята для будівництва оригінальних скульптур.
Формування снігу як природного явища
Сніг - природне явище, що утворюється через кристалізацію маленьких крапельок води в атмосфері і впадає на землю у вигляді опадів. Формування снігу здійснюється в атмосфері, коли мікроскопічні частинки води починають групуватися навколо таких же розмірів частинок пилу та кристалізуватися. Спочатку розмір крижаних кристалів, що утворюються, не перевищує 0,1 мм. Але в процесі падіння до земної поверхні, залежно від температури зовнішнього середовища, вони починають «обростати» іншими замерзлими водяними кристалами і пропорційно збільшуватися.
Візерункова форма сніжинок утворюється через певну структуру молекул води. Зазвичай це шестикінцеві візерунчасті фігури з можливим кутом між гранями або 60, або 120 градусів. При цьому основний центральний кристал утворює форму шестикутника з правильними гранями. А кристалічні промені, що приєдналися в процесі падіння, можуть надавати сніжинці найрізноманітнішої форми. З огляду на, що у процесі падіння сніжинки піддаються впливу вітру, перепадів температур, можуть повторно нарощувати кількість кристалів, зрештою вони набирають як плоскої, а й об'ємної форми. На вигляд це може здатися нагромадженням змерзлих крапельок води, але якщо придивитися уважно, то в початковій структурі всі такі приєднання матимуть правильні кути.
Як правило, колір снігу білий. Це з наявністю у його внутрішній структурі повітря. Фактично сніг на 95% складається із повітря. Саме це і обумовлює «легкість» сніжинок, а також плавне приземлення на тверді поверхні. Надалі, коли світло проходить через кристалізовану воду з урахуванням повітряних прошарків і починає розсіюватися, сніжинка набуває видимого білого кольору. Але це традиційний варіант. Якщо ж в атмосфері будуть інші елементи, у тому числі й крихітні частинки пилу, гару, забрудненого виробничими викидами повітряними сумішами – сніг може набувати й інших відтінків.
Зазвичай сніжинки мають розміри, що не перевищують 5 мм у діаметрі. Але в історії відомі випадки утворення сніжинок «гігантів», коли розміри кожного «примірника» досягали в діаметрі до 30 см. У той же час, враховуючи безліч факторів, що впливає на формування цих природних творінь, вважається, що знайти дві однакові сніжинки просто неможливо. І навіть якщо візуально вам здається, що вони повністю схожі, придивившись до них під мікроскопом, ви зрозумієте, що це далеко не так. Варіацій їхніх можливих форм сьогодні є необмеженою кількістю.
Скільки важить 1 куб снігу – залежно від залежностей
- Від температури навколишнього середовища
- Час від часу опадів
- Від додаткових опадів у вигляді дощу
- Від щільності стеження
Чудова вам погода в будинку!
Завантаження...