Снігове навантаження на дах

Нікого не дивує ситуація, коли снігова маса на даху змушує нервувати, забиратися на стіни і прибирати шар снігу, що накопичився. Навіть якщо покрівля, основа та каркас даху будівлі будувалися з розрахунку максимального снігового навантаження на дах, відповідно до рекомендацій СНиПа 2.01.07-85, здоровий глузд підказує, що не слід перевіряти справедливість формул на своєму будинку. Для територій з великою кількістю опадів скатні покрівлі явно мають переваги перед плоскими конструкціями хоча б тому, що більшість снігової маси на великих кутах нахилу просто здувається вітром або зісковзує вниз.

Як виконати розрахунок снігового навантаження для плоскої поверхні

Для найпростіших випадків для плоских дахів можна використовувати той самий підхід, що і для скатних варіантів покрівлі. Для цього в СНиП 2.01.07-85 наводиться методика та алгоритм обліку снігового навантаження у загальному розрахунку несучої здатності дахів. Мало того, всю математику і теорію міцності заклали в спеціалізовану програму-калькулятор. Найпростіше не ламати голову в пошуках відповіді, як розрахувати параметри даху, а закласти поправочні коефіцієнти в калькулятор і отримати готову відповідь за розмірами балок та перекриттів.

Для простих будівель і споруд снігове навантаження на плоский дах можна вважати, виходячи з міцності та несучої здатності найслабшої ланки в конструкції:

Розрахунок на злам або гранично допустимий прогин плоского перекриття даху. Для залізобетонних балок і каркасних несучих ферм, з яких сьогодні дуже люблять будувати всілякі павільйони або торгові центри, тиск від снігового навантаження визначають максимально допустимим прогином одиночного елемента.перекриття;
Для простих конструкцій плоского даху, в яких відносно короткі та жорсткі балки мають помірний запас міцності, розрахунок від снігового навантаження виконують за величиною стійкості та здатності стін, що несе, і вертикальних опор;
У будівлях і будівлях, що мають надлишковий запас міцності, тиск на поверхню даху внаслідок снігового навантаження беруть до уваги для перевірки локальної міцності рулонного м'якого покриття.

До таких місць відносяться зони примикання до вертикальних стін, ділянки, що примикають до зливних отворів, вентиляційних виводів та аераторів. У цих місцях висота снігового покриву може збільшуватися в рази, відповідно, максимальне розривне зусилля на покрівельному полотні теж буде значно вищим за середнє значення по даху.

Ще більше значення має снігове навантаження для каркасних будівель на основі ферм, вертикальних стояків та балок перекриття, виготовлених з металопрокату без використання бетонних виливків. У цьому випадку розрахунок виконується за стійкістю зварних прольотів і всієї будівлі під максимальною величиною снігового та вітрового навантаження. Відомості про товщину та потужність снігового покриття вибираються з даних метеорологічних служб за останні п'ятдесят років.

Снігове навантаження скатних покрівель

Незважаючи на те, що скатні конструкції покрівлі мають певні переваги перед плоскими варіантами, у будь-якому випадку виконується розрахунок тиску на несучі елементи даху внаслідок виникнення снігового навантаження. Мета розрахунку - визначити орієнтовний середній розмір крокв залежно від загальної маси покрівельного пирога, снігового та вітрового навантаження.

Методика розрахунку

Стандартний підхід у визначеннівеличини навантаження площі ската вимагає виконання наступних розрахунків:

Визначається максимальна висота снігового заряду на даху та його вага на одиницю площі даху;
За рекомендаціями та нормативами СНиПа визначають коефіцієнт зменшення тиску на скатній поверхні в порівнянні з плоским дахом, при цьому якість і шорсткість покрівельного матеріалу до уваги не приймають, використовується тільки кут нахилу покрівлі;
Перемножуючи масу на коефіцієнт зменшення та площу поверхні, отримують тиск від снігової маси, що передається на стіни та фундамент. Цю величину використовують лише з оцінки навантаження, а чи не для точних розрахунків.

Як і для плоских варіантів дахів, навантаження від снігової маси на скатних конструкціях можна порахувати за допомогою програми - калькулятора, в ній міститься багато поправочних коефіцієнтів, тому результат виходить дещо точніше грубої оцінки в одну арифметичну дію.

Як поводиться сніговий покрив на різних ділянках

Найчастіше вважають, що тиск снігу на схил покрівлі залежить від висоти покриву. Це дійсно так, але тільки для свіжого снігу і тільки для абсолютно герметичних покрівель з кутом нахилу не менше 25%. У решті випадків нерівномірний тиск снігу починає позначатися вже за добу.

Сніг у будь-якому випадку починає переміщатися вниз та танути. Більшість маси піде з конькової поверхні вниз, ближче до звисів. Частина води затікає в стики між листами покрівлі і може намерзати або вловлювати теплоізоляцією. Чим тепліше покрівля, тим міцніше тримається сніг її поверхні. У деяких випадках використовують обігрівальні елементи, що дозволяють розтопити замерзлу воду в найнебезпечніших для даху місцях-центральної частини іна свисах.

Сніговий заряд на даху починає перерозподілятися вздовж схилу, в першу чергу через процес ущільнення, і в другу - через нерівномірну деформацію кроквяної системи. На малюнку наведено схему прогину скатної покрівлі, отриману розрахунковим способом моделювання на комп'ютері.

Центральна частина крокв, найгнучкіша і нестійка, прогинається, і відповідно, у кожній точці покрівлі під сніговим навантаженням змінюється кут нахилу ската, а отже, на ділянках ближче до звисів збільшується тиск на кроквяний каркас.

Особливості розподілу снігового навантаження поверхні даху

Часто збивають з пантелику дані про кількість і потужність снігового покриву в різних кліматичних поясах. Ці відомості мають дуже середнє значення, в одних умовах через навітряну позицію даху снігу менше, а з підвітряного – більше. Крім того, на самому даху є маса конструктивних елементів і ділянок, де снігове навантаження значно вище середньої величини. Наприклад, кути розжолобка, слухові та мансардні вікна.

У цих місцях при невдалому напрямку вітру може утворитися кучугура в кілька разів вище середнього значення. Найнеприємнішим явищем у переміщенні снігової маси є скупчення на звисах величезних набоїв снігу, перемішаних з талою водою. Тиск такої маси може значно перевищувати середню характеристику снігового навантаження з довідкових даних.

Висновок

На скупчення снігу може впливати навіть матеріал покрівлі. Найкраще показала себе покрівля із класичної керамічної черепиці. Непогано скидають сніг дахи, криті металевим оцинкованим покриттям, металочерепицею, найгірше бореться зі снігом ондулін та бітумна черепиця, рулонна покрівля.Тому характер покриття необхідно враховувати при розрахунку майбутнього снігового навантаження.