Ваш регион:
Московская область
Ваш регион Московская область?
Доступное строительство деревянных домов и бань.
Выбрать цвет дома
Проекты домов
Как рассчитать нагрузку на крышу?
24.11.2020

Как рассчитать нагрузку на крышу?

Поделиться

Как рассчитать нагрузку на крышу

Главным элементом любой крыши является стропильная система, от ее крепости и надежности зависит долговечность всей конструкции. Чтобы крыша могла противостоять неблагоприятным воздействиям окружающей среды, необходимо своевременно выполнить правильный расчет нагрузок и подготовить проект стропильной системы с учетом этих нагрузок. В данном материале рассмотрим, как правильно рассчитать стропильную систему, какие виды нагрузок воздействуют на нее и почему так важно своевременно рассчитать оказываемое воздействие.

3.png

Правильный расчет стропильной системы крыши

Для правильного выполнения расчета необходимо опираться на следующие документы:

  1. Климатическая карта того региона, где будет осуществляться возведение объекта;
  2. Таблица для расчета сечения ног системы;
  3. СНиП для выбранного типа кровли.
  4. Таблица с сечениями затяжек.

В строительстве наиболее распространенной и удобной с практической точки зрения является методика расчета несущих конструкций на основании метода предельных состояния, то есть когда объект не сопротивляется оказываемым извне нагрузкам и начинается процесс его разрушения или наблюдаются серьезные повреждения, недопустимого характера.

В ситуации с рассматриваемым объектом – то есть со стропильной системой, может наблюдаться два подобных состояния:

  1. Отмечаются серьезные прогибы частей несущих конструкций, что ведет к недопустимым разрушениям в узлах и остальных сочленениях, в результате чего эксплуатация конструкция без выполнения ремонтных работ невозможна.
  2. Конструкция разрушается из-за полного расхода прочности.

Согласно современным строительным нормам, максимальный прогиб составляет 1/200 от длины элемента, то есть от затяжки или ноги. Поэтому при выполнении расчета необходимо заранее предусмотреть запас прогиба, который составляет 1/250 от длины рассчитываемого элемента.

Если речь идет о скатной крыше, во время осуществления расчетных операций необходимо опираться на описанные предельные состояния обоих типов. Это делается для того, чтобы заранее просчитать прочность системы, которая противостояла бы даже высоким нагрузкам, оказываемыми как собственным весом, так и ветровыми и снеговыми нагрузками. Обратите внимание, что также необходимо учитывать и предусматривать вес людей, которые выполняют монтаж или последующее эксплуатационное обслуживание крыши уже после ее проектирования и установки.

Переходим к изучению основных моментов, связанных с расчетом стропильной системы.

Этап №1. В первую очередь необходимо выявить максимально уровень внешней нагрузки в результате воздействия различных факторов. Для выявления снеговой нагрузки необходимо использовать карту, изображенную ниже:

1.png

На карте вся территория поделена на районы, каждый из которых обозначен римской цифрой. Для каждого района установлено предельное значение внешней нагрузки снегового типа. Приведет эти значения в таблице для удобного использования в последующем:

Номер района

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

Предельное значение оказываемых снежных нагрузок (килограмм-сила-метр на квадратный метр)

80

120

180

240

320

400

480

560

 

Важно учитывать, что в таблице приведены значения для крыш скатного типа, где угол наклона не превышает 25 градусом. Если же угол наклона находится в интервале от 25 до 60 градусов, то для расчета снеговой нагрузки необходимо умножить величину, приведенную в таблице, исходя из района, на коэффициент, который равен 0.7.

Для выявления оказываемой ветровой нагрузки также применяется специализированная карта, которая приведена ниже:

2.png

Как вы видите, территория вновь поделена на районы, которые обозначены римскими цифрами. Каждому району соответствует определенное значение, приведенное в таблице.

Номер района

I

II

III

IV

V

VI

VII

Предельное значение оказываемых ветровых нагрузок (килограмм-сила-метр на квадратный метр)

23

17

38

38

48

60

73

85


При расчете нагрузок ветрового типа необходимо учитывать не только регион, где находится возводимый объект, но также высоту здания и тип местности, в соответствии с этими параметрами выбирается коэффициент, согласно приведенной таблице:

Высота здания

Местность А

Местность В

До  5 м

0.75

0.5

От 5 до 10 м

1

0.65

От 10 до 20 м

1.25

0.85

Под местность А понимают такие территории как пустынные региона, тундры, открытые побережья океанов/водохранилищ/морей/озер, лесосестепи или степи. Под местностью В подразумеваются городские территории и прочие участки, на которых расположены постройки или препятствия высотой более 10 метров.

Здесь же важно обозначить, что нагрузка, оказываемая весом человека, который будет осуществлять монтажные, ремонтные или обслуживающие работы, составляет, в среднем, 80-90 килограмм-сила-метр на квадратный метр.

Этап №2. Теперь необходимо рассчитать сечение бруса, из которого в последующем будут собираться конструктивные элементы стропильной системы. Для этого применяется специализированная формула, учитывающая длину стропил, величину сопротивления нагрузкам выбранного материала (тип древесины), шаг между ногами. На основании этой формулы составляются таблицы для подбора сечений элементов. К примеру, если длина ноги составляет 5 м, а шаг установки – 0.6 м (как правило, при использовании в качестве утеплителя минеральной ваты используются эти значения), необходимое минимальное сечение для ноги составляет 5см*17.5см. Если шаг увеличивается до 110 см, то минимальное сечение пропорционально увеличивается до 7.5см*20см. В качестве примера использованы расчеты для Москвы и Московской области. В свободном доступе есть огромное количество таблиц, например, их можно просмотреть в ГОСТ-244549-80 или других СНиПах и ГОСТах. Однако использовать подобные стандартные таблицы можно только при осуществлении расчетных операций со стропильными конструкциями простого типа. Если же речь идет о более сложных конструкциях крыш, необходимо обратиться к квалифицированным специалистам, которые выполнят индивидуальные расчеты и дадут гарантию точности полученных данных.

Типы нагрузок

На стропильную систему оказываются различные виды нагрузок, которые можно поделить на 3 основные категории.

Основные

Они в свою очередь подразделяются на подгруппы:

  1. Постоянные. Сюда входит вес самой системы и кровли, а также масса используемых утеплителей, чернового настила, пленок (которые размещаются под кровлей) и обрешеток или контробрешенток.
  2. Длительные. Обусловлены выпавшими осадками и изменениями температуры. Они обязательно учитываются с пониженными значениями, так как они незаменимы для определения оказываемого влияния.
  3. Кратковременные или переменные. Это температурные и снеговые воздействия, которые используются в своем расчетном значении, приведенном в таблицах выше.

Дополнительные

В эту категорию входят ветровые нагрузки, а также вес людей (которые выполняют различного рода работы на кровле) и нагрузки из-за гололеда.

Форс-мажорные

Это особая категория, которая включает в себя воздействие, оказываемое в результате аварий, взрывов, возгораний и прочих факторов, возникших в результате форс-мажора.

Чем опасны снеговые нагрузки

Данный фактор влечет за собой ряд негативных воздействий:

  1. На стропильную системы оказывается чрезмерное давление, в результате чего образуется провисание и/или прогиб покрытия, а также разрушаются основные несущие элементы.
  2. Накопившейся массив снега может внезапно сойти с кровли, в результате чего пострадают люди, которые находятся внизу, автомобили и прочее имущество.
  3. Увеличивается нагрузка, оказываемая на стены и фундамент, что негативно сказывается на всей конструкции.

4.jpg

Вывод

При планировании кровли и ее стропильной системы необходимо правильно выполнить расчеты, предусмотрев все оказываемые внешние нагрузки. Это задача не из простых, так как необходимо определить значения различных видов нагрузки, а затем рассчитать длину и сечение используемых элементов.

Наиболее простым вариантом на сегодняшний день является односкатная крыша, для нее вполне можно самостоятельно рассчитать все необходимые значения, руководствуясь методикой, которая была описана выше. Важно опираться на материал, а также полезно будет изучить требования СНиП.

Однако в случае организации крыши с четырьмя и более скатами или других сложных конструкций, необходимо применять специализированные современные программы. Данная процедура является непростой и требует определенных навыков и знаний от исполнителя.

 

Читайте также:
Выбор материала для строительства дома
03.04.2023
Выбор материала для строительства дома
Читать статью
Преимущества и недостатки строительства из бруса
02.03.2023
Преимущества и недостатки строительства из бруса
Читать статью
Строительство бани из бруса своими руками
02.12.2022
Строительство бани из бруса своими руками
Читать статью
Утепление брусового дома своими руками
30.09.2022
Утепление брусового дома своими руками
Читать статью