Калькулятор снеговой нагрузки на крышу

Как считает калькулятор

Снеговую нагрузку на крышу свод правил СП 20.13330.2016 задаёт формулой 10.1: S₀ = ce × ct × μ × Sg. Sg — вес снегового покрова на 1 м² земли в месте строительства, μ — коэффициент формы крыши, ce и ct учитывают снос снега ветром и таяние от тепла здания. Калькулятор принимает ce и ct равными 1, а μ берёт по схеме Б.1 для односкатных и двускатных крыш: 1 при уклоне до 30°, 0 при уклоне 60° и круче, между ними — по прямой.

Пример — двускатная крыша в Москве, уклон 30°, покрытие из металлочерепицы, ряды снегозадержателей через 6 м по горизонтали:

• Вес снега. Для Москвы приложение К даёт Sg = 1,45 кН/м².
• Коэффициент формы. При 30° μ = 1, поэтому нормативная нагрузка S₀ = 1,45 кН/м², около 148 кгс на 1 м² крыши по плану.
• Расчётная нагрузка. Для расчёта на прочность нормативную умножают на коэффициент надёжности 1,4 (п. 10.12): 1,45 × 1,4 = 2,03 кН/м², около 207 кгс.
• Неравномерный снег. На двускатной крыше с уклоном от 15 до 40° проверяют и вариант, когда на одном скате 0,75 нормы, а на другом 1,25: 1,09 и 1,81 кН/м².
• Снегозадержатели. Сила по формуле 10.4: 0,9 × 1,45 × (0,5 − 0,1 × 0,866) × 6 ≈ 3,24 кН на метр ряда. Расчётная, с коэффициентом 1,4, — около 4,53 кН, или 462 кгс на метр ряда.

Все величины в своде правил даны в килоньютонах. Калькулятор переводит их в килограмм-силы: 1 кН ≈ 102 кгс.

Вес снега для вашего участка

Для городов, перечисленных в таблице К.1 СП 20, вес снегового покрова берут прямо из таблицы. По Московской области в ней есть Москва, Дмитров и Коломна — 1,45 кН/м², Серпухов — 1,5, Сергиев Посад — 1,6, Клин — 1,85 кН/м².

Если вашего города в таблице нет, снеговой район находят по карте 1 приложения Е и берут Sg по таблице 10.1: от 0,5 кН/м² в районе I до 4,0 кН/м² в районе VIII, с шагом 0,5. Выберите в калькуляторе этот район.

Если вес снега уже указан в проекте или в изысканиях, впишите его в поле «Вес снега из проекта»: тогда выбор места не учитывается. Подробнее о весе снега по городам и районам — в статье о снеговой нагрузке на крышу.

Уклон и расстояние между рядами

• Уклон ската — в градусах. Его берут из проекта. Если известны ширина дома и высота конька или уклон в процентах, пересчитайте его в калькуляторе уклона крыши.
• Тип крыши. Неравномерный снег по скатам и снег только на одном скате калькулятор показывает для двускатной крыши.
• Расстояние между рядами снегозадержателей — по горизонтали, как на плане крыши. Для верхнего ряда это расстояние от конька до ряда. Если поле пустое, калькулятор считает только нагрузку на крышу.

Расстояние, измеренное рулеткой вдоль ската, больше горизонтального. Чтобы перевести одно в другое, умножьте длину по скату на косинус угла:

Как читать результат

Нагрузка задана на 1 м² плана. СП 20 относит вес снега к горизонтальной проекции крыши — к площади, которую она занимает, если смотреть сверху. Площадь скатов больше: при 30° — в 1,15 раза. Если умножить нагрузку на площадь скатов, вес снега выйдет завышенным.

На стропило приходится полоса крыши шириной в шаг стропил. При шаге 0,6 м расчётная снеговая нагрузка для Москвы — 2,03 × 0,6 ≈ 1,22 кН на метр горизонтальной проекции стропила. К ней прибавляют вес кровли и пирога и ветер, а сечение и шаг подбирают по проекту. Как устроены стропила, разобрано в статье о стропильной системе.

Неравномерная по скатам. Ветер переносит снег с одного ската на другой. На двускатной крыше с уклоном от 15 до 40° схема Б.1 даёт второй вариант: 0,75 нормы на одном скате и 1,25 на другом. Стропила проверяют на оба варианта.

Снег только на одном скате. Если один скат очистился, а на другом снег лежит, стропила и опоры работают иначе, чем при равномерной нагрузке. Такую схему по п. 10.4 рассматривают для двускатных крыш с уклоном больше 20°.

Нагрузка на снегозадержатели

Снег на скате давит не только вниз, но и сползает к карнизу. Силу, с которой он упирается в ряд снегозадержателей, СП 20 считает по формуле 10.4: T = 0,9 × S₀ × (sin α − ν × cos α) × L, где α — уклон, но не меньше 12°, ν — коэффициент трения снега по покрытию, L — расстояние между рядами по горизонтали.

Коэффициент трения калькулятор берёт из таблицы 10.3: металлочерепица — 0,1, фальцевая кровля — 0,03, листовая сталь — 0,02, алюминий — 0,04, керамическая черепица — 0,2. Для гибкой черепицы значения в таблице нет: по примечанию к ней коэффициент для других покрытий принимают по опубликованным данным.

Сила растёт с уклоном примерно до 30–35°, а на более крутых скатах снега остаётся меньше, и она падает. Чем дальше друг от друга ряды, тем больше снега держит каждый. Расчётную силу сравнивают с тем, что выдерживают снегозадержатель и его крепление по инструкции производителя. Если запаса нет, ряды ставят ближе друг к другу или увеличивают число кронштейнов. Где ставят первый ряд, рассказано в статье о водостоке и снегозадержании.

Что не входит в расчёт

• Снеговые мешки. У стены второго этажа над нижней крышей, у перепада высоты, парапетов и надстроек над кровлей снег копится сильнее. Для таких мест в своде правил свои схемы — подробнее в статье о снеговой нагрузке.
• Сложные формы. Схема Б.1 — только для односкатных и двускатных крыш. Вальмовую, шатровую, ломаную крышу и крышу с ендовами считают по проекту. Чем различаются формы, разобрано в статье о формах крыши.
• Вес кровли и ветер. Вес покрытия, обрешётки и утеплителя, а также ветровую нагрузку калькулятор не прибавляет.
• Снос снега и тепло здания. Коэффициенты ce и ct приняты равными 1. Меньшие значения свод правил допускает только для отдельных случаев, и их задаёт проект.