Главное меню

Снеговая нагрузка кратковременная или длительная


Длительные и кратковременные нагрузки | Строительный справочник

Опубликовал admin | Дата 19 Апрель, 2016

 

 

Нагрузки определенного вида характеризуются, как правило, одним нормативным значением. Но для нагрузок от людей, мебели, оборудования, автотранспортных средств и снега устанавливается два нормативных значения: полное и пониженной. Пониженное значение вводится в расчет при необходимости учета влияния длительности нагрузок, проверке на выносливость и в других случаях, оговоренных в нормах проектирования конструкций и оснований. Нагрузки, принимаемые с полным нормативным значением, относятся к кратковременным, с пониженным значением — к длительным. Разделение временных нагрузок на длительные и кратковременные является условным, т.к. четких границ по продолжительности их действия нет. Поэтому принято такое разделение? Ответим теперь на ряд важных вопросов, возникающих у начинающих проектировщиков.

Вопрос №1. Для чего нужно разделение временных нагрузок на длительные и кратковременные?

Такое разделение актуально прежде всего при расчетах железобетонных конструкций. Дело в том, что в результате действия длительной нагрузки, несущая способность бетонных и железобетонных конструкций снижается в результате накоплений повреждений в бетоне (микро — и макроразрушений), а также с учетом повышения их деформативности в результате ползучести бетона в процессе длительного нагружения (к примеру, именно поэтому при наличии длительных нагрузок расчетные значенияпрочностных характеристик бетона умножают на коэффициент условий работы ϒb1.

Вопрос №2. Как определяется пониженное значение временной нагрузки?

Пониженное значение временной нагрузки получают путем умножения ее полного нормативного значения на коэффициент, приведенный в табл.1

Таблица 6

 

Понижающие коэффициенты

Источник нагрузки
Понижающий
коэффициент
 1. От людей и мебели (полезные нагрузки)
 0,35
2. От автотранспорта
0,35
3. Снег
0,7*
  * Согласно п.10.11 (СП-20.13330.2011 Нагрузки и воздействия) коэф. 0,7 принимается для районов со средней температурой января минус 5º С и ниже. Для районов со средней температурой января выше минус 5º С пониженное значение снеговой нагрузки не учитывается. Районирование территории принимается по карте 5 прил. Ж (СП-20.13330.2011 Нагрузки и воздействия).

Вопрос №3. Является ли полная временная нагрузка от одного источника суммой ее кратковременной и длительной составляющей?

Нужно запомнить раз и на всегда: нет! За одну временную нагрузку при учете сочетаний следует принимать только одну нагрузку определенного рода от одного источника. Как отмечалось выше, для некоторых временных нагрузок устанавливаются два нормативных значения: полное и пониженное. Т.е. это два разных варианта загружения от одного и того же источника, а не две его составляющие. Это важно понимать. Например: Ваш вес 70 кг. Эта величина более -менее постоянная, возможные отклонения минимальны и зависят от того сыты вы или голодны. Вам необходимо перенести мешок картошки весом 25 кг. Вместе с мешком ваш вес 95 кг. Т.е. 70 кг — 1 вариант загружения; 95 кг — 2 вариант. Но вы же не можете одновременно весить  и 70 и 95 кг, т.е. 165кг.

Вопрос №4. Как нагрузка от одного источника для различных сочетаний может быть и длительной и кратковременной?

В качестве примера рассмотрим обычную комнату в жилой квартире. Нагрузку на перекрытие создают мебель и проживающие здесь члены семьи. Но вот пришли гости. Они сытно поели и по народному обычаю решили потанцевать, для чего все разом вышли на середину комнаты. Совершенно очевидно, что такое скопление людей на ограниченной площади даст нагрузку, намного превосходящую повседневную. Вот как раз эта максимальная нагрузка на перекрытие и является кратковременной (действует в короткий промежуток времени пока все танцуют). А когда гости ушли по домам, то все вернулись в обычное русло. Эта нагрузка называется длительной (пока снова не придут гости).

Рассмотрим еще пример: покрытие здания. Началась зима, и выпало немного первого снега. Он лежал неделю или две (а может месяц). Эта нагрузка является длительной. В один прекрасный день начался снегопад, и выпало большое количество мокрого снега. В этом случае нагрузка является кратковременной, поскольку будет действовать малый промежуток времени, пока снег не начнет таять, или пока обслуживающая организация не почистит крышу.

 

Смотрите также:

 

 

Основы расчета железобетона. 200 вопросов и ответов, стр. №36

Когда-то коэффициент надежности по нагрузке назывался коэффициентом перегрузки – термином более понятным, но не совсем точным. Дело в том, что в целом ряде случаев неблагоприятным является отклонение нагрузки не в большую, а в меньшую сторону, т.е. не перегрузка, а недогрузка. Тогда назначают gf < 1 (например, для собственного веса конструкции при расчете ее на устойчивость от опрокидывания или сдвига).

190. Когда  используют  расчетные  и  нормативные  нагрузки?

Как уже было сказано в ответе 26, потеря несущей способности конструкций (прочности, устойчивости и т.л.) чревата тяжелыми последствиями, поэтому в расчете по 1-й группе предельных состояний используют не только расчетные сопротивления материалов (взятые с запасом по отношению к нормативным), но и расчетные нагрузки (также взятые с запасом по отношению к нормативным). Короче говоря, запасы вводят с двух сторон.

При расчете по 2-й группе (деформации, трещиностойкость) используют нормативные нагрузки. Исключение составляют элементы 1-й категории трещиностойкости, которые по образованию трещин рассчитывают на воздействие расчетных нагрузок – образование трещин в них приводит к утрате эксплуатационных свойств.

191. С  какой  целью  нагрузку  разделяют  на  постоянную, длительную  и  кратковременную?

Продолжительность действия нагрузки влияет на прочность и деформативность любых материалов, а бетона в особенности (см. главу 1). Поэтому всю нагрузку разделяют на две части: постоянную и временную, а временную, в свою очередь, – на длительную и кратковременную. Причем постоянную и длительную потом обычно объединяют (суммируют) как нагрузки, действующие продолжительное время. К постоянным относят те нагрузки, которые существуют в течение всей «жизни» здания или сооружения: собственный вес несущих и ограждающих конструкций, вес или боковое давление грунтов и т. п. Разделение же временных нагрузок на длительные и кратковременные является условным, четких границ продолжительности их действия нет, поэтому в каждом конкретном случае необходимо обращаться к Нормам проектирования.

192. Длительной или кратковременной является снеговая нагрузка?

Всё зависит от географического района. В южных районах снега мало и держится он недолго, поэтому там, где нормативная снеговая нагрузка не превышает 7 кПа, всю её относят к кратковременной. В северных районах снеговой покров может держаться 6...8 и даже более месяцев, однако снеговая нагрузка растет постепенно в течение всей зимы, по мере выпадения осадков, поэтому часть нагрузки относят к длительной, а часть – к кратковременной (рис. 97). Причём, чем больше толщина снегового покрова, тем больше доля длительной нагрузки.

193. Как учитывается продолжительность действия нагрузки при проектировании железобетонных конструкций?

При проверке прочности расчётное сопротивление бетона Rb (Rbt) умножают на коэффициент условий работы gb2. Если действуют постоянные, длительные и кратковременные нагрузки (кроме так называемых нагрузок «непродолжительного действия», т.е. очень кратковременных – ветровых, крановых, транспортных и т.п.), то gb2 = 0,9. Если действуют нагрузки «непродолжительного действия», то их суммируют с остальными, а Rb (Rbt) умножают на gb2 = 1,1. Например, в одноэтажном каркасном здании нагрузки от ветра и мостовых кранов (т.е. нагрузки «непродолжительного действия») действуют на колонны, но не действуют на ригели рамы (балки, фермы), поэтому ригели рассчитывают с gb2 = 0,9, а колонны рассчитывают дважды: один раз с gb2 = 1,1 на действие полных нагрузок (FII), а второй раз – с gb2 = 0,9 на действие тех же нагрузок, но за вычетом крановых и ветровых нагрузок (FI). Если NI < 0,82NII, то можно ограничиться расчетом только на нагрузки FII (здесь под N подразумеваются любые усилия – изгибающий момент, продольная и поперечная силы, полученные из статического расчета при воздействии соответственно FI   и FII).

С расчётным сопротивлением арматуры сжатию Rsc дело обстоит как раз наоборот: чем продолжительнее действует нагрузка, тем больше предельная сжимаемость бетона sbu, тем выше напряжения сжатия стали (см. вопрос 27). Поэтому, если в расчёте для бетона принято gb2 = 0,9, то значение Rsc можно увеличить с 400 до 500 МПа (если позволяет класс арматуры). При проверке прочности конструкций в стадии перевозки и монтажа, когда нагрузка (собственный вес) действует весьма непродолжительно, принимают gb2 = 1,1, однако величину Rsc уменьшают до 330 МПа, поскольку предельная сжимаемость бетона в этом случае очень мала (см. также вопрос 82).

Чем дольше действует нагрузка, тем больше ползучесть бетона, тем больше прогиб элемента, тем шире раскрываются трещины. Это обстоятельство учитывают специальными коэффициентами: при определении условной критической силы Ncr в расчёте сжатых элементов – коэффициентом jl, при определении прогибов изгибаемых элементов – коэффициентами jb и n, при определении ширины раскрытия трещин – коэффициентом n. В расчёте по раскрытию трещин, кроме того, используют коэффициент jl, который учитывает дополнительное нарушение сцепления арматуры с бетоном по обе стороны трещины при длительном действии нагрузки, что приводит к увеличению ширины раскрытия трещин.

194. Что  такое  неблагоприятное  сочетание  нагрузок?

Это такое сочетание, которое вызывает в опасных сечениях максимальные (по модулю) усилия. Какого-то общего рецепта для определения неблагоприятных сочетаний нет, в каждом отдельном случае нужно подходить индивидуально. Например, при статическом расчете одноэтажной поперечной рамы производственного здания нужно выбирать такие направления ветровой и крановой нагрузок, которые вызывают максимальные по модулю изгибающие моменты в расчетных сечениях стоек. Бывают также случаи, когда воздействие одной из нагрузок является благоприятным, поскольку снижает усилия в сечениях. Например, на стенки заглубленного резервуара изнутри действует боковое давление жидкости, а снаружи – разгружающее боковое давление грунта. Поэтому неблагоприятными здесь являются два сочетания: 1)воздействие давления грунта при отсутствии жидкости и 2)воздействие давления жидкости при отсутствии грунтовой засыпки (такое сочетание возникает до сдачи объекта в эксплуатацию: прежде, чем засыпать, резервуар заполняют жидкостью и подвергают испытанию на непроницаемость).

195. Что  такое  коэффициенты  сочетания  нагрузок?

Вероятность одновременного действия всех самых невыгодных временных нагрузок мала (например, максимального снегового покрова в сочетании с максимальным скоростным напором ветра, максимальными крановыми нагрузками и т.д.). Кроме того, сама продолжительность их одновременного воздействия незначительна (а выше уже отмечалось, что чем непродолжительнее действуют нагрузки, тем лучше им сопротивляются конструкции). Оба эти обстоятельства позволяют несколько снизить величины временных нагрузок путем умножения их значений на коэффициент сочетаний y (при условии, что число кратковременных нагрузок не менее двух): для длительных нагрузок y = 0,95, для кратковременных y = 0,9.

В расчёте перекрытий многоэтажных зданий сочетания временных нагрузок учитывают несколько иначе. С увеличением грузовой площади конструкции перекрытия (балки или ригеля, см. вопрос 197) вероятность одновременного воздействия на конструкцию максимальной временной равномерно распределенной нагрузки по всей грузовой площади уменьшается, поэтому в ряде случаев (жилые помещения, классные комнаты, торговые залы и пр.) величины временных нагрузок умножают на понижающий коэффициент сочетаний .

Уменьшается также вероятность одновременного действия максимальных временных равномерно распределенных нагрузок на перекрытия всех этажей, что при расчёте колонн, стен и фундаментов учитывают коэффициентом сочетаний yn. Формулы для определения и yn приведены в Нормах проектирования «Нагрузки и воздействия».

Всё вышеприведенное относится к основному сочетанию, состоящему из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок. Для особого сочетания, в которое, кроме указанных, входят еще и особые нагрузки (взрывные, аварийные и т. п. воздействия), величины длительных нагрузок умножают на y = 0,95, кратковременных – на y = 0,8.

Страницы:

нормативная снеговая нагрузка и правила проектирования

Если вы когда-нибудь разгребали снег, то хорошо знаете, каким тяжелым он может быть. И что говорить о крыше, на которой за первый месяц зимы собирается такая шапка, которая способна проломить даже довольно прочную конструкцию! И особенно актуальна тема грамотного обустройства крыши для жителей северных регионов России, где сугробы есть уже в сентябре.  Вот почему при строительстве дома все задаются вопросом: выдержит ли кровля всю массу снега, сбрасывать его каждые 2 недели, или нет.

Вот для этой цели и было разработано такое понятие, как нормативная снеговая нагрузка и совокупность ее с ветровой. Здесь действительно немало тонкостей и нюансов, и, если вы хотите разобраться – мы будем рады помочь!

Итак, расчет снеговой нагрузки на кровлю делают с учетом двух предельных состояний крыши – на разрушению и прогиб. Говоря простым языком, это именно та способность всей конструкции сопротивляться внешним воздействиям – до того момента, пока она не получит местное повреждение или недопустимую деформацию. Т.е. пока крыша не продавится или не повредится настолько, что ей понадобится ремонт.

Предел несущих способностей крыши

Как мы уже сказали, предельных состояний всего различают два. В первом случае речь идет о том моменте, когда стропильная конструкция исчерпала свои несущие способности, включая ее прочность, устойчивость и выносливость. Когда этот предел преодален, крыша начинает разрушаться.

Этот предел обозначают так: σ ≤ r или τ ≤ r. Благодаря этой формуле профессиональные кровельщики рассчитывают, какая нагрузка для конструкции будет еще предельно допустимой, и какая станет ее превышать. Другими словами, это – расчетная нагрузка.

Для такого вычисление вам нужны такие данные, как вес снега, угол наклона ската, ветровая нагрузка и собственный вес крыши. Также имеет значение, какая была использована стропильная система, обрешетка и даже теплоизоляция.

А вот нормативная нагрузка высчитывается исходя из таких данных, как высота здания и угол наклона скатов. И ваша задача вычислить и расчетную нагрузку, и нормативную, и перевести их в линейную. Для существует специальный документ – СП 20. 13330. 2011 в пунктах 4.2.10.12; 11.1.12.

Предел крыши на прогиб стропильной конструкции

Второе предельное состояние говорит о чрезмерном деформациях, статических или динамических нагрузках на крышу. В этот момент в конструкции происходят недопустимые прогибы, да так, что раскрываются сочинения. В итоге получается, что стропильная система как бы цела, не разрушена, но все-таки ей нужен ремонт, без которого она не сможет функционировать дальше.

Такой предел нагрузки вычисляют при помощи формулы f ≤ f. Она означает, что погиб стропил при нагрузке не должен превышать определенного предельного состояния. А для балки перекрытия есть своя фор

NormaCS ~ Ответы экспертов ~ Допустимость принятия пониженных значений снеговой нагрузки на кровлю здания для районов со средней температурой января -5 °С

В пункте 10.11 СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» говорится: «Для районов со средней температурой января минус 5 °С и ниже (по таблице 5.1 СП 131.13330) пониженное нормативное значение снеговой нагрузки (см. 4.1) определяется умножением ее нормативного значения на коэффициент 0,5. При этом коэффициенты се и ct принимаются равными единице. Для районов со средней температурой января выше минус 5 °С пониженное значение снеговой нагрузки не учитывается. Пониженное нормативное значение следует учитывать при расчете прогибов покрытий или их участков, оборудованных системами снеготаяния, а также в других случаях, установленных в нормах проектирования строительных конструкций».

Здесь дается ссылка на пункт 4.1, в котором прописано: «Основными характеристиками нагрузок, установленных в настоящих нормах, являются их нормативные (базовые) значения. При необходимости учета влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость, усталостной прочности и в других случаях, оговоренных в нормах проектирования конструкций и оснований, устанавливаются пониженные нормативные значения нагрузок от оборудования, людей, животных и транспортных средств на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий, от мостовых и подвесных кранов, снеговых, температурных климатических воздействий».

Допустимо ли при сборе снеговой нагрузки на кровлю здания и оборудовании на кровле при расчете на прочность для районов со средней температурой января минус 5 °С и ниже принимать пониженное её значение?

как рассчитать допустимую снеговую и ветровую нагрузку, вес снега на квадратный метр

Кровля осуществляет постоянную защиту здания от всех погодных и климатических проявлений, исключая контакт всех материалов с атмосферной или дождевой водой и являясь граничным слоем, отсекающим воздействие морозного воздуха на чердачное помещение.

Таковы основные и наиболее важные функции кровли в представлении неподготовленного человека, они вполне верны, но не отражают полный список функциональных нагрузок и испытываемых напряжений.

При этом, реальность гораздо суровее, чем это выглядит на первый взгляд, и воздействие на кровлю не ограничивается определенным износом материала.

Оно передается практически всем несущим элементам постройки — в первую очередь, стенам здания, на которые непосредственно опирается вся крыша, а в конечном счете — фундаменту.

Пренебрегать всеми создающимися нагрузками нельзя, это приведет к скорому (иногда — внезапному) разрушению постройки.

Содержание статьи

Типы нагрузок на кровлю

Основными и наиболее опасными воздействиями на кровлю и на всю конструкцию в целом являются:

При этом, снеговые действуют в течение определенных зимних месяцев, отсутствуя в теплое время, тогда как ветер создает воздействие круглый год. Ветровые нагрузки, имея сезонные колебания силы и направления, в той или иной степени присутствуют постоянно и опасны периодически случающимися шквальными усилениями.

Кроме того, интенсивность этих нагрузок имеет разный характер:

Внезапный сход с крыши больших масс снега может причинить ущерб имуществу или людям, оказавшимся в местах падения. Кроме того, периодически случаются кратковременные, но чрезвычайно разрушительные атмосферные явления — ураганные ветра, сильные снегопады, особенно опасные при наличии мокрого снега, который на порядок тяжелее обычного. Предсказать дату таких событий практически невозможно и в качестве защитных мер можно лишь увеличивать прочность и надежность кровли и стропильной системы.

Сбор нагрузок на кровлю

Зависимость нагрузок от угла наклона крыши

Угол наклона крыши определяет площадь и мощность контакта кровли с ветром и снегом. При этом, снеговая масса имеет вертикально направленный вектор силы, а ветровое давление, вне зависимости от направления — горизонтальный.

Поэтому, принимая угол наклона более крутым, можно снизить давление снежных масс, а иногда и полностью исключить возникновение скоплений снега, но, при этом, увеличивается «парусность» крыши, ветровые напряжения возрастают.

ВАЖНО!

Это обстоятельство вынуждает искать «золотую середину», то есть — оптимальный угол наклона кровли, максимально снижающий снеговое давление и, при этом, создающий как можно меньшее препятствие для ветра.

Очевидно, что для снижения ветровых нагрузок идеальной была бы плоская кровля, тогда как именно она не позволит скатываться массам снега и поспособствует образованию больших сугробов, при таянии способных промочить всю постройку. Выходом из ситуации является выбор такого угла наклона, при котором максимально удовлетворяются требования как по снеговой, так и по ветровой нагрузкам, а они в разных регионах имеют индивидуальные значения.

Зависимость нагрузки от угла крыши

Вес снега на квадратный метр крыши в зависимости от региона

Количество осадков — показатель, напрямую зависящий от географии региона. Более южные районы снега почти не видят, более северные имеют постоянное сезонное количество снеговых масс.

При этом, высокогорные районы, вне зависимости от географической широты, имеют высокие показатели по количеству выпадающего снега, что, в сочетании с частыми и сильными ветрами, создает массу проблем.

Строительные Нормы и Правила (СНиП), соблюдение положений которых является обязательным к выполнению, содержат специальные таблицы, отображающие нормативные показатели количества снега на единицу поверхности в разных регионах.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Следует учитывать обычное состояние снеговых масс в данном районе. Мокрый снег в несколько раз тяжелее сухого.

Эти данные являются основой расчетов снеговых нагрузок, поскольку они вполне достоверны, а также приводятся не в средних, а в предельных значениях, обеспечивающих должный запас прочности при строительстве крыши.

Тем не менее, следует учитывать устройство кровли, ее материал, а также — наличие дополнительных элементов, вызывающих скопления снега, поскольку они могут существенно превышать нормативные показатели.

Вес снега на квадратный метр крыши в зависимости от региона на схеме ниже.

Регион снеговой нагрузки

Расчет снеговой нагрузки на плоскую крышу

Расчет несущих конструкций выполняется по методу предельных состояний, то есть таких, когда испытываемые усилия вызывают необратимые деформации или разрушения. Поэтому прочность плоской кровли должна превышать величину снеговой нагрузки для данного региона.

Для элементов крыши существует два типа предельных состояний:

Расчеты ведутся по обоим состояниям, имея целью получить надежную конструкцию, гарантированно выдерживающую нагрузку без последствий, но и без излишних затрат строительных материалов и труда. Для плоских крыш значения снеговых нагрузок будут максимальными, т.е. поправочный коэффициент уклона равен 1.

Таким образом, согласно таблицам СНиП, общий вес снега на плоской кровле составит величину норматива, умноженную на площадь кровли. Значения могут достигать десятки тонн, поэтому зданий с плоскими крышами в нашей стране практически не строят, особенно в регионах с высокими нормами осадков в зимнее время.

Нагрузка на плоскую крышу

Расчет снеговой нагрузки на кровлю онлайн

ВАЖНО!

Как рассчитать снеговую нагрузку на крышу? Для этого воспользуйтесь нашим онлайн калькулятором.

Пример расчета снеговой нагрузки поможет наглядно продемонстрировать порядок действий, а также покажет возможную величину давления снега на конструкции дома.

Снеговая нагрузка на кровлю рассчитывается с помощью следующей формулы:

S = Sg * µ;

где S — давление снега на квадратный метр кровли.

Sg — нормативная величина снеговой нагрузки для данного региона.

µ — поправочный коэффициент, учитывающий изменение нагрузки на разных углах наклона кровли. От 0° до 25° значение µ принимается равным 1, от 25° до 60° — 0,7. При углах наклона кровли свыше 60° снеговая нагрузка не учитывается, хотя в реальности бывают скопления мокрого снега и на более крутых поверхностях.

Произведем подсчет нагрузки на кровлю площадью 50 кв.м, угол наклона — 28° (µ=0,7), регион — Московская область.

Тогда нормативная нагрузка составляет (по данным СНиП) 180 кг/кв.м.

Умножаем 180 на 0,7 — получаем реальную нагрузку 126 кг/кв.м.

Полное давление снега на кровлю составит: 126 умножаем на площадь кровли — 50 кв.м. Результат — 6300 кг. Таков расчетный вес снега на крыше.

Снеговое воздействие на кровлю

Ветровая нагрузка на кровлю

Расчет ветровой нагрузки производится подобным образом. За основу берется нормативное значение ветровой нагрузки, действующее в данном регионе, которое умножается на поправочный коэффициент высоты здания:

W= Wo * k;

W — ветровая нагрузка на квадратный метр площади.

Wo — нормативная величина по региону.

k — поправочный коэффициент, учитывающий высоту над поверхностью земли.

Роза ветров

Имеются три группы значений :

  • Для открытых участков земной поверхности.
  • Для лесных массивов или городской застройки с высотой препятствий от 10 м.
  • Для городских поселений или местностей со сложным рельефом с высотой препятствий от 25 м.

Все нормативные значения, как и поправочные коэффициенты содержатся в таблицах СНиП и должны учитываться при расчетах нагрузок.

ОСТОРОЖНО!

При проведении расчетов следует учитывать независимость снеговых и ветровых нагрузок друг от друга, а также — одновременность их воздействия. Общая нагрузка на кровлю — это сумма обоих значений.

В заключение необходимо подчеркнуть большую величину и неравномерность нагрузок, создаваемых снегом и ветрами. Значения, сопоставимые с собственным весом крыши, нельзя игнорировать, такие величины слишком серьезны. Невозможность регулировать или исключать их присутствие заставляет реагировать путем увеличения прочности и правильного выбора угла наклона.

Все расчеты должны опираться на СНиП, для уточнения или проверки результатов рекомендуется использовать онлайн-калькуляторы, которых много в сети. Лучшим способом станет применение нескольких калькуляторов с последующим сравнением полученных величин. Правильный расчет — основа долговременной и надежной службы кровли и всей постройки.

Полезное видео

Более подробно о кровельных нагрузках вы можете узнать из этого видео:

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Снеговая нагрузка. Расчет в Excel.

Опубликовано 16 Сен 2013
Рубрика: О жизни | 14 комментариев

Тема о снеге в сентябре не очень актуальна даже для нас — жителей Сибири. Однако… «сани» уже должны быть готовы, не смотря на то, что пока мы еще продолжаем ездить на «телегах». Приходят на память моменты, когда после обильного снегопада зимой и перед таянием снега весной...

...собственники различных строений — от бань, навесов и теплиц до огромных бассейнов, стадионов, цехов, складов — озадачиваются двумя вытекающими один из другого вопросами: «Выдержит или не выдержит кровля скопившуюся на ней массу снега? Сбрасывать этот снег с крыши или нет?»

Снеговая нагрузка на кровлю – вопрос серьезный и не терпящий дилетантского подхода. Попробую по возможности кратко и доступно изложить информацию о снеге и оказать помощь в решении выше озвученных вопросов.

Сколько весит снег?

Всем, кому приходилось убирать снег лопатой, хорошо известно, что снег бывает и очень легким и неимоверно тяжелым.

Пушистый легкий снежок, выпавший в относительно морозную погоду с температурой воздуха около -10˚C имеет плотность порядка 100 кг/м3.

В конце осени и в начале зимы удельный вес снега, лежащего на горизонтальных и слабо наклонных поверхностях, обычно составляет 160±40 кг/м3.

В моменты продолжительных оттепелей удельный вес снега существенно начинает расти (снег «садится» как весной), достигая иногда значений в 700 кг/м3. Именно поэтому в более теплых районах плотность снега всегда больше, чем в холодных северных местностях.

К середине зимы снег уплотняется под действием солнца, ветра и от давления верхних слоев сугробов на нижние слои. Удельный вес становится равным  280±70 кг/м3.

К концу зимы под действием более интенсивного солнца и февральских ветров плотность снежного наста может стать равной 400±100 кг/м3, иногда достигая 600 кг/м3.

Весной перед обильным таянием удельный вес «мокрого» снега может быть 750±100 кг/м3, приближаясь к плотности льда — 917 кг/м3.

Снег, который сгребли в кучи, перебросили с места на место, увеличивает в 2 раза свой удельный вес.

Наиболее вероятная среднестатистическая плотность «сухого» уплотнившегося снега находится в пределах 200…400 кг/м3.

Для получения информации о выходе новых статей и для возможности скачивать рабочие файлы программ прошу вас подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или в окне вверху страницы.

Введите адрес своей электронной почты, нажмите на кнопку «Получать анонсы статей», подтвердите подписку в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту!

Убирать снег с крыш или нет?

Необходимо понимать простую вещь – масса снега, лежащего на крыше, при отсутствии снегопадов остается неизменной независимо от плотности!!! То есть то, что снег «стал тяжелее» нагрузку на кровлю не увеличило!!!

Опасность заключается в том, что слой рыхлого снега может впитать в себя, как губка, осадки в виде дождя. Вот тогда общая масса воды в разных своих видах, находящаяся на крыше, резко возрастет — особенно при отсутствии стока, а это очень опасно.

Для корректного ответа на вопрос об уборке снега с крыши необходимо знать, на какую нагрузку она спроектирована и построена. Необходимо знать — какое давление распределенной нагрузки — сколько килограммов на квадратный метр – крыша реально может держать до начала недопустимых деформаций конструкции.

Для объективного ответа на этот вопрос необходимо обследовать крышу, составить новую или подтвердить проектную расчетную схему, выполнить новый расчет или взять результаты старого проектного. Далее следует опытным путем определить плотность снега – для этого вырезается образец, взвешивается и считается его объем, а далее – удельный вес.

Если, к примеру, кровля по расчетам должна выдерживать удельное давление 200 кг/м2, плотность снега, определенная опытным путем составляет 200 кг/м3, то это означает, что снеговые сугробы не должны быть глубиной более 1 м.

При наличии на кровле снегового покрытия глубиной более 0,2…0,3 м и высокой вероятности дождя с последующим похолоданием, необходимо принять меры по сбросу снега.

Нормативная и расчетная снеговая нагрузка.

Какая снеговая нагрузка является расчетной при проектировании и строительстве объектов? Ответ на этот вопрос изложен для специалистов в СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. Мы не станем «забирать хлеб» у строителей-проектировщиков и углубляться в варианты геометрических типов покрытий, углов скатов, коэффициентов сноса снега и прочие сложности. Но общий алгоритм составим и программу его реализующую напишем. Мы научимся определять нормативное и расчетное снеговое давление на горизонтальную проекцию покрытия для объектов в любой интересующей нас местности России.

Запомним несколько «аксиом». Если на простой односкатной или двускатной крыше угол уклона покрытия больше 60˚ , то считается, что снега на такой крыше быть не может (μ=0). Он весь «скатится». Если угол уклона покрытия меньше 30˚ , то считается, что весь снег на такой крыше лежит тем же слоем, как и на земле (μ=1). Все остальные случаи – промежуточные значения, определяемые линейной интерполяцией. Например, при угле равном 45˚ только 50% выпавшего снега будет лежать на кровле (μ=0,5).

Проектировщики ведут расчет по предельным состояниям, которые делят на две группы. Переход за предельные состояния первой группы это – разрушение и утрата объекта. Переход за предельные состояния второй группы это – превышение прогибами допустимых пределов и, как следствие, необходимость ремонта объекта, возможно — капитального. В первом случае в расчете используют расчетную снеговую нагрузку, равную увеличенной на 40% нормативной нагрузке. Во втором случае расчетная снеговая нагрузка – это нормативная снеговая нагрузка.

Расчет в Excel снеговой нагрузки по СП 20.13330.2011.

При отсутствии на вашем компьютере программы MS Excel, можно воспользоваться  свободно распространяемой очень мощной альтернативой — программой OOo Calc из пакета Open Office.

Перед началом работы найдите в Интернете и скачайте СП 20.13330.2011 со всеми приложениями.

Часть важных материалов из СП 20.13330.2011 находятся в файле, который подписчики сайта могут скачать по ссылке, размещенной в самом конце этой статьи.

Включаем компьютер и начинаем расчет в Excel снеговой нагрузки на покрытия.

В ячейки со светло-бирюзовой заливкой запишем исходные данные, выбранные по СП 20.13330.2011. В ячейках со светло-желтой заливкой считаем результаты. В ячейках с бледно-зеленой заливкой разместим исходные данные, мало подверженные изменениям.

В примечаниях ко всем ячейкам столбца C поместим формулы и ссылки на пункты СП 20.13330.2011!!!

1. Открываем Приложение Ж в СП 20.13330.2011 и по карте «Районирование территории Российской Федерации по весу снегового покрова» определяем для местности, где построено (или будет построено) здание номер снегового района. Например, для Москвы, Санкт-Петербурга и Омска – это III снеговой район. Выбираем соответствующую строку с записью III в поле с выпадающим списком, расположенном поверх

ячейки D2: =ИНДЕКС(G4:G11;G2)=III

Подробно о том, как работает функция ИНДЕКС совместно с полем со списком можно прочитать здесь.

2. Считываем массу снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли Sg в кг/м2 для выбранного района

в ячейке D3: =ИНДЕКС(h5:h21;G2)=183

3. Принимаем в соответствии с п. 10.5-10.9 СП 20.13330.2011 значение коэффициента, учитывающего снос снега с покрытий зданий ветром  Ce

в ячейке D4: 1,0

Если не понимаете, как назначать Ce — пишите 1,0.

4. Назначаем в соответствии с п. 10.10 СП 20.13330.2011 значение термического коэффициента Ct

в ячейке D5: 1,0

Если не понимаете, как назначать Ct — пишите 1,0.

5. Назначаем в соответствии с п. 10.4 по Приложению Г СП 20.13330.2011 значение коэффициента перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытии μ

в ячейке D6: 1,0

Вспоминаем «аксиомы» из предыдущего раздела статьи. Не помните и ничего не понимаете — пишите 1,0.

6. Считываем нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S0 в кг/м2, рассчитанное

в ячейке D7: =0,7*D3*D4*D5*D6=128

S0=0.7*Ce*Ct*μ*Sg

7. Записываем в соответствии с п. 10.12 СП 20.13330.2011 значение коэффициента надежности по снеговой нагрузке  γf

в ячейке D8: 1,4

8. И, наконец считываем расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S в кг/м2, рассчитанное

в ячейке D9: =D7*D8=180

S=γf *S0

Таким образом, для «простых» зданий третьего снегового района при μ=1 расчетная снеговая нагрузка равна 180 кг/м2. Этому соответствует высота снежного покрова 0,90…0,45 м при плотности снега 200…400 кг/м3 соответственно. Выводы делать каждому из нас!

Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей.

ОСТАЛЬНЫМ можно скачать просто так... — никаких паролей нет!

Ссылка на скачивание файла: snegovaia-nagruzka (xls 1,05MB).

Жду ваши комментарии, уважаемые читатели!!! Профессионалов – строителей прошу «бить не сильно». Статья написана не для специалистов, а для широкой аудитории.

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Snowflake Inc - прогноз по акциям класса A: до 591,170 USD!

Изменение
Snowflake Inc - Прогноз цен акций класса A на 2021 год Февраль 2021 года Открыто: Закрыто: Мин .: Макс .:
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2021 год март 2021 года Открыт: Закрыт: Мин .: Макс .: Изменение: 7,84% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2021 г. апреля 2021 г. Открыто: Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 7,32% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2021 г. Май 2021 г. Открыто: Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 5,82% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2021 Июнь 2021 39 Открыто: Close: Min: Max: Изменение: 6.54% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2021 июль 2021 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 6,1% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2021 августа 2021 Close: Min: Max: Изменение: 4,82% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2021 Сентябрь 2021 Открыто:701 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 4,42% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2021 г. Октябрь 2021 г. Close: Min: Max: Изменение: 4,39% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2021 Ноябрь 2021 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 4,16% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2021 г. Декабрь 2021 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 4,57% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2022 год Январь 2022 Открыто: Открыто.405 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 3,85% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цен акций класса A на 2022 год Февраль 2022,1 Открыто Закрыть: Мин .: Макс .: Изменение: 3,77% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2022 год март 2022 Close: Min: Max: Изменение: 4,11% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2022 год апреля 2022 Открыто: Открыто Закрыть: Мин .: Макс .: Изменение: 3,42% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2022 год Май 2022 Открыто:615 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 3,26% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2022 год июнь 2022 Открытие: Close: Min: Max: Изменение: 3.04% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2022 год июль 2022 Открыто: Открыто.452 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 3,07% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2022 год августа 2022 г. Открыто Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 3,52% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2022 год Сентябрь 2022 77 Открыто:037 Закрыть: Мин .: Макс .: Изменение: 3,42% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2022 год Октябрь 2022 Открыто Close: Min: Max: Изменение: 2,8% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2022 год ноябрь 2022 Открыто: Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 3,26% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2022 год Декабрь 2022,1 Close: Min: Max: Изменение: 3,13% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2023 Январь 2023 Открыто:814 Закрыть: Мин .: Макс .: Изменение: 2,53% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2023 год Февраль 2023 Открытие: Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 2% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2023 Март 2023 Открыто: 927 Открыто.315 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 2,77% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2023 г. Апрель 2023 г. Открытие Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 2,55% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2023 г. Май 2023 г. Открытие.024 Close: Min: Max: Изменение: 2,73% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2023 год июнь 2023 Открытие: Close: Min: Max: Изменение: 2,67% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2023 год июль 2023 Close: Min: Max: Изменение: 2,2% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2023 год августа 2023 98 Открыто Close: Min: Max: Изменение: 2,48% ▲
Snowflake Inc - прогноз цены акций класса A на 2023 год сентябрь 2023 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 2,09% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2023 г. Октябрь 2023,1 Close: Min: Max: Изменение: 2,02% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2023 Ноябрь 2023 1129 Начало:510 Close: Min: Max: Изменение: 1,91% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2023 год декабря 2023 Открытие Close: Min: Max: Изменение: 1,96% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2024 Январь 2024 Открытие:220 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 2,27% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2024 Февраль 2024 Открыто Close: Min: Max: Изменение: 1.88% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2024 March 2024 Открыто:060 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 1,84% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2024 Апрель 2024 9205 Открытие Открытие Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 1,78% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2024 Май 2024 Close: Min: Max: Изменение: 2,02% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2024 Июнь 2024. 09 Открытие: Close: Min: Max: Изменение: 1.88% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2024 июль 2024 Открыто:430 Close: Min: Max: Изменение: 2,02% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2024 августа 2024 Открыто Close: Min: Max: Изменение: 1,99% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2024 Сентябрь 2024 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 1,65% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2024 г. Октябрь 2024 г. Close: Min: Max: Изменение: 1,87% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2024 Ноябрь 2024 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 1,59% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2024 Декабрь 2024 09 9000 140008 Открыто Close: Min: Max: Изменение: 1,54% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2025 год Январь 2025 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 1,75% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2025 год Февраль 2025 Открыто Close: Min: Max: Изменение: 1,63% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2025 год March 1525 Открыто:630 Закрытие: Мин .: Макс .: Изменение: 1,49% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2025 год Апрель 2025 г. Открытие: Close: Min: Max: Изменение: 1,76% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2025 год May 2025 Открыто:050 Close: Min: Max: Изменение: 1,71% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2025 год июнь 1604,79 Открытие Close: Min: Max: Изменение: 1,42% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2025 год июль 2025 1627 Открыто.460 Close: Min: Max: Изменение: 1,61% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2025 год августа 2025 г. Открыто Close: Min: Max: Изменение: 1,37% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2025 год Сентябрь 2025 Close: Min: Max: Изменение: 1,34% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2025 год 170,25 9205 Открытие октября 2025 Открытие Close: Min: Max: Изменение: 1,53% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2025 год Ноябрь 2025 Close: Min: Max: Изменение: 1,42% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2025 год Декабрь 2025 9305 Открыто Закрыть: Мин .: Макс .: Изменение: 1,54% ▲
Snowflake Inc - Прогноз цены акций класса A на 2026 год Январь 2026 Закрыть: Мин .: Макс .: Изменение: 0,89% ▲