расчет снеговой нагрузки на крышу калькулятор
Расчёт крыши
Перед началом расчетов нужно уяснить, что крыша и кровля – это не тождественные понятия. Под «крышей» мы имеем в виду всю систему, которая стоит на мауэрлате: стропила, обрешетка и контробрешетка, всевозможные виды изоляций и, наконец, кровельный материал, то есть непосредственно «кровлю». Онлайн-калькулятор крыши с чертежами позволяет получить данные и по крыше, и по кровле – в удобном для вас формате.
Готовый расчет стропильной системы и металлочерепицы на крышу (а также других видов кровельных покрытий) можно сохранить как в виде простых цифр по количеству стройматериалов, так и в виде чертежей и 3D-моделей. Результат вы можете сохранить на ПК или мобильное устройство, с которого вы вводили данные, а также отправить на e-mail самому себе или специалисту, который занимался проектированием вашего объекта. Кстати, перед закупкой рекомендуется проконсультироваться с ним или с профессиональным сметчиком: онлайн калькулятор для расчета кровли с чертежами крыш рассчитан на стандартные исходные данные – ваш объект может иметь особенности, которые сервис не учтет.
С помощью сервиса можно делать расчеты:
Все данные вводятся в сантиметрах – так, длину крыши по коньку, которая будет составлять 12 метров, необходимо указывать как 1200 сантиметров; результаты сервис также выдает в сантиметрах.
Если необходимо, под основными данными можно проставить галочки для учета дополнительных материалов: мауэрлата, контробрешетки, гидроизоляции и утеплителя. Сервис учитывает самые используемые виды и марки материалов.
Расчет нагрузок действующих на крыши и перекрытие
Выберите калькулятор
Сбор нагрузки на двускатную крышу
Сбор нагрузки на односкатную крышу
Сбор нагрузки на перекрытие
Калькуляторы нагрузок на крышу
Чтобы конструкция крыши была прочной и выдерживала все нагрузки, действующие на нее в процессе эксплуатации нужно учесть множество параметров. Это можно легко сделать в специальных калькуляторах расчета нагрузки на крышу.
Калькуляторы рассчитывают нагрузку на один квадратный метр крыши.
Учитываются воздействия ветровой и снеговой нагрузок, зависящих от углов наклона скатов, высоты и ширина дома. Для определения давления на крышу собственного веса строительных конструкций рассчитывают ее технические характеристики: вес теплоизоляции, обрешетки и внутренней подшивки, шаг и сечение стропил, тип кровельного материала.
Эти вычисления нужны для последующего расчета строительных конструкций на прочность и жесткость. Калькуляторы расчета нагрузок помогают определиться с выбором расчетной схемы для последующего подбора сечений стропильных досок, стоек, ригелей, прогонов. Данные полученные калькулятором также используются и для других конструкторских решений: выбора типа фундамента, конструирования стен и перекрытий.
Для получения правильных данных по нагрузкам в калькуляторах введены нормативные коэффициенты надежности по материалам учитывающие возможное отклонение нагрузок от нормативных значений. Также калькуляторы переводят нормативные нагрузки в расчетные.
От качества и верности расчета эксплуатационной нагрузки на крышу зависит не только надежность крыши, но и надежность и долговечность всех остальных конструкций.
Как произвести расчет ветровой и снеговой нагрузки на кровлю в зависимости от региона проживания
18.02.2017 26,373 Просмотров
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.
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.
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.
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
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:
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 — ветровая нагрузка на квадратный метр площади.
Wo — нормативная величина по региону.
k — поправочный коэффициент, учитывающий высоту над поверхностью земли.
Имеются три группы значений :
Все нормативные значения, как и поправочные коэффициенты содержатся в таблицах СНиП и должны учитываться при расчетах нагрузок.
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:
Калькулятор нагрузки на двускатную крышу
Сбор нагрузки действующей на двускатную крышу СП 20.13330
Снеговая [i] и Ветровая [i] нагрузки
Введите значение из технических характеристик материала кровли, кг/м²
(прочтите пояснение внизу)
Введите значение из тех. характеристик материала обшивки, кг/м²
(прочтите пояснение внизу)
Тип местности
А – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;
Б – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;
В – городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.
Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30 высот проектируемого здания, а для высоких сооружений (более 60 м) на расстоянии 2 км.
Снеговая нагрузка
где Sнор – нормативное значение веса снега, лежащего на одном квадратном метре горизонтальной поверхности земли. Принимается по карте снеговых районов РФ и таблице СП 20-13330;
| Снеговые районы РФ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sнор, кПа | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 |
µ – коэффициент перевода снеговой нагрузки с горизонтальной поверхности земли на наклонные поверхности скатов крыши. Учитывает уклоны крыши. Принимается по СП 20-13330 приложению Б.
ce и ct – коэффициенты, учитывающие снос снега с пологих крыш (менее 10°) и частичное стаивание снега на крышах с плохой теплоизоляцией чердачного перекрытия. В данном калькуляторе не рассматриваются двухскатные крыши с уклонами менее 15° и крыши снег на которых тает от тепла просачивающегося из помещений дома. Поэтому ce и ct приняты равными единице (ce = ct = 1).
Расчетная снеговая нагрузка получается умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности 1,4.
Ветровая нагрузка
Нормативная ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W = W0 ∙ kz ∙ c ∙ (1 + ζ ∙ ν),
где W0 — нормативное значение давления ветра на один квадратный метр вертикальной поверхности. Принимается по карте ветровых районов РФ;
| Параметр | Тип местности | ||
| А | В | С | |
| α | 0,15 | 0,2 | 0,25 |
| k10 | 1 | 0,65 | 0,4 |
| ζ10 | 0,76 | 1,06 | 1,78 |
с — коэффициент перевода вертикальной ветровой нагрузки в горизонтальную. Принимается по рисунку СП 20-13330 приложения В;
ν — коэффициент пространственной корреляции, пульсирующей составляющей ветровой нагрузки. Определяется по таблице:
| b, м | Коэффициент ν при h, м | ||
| 5 | 10 | 20 | |
| 0,1 | 0,95 | 0,92 | 0,88 |
| 5 | 0,89 | 0,87 | 0,84 |
| 10 | 0,85 | 0,84 | 0,81 |
| 20 | 0,80 | 0,78 | 0,76 |
Расчетная ветровая нагрузка получается умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности 1,4.
Обрешетка из досок или брусков
Обрешетка из листового материала
Обрешетка для внутренней обшивки
Собственный вес стропил СП 64.13330
Плотность сосны и ели для условий эксплуатации 1А, 1 и 2 — 500 кг/м³
При необходимости учесть контробрешетку по верху стропил для крепления подкровельных мембран, если она не учтена калькулятором в позициях выше, увеличьте высоту стропил на толщину брусков контробрешетки
Результат вычисления
Пояснения к калькулятору
Нагрузка, действующая на крышу, складывается из суммы нагрузок: снеговой, ветровой и собственного веса крыши. Снеговая и ветровая нагрузки принимаются по картам СНиП 2.01.07 «Нагрузки и воздействия» составленным по данным многолетних метеорологических наблюдений. Эти нагрузки должны быть скорректированы в зависимости от конкретного положения здания на местности: ориентирования его относительно розы ветров, характера окружающей застройки, уклона крыши, высоты и ширины здания.
Ветер влияет и на снеговую нагрузку. Без ветра снег на крыше лежал бы ровным слоем, но ветер подхватывает снежинки и переносит на подветренный скат создавая на нем снеговые мешки. Поэтому снеговая нагрузка получается неравномерной. На подветренной стороне на крышах со средним уклоном скатов скапливается больше снега, чем на наветренной и больше чем на поверхности земли. Количество переносимого через конек снега зависит от уклона скатов. На крутых крышах снег не переносится, на пологих переносится, но не задерживается — сдувается на землю.
Совместное сочетание снеговой и ветровой нагрузки дает самые разнообразные результаты. На крышу здания расположенного в одной климатической зоне может действовать разная по силе суммарная нагрузка и она будет различной на подветренном и наветренном скатах.
Собственный вес крыши складывается из веса конструкций крыши и кровли. Их сочетания могут быть самыми разнообразными, калькулятор это учитывает. Все нагрузки, действующие на крышу, калькулятор переводит в нагрузки действующие на горизонтальную проекцию крыши, как это указано в СП «Нагрузки и воздействия». Снеговую и ветровую нагрузку калькулятор считает по правилам СП, а нагрузки от веса кровли и собственного веса крыши пересчитывает с учетом угла наклона скатов крыши с градацией 5°. Например, вес волнистых асбестоцементных листов, уложенных на наклонной крыше не равен весу таких же листов, уложенных на горизонтальной проекции крыши. На наклонной поверхности их будет больше, чем на горизонтальной. Калькулятор пересчитывает вес «пирога» крыши в зависимости от угла наклона скатов крыши. Однако если параметры веса крыши нужно внести максимально точно, то калькулятор позволит это сделать. Сбросьте все параметры, характеризующие вес крыши на ноль, и введите в поля «Вес кровли» и/или «Вес внутренней обшивки» свои значения. В этих полях можно ввести любые цифры и калькулятор не будет пересчитывать их привязывая к углу наклона скатов, он примет их такими, какими вы их ввели. Например, вам точно известно сколько будет весить весь материал кровли и внутренней обшивки, и вы можете сами пересчитать какая доля этого веса приходится на 1 м² горизонтальной проекции крыши. Ручной ввод этих параметров позволят учесть вес любых строительных материалов и любого угла наклонов скатов.
Калькулятор рассчитывает нагрузку, действующую в различных регионах строительства на двускатную крышу. Возможен расчет нагрузки только от веса снега и давления ветра, если оставить остальные позиции ввода значений нетронутыми или приравнять их к нулю. При необходимости калькулятор переводит конечные значения из кПа в кг/м². Калькулятор работает на основе действующих нормативных документах и применяет коэффициенты надежности, приведенные в этих документах. Для расчёта веса кровельных материалов взяты усредненные данные из технических характеристик изготовителей материалов. При вводе своих значений веса материалов, коэффициенты надежности учитывать не нужно, они уже введены в калькулятор.
Калькулятор нагрузки на односкатную крышу
Сбор нагрузки действующей на односкатную крышу СП 20.13330
Снеговая [i] и Ветровая [i] нагрузки
Введите значение из технических характеристик материала кровли, кг/м²
(прочтите пояснение внизу)
Введите значение из тех. характеристик материала обшивки, кг/м²
(прочтите пояснение внизу)
Тип местности
А – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;
Б – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;
В – городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.
Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30 высот проектируемого здания, а для высоких сооружений (более 60 м) на расстоянии 2 км.
Снеговая нагрузка
где Sнор – нормативное значение веса снега, лежащего на одном квадратном метре горизонтальной поверхности земли. Принимается по карте снеговых районов РФ и таблице СП 20-13330;
| Снеговые районы РФ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sнор, кПа | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 |
µ – коэффициент перевода снеговой нагрузки с горизонтальной поверхности земли на наклонные поверхности скатов крыши. Учитывает уклоны крыши. Принимается по СП 20-13330 приложению Б.
ce и ct – коэффициенты, учитывающие снос снега с пологих крыш (менее 10°) и частичное стаивание снега на крышах с плохой теплоизоляцией чердачного перекрытия. В данном калькуляторе не рассматриваются двухскатные крыши с уклонами менее 15° и крыши снег на которых тает от тепла просачивающегося из помещений дома. Поэтому ce и ct приняты равными единице (ce = ct = 1).
Расчетная снеговая нагрузка получается умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности 1,4.
Ветровая нагрузка
Нормативная ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W = W0 ∙ kz ∙ c ∙ (1 + ζ ∙ ν),
где W0 — нормативное значение давления ветра на один квадратный метр вертикальной поверхности. Принимается по карте ветровых районов РФ;
| Параметр | Тип местности | ||
| А | В | С | |
| α | 0,15 | 0,2 | 0,25 |
| k10 | 1 | 0,65 | 0,4 |
| ζ10 | 0,76 | 1,06 | 1,78 |
с — коэффициент перевода вертикальной ветровой нагрузки в горизонтальную. Принимается по рисунку СП 20-13330 приложения В;
ν — коэффициент пространственной корреляции, пульсирующей составляющей ветровой нагрузки. Определяется по таблице:
| b, м | Коэффициент ν при h, м | ||
| 5 | 10 | 20 | |
| 0,1 | 0,95 | 0,92 | 0,88 |
| 5 | 0,89 | 0,87 | 0,84 |
| 10 | 0,85 | 0,84 | 0,81 |
| 20 | 0,80 | 0,78 | 0,76 |
Расчетная ветровая нагрузка получается умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности 1,4.
Обрешетка из досок или брусков
Обрешетка из листового материала
Обрешетка для внутренней обшивки
Собственный вес стропил СП 64.13330
Плотность сосны и ели для условий эксплуатации 1А, 1 и 2 — 500 кг/м³
При необходимости учесть контробрешетку по верху стропил для крепления подкровельных мембран, если она не учтена калькулятором в позициях выше, увеличьте высоту стропил на толщину брусков контробрешетки
Результат вычисления
Пояснения к калькулятору
Калькулятор рассчитывает нагрузку, действующую на односкатную крышу в разных регионах строительства. Нагрузка собирается для зданий со стенами. Различие с калькулятором для двускатной крыши в распределении снега.
Несущие конструкции крыши рассчитывают по двум предельным состояниям.
Первое предельное состояние наступает при достижении строительной конструкцией границы допустимых деформаций, возникающих от действия внешних нагрузок. После пересечения этой границы конструкция получает чрезмерный прогиб, раскрываются узлы ее сочленений. Конструкция не разрушается, но ее дальнейшая эксплуатация не возможна по конструктивным или эстетическим соображениям.
Второе предельное состояние наступает при достижении строительной конструкции границы сопротивления внешним нагрузкам. После пересечения которой она становится неспособной к дальнейшему сопротивлению и разрушается.
Задача проектировщика назначить такие размеры конструкций, при которых ее сопротивление будет максимально приближено к предельному, но не пересекать допустимой границы. Иными словами, при достижении внешней нагрузкой максимального значения конструкция будет работать с максимальным сопротивлением, но в пределах своих возможностей. Так обеспечиваются минимальная цена строительства.
Расчет конструкций производится по обоим предельным состояниям. Для первого предельного состояния расчет ведется на нормативную внешнюю нагрузку, а для второго предельного состояния — на расчетную нагрузку. Выбираются размеры конструкций для того предельного состояния, которое наступит раньше. Например, если расчет показывает, что конструкция разрушится раньше, чем в ней наступят недопустимые деформации, то выбираются размеры из расчета по прочности. Если расчет показывает, что недопустимые деформации наступят раньше наступления разрушающих нагрузок, то размеры конструкций подбираются из расчета по деформациям.
Что называть первым или вторым предельным состоянием не принципиально. Любое из них может быть первым. Короткая балка или стойка может разрушиться под большой нагрузкой, без достижения ими предельных деформаций. И наоборот, длинная балка или стойка могут получить деформации превышающие предельно допустимые под незначительной нагрузкой намного меньшей, чем разрушающая. Например, рассчитываем деревянную балку перекрытия. Если она длинная, то может прогнуться под небольшой нагрузкой, предположим, сантиметров на пять. И становится уже все равно, что эта балка прежде чем сломается, может выдержать еще две таких нагрузки. Жить в доме, в котором над тобой висит такая прогнувшаяся балка, сложно психологически. Кроме психологических причин могут быть конструктивные. Прогнувшаяся балка затрудняет делать на ней потолки или полы.
Калькулятор сбора нагрузок позволяет высчитать нагрузки для обоих типов расчета — нормативную, для расчета по деформациям и расчетную, для расчета по прочности.