Определим снеговую нагрузку на крышу дома.
Угол наклона крыши 35 градусов. Откроем схему 1 приложения Ж ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия».
Т.к. угол наклона крыши не вписывается в диапазон 20-30 градусов, и мостики с фонарями отсутствуют, то нам нужно взять схему нагрузки по варианту 1 – одинаковую для всей крыши.
По интерполяции определяем:
| α = 25° | α = 35° | α = 60° |
| μ = 1 | μ = 0,71 | μ = 0 |
Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:
Se = γfeS0C = 0,49*160*0,71 = 55 ,7 кг/м2;
здесь:
γfe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,
S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,
С = μCeCalt = 0.71*1*1 = 0.71 – согласно п. 8.6 ДБН.
Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:
Sm = γfmS0C = 1.14*160*0,71 = 129 .5 кг/м2;
здесь:
γfm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком),
S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,
С = μCeCalt = 0.29*1*1 = 0.71 – согласно п. 8.6 ДБН.
Определим снеговую нагрузку на навес, расположенный вдоль длинной (12-метровой) стороны здания.
Откроем схему 8 приложения Ж ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия».
Т.к. у нас навес, а не веранда со стенами, нам нужно остановиться на варианте «б».
Проверим, нужно ли учитывать местную нагрузку у перепада (здесь и ниже величина S0 берется в кПа):
h = 1 м > S0/2h = 1.6/(2*1) = 0.8 м – учитывать местную нагрузку необходимо, коэффициент μ определять нужно. (В противном бы случае для всего навеса действовал бы один коэффициент μ1).
Определим коэффициент μ для нашего случая:
μ = 1 + (m1L1' + m2L2')/ h = 1 + (0.3*9 + 0.19*2)/1 = 4,08,
при этом μ = 4,08 < 6 (для навесов) и μ = 4,08 > 2 h/S0 = 2*1/1.6 = 1.25 – окончательно принимаем μ = 1.25.
Здесь:
m1 = 0,3 – для плоского покрытия дома с уклоном более 20 градусов;
m2 = 0,5 k1k2k3 = 0,5*0,46*0,83*1 = 0,19 (при длине навеса вдоль дома a < 21 м);
k1 = √ а /21 = √4,5/21 = 0,46 (здесь а – длина навеса вдоль здания);
k2 = 1 – β /35 = 1 – 6/35 = 0,83 (здесь β – угол уклона навеса);
k3 = 1 – φ /30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (здесь φ – угол уклона навеса вдоль дома, его можно увидеть в варианте «в» схемы 8).
L1' = L1 = 9 м – при отсутствии фонарей;
L2' = L2 = 2 м – при отсутствии фонарей;
h = 1 м – величина перепада между крышей и навесом.
Найдем длину зоны повышенных снегоотложений. Проверим условие:
μ = 4,08 > 2h/S0 = 2*1/1.6 = 1.25 (здесь μ берем найденное в расчете, а не принятое окончательно), тогда находим b по формуле:
b = 2 h (μ – 1 + 2 m2)/(2 h/S0 – 1 + 2 m2) = 2*1(4,08 – 1 + 2*0.19)/(2*1/1,6 – 1 + 2*0,19) = 11 м < 16 м.
Т.к. b = 11 м > 5 h = 5*1 = 5 м, окончательно принимаем b = 5 м.
Сравним величины:
b = 5 м > L2 = 2 м – расчет ведем по варианту 2 схемы 8.
Определим коэффициент μ1:
μ1 = 1 – 2 m2 = 1 – 2*0,19 = 0,62.
Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:
Se = γfeS0C = 0,49*160*1,25 = 98 кг/м2;
Se1 = γfeS0C1 = 0,49*160*0,62 = 48,6 кг/м2;
здесь:
γfe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,
S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,
С = μCeCalt = 1,25*1*1 = 1,25 – согласно п. 8.6 ДБН,
С1 = μ1CeCalt = 0,62*1*1 = 0,62 – согласно п. 8.6 ДБН.
Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:
Sm = γfmS0C = 1.14*160*1,25 = 228 кг/м2;
Sm1 = γfmS0C1 = 1.14*160*0,62 = 113 кг/м2;
здесь:
γfm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком).
Определим снеговую нагрузку на навес, расположенный вдоль короткой (9-метровой) стороны здания.
Для этого навеса из-за формы фронтона величина перепада h будет разной, поэтому снеговая нагрузка будет переменной не только поперек, но и вдоль навеса.
a. Найдем значения снеговой нагрузки для максимального значения высоты перепада h = 4,5 м.
Проверим, нужно ли учитывать местную нагрузку у перепада (здесь и ниже величина S0 берется в кПа):
h = 4,5 м > S0/2h = 1.6/(2*4,5) = 0.17 м – учитывать местную нагрузку необходимо, коэффициент μ определять нужно.
Определим коэффициент μ:
μ = 1 + (m1L1' + m2L2')/ h = 1 + (0.4*12 + 0.25*2)/4,5 = 2,18,
при этом μ = 2,18 < 6 (для навесов) и μ = 2,18 < 2 h/S0 = 2*4,5/1.6 = 5,6 – окончательно принимаем μ = 2,18.
Здесь:
m1 = 0,4 – для плоского покрытия дома с уклоном менее 20 градусов (в этом направлении уклона у крыши нет);
m2 = 0,5 k1k2k3 = 0,5*0,6*0,83*1 = 0,25 (при длине навеса вдоль дома a < 21 м);
k1 = √ а /21 = √7,5/21 = 0,6 (здесь а – длина навеса вдоль здания);
k2 = 1 – β /35 = 1 – 6/35 = 0,83 (здесь β – угол уклона навеса);
k3 = 1 – φ /30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (здесь φ – угол уклона навеса вдоль дома, его можно увидеть в варианте «в» схемы 8).
L1' = L1 = 12 м – при отсутствии фонарей;
L2' = L2 = 2 м – при отсутствии фонарей;
h = 4,5 м – величина перепада между крышей и навесом.
Найдем длину зоны повышенных снегоотложений. Проверим условие:
μ = 2,18 < 2h/S0 = 2*4,5/1.6 = 5,6, тогда находим b по формуле:
b = 2 h = 2*4.5= 9 м < 16 м.
Сравним величины:
b = 9 м > L2 = 2 м – расчет ведем по варианту 2 схемы 8.
Определим коэффициент μ1:
μ1 = 1 – 2 m2 = 1 – 2*0,25 = 0,5.
Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:
Se = γfeS0C = 0,49*160*2,18 = 171 кг/м2;
Se1 = γfeS0C1 = 0,49*160*0,5 = 39,2 кг/м2;
здесь:
γfe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,
S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,
С = μCeCalt = 2,18*1*1 = 2,18 – согласно п. 8.6 ДБН,
С1 = μ1CeCalt = 0,5*1*1 = 0,5 – согласно п. 8.6 ДБН.
Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:
Sm = γfmS0C = 1.14*160*2,18 = 398 кг/м2;
Sm1 = γfmS0C1 = 1.14*160*0,5 = 91,2 кг/м2;
здесь:
γfm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком).
b. Найдем значения снеговой нагрузки для минимального значения высоты перепада h = 1,0 м.
Проверим, нужно ли учитывать местную нагрузку у перепада (здесь и ниже величина S0 берется в кПа):
h = 1 м > S0/2h = 1.6/(2*1) = 0.8 м – учитывать местную нагрузку необходимо, коэффициент μ определять нужно.
Определим коэффициент μ для нашего случая:
μ = 1 + (m1L1' + m2L2')/ h = 1 + (0.4*12 + 0.25*2)/1 = 6,3,
при этом μ = 6,3 > 6 (для навесов) и μ = 6.3 > 2 h/S0 = 2*1/1.6 = 1.25 – окончательно принимаем μ = 1.25.
Здесь:
m1 = 0,4 – для плоского покрытия дома с уклоном менее 20 градусов (в этом направлении уклон крыши равен нулю);
m2 = 0,5 k1k2k3 = 0,5*0,6*0,83*1 = 0,25 (при длине навеса вдоль дома a < 21 м);
k1 = √ а /21 = √7,5/21 = 0,6 (здесь а – длина навеса вдоль здания);
k2 = 1 – β /35 = 1 – 6/35 = 0,83 (здесь β – угол уклона навеса);
k3 = 1 – φ /30 = 1 – 0/30 = 1 > 0,3 (здесь φ – угол уклона навеса вдоль дома, его можно увидеть в варианте «в» схемы 8).
L1' = L1 = 12 м – при отсутствии фонарей;
L2' = L2 = 2 м – при отсутствии фонарей;
h = 1 м – величина перепада между крышей и навесом.
Найдем длину зоны повышенных снегоотложений. Проверим условие:
μ = 6.3 > 2h/S0 = 2*1/1.6 = 1.25 (здесь μ берем найденное в расчете, а не принятое окончательно), тогда находим b по формуле:
b = 2 h (μ – 1 + 2 m2)/(2 h/S0 – 1 + 2 m2) = 2*1(6.3 – 1 + 2*0.25)/(2*1/1,6 – 1 + 2*0,25) = 15.5 м < 16 м.
Т.к. b = 15,5 м > 5 h = 5*1 = 5 м, окончательно принимаем b = 5 м.
Сравним величины:
b = 5 м > L2 = 2 м – расчет ведем по варианту 2 схемы 8.
Определим коэффициент μ1:
μ1 = 1 – 2 m2 = 1 – 2*0,25 = 0,5.
Эксплуатационная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.2:
Se = γfeS0C = 0,49*160*1,25 = 98 кг/м2;
Se1 = γfeS0C1 = 0,49*160*0,5 = 39,2 кг/м2;
здесь:
γfe = 0,49 – согласно таблице 8.3 ДБН «Нагрузки и воздействия»,
S0 = 160 кг/м2 – согласно исходным данным,
С = μCeCalt = 1,25*1*1 = 1,25 – согласно п. 8.6 ДБН,
С1 = μ1CeCalt = 0,5*1*1 = 0,5 – согласно п. 8.6 ДБН.
Предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции крыши дома определяется по формуле 8.1:
Sm = γfmS0C = 1.14*160*1,25 = 228 кг/м2;
Sm1 = γfmS0C1 = 1.14*160*0,5 = 91,2 кг/м2;
здесь:
γfm = 1.14 – согласно таблице 8.1 ДБН «Нагрузки и воздействия» при условии срока службы дома 100 лет (задается заказчиком).
Итак, если сравнить результаты для трех частей примера, мы получаем следующее:
На рисунке графически показано соотношение проекций эксплуатационных снеговых нагрузок для дома и двух навесов. Для дома наименьшая снеговая нагрузка 55,7 кг/м2 (показана синим). Для первого навеса (вдоль 12-метровой стены дома) уже получается огромный «сугроб», нагрузка от которого составляет 98 кг/м2 у стены дома и 48,6 кг/м2 на краю навеса (показано розовым). Для второго навеса, расположенного у высокого фронтона дома (вдоль 9-метровой стены дома), ситуация ухудшилась в разы: сугроб достигает максимальных размеров у стены в районе самой высокой точки конька и дает нагрузку 170 кг/м2, затем его «высота» падает к краям дома до 98 кг/м2 с одной стороны и до 122 кг/м2 с другой (находим интерполяцией), а к краю навеса нагрузка снижается до 39,2 кг/м2(показано зеленым).
Обратите внимание, на рисунке даны не размеры «сугробов», а величина нагрузки, которую будут давать наметаемые сугробы. Это важно.
В итоге, наш анализ на примере показал, что пристраиваемые навесы несут в себе опасность значительного перегруза конструкций, особенно те, которые примыкают к высокой вертикальной стене дома.
Напоследок дам один совет: чтобы максимально облегчить нагрузку на навес, пристраиваемый к стене, параллельной коньку дома, нужно воспользоваться условием из схемы 8 приложения Ж к ДБН «Нагрузки и воздействия» (мы это условие проверяли в самом начале расчета):
Если бы в нашем примере высота перепада была не 1 м, а 0,7 м, то выполнялось бы следующее условие:
h = 0,7 м < S0/2h = 1.6/(2*0,7) = 1,14 м – и как написано в п. 3, местную нагрузку у перепада учитывать уже не нужно. Что это означает? Когда местную нагрузку учитывать надо, возле перепада снеговая нагрузка определяется с коэффициентом μ, а у края навеса – со значительно меньшим коэффициентом μ1. Если же местную нагрузку учитывать не надо, то нагрузка на всем навесе определяется с коэффициентом μ1. В нашем примере соотношение μ/ μ1 = 1,25/0,62 = 2, т.е. подняв навес на 30 см, мы можем понизить снеговую нагрузку для него в два раза.
В данной статье примеры считались по украинским нормам (ДБН «Нагрузки и воздействия»). Если вы считаете по другим нормам, сверяйте коэффициенты, в остальном схемы снеговых нагрузок ДБН и СНиП одинаковы.