Мы с помощью волшебного калка, научились оценивать прочность, прогибы деревяшек. Тут добавляются аж три новых проблемы. Снеговые нагрузки, ветровые и прочность железяки (профнастила).
Будем выкручиваться и начнем с выяснения, не прогнет ли наш профнастил между досками обрешетки снеговыми и ветровыми нагрузками.
Для начала, соберем эти нагрузки.
Нагрузки.
Снеговая.
Снеговая на кровлях с углами менее 25 градусов берется полностью, более 60 считается нулевой, между ними пропорционально, т.е. появляется коэф.:
(60 - УголКровли)/(60 - 25)=(60 - УголКровли)/35
Для наших 30 градусов, коэф. будет равен 30/35=0,857
Для снеговых с III по V ( 180 240 320 кг/м2), нагрузки соотв. станут 154, 206, 274. До пятого района, перекрывает процентов 95 населенных мест РФ. Если снеговой от VI и выше, настоятельно рекомендую проектирование кровли совместить с консультациями у спецов.
Небольшое лирическое, по поводу: - "У нас такого снега не бывает". Два соображения.
- Снеговая берется из одного события в 50 лет. Вероятность, что человек в 60 лет, помнит точно, сколько снега было на крыше, когда он был десятилетним пацаном - нулевая. Короче, мнение местных - не довод.
- 320 кг (пятый снеговой), это зафиксированная в метеонаблюдениях 229 кг/м2 и 1,4 - коэф. надежности. Снег сполз неравномерно, в этом году, ветер надул на один скат и т.д. Т.е. необходим запас по прочности.
Ветровые.
Практически все "жилые" места РФ, находятся в районах до третьей ветровой (53 кг/м2)
С ветровыми - сложно, даже в нашем СП "Нагрузки и воздействия", снеговым отведено 5 страничек, ветровым страниц 20 с приложениями. А в Еврокоде, который у нас рано, или поздно примут - аж 120 (пока, на русском, можно посмотреть белорусский вариант ТКП EN 1991-1-4-2009 (02250)).
Просто запомним цифирь 53 кг/м2 (ветровые третьего района).
В сущности, расчет сводится к вычислению коэф. (аэродинамических сопротивлений), увеличивающих/уменьшающих ветровое давление данного района. Причем для нашего соотношения ширина/высота дома и наших углов кровли, коэффициенты будут уменьшать давление. Мы поступим просто. Увеличим коэф. до единицы, т.е. возьмем цифирь ветрового давления, без изменений и прибавим ее к снеговой.
Карты снеговых и ветровых - ищем самостоятельно, загромождать этими картинками не хочется.
Прочность железки (профнастила)
Есть хороший док, "Методическое пособие по применению профилированных стальных настилов в строительстве"
Нас интересуют предельные нагрузки (таблица 1В), для С20, 0,55 мм, при шаге опор 1500 на четырех-пролетной схеме 187 кг/м2.
Итак, получили три предельные цифры. Снеговая - 320 кг/м2, ветровая 53 кг/м2, прочность профнастила на четырех (и более) пролетной схеме 187 кг/м2, при шаге опор 1500 мм.
Понятно, что шаг опор 1500 и "на глазок" - дофига, и по нагрузкам не пролазим нам нужно под 274+53=327 кг/м2, а имеем всего 187кг/м2.
Понятно, что при уменьшении шага опор, профнастил будет нести больше, но остался вопрос: - "скока будет в граммах"(с). Как посчитать, насколько больше, не влезая в сопромат?
А, очень просто, используем наш калк, как модель и исследуем, как будет меняться прочность при изменении шага опор.
196/39=5 и, мы сделали открытие в сопромате :) Оказывается, при уменьшении шага, допустимые нагрузки растут линейно. Увы, нобелевку не дадут, это открытие сделали до нас.
Дальше, пересчитываем несущую шага 1500 в шаг 300. 187*5=935 кг/м2.
Короче, дофига, профнастил точно не провиснет.
Из чисто академического интереса, определимся с шагом достаточным для нашей нагрузки в 327 кг/м2. 1500*187/327=857 мм. Думаю понятно, откуда такие шаги обрешетки, под профнастил.
Тем не менее, мы остаемся на обрешетке с шагом 300-400 мм, по единственному соображению. С большим шагом, плохо раскатывается рубероид.
Кроме этого, мы еще не оценили прочность самой обрешетки и стропил. Считаем:
Осталось определить прочность стропил.
Стропила 50*200, с шагом 602 мм на пролете 4350 - НЕ ПРОХОДЯТ до пятого снегового и третьего ветрового.
На деле, такие крыши вполне успешно стоят и пятом снеговом. В нормативе - не учтен материал кровли, а по профнастилу, снег съезжает очень хорошо. Тем не менее, если хотим оставаться на расчетных позициях, то для пятого района и такой крыши нужны стропила из 250 с шагом 600, либо 200, с шагом 400.
Либо, проходим до 4 снегового с нагрузкой 206+53 =259 кг/м2.