Эта статья описывает шаги расчёта нормативной (Sn) и расчётной (Sr) снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия.
Ссылка на калькулятор расчёта снеговой нагрузки находится в конце статьи.
📙 О том, какие снеговые нагрузки кроме давления снега учитывают при расчётах, можно прочитать здесь:
Расчёт снеговой нагрузки от давления веса снега производится в соответствии с актуальной версией СП 20.13330 - вручную или с помощью программ. Все значения берутся из таблиц, карт и формул документа.
В результате получают нагрузку в килопаскалях (кПа).
📙 О том, сколько метров снега может содержаться в 1 кПа можно прочитать здесь:
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяется по формуле (п. 10.1 СП):
S0 = Ce × Ct × μ × Sg
Расчётное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяется по формуле:
Sr = γf × Sn (где γf = 1,4 — коэффициент надёжности по п. 10.12 СП).
Шаг 1: Определение нормативного значения веса снегового покрова на 1м2 поверхности земли (Sg), п. 10.2 СП)
Определение Sg производится по п.10.2 СП.
В первую очередь, определяют снеговой район по картам приложения Е СП.
Далее, по таблице 10.1 СП находят соответствующее значение S_g в кПа.
Шаг 2: Определение коэффициента экспозиции Ce
Коэффициент экспозиции (окружающей среды) Ce учитывает снос снега с покрытий поддействием ветра или иных факторов.
Зависит от типа местности, формы покрытия и степени его защищённости от прямого воздействия ветра.
Ce определяется по п. 10.5–10.8,10.11 СП.
Типы местности:
- A - Нет препятствий высотой >10 м: открытая местность: побережья морей, озёр, водохранилищ, сельские местности, степи, лесостепи, тундра, пустыни. Снег легко сносится ветром.
- B - Местность, равномерно покрытая препятствиями высотой >10 м: городские территории, лесные массивы и др. Средний снос снега.
- C - Местность городских районов с плотной застройкой зданиями >25 м. (Например, центр города с многоэтажками, где ветер ослаблен). Минимальный снос снега.
Шаг 3: Определение термического коэффициента Ct
Термический коэффициент Ct - это коэффициент, учитывающий таяние снега из-за тепла от здания (теплопотери через покрытия с высоким коэффициентом теплопередачи) В тёплых зданиях снег тает быстрее, снижая нагрузку. Игнорирование может привести к переоценке нагрузки и удорожанию конструкций. Однако, следует также учитывать возможность отсутствия отопления в какой-либо зимний период (при отъезде в отпуск, например).
Термический коэффициент Ct определяется по п. 10.10-11 СП.
Шаг 4: Определение коэффициента учёта формы и габаритов покрытия μ
μ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие
μ определяется по п. 10.4 СП μ варьируется от 0 (например, крутые крыши - снег не задерживается) до >1 (например, снеговые мешки у парапетов).
Форма крыши влияет на накопление снега: на скатах он соскальзывает, в "мешках" (перепадах высот) скапливается.
Также с помощью данного коэффициента учитывают разлиные вариации расположения снега на покрытии.
Шаг 5: Расчёт нормативной и расчётной нагрузок
Sn = μ × Ct × Ce × Sg (нормативная, для расчётов предельных состояний второй группы - прогибы).
Sr = 1,4 × Sn (расчётная, для расчётов предельных состояний первой группы - прочности).
Шаг 6: Учёт пониженной снеговой нагрузки
Количество снега на покрытиях изменяется в течение сезона со временем.
В холодных регионах (t_янв ≤ -5°C) снег лежит стабильно всю зиму, формируя предсказуемый снежный покров. Это позволяет использовать пониженную нагрузку для расчета деформаций и прогибов конструкций.
В теплых регионах (t_янв > -5°C) ситуация принципиально иная:
❄️ Периодические оттепели - снег подтаивает и уплотняется
🌨️ Новые снегопады - наслаиваются на уплотненный снег
💧 Образование ледяных корок - между слоями снега образуются ледяные прослойки
⚖️ Непредсказуемое распределение - из-за неравномерного таяния и замерзания
⚠️ Риски при применении пониженной нагрузки в теплых регионах:
- Обрушение конструкций - реальная нагрузка может превышать расчетную в 2-3 раза
- Локализация нагрузок - образование "снеговых мешков" с концентрацией напряжений
- Ледяные пробки - в водостоках создают дополнительные нагрузки
Поэтому в теплых регионах для обеспечения безопасности пониженная нагрузка не применяется - расчет ведется только по полной нормативной нагрузке.
По п.5.4 СП пониженная снеговая нагрузка относится в временным длительным нагрузкам.
Пониженная нагрузка используется при необходимости учёта влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость, усталостной прочности и в других случаях, оговоренных в нормах проектирования (п.4.1 СП).
Пониженную снеговую нагрузку используют, например, когда необходимо учесть временную длительную часть нагрузки (напрмер, когда необходимо учесть временную длительную часть нагрузки при расчёте прогибов).
Не применяется, если средняя температура января > -5°C.
Пониженная снеговая нагрузка применяется для районов со средней температурой января ≤ -5°C (по табл. 5.1 СП 131.13330). В этом случае пониженная снеговая нагрузка определяется умножением её нормативного значения на коэффициент 0,5. При этом температурный коэффициент Ct и коэффициент отвечающий за снос снега Ce принимаются равными единице.
📙 Некоторые примеры иллюстраций снеговой нагрузки:
Ссылка на калькулятор снеговой нагрузки (находится в стадии доработки):
👷♂️ Если есть какие-либо вопросы или предложения - пишите