Расчет снеговой нагрузки — критически важный этап проектирования, особенно для зданий с большой площадью крыши, таких как торговые центры.
Предоставляю подробный методический расчет в соответствии с действующими в РФ нормами СП 20.13330.2018 "Нагрузки и воздействия".
Важное предупреждение: данный расчет является ознакомительным и справочным. Окончательный расчет для реального объекта должен выполняться квалифицированным проектировщиком с учетом всех особенностей здания и местных условий.
1. Исходная формула
Расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяется по формуле: S = Sg * μ * γf, где:
- S — расчетное значение снеговой нагрузки, кПа (или кг/м², 1 кПа ≈ 100 кг/м²).
- Sg — нормативное (характеристическое) значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли. Зависит от снегового района РФ.
- μ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие. Зависит от уклона и формы крыши.
- γf — коэффициент надежности по снеговой нагрузке. Обычно принимается равным 1.4.
2. Определение параметров (пошагово)
Шаг 1: находим снеговой район и Sg
Снеговой район определяется по карте зонирования территории РФ (Приложение Е СП 20.13330.2018). Карты есть в открытом доступе.
Пример: Москва находится в IV снеговом районе → Sg = 2.0 кПа (200 кг/м²).
Шаг 2: определяем коэффициент μ
Для торговых центров чаще всего встречаются плоские или односкатные/двускатные крыши с небольшим уклоном.
- Плоская крыша (уклон α ≤ 2.5° или ≤ 5%): μ = 1.0.
- Односкатная или двускатная крыша:
- При уклоне α ≤ 30° (≈57%): μ = 1.0.
- При уклоне 60° ≥ α > 30°: μ = 0 (снег не задерживается).
- Для промежуточных уклонов от 2.5° до 30° коэффициент можно принять линейно уменьшающимся от 1.0 до 0. Важно смотреть таблицу 10.1 СП.
- Сложные крыши (с фонарями, перепадами высот): Здесь появляются зоны повышенных снегоотложений. В местах перепада высот (у парапетов, вентиляционных установок, соседних зданий) образуются снеговые мешки, где коэффициент μ может достигать 2.0, 3.0 или даже 4.0. Это самые опасные зоны! Их учитывают специальными схемами.
Пример: торговый центр с практически плоской крышей (уклон 3°) → μ = 1.0.
Шаг 3: Коэффициент надежности γf
Принимаем γf = 1.4 для большинства расчетов по предельным состояниям (прочности).
3. Пример расчета для типового случая
Исходные данные:
- Здание торгового центра в г. Екатеринбург (снеговой район III, Sg = 1.5 кПа).
- Крыша плоская (с уклоном для водостока менее 2.5°).
- Высота здания 10 м, местность тип В (городская черта).
Расчет:
- Sg = 1.5 кПа = 150 кг/м².
- μ = 1.0 (плоская крыша).
- γf = 1.4.
- S = Sg * μ * γf = 1.5 * 1.0 * 1.4 = 2.1 кПа.
«Инжиниринговая Компания «2К» - перевод в более привычные единицы: 2.1 кПа * 100 ≈ 210 кг/м².
Это означает, что каждый квадратный метр конструкции крыши должен быть рассчитан на то, чтобы выдержать вес 210 кг снега.
4. Особенности и важные замечания для торговых центров
- Равномерная и неравномерная нагрузка: для двускатных крыш необходимо считать нагрузку как равномерно распределенную, так и неравномерную (снег может сдуваться с наветренного и скапливаться на подветренном скате).
- Снегоудерживающие элементы (снегозадержатели): на кровлях с уклоном более 5% (особенно над входами) их установка обязательна.
- Временная нагрузка: не забывайте, что помимо снега, на крыше может быть нагрузка от людей (для обслуживания), оборудования (вент. блоки, кондиционеры). Эти нагрузки суммируются по особым правилам.
- Прогибы: для больших пролетов торговых центров определяющим фактором часто становится не прочность, а прогиб конструкции под весом снега. Это проверяется отдельно.
- Локальные нагрузки: у парапетов, возле высоких соседних строений, в разжелобках возникают снеговые мешки. В этих зонах нагрузка может быть в 2-3 раза выше расчетной средней. Их выделяют на плане крыши отдельно.
5. Рекомендуемый порядок действий для проекта
- Определить снеговой район по карте СП.
- Установить нормативное значение Sg.
- Изучить архитектурные чертежи: конфигурацию, уклон крыши, наличие парапетов, фонарей, примыканий.
- Разбить крышу на участки (зоны) с разными коэффициентами μ согласно схемам Приложения Б СП 20.13330.2018.
- Для каждой зоны вычислить расчетную нагрузку S.
- Передать полученные распределенные нагрузки в виде схемы (с указанием кг/м² для каждой зоны) расчетчику конструкций (сталь/железобетон).
«Инжиниринговая Компания «2К» итог: для нашего примера в Екатеринбурге плоская крыша торгового центра должна быть рассчитана на минимум 210 кг снега на квадратный метр. Однако в реальном проектировании обязательно появятся зоны с повышенной нагрузкой, где это значение будет 450-600 кг/м².
127055, г. Москва, улица Бутырский вал, д.68/70, стр.2
- Офисный телефон: +7 (495) 626-30-40;
10 линий, единый телефон офиса, старший секретарь Анна - Мобильные телефоны: +7 (910) 002-82-30; +7 (985) 154-79-60;
+7 (985) 457-03-79
Коллеги, подпишетесь на канал Инжиниринговой Компании «2К». ВЫ всегда будете получать практические советы по промышленному и гражданскому строительству. Мы разбираем и простые и сложные вопросы строительства, однако за частую именно простые вопросы требуют полного разъяснения!
Читайте также наши материалы:
#снеговаянагрузка #расчетнагрузок #кровля #крышаТРЦ #проектированиезданий #строительныенормы #СП2013330 #нагрузкиивоздействия #снеговойрайон #инженерныйрасчет #конструкциизданий #проектировщик #строительство #эксплуатациязданий #прочность #прогибы #снеговыемешки #плоскаякровля #безопасностьзданий #инжиниринговаякомпания2к