Грунтовая снеговая нагрузка берётся по карте, а не измеряется
Снеговая нагрузка на кровлю — это расчётная нагрузка, выраженная в килопаскалях (кН/м²), которую конструкция кровли должна выдерживать от накопленного снега. Строительные нормы в снежных регионах выводят её из картированной «грунтовой снеговой нагрузки» (pg) для конкретной площадки — величины, задаваемой картой снеговых нагрузок применимых местных строительных норм или исследованием конкретной площадки, а не оценённой или предположенной на месте. Все остальные результаты формулы напрямую масштабируются от этого одного числа, поэтому использование неверного pg делает недействительным весь расчёт.
Формула ASCE 7 для плоской кровли
Широко применяемая форма снеговой нагрузки на плоскую кровлю ASCE 7 — pf = 0,7 × Ce × Ct × Is × pg. Ce — коэффициент экспозиции, варьирующийся от 0,9 (продуваемые ветром, полностью открытые площадки, теряющие снег из-за ветра) до 1,2 (защищённые площадки, удерживающие больше снега). Ct — температурный коэффициент: 1,0 для отапливаемых зданий, которые теряют часть снега из-за таяния снизу, или 1,2 для неотапливаемых сооружений, таких как гаражи и сараи, удерживающих полную нагрузку. Is — коэффициент значимости, для типового жилого назначения принимаемый равным 1,0.
Коэффициент уклона Cs затем переводит нагрузку на плоскую кровлю в расчётную нагрузку на скатную кровлю, поскольку более крутые кровли легче сбрасывают снег: Cs = 1,0 для угла кровли до 30°, линейно снижаясь к 0 по мере роста угла от 30° до 70°, что даёт нагрузку на скатную кровлю ps = pf × Cs.
- Снеговая нагрузка на плоскую кровлю pf = 0,7 × Ce × Ct × Is × pg
- Снеговая нагрузка на скатную кровлю ps = pf × Cs
Пример расчёта
При грунтовой снеговой нагрузке pg = 1,5 кПа, нормальной экспозиции (Ce = 1,0), отапливаемом здании (Ct = 1,0) и уклоне кровли 4:12: нагрузка на плоскую кровлю составляет pf = 0,7 × 1,0 × 1,0 × 1,0 × 1,5 = 1,05 кПа. Угол кровли равен arctan(4 ÷ 12) ≈ 18,43°, что ниже порога 30°, при котором коэффициент уклона начинает снижать нагрузку, поэтому Cs = 1,0, а расчётная нагрузка на скатную кровлю ps также равна 1,05 кПа.
| Фактор | Используемое значение |
|---|---|
| Грунтовая снеговая нагрузка (pg) | 1,5 кПа |
| Коэффициент экспозиции (Ce) | 1,0 (нормальная) |
| Температурный коэффициент (Ct) | 1,0 (отапливаемое) |
| Коэффициент значимости (Is) | 1,0 (жилое) |
| Нагрузка на плоскую кровлю (pf) | 1,05 кПа |
| Угол кровли (уклон 4:12) | ≈ 18,43° (Cs = 1,0) |
| Нагрузка на скатную кровлю (ps) | 1,05 кПа |
Это учебная оценка, а не заверенный проект
Эта формула — широко применяемый инструмент конструктивной оценки ASCE 7, полезный для понимания взаимодействия факторов, но не замена заверенному конструктивному проекту. Грунтовая снеговая нагрузка (pg) всегда должна браться с карты снеговых нагрузок применимых местных строительных норм, а окончательный каркас кровли должен быть проверен лицензированным инженером-строителем на соответствие действующим нормам для конкретной площадки.
Часто задаваемые вопросы
Какова формула снеговой нагрузки ASCE 7?
Формула снеговой нагрузки на плоскую кровлю — pf = 0,7 × Ce × Ct × Is × pg, где pg — грунтовая снеговая нагрузка, Ce — коэффициент экспозиции, Ct — температурный коэффициент, а Is — коэффициент значимости. Затем отдельно применяется коэффициент уклона, чтобы получить расчётную нагрузку на скатную кровлю.
Где найти грунтовую снеговую нагрузку для моей площадки?
Грунтовая снеговая нагрузка (pg) задаётся применимыми местными строительными нормами, как правило, по карте снеговых нагрузок или по исследованию конкретной площадки для возвышенностей или необычного рельефа — её нельзя оценивать или предполагать.
Почему у отапливаемого здания снеговая нагрузка ниже?
Отапливаемые здания теряют часть снега из-за постепенного таяния от тепла, выходящего через кровлю, что может снижать накопленную снеговую нагрузку. Неотапливаемые сооружения, такие как гаражи и сараи, не получают этого эффекта таяния, поэтому нормы применяют более высокий температурный коэффициент (Ct = 1,2), учитывающий удержание полной снеговой нагрузки.
Всегда ли уклон кровли снижает снеговую нагрузку?
Только выше определённого порога. Коэффициент уклона Cs остаётся равным 1,0 для угла кровли до 30° и начинает снижаться к 0 только по мере роста угла от 30° до 70°, отражая то, что снег легче сходит с более крутых, скользких кровель.
Источники
- ASCE/SEI 7 — Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures: source of the flat-roof snow load form (pf = 0.7 · Ce · Ct · Is · pg) and slope-factor concept.
- Local/state building code snow load maps — the authoritative source for ground snow load (pg) at a given site.
- International Code Council (ICC) — International Building Code (IBC), structural snow load provisions.