Крыша – это верхняя конструкция сооружения, которая защищает его от негативного влияния окружающей среды. Крыша подвержена большим нагрузкам от снегового покрова, ветра, дождя, воздействия температурных колебаний. На длительность эксплуатации крыши воздействуют два основных фактора – это ветровая нагрузка и снеговая.
Снеговая нагрузка на крышу
В процессе проектирования, возведения крыши, необходимо учитывать снеговую нагрузку на конструкцию. Определяют показатель воздействия веса снега с учетом природных особенностей места строительства.
Данную информацию устанавливает СНиП, ее можно получить в строительных организациях.
Чтобы определить практическое значение измерения, показатель Па (единица измерения слоя снега, ветровой нагрузки) нужно умножить на 0,102 кг силы на квадратный метр. Таким образом, получаем искомое значение.
Для проектирования несущих конструкций домов, составляют вычисления по предельным состояниям. Данный способ подразумевает расчет разрушающих усилий, от воздействия которых конструкция утрачивает способность противостоять внешним факторам.
Расчеты предельных состояний производят для двух групп. Первая определяет фактор несущей способности, а вторая – приспособленность к эксплуатации. Целью определения данных показателей является предотвращение разрушения конструкции.
Чтобы предотвратить утрату устойчивости формы, производятся вычисления по предельным состояниям первой группы. Показатели напряжения при определенной нагрузке не должны превысить максимально допустимые.
Вторая группа дает возможность уберечь конструкцию от разрушительного воздействия нагрузок, деформаций. Показатель второй группы означает максимально допустимый показатель прогиба, который возникает от нагрузки.
Угол наклона крыши и снеговая нагрузка
Направление ветра, а также уклон конструкции крыши формирует разный покров снега. Показатель снеговой нагрузки, который зависит от угла наклона крыши и направления ветра, обозначают µ.
Слой снегового покрытия, толщина которого превышает средний нормативный показатель, называют снеговым мешком. В местах, где есть угроза возникновения большого слоя снега, устанавливают укрепления из спаренных стропил и обрешетки. Дополнительно ставят подножку из оцинкованной стали.
Слой снега может снижаться, опускаться на свес кровли, это может стать причиной значительного разрушения. Поэтому при расчете размеров свеса, необходимо соблюдать рекомендации по эксплуатации кровельного материала. Например, свес для шиферной кровли должен равняться 10 см.
В ситуации, когда углы наклона скатов увеличиваются, покров снега с конструкции крыши уходит. Поэтому на скатах, углы которых превышают 60 градусов, снегового покрова не остается, коэффициент µ=0.
Метод усреднения дает возможность определить промежуточное значение углов.
Чтобы выбрать сечение стропил, необходимо сделать расчет – нагрузку от веса (Q) умножить на показатель µ.
Ветровая нагрузка
Нагрузка на конструкцию крыши от ветра во время бокового давления воздуха несет столкновение со стеной дома и крышей. Одна часть завихрения потока уходит к фундаменту, вторая – ударяется о свес крыши.
Ветровой поток огибает конек конструкции, захватывает молекулы воздуха и исчезает. Поэтому можно сделать вывод, что существует воздействие трех разных факторов – силы подъема (образуется при воздействии воздуха с подветренной стороны) и двух касательных сил с наветренной стороны. Они могут полностью сорвать, опрокинуть конструкцию.
Чтобы рассчитать ветровую нагрузку (w), которая зависит от высоты над землей (z), необходимо следовать формуле Wр = Wk(z)c. Здесь W – это расчетный показатель давления ветра, k – коэффициент, который учитывает изменения давления ветра, а с – показатель изменения давления сил, он зависит от расположения ската по отношению к подветренной стороне и наветренной.
Полезные советы
Чтобы избежать разрушений, нижние концы стропил нужно прикрепить проволочной скруткой к металлическому штырю с насечками.
Если сторона, с которой ожидается сильный ветровой поток, неизвестна, стропила нужно прикрутить по периметру всего дома – через одну по стороне со слабым ветром, каждую ногу – в месте, где сильное воздушное давление.
Существует другой вариант укрепления стропил – в процессе строительства концы проволоки укладываются внутрь чердачного помещения.
Подкосы, диагональные связки и раскосы обеспечивают общую устойчивость конструкции крыши, а использование обрешетки усиливает выносливость стропильной системы.