Npdpk.ru

Стройжурнал НПДПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Угол естественного откоса снега

Как выбрать оптимальный угол крыши для схода снега?

В гражданском малоэтажном строительстве наиболее распространённым, рациональным и экономически целесообразным видом крыши опытные строители называют скатные конструкции. Они могут состоять из одного, двух, трех или даже четырех скатов, плоскостей, смыкающихся в одной точке, называемой коньком. От плоских кровель скатные отличает угол наклона, который согласно строительным нормам должен превышать 2,5 градуса. Выбор уклона – важный этап создания проекта, от которого зависит прочность, несущая способность и долговечность конструкции. В этой статье мы расскажем, как правильно выбрать угол наклона, чтобы облегчить сход снега в зимний период.

Определение угла

Угол наклона крыши – параметр инженерного расчета кровельных конструкций, отражающий отношение высоты конька к ширине основания ската. Скатные кровли могут иметь уклон 2,5-80 градусов, однако, оптимальный диапазон значений угла наклона составляет 20-450. От этого параметра зависит площадь скатов, ветроустойчивость и снеговая нагрузка. В специальной литературе встречаются следующие термины:

  • Минимальный уклон. Минимальный угол наклона в целом для скатных крыш составляет 2,5 градуса, но в зависимости от используемого гидроизоляционного материала этот параметр может увеличиваться. Меньше всего минимальный угол у рулонных битумных и мембранных покрытий, он составляет 2-4 градуса. Минимально допустимое значение для металлочерепицы и профнастила составляет 11-12 0 , для керамической черепицы – 22 0 .
  • Оптимальный. Оптимальным называют наиболее подходящий уклон крыши в данных климатических условиях при использовании определенного гидроизоляционного материала. Оптимальный угол наклона обеспечивает самостоятельный сход снега, облегчая обслуживание кровли.

Важно! Уклон крыши может выражаться в градусах, в процентах или в виде соотношения сторон. Чтобы вычислить этот параметр кровельной конструкции, необходимо разделить половину ширины фасада на высоту, а затем умножить на 100 процентов.

Критерии выбора

Выбор уклонности основывается на инженерном расчете, учитывающем климатические условия зоны, где ведется строительство, характеристики кровельного покрытия и несущую способность стропильного каркаса. Чтобы конструкция получилась надежной, необходимо принимать во внимание следующие критерии:

  1. Ветровая нагрузка. Чем круче кровля, тем сильнее ее парусная способность. Поэтому в регионах с сильным, порывистым ветром предпочтительнее более пологие кровельные конструкции. Хотя с другой стороны, с низкоуклонных скатов ветром может срывать гидроизоляционный материал.
  2. Снеговая нагрузка. Чем больше снеговая нагрузка, тем более крытыми делают скаты. Угол наклона кровли 40-45 градусов обеспечивает самостоятельный сход снега с поверхности кровельного материала.
  3. Характеристики финишного покрытия. У каждого покрытия для возведения кровли существует оптимальный уклон, который необходимо учитывать при проектировании конструкции.
  4. Несущая способность каркаса. Чем меньше сечение элементов каркаса и больше расстояние между ними, тем выше круче должен быть скат, чтобы выдержать снеговую нагрузку.

Оптимальный показатель для облегчения схода снега

Лимитирующим фактором при выборе угла наклона кровельных скатов в средней полосе России является высокая снеговая нагрузка, характерная для этой местности. Большое количество снега, выпадающее в зимний период, повышают давление на стропильную систему, приводя к деформациям каркаса и кровельного материала конструкции. Опытные мастера считают, что существует устойчивая корреляция между уклоном и сопротивлением снеговой нагрузке:

  1. Если он меньше 30 градусов, то происходи накапливание снега на поверхности скатов. Снежные наносы и наледь имеет значительную массу, из-за которой повышается нагрузка на стропильный каркас, достигая критических показаний. Однако, часть снега сдувается с поверхности ветром. Если угол наклона кровли находится в этом диапазоне, то снегозадержатели на нее не устанавливают, особенно если кровельный материал имеет шероховатую поверхность.
  2. При значении, равном 0 градусов (т.е. для плоских крыш), снеговая нагрузка на поверхность достигает максимальных значений. Снег на таких конструкциях скапливается в большие сугробы, которые приводят к обрушению каркаса, если крышу периодически не чистить.
  3. Если он кровли составляет 45 градусов и выше, то в расчетах нагрузки на стропильный каркас весом снега можно пренебречь, так как снег со скатов соскальзывает самостоятельно, не задерживаясь на скате. Чтобы обезопасить эксплуатацию кровли, имеющей большой угол наклона, на нее устанавливают снегорезы, разрезающие пласт снега при сходе на более тонкие пластины, имеющие меньшую скорость и энергию падения.

Учтите! Согласно строительной климатологии территория России разделяется на 8 климатических зон, каждой из которых соответствует своя среднегодовая снеговая нагрузка. Это справочное значение используют для расчета уклона крыши, толщины сечения элементов стропильного каркаса и выбора кровельного покрытия.

Влияние на конструкцию

Важно, что изменение уклона для облегчения схода снега сильно влияет на конструкцию кровли в целом. Увеличение крутизны влечет за собой следующие последствия:

  • Увеличение веса кровельного пирога. Вес 1 квадратного метра кровельного пирога с уклоном 50 градусов в 2-2,5 раза выше, чем кровли с уклоном 2 градусов.
  • Увеличение площади скатов. Чем круче кровля, тем больше площадь ее скатов, тем больше расход, а, следовательно, и стоимость кровельного материала.
  • Облегчение стропильного каркаса. В отсутствии снеговой нагрузки, можно облегчить каркас крыши, чтобы сэкономить на древесине.
  • Невозможность использования рулонных материалов. Если уклон кровли превышает 40 градусов, не рекомендуется использовать битумные и мембранные рулонные материалы, так как они под воздействием высокой температуры могут просто «сползать» вниз.

Опытные мастера отмечают, что правильный выбор помогает увеличить срок службы кровельных конструкций, облегчить эксплуатацию и обслуживание крыши в условиях снежных российских зим. Ошибки в проекте, связанные с неправильным выбором оптимального угла приводят к деформациям стропил, обвалу обрешетки, заливанию атмосферной влаги в межшовное пространство во время косого дождя или при оттепелях.

ЧИТАТЬ КНИГУ ОНЛАЙН: Основы безопасности жизнедеятельности. 7 класс

НАСТРОЙКИ.

СОДЕРЖАНИЕ.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • » .
  • 39
Читать еще:  Какие есть виды откосов какие лучше

Основы безопасности жизнедеятельности. 7 класс

Наша Земля прекрасна и в летнее солнечное утро, и в снежный зимний день, и в весеннюю грозу, и в осенний дождь. Изумительны по-своему и тропический ливень, и северное сияние, и грохочущие лавины, извержения вулканов, огромные морские волны и барханы в пустыне.

Но многие природные явления могут приобрести такую силу, что становятся опасными для человека.

И если мы не готовы, не знаем, как защитить себя, свой дом и имущество от стихийных сил природы, может возникнуть опасная и даже чрезвычайная ситуация, угрожающая жизни многих людей, их интересам и даже безопасности страны.

Понимая важность этой проблемы, в Российской Федерации принят Федеральный закон «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» и ряд постановлений Правительства, на основании которых развернута подготовка населения к защите от чрезвычайных ситуаций, в том числе преподавание дисциплины «Основы безопасности жизнедеятельности».

Наш учебник написан в соответствии с программой этой дисциплины на основе информационных материалов и опыта лучших специалистов страны. Он поможет не только узнать механизмы возникновения опасных природных ситуаций, но и познакомит с опытом действий по защите от поражающих природных факторов.

За последние годы расширяется география наших поездок, мы становимся очевидцами стихийных явлений, которых не бывает там, где мы живем. Каждый из нас может оказаться в зоне стихийного бедствия, чрезвычайной ситуации природного характера. И от наших действий будет зависеть наша жизнь, жизнь близких людей. Природа Земли такова, что опасные природные явления всегда были, есть и будут, а значит, мы должны быть к ним готовы.

Изучая курс ОБЖ, вы уменьшаете вероятность ошибок при действиях в опасных и чрезвычайных ситуациях, возникновение страха и паники — главных причин стресса и гибели людей.

Как работать с учебником

В первую очередь ознакомьтесь с оглавлением учебника, вам будут понятны его структура и логика изложения материала. Работая с учебником, обращайте внимание на выделенные в тексте слова — понятия и термины. Для успешного усвоения знаний в учебнике предлагается дополнительный материал:

в рубрике «На заметку» дается информация, расширяющая представления об изучаемом опасном природном явлении;

в рубрике «Некоторые факты» приводятся документальные сведения о проявлении стихийных бедствий, необходимые статистические данные.

«Вопросы и задания» в конце параграфа помогут вам проверить свои знания и понять, как вы усвоили новый материал.

Заполнять кроссворды следует без нажима простым карандашом — ведь этот учебник ещё будет служить другим ребятам.

При подготовке к занятиям обращайтесь к форзацам учебника, там вы найдёте фотографии, иллюстрирующие разнообразные природные стихийные явления.

ОПАСНЫЕ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ И БЕЗОПАСНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА

ОПАСНЫЕ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ ПРИРОДНОГО ХАРАКТЕРА И ЗАЩИТА НАСЕЛЕНИЯ ОТ ИХ ПОСЛЕДСТВИЙ

ОПАСНЫЕ СИТУАЦИИ И ЕДИНАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И ЛИКВИДАЦИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ

Под чрезвычайной ситуацией (ЧС) принято понимать обстановку на определенной территории, сложившуюся в результате аварии, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности населения. ЧС возникают не сразу, как правило, они развиваются постепенно из происшествий техногенного, социального или природного характера.

Чрезвычайные ситуации классифицируются в зависимости от количества людей, пострадавших в этих ситуациях, людей, у которых оказались нарушенными условия жизнедеятельности, от размера материального ущерба, а также от границы зон распространения поражающих факторов чрезвычайных ситуаций.

Для ликвидации чрезвычайных ситуаций в нашей стране создана специальная система — Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (кратко РСЧС).

РСЧС имеет свои силы, предназначенные для ликвидации чрезвычайных ситуаций (это подразделения МЧС, МВД, ФСБ и других государственных органов). Если этих сил недостаточно, то для ликвидации крупных чрезвычайных ситуаций могут привлекаться Вооруженные Силы Российской Федерации, Войска гражданской обороны Российской Федерации, другие войска и воинские формирования в соответствии с законодательством Российской Федерации.

Надо сказать, что защита населения является важнейшей задачей Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, органов государственной власти, а также местного самоуправления всех уровней, руководителей всех учреждений (в том числе и школ) и предприятий.

К числу основных задач этой системы в области защиты населения отнесены:

прогноз чрезвычайных ситуаций;

Основы безопасности жизнедеятельности. 7 класс, стр. 15

2. Как вы ощутите воздействие цунами в следующих ситуациях:

а) на тихоокеанском теплоходе непосредственно в месте возникновения цунами в результате моретрясения;

б) находясь в лодке в 2—3 км от берега, к которому приближается цунами;

в) непосредственно на берегу?

3. Перечислите основные признаки надвигающегося цунами.

4. Какие районы России являются наиболее цунамиопасными?

5. Какую информацию должно содержать речевое сообщение после сигнала «Внимание всем!» при приближении цунами? Предложите свой вариант такого сообщения.

Читать еще:  Пвх изделия для откосов

6. Каковы будут ваши действия, если поступил сигнал о приближении через 30—40 минут цунами, а вы находитесь на берегу реки, впадающей в море, а до ближайшей возвышенности 1,5 км.

7. Назовите основные поражающие факторы цунами.

ОБВАЛЫ, ОПОЛЗНИ И СЕЛИ

Они относятся к опасным геологическим явлениям и, хотя причины их возникновения различны, все они оказывают сходное воздействие на природу, человека, объекты хозяйственной деятельности. Аналогичны и меры их предупреждения, ликвидации последствий и основные действия населения в случае возникновения чрезвычайных ситуаций, вызванных обвалами, оползнями, селями. По данным МЧС ежегодно оползни угрожают 725 российским городам, лавины — 8. Опасности схода лавин и селей подвержены около 9% территории России.

6.1. Основные понятия, параметры и причины возникновения

Обвал — отрыв и катастрофическое падение больших масс горных пород, их опрокидывание, дробление и скатывание на крутых и обрывистых склонах.

Некоторые факты

27 сентября 1995 года в Сунженском районе Ингушетии, в 6 км от села Алкун, произошел горный обвал длиной 130—150 м, шириной 6—10 м и глубиной 40— 50 м. В результате пострадала горная дорога, погибло 15 человек, в том числе 1 ребенок.

Очевидцем горного обвала во время путешествия в Арзрум на Кавказе был А. С. Пушкин. Вот как образно и точно описал он это явление природы в стихотворении «Обвал» (1829):

Обвалы природного происхождения наблюдаются в горах, на морских берегах и обрывах речных долин.

Обвалы происходят в результате ослабления связующих слоев пород под воздействием процессов выветривания, подмыва или растворения породы и действия силы тяжести.

Возникновению обвалов способствуют трещины, разломы горных пород, их слоистый характер, когда между более твердыми и тяжелыми породами имеются глина, песок, рыхлости и пустоты. Всякое попадание воды, снега в эти более слабые связующие слои ведет к их постепенному ослаблению. Поэтому чаще всего обвалы происходят в периоды дождей или таяния снега.

Наибольшее число обвалов связано с деятельностью человека, в результате нарушения правил при проведении работ по строительству, горных разработках, производстве взрывных работ, распахивании склонов.

Обвалы характеризуются мощностью обвального процесса, которая определяется объемом обвалившихся горных пород и масштабом проявления — площадью обвала.

По мощности обвального процесса обвалы подразделяют на очень малые, малые, средние, крупные и гигантские; по масштабу проявления делятся на мелкие, малые, средние и огромные. В таблицах 7 и 8 приведены характеристики мощности и масштаба обвалов.

Характеристики обвалов по мощности

Характеристики обвалов по масштабу

Некоторые факты

31 мая 1970 года произошло землетрясение, очаг которого находился в Тихом океане в 25 км от побережья Перу. На склоне горы Уаскаран, в 130 км от очага землетрясения, образовался гигантский оползень, который целиком уничтожил городок Юнгай и частично городок Ранрахирка. Общее число жертв составило около 67 тыс. человек. Из них 25 тыс. человек погибло непосредственно от оползня, а остальные — в разрушенных оползнем домах.

Оползень — смещение масс горных пород по склону под воздействием собственного веса и дополнительной нагрузки вследствие подмыва склона, переувлажнения, сейсмических толчков и иных процессов.

Оползни возникают на склонах гор, холмов, оврагов, на крутых берегах рек. Они могут сходить со склонов разной крутизны, начиная с 19 градусов, а на глинистых грунтах — и при крутизне склона 5—7 градусов.

Развитию оползней способствуют:

? крутизна склона, превышающая угол естественного откоса;

? землетрясения;

? переувлажнение склонов осадками;

? увеличение крутизны склона в результате подмыва водой;

? ослабление прочности твердых пород при выветривании, вымывании;

? чередование водоупорных (глинистых) и водоносных (песчано-гравийных, известковых) пород;

? пересечение пород трещинами.

Оползни, вызванные изменением природных условий, как правило, не начинаются внезапно. Первоначальным признаком начавшихся оползневых подвижек служит появление трещин на поверхности земли, разрывов дорог и береговых укреплений, смешение деревьев, телеграфных столбов. С максимальной скоростью оползни движутся в начальный период, затем их скорость постепенно замедляется.

Некоторые факты

Самым крупным считается гигантский оползень, возникший 18 февраля 1911 года в горах Памира (Таджикистан). После сильного землетрясения со склона Музкольского хребта, с высоты 5 тыс. м сползло невообразимое количество горных пород — более 2 млрд м 3 . Был завален кишлак Усой. Скальные породы перегородили долину реки Мургаб. Образовался вал-запруда высотой более 700 м. Возникло новое озеро Памира — Сарезское, которое имеет длину 75 км и глубину около 500 м.

Расчет снеговой нагрузки на кровлю

Снег выпадает зимой на всей территории России. С крыш его сдувается ветром, он испаряется под солнцем и снова выпадает. Изменение веса меняет изгиб несущих элементов крыши, крепления расшатываются, теряя прочность. Неожиданно большое количество выпавшего снега может стать причиной поломки крыши. Избежать этого можно, если при строительстве произвести расчет снеговой нагрузки.

  • Снеговая нагрузка на кровлю
  • Нормативное значение
    • Районное давление снега
  • Расчетная снеговая нагрузка
    • Формула расчета
    • Определение коэффициентов
    • Пример расчета нагрузки
  • К сведению домовладельцев

Снеговая нагрузка на кровлю

Вес снежинок – сущая ерунда. Пока на улице будут отрицательные температуры, снег будет идти и накапливаться на крышах. Постепенно лежащий снег становится влажным от солнечного тепла, его плотность увеличивается до 300 кг на кубометр. Вес, которым накопившийся снег давит на поверхность, называется снеговой нагрузкой.

Читать еще:  Немецкие эшелоны под откос

Рассмотрим процесс расчета давления снега на поверхности, чтобы учесть для проектирования достаточно прочных зданий и сооружений.

Нормативное значение

В России снег – регулярное погодное явление практически на всей территории. Разница в количестве выпадающего снега, продолжительности холодного периода, сезонных ветрах и количестве переходов температур через 0 0 С при окончании зимнего сезона.

Погодные условия отличаются не только в местностях с разными географическими координатами, но и в одном месте в разные годы. Однако многолетние измерения, проводимые метеорологами, позволяют узнать возможный максимум снежных осадков и рассчитать нормативную снеговую нагрузку для каждой местности.

Районное давление снега

Результаты расчетов группируются по категориям от I до VIII, соответствующим величинам статистического минимума и максимума веса снега в килограммах на квадратный метр горизонтальной поверхности:

  1. от 56 до 80;
  2. от 84 до 120;
  3. от 126 до 180;
  4. от 168 до 240;
  5. от 224 до 320;
  6. от 280 до 400;
  7. от 336 до 480;
  8. от 392 до 560.

Категории отображаются на карте, включенной в СНиП 2.01.07-85. Категории выделены цветом и пронумерованы.

При изменении статистики в границах категорий карта актуализируется. Нормативное значение для своего региона можно узнать, определив категорию места по карте.

Расчетная снеговая нагрузка

Нормативное значение только основа для расчета реально возможного веса снега. Просто использовать нормативное значение для расчета прочности нельзя, так как:

  • скаты крыши могут быть наклонными, снег будет разложен на большей площади;
  • ветра, сдувающие снег с кровли, в каждой местности свои;
  • окружающие строения изменяют влияние ветров;
  • теплопроводность крыши может привести к ускоренному таянию и снижению веса.

Для проектирования крыши с необходимой и достаточной надежной конструкцией следует учесть все факторы, влияющие на реальную ситуацию.

Формула расчета

Обязательная для применения проектировщиками формула вычисления снеговой нагрузки дана в СП 20.13330.2016 и выглядит следующим образом: S 0 = c b c t µ S g.

При расчете нормативная нагрузка S g умножается на три коэффициента:

  • µ – коэффициент, учитывающий угол наклона ската крыши по отношению к горизонтальной поверхности.
  • ct термический коэффициент. Зависит от интенсивности выделения тепла через кровлю.
  • cb ветровой коэффициент, учитывающий снос снега ветром.

Присутствие в формуле коэффициентов определяет зависимость результата от некоторых условий.

Определение коэффициентов

Рассмотрим значения коэффициентов применительно к зданиям с габаритными разменами менее 100 метров и без сложных кровельных форм. Для крупногабаритных зданий или при ломаных рельефах кровли применяются более сложные расчеты.

Зависимость величины снежного давления на квадратный метр от угла наклона ската крыши объясняется тем, что:

  1. На плоских или слабонаклоненных кровлях снег не сползает. Коэффициент µ равен 1,0 при наклоне ската до 25°.
  2. Расположение кровли под углом к горизонтальной поверхности приводит к увеличению площади кровли, на которую выпадает норма снега для горизонтального квадрата. Коэффициент µ равен 0,7 на углах 25° – 60°.
  3. На крутых поверхностях осадки не задерживаются. Коэффициент µ равен 0, если наклон более 60° (нагрузка отсутствует).

Введение в формулу термического коэффициента c t позволяет учесть интенсивность таяния снега от выделения тепла через кровлю. Как правило, кровельный пирог здания проектируют с минимальными потерями тепла в целях экономии, а коэффициент c t при расчетах принимают равным 1,0. Для применения пониженного значения коэффициента 0,8 необходимо, чтобы на здании было неутепленное покрытие с повышенным тепловыделением с наклоном кровли более чем 3° и наличием действенной системы отвода талых вод.

Ветер сносит снег с крыш, снижая давящий на конструкцию вес. Ветровой коэффициент c b можно понизить с 1,0 до 0,85, но только в том случае, если выполняются условия:

  1. Есть постоянные ветра со скоростью от 4 м/с и выше.
  2. Средняя зимняя температура воздуха ниже 5 0 С.
  3. Угол ската кровли от 12° до 20°.

Рассчитанное значение перед применением в проектных решениях умножают на коэффициент надежности γ f = 1,4, обеспечивая компенсацию теряющейся со временем прочности материалов конструкций.

Пример расчета нагрузки

Расчет снеговой нагрузки на кровлю проведем для здания, которое проектируется для строительства в Хабаровске. По карте определяем категорию района – II, по категории узнаем максимальное нормативное значение – до 120 кг/м 2 . Здание проектируется с двускатной крышей под углом 35 ° к поверхности. Значит, коэффициент µ равен 0,7.

Предполагается наличие в здании мансарды и применение эффективных теплоизолирующих материалов кровельного пирога. Коэффициент c t равен 1,0.

Здание будет построено в городе, этажность не превышает окружающие строения, расположенные на расстоянии двух высот здания. Коэффициент c b следует принять равным 1,0.

Таким образом, расчетное значение равно: S 0 = c b c t µ S g =1,0*1,0*0,7*120 =94 кг/м 2

Для расчета прочности, и не только конструкции крыши, но и фундамента, несущих элементов строения, применяем коэффициент надежности 1,4, получив для проектных вычислений значение 131,6 кг/м 2 .

К сведению домовладельцев

Рассчитав снеговую нагрузку, следует определить необходимость обустройства системы снегозадержания. Учитывать надо не только возможный сход снег, но и талую воду, образующую сосульки и замерзающую в трубах водостока. Для устранения этих явлений применяются системы обогрева карниза и водостока.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector