2.8. Снеговые нагрузки

Нагрузки на конструкции от веса снегового покрова зависят от толщины и плотности снегового покрова, а также от формы покрытия здания. Удержанию снега способствуют фонари, парапеты и другие выступающие конструктивные элементы. Неравномерность загружения конструкций у препятствий учитывается коэффициентом неравномерности μ.

Учитывая изменчивость плотности снега в течение зимнего периода, при выполнении инженерных расчетов нормативный вес снегового покрова s_о определяют по средней высоте слоя воды, полученного из снега, взятого на защищенном участке местности; при этом вероятность превышения составляет 10%.

Нормативная снеговая нагрузка на горизонтальную проекцию покрытия определяется по формуле:

S₀ = 0,7·c_e·c_t·µ·S_g ; (12)

где c_e - коэффициент, учитывающий снос снега с покрытия под действием ветра; c_t - термический коэффициент; µ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие; S_g - вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли.

Вес снегового покрова  на 1 м² горизонтальной поверхности земли для территорий, расположенных на высоте не более 1500 м над уровнем моря, принимается в зависимости от снегового района РФ по таблице 11.

Таблица 11.

Снеговые районы (принимаются по карте, прил. 4 )	I		II		III		IV		V		VI		VII		VIII
Sg, кПа	0,8		1,2		1,8		2,4		3,2		4,0		4,8		5,6

В расчетах необходимо рассматривать схемы как равномерно распределенных, так и неравномерно распределенных снеговых нагрузок, образуемых на покрытиях, в их наиболее неблагоприятных расчетных сочетаниях.

Значения коэффициента μ и схемы распределения снеговой нагрузки и для покрытий с наибольшим размером в плане не более 100 м, принимаются по приложению 2.

В тех случаях, когда более неблагоприятные условия работы элементов конструкций возникают при частичном загружении покрытия, следует рассматривать схемы со снеговой нагрузкой, действующей на половине или четверти его площади.

Коэффициент сноса снега c_e определяется:

- для пологих покрытий (с уклонами до 12% или с f/l ≤ 0,05) однопролетных и многопролетных зданий без фонарей в районах со средней скоростью ветра V ≥ 2 м/с по формуле:

c_e = (1,2 – 0,1V√k)(0,8 + 0,002b),

где k - принимается по таблице 13; b - ширина покрытия, b ≤ 100 м; V – средняя скорость ветра за три наиболее холодных месяца [4];

- для покрытий с уклонами от 12 до 20% однопролетных и многопролетных зданий без фонарей в районах с V ≥ 4 м/с: c_e = 0,85;

- для покрытий высотных зданий (h > 75 м) с уклонами до 20%: c_e = 0,7;

- для купольных сферических и конических покрытий зданий на круглом плане диаметром d при равномерно распределенной снеговой нагрузке:

c_e = 0,85 при d ≤ 60 м;

c_e = 1,0 при d > 100м;

c_e = 0,85 + 0,00375(d – 60) – в промежуточных случаях;

- в остальных случаях c_e = 1,0.

Коэффициент c_e не учитывается:

- в районах со среднемесячной температурой воздуха в январе выше (-5°С),

- для покрытий зданий, защищенных от ветра соседними более высокими зданиями, удаленными менее чем на 10·Δh  (где  Δh  - разность высот зданий),

- для участков покрытий у перепадов высот зданий и парапетов.

Термический коэффициент  c_t учитывает понижение снеговых нагрузок на покрытия с высоким коэффициентом теплопередачи вследствие таяния:

- для неутепленных покрытий зданий с повышенными тепловыделениями, при уклонах кровли свыше 3% и обеспечении водоотвода c_t = 0,8;

- остальных случаях c_t = 1,0.

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке γ_f = 1,4.

П р и м е р 11. Определить расчетную снеговую нагрузку на покрытие двухэтажного здания, расположенного в г. Саратове. Уклон покрытия α = 18˚. Здание отапливаемое.

Р е ш е н и е.

Город Саратов относится к 3-му снеговому району (см. прил. 4). Вес снегового покрова  на 1 м² горизонтальной поверхности земли определяем по таблице 11.

Определяем уклон покрытия при угле наклона α = 22˚:

i = tgα = tg18˚= 0,404 = 40,4%.

Коэффициент сноса снега для покрытия с уклоном больше 20%: c_e= 1.

Термический коэффициент  для здания с нормальным тепловыделением и утепленным покрытием: c_t = 1.

Значение коэффициента μ определяем по прил. 2 линейной интерполяцией: μ = 0,653. Для двускатного покрытия с углом наклона α = 22˚ (20˚ ≤ α ≤ 40˚) принимаем второй вариант загружения:

с наветренной стороны μ₁ = 0,75·μ = 0,75·0,653 = 0,49;

с подветренной стороны μ₂ = 1,25·μ = 1,25·0,653 = 0,98.

При таком варианте возникают наиболее неблагоприятные условия работы несущих конструкций здания.

Определяем максимальную нормативную снеговую нагрузку на горизонтальную проекцию покрытия (с подветренной стороны) по формуле (12):

S₀ = 0,7·1·1·0,98·1,8 = 1,23 кПа.

Расчетная снеговая нагрузка получается умножением нормативного значения S₀ на коэффициент надежности по снеговой нагрузке γ_f = 1,4:

S = S₀· γ_f = 1,23·1,4 = 1,72 кПа.