Крыши. Энергия, принесенная ветром. Велосипед-тандем-веломобиль...("Сделай сам" №4∙2004) - [2]

Рис. 4.Крепление различных кровельных материалов к обрешетке:

_{1 — асбестоцементные волнистые листы (а); 2 — обрешетка; 3 — стропило; 4 — проволочная скоба; 5 — керамическая черепица (б); 6 — проволочная скрутка; 7 — кровельное железо (в); 8 — Т-образная скоба; 9 — цементная черепица (г); 10 — ветровая доска, 11 — жестяной кляммер}

Со стороны фронтонов здания устанавливают ветровую доску. Вероятно, для новейших кровельных материалов существуют другие способы защиты от ветра, но принципиальная схема ее остается прежней и изложена достаточно четко.

Снеговая нагрузка

В силу своих географических особенностей практически вся территория России в холодный период года засыпана снегом. Высота снежного покрова в отдельных районах достигает 2 м. Точную высоту снега, требуемую для расчета несущей способности стропильных ферм в конкретном месте строительства, читателю нужно выяснить в районных строительных организациях или установить по СНиП «Строительная климатология». Вес одного кубометра снега, находящегося в естественном неуплотненном состоянии, принят равным 100 кг. Другими словами, снежный сугроб высотой в 1 м давит на грунт силой равной 100 кг/м², что кстати соответствует Московской, Владимирской и некоторым другим областям центральной России. Конечно, также он давит на плоские крыши зданий. Например, на крышу размером 6х8 м приходится нагрузка в 4,8 т, что, согласитесь, немало. И это при том, что выбрана средняя толщина в один метр. Бывают годы, когда осадков выпадает значительно больше нормы. В зависимости от уклона крыши и преобладающих ветров снега на ней может быть значительно меньше и, как ни странно, больше, чем на поверхности земли. Уменьшение снеговой нагрузки в зависимости от крутизны крыши и вида кровельного материала отражено в СНиПе. Но так как большинству читателей СНиП недоступен, то снеговую нагрузку можно подсчитать путем умножения веса снега на косинус угла подъема ската. Такое допущение, конечно, не отражает истинного положения вещей, но оно приемлемо, так как дает несколько большую величину снеговой нагрузки, а значит, делает запас прочности стропильной системы. Напомним, что косинус угла ноль градусов равен единице, тридцати градусов — 0,866, сорока пяти — 0,707, шестидесяти — 0,5. Читатель может возразить, сказав, что на крыше с уклоном в 60 градусов снег не задерживается, и будет абсолютно прав. Но нужно учесть то обстоятельство, что на крышах такой крутизны резко возрастают ветровые нагрузки. А так как рассчитать на них несущую способность стропил неподготовленному человеку не удастся, то будем условно считать, что снег на крыше лежит.

Для того чтобы понять, откуда на крыше появляется снег, толщина слоя, которого

превышает слой снега, лежащего на земле, нужно посмотреть на рис. 5. При возникновении в атмосфере таких явлений, как снежный буран или просто метель, снежинки подхватываются ветром и переносятся на подветренную сторону. После прохождения препятствия в виде конька крыши скорость движения нижних потоков воздуха снижается по отношению к верхним, и снежинки оседают на крышу. В результате с одной стороны крыши снега лежит меньше нормы, с другой — больше. С какой именно стороны кровли снега будет лежать больше, угадать невозможно, поэтому при расчете всех без исключения строительных конструкций на снеговую нагрузку вес снега принимается с повышающим коэффициентом 1,4. Образно говоря, при определении сечений стропильных ног считается, что засыпало домик снегом по самую трубу. Для Московской области принимается к расчету на горизонтальной поверхности слой снега в 1,4 м, на наклонной — нужно умножить эту цифру на косинус угла наклона.

Способ защиты от снеговой нагрузки один — правильно выбранные размеры элементов стропильной системы при расчете.

Толстый слой снега, скапливающийся на крыше и превышающий средненормативную толщину, называется снеговым мешком. Снеговой мешок, изображенный на рис. 5, давит на свес кровли и пытается его обломить. Поэтому свес кровли не должен превышать заложенные в проектах размеры. Чаще всего свободный свес кровли принимают равным 10 см.

Рис. 5.Различная толщина снежного покрова с ветреной и подветренной сторон крыши

Снеговые мешки скапливаются в ендовах (местах, где пересекаются две взаимно перпендикулярные крыши) и в местах с близко расположенными слуховыми окнами (рис. 6).

Рис. 6.Образование снеговых мешков на крыше:

_{1 — мауэрла; 2 — подкосы; 3 — одиночная стропильная нога; 4 — спаренная стропильная нога; 5 — прогон; 6 — снеговой мешок}

Во всех местах, где высока вероятность возникновения снежного мешка, ставят спаренные стропильные ноги и выполняют сплошную обрешетку. Также кровлю здесь делают из оцинкованной стали вне зависимости от материала основного покрытия.

С учетом снеговых и ветровых воздействий на кровлю дымовые трубы и вентиляционные шахты располагают как можно ближе к коньку крыши с выводом оголовка трубы над ней, либо выше зоны застойного воздуха (рис. 7). В этом случае они попадут в устойчивый ветровой поток.

Рис. 7.Расположение головок дымовых труб и вентиляционных шахт на крыше