Как рассчитать снеговую нагрузку: пошаговое руководство

Для Москвы базовая норма по актуальной редакции правил составляет 145 кг снега на каждый квадратный метр плоской поверхности (согласно таблице К.1 Приложения К СП 20.13330.2016). Но как только мы переходим к реальному проектированию пологой кровли, эта цифра за счет коэффициентов надежности вырастает примерно до 203 кг/м². Ошибка в этих расчетах (например, если неверно определить район по карте СП или не выделить зону снегового мешка) обойдется дорого: стропила, балки и элементы навесов получатся слишком тонкими, и крыша может просесть или обрушиться под тяжестью снега.

Давайте разберем, как правильно рассчитать этот параметр по действующим правилам (СП 20.13330.2016), и посмотрим на конкретный пример для Москвы.

Что нужно знать перед началом расчетов?

Чтобы получить точные цифры, вам понадобятся четыре ключевых параметра. Без первых двух сдвинуться с места не получится, а остальные помогут скорректировать финальный результат:

• Снеговой район или конкретный город. Сначала смотрят таблицу К.1 (Приложение К) для крупных городов. Если города там нет, то район определяют по специальной карте в СП. Именно от этого зависит базовый вес снегового покрова на земле (обозначается как Sg).
• Форма и уклон крыши. Важно всё: односкатная она или двускатная, плоская, есть ли навесы, парапеты или перепады высот. Эти детали определяют, как снег распределится по поверхности.
• Тепловой режим. Этот параметр влияет на коэффициент ct. Если крыша обычная (холодная или со стандартным утеплением), коэффициент равен единице. Если кровля сильно греется и снег на ней постоянно тает, нагрузку можно снизить.
• Защищенность от ветра. Влияет на коэффициент ce. Если здание стоит в плотной городской застройке, ветер снег с крыши не сдует, поэтому здесь тоже обычно берут единицу — без скидки на ветер.

Формула, по которой всё считается

Нормативную снеговую нагрузку на покрытие (S₀) считают по разделу 10 СП 20.13330.2016:

S0=cectSg

Разберем каждый множитель:

• Sg — базовый вес снега на ровной поверхности земли. Он измеряется в килопаскалях (кПа). Для ориентира: 1 кПа — это примерно 100 кг/м² (100 кгс/м²).
• μ (мю) — коэффициент формы крыши. Он показывает, какая доля снега останется на покрытии. Его берут по схемам Приложения Б: уклон, число скатов, парапеты и перепады меняют картину.
• ce — коэффициент сноса снега ветром. В городской застройке он равен 1. Уменьшить его можно только по п. 10.7 и только если площадка действительно открытая. Само по себе утверждение «на крыше ветрено» основанием не служит.
• ct — термический коэффициент по п. 10.10. Для обычной кровли, где снег не тает всю зиму, он равен 1.

Так мы получаем нормативную нагрузку. В проект для расчета прочности конструкций ее в таком виде не ставят. По п. 10.12 ее увеличивают на коэффициент надежности по нагрузке:

S_расч=S01,4

Коэффициент 1,4 одинаковый для всей страны. От города зависят базовый вес снега и форма крыши, а не этот запас.

Базовые значения снеговой нагрузки по районам

Важное уточнение: Москва географически лежит в III районе (где норматив 150 кг/м²), но по уточненной таблице К.1 для нее жестко прописано индивидуальное значение: Sg=1,45кПа (145 кг/м²). Если ваш объект оказался на границе двух районов вне карты городов и точного уточнения нет, проектировщики берут больший район.

Как уклон меняет нагрузку

Для обычной односкатной или двускатной крыши без перепадов смотрят схему Б.1 приложения Б:

• Если уклон до 30° включительно, μ = 1. Снег на крыше принимают таким же, как на земле.
• Если уклон от 30° до 60°, коэффициент считают по формуле: μ = (60° - α) / 30°, где α — угол наклона ската. При 45° получается 0,5 — снега на крыше останется в два раза меньше.
• Если скат круче 60°, μ = 0 — снег на нём не задерживается. Но его нужно обязательно учесть там, куда он сходит: на карнизе, навесе или кровле ниже по скату.

Как только на кровле появляется перепад, парапет, ендова или фонарь, одной схемы Б.1 уже мало. В этих местах образуются «снеговые мешки», где μ нередко равен 2, 3 и даже 4, причем только на определенном участке крыши. Поставить везде единицу и усреднить нельзя: локальная перегрузка разрушит именно этот участок, и крыша просядет.

Плоская кровля, навес, ферма и балка

• На плоской крыше (уклон до 30°) μ = 1. Для Москвы расчетная нагрузка составит 2,03 кПа (203 кг/м²) по всей площади. Парапет или надстройка добавят свою зону снегового мешка, которую считают отдельно.
• Навес из профлиста устроен так же, как кровля. Сначала определяют нагрузку по уклону, затем собирают ее на прогоны и стойки. То, что навес продувается, само по себе не разрешает уменьшать коэффициент (ce). Для этого нужна жесткая проверка по условиям п. 10.7.
• Ферма и балка получают снег с «грузовой ширины». Если балки стоят с шагом 6 м и каждая собирает полосу шириной 6 м, в Москве при μ = 1 только снег дает: 2,03 кПа × 6 м = 12,18 кН на каждый метр балки. Вес самого покрытия (профлист, утеплитель, гидроизоляция) сюда еще не входит.
• Стропила считают от той же расчетной нагрузки на горизонтальную проекцию, а потом раскладывают усилия по оси ската.

Крышные установки и козырьки

Снеговая нагрузка действует на всё, где может лежать снег: кровлю, козырёк, верхнюю крышку короба, площадку обслуживания. Вертикальный щит рекламной установки в расчёт на снег не входит — его проверяют на ветровую нагрузку. Козырёк считают как небольшую кровлю: в Москве при уклоне до 30° на него приходится расчетные 2,03 кПа (203 кг/м²).

Разбираем пример: крышная установка в Москве

Возьмем крышную рекламную установку на пологой кровле в Москве. Базовая величина из таблицы К.1: Sg=1,45кПа. Короб высотой 2 м стоит на кровле с уклоном 5°. Крыша утеплена, здание в городской застройке, поэтому ce=1 и ct=1.

У установки две разные поверхности, и снег на них считают по-разному:

1. Верхняя крышка короба. Это горизонтальная площадка. Для плоских и горизонтальных поверхностей, где нет условий для сноса или дополнительного намыва снега, коэффициент принимается базовым: μ = 1.
• Нормативная: S₀ = 1 × 1 × 1 × 1,45 = 1,45 кПа
• Расчетная: S_расч=1,451,4=2,03кПа (около 203 кг/м²)
• Если крышка имеет размер 6 × 1,2 м, ее площадь — 7,2 м². Расчетный вес снега на ней: 7,2 м² × 2,03 кПа ≈ 14,6 кН (около 1,46 тонны). Эта нагрузка передается на каркас короба и уходит на опорные стойки.
2. Кровля вокруг установки (снеговой мешок). Сам короб — это препятствие для ветра. На свободном скате расчетная нагрузка остается 2,03 кПа, но с наветренной или подветренной стороны короба вырастет сугроб. Коэффициент μ берут по схемам Приложения Б под фактическую геометрию и высоту препятствия. В проекте цифру всегда рассчитывают по формулам нормативного документа, а не назначают «на глаз». Для примера примем расчетный μ = 2.
• Расчетная нагрузка в зоне мешка: S_расч=1,45кПа21,4=4,06кПа (около 406 кг/м²).
• Длину зоны мешка также определяют по схеме. Допустим, она составила 4 м. При ширине короба 6 м площадь зоны повышенного снегоотложения равна 6 × 4 = 24 м².
• Расчётный вес снега в этой зоне: 24 м² × 4,06 кПа ≈ 97,4 кН (около 10 тонн).
• Для сравнения: на свободной кровле без преград та же площадь несла бы всего около 4,9 тонн (24 м² × 2,03 кПа ≈ 48,7 кН ≈ 4,9 т). Разница в два раза — это чистая дополнительная нагрузка на балки и плиту перекрытия именно под вывеской.

Что в итоге проверяют инженеры: вертикальное полотно — на ветер; крышку короба — на 2,03 кПа снега + собственный вес; кровлю под установкой — на повышенную нагрузку в 4,06 кПа.

Что будет, если занизить нагрузку

• Прогоны и настил получат прогиб больше допустимого. К середине зимы из-за прогиба поменяется уклон к воронкам, вода перестанет уходить — начнутся застои и протечки.
• Сжатые элементы ферм и стойки навесов могут потерять устойчивость (выгнуться и сложиться), когда к их собственному весу добавится критическая масса снега.
• Первыми всегда разрушаются ендовы и линии вдоль парапетов — даже если на остальной площади кровли запас прочности еще остался.
• Запись в проекте о том, что «снег обязуются регулярно чистить вручную», расчет не заменяет. Пока очистка официально не согласована в жестком задании на проектирование, снижать базовый Sg запрещено.

Как посчитать по шагам

1. Определить Sg для вашего населенного пункта (по Приложению К или карте СП).
2. Выбрать схему геометрии крыши в Приложении Б и выписать коэффициенты μ по участкам.
3. Определить условия окружающей застройки для назначения ce и тепловой режим здания для ct.
4. Перемножить значения для получения нормативной нагрузки, а затем умножить на 1,4 для получения расчетной.

Часто задаваемые вопросы

Нужен ли расчёт для фасадной вывески?

Для вывесок малой площади и без горизонтальных площадок снеговая нагрузка часто не учитывается. Решение об исключении обосновывают в расчёте — особенно если вывеска выступает из фасада.

Нужно ли пересчитывать снеговую нагрузку при замене конструкции?

Да, если меняются габариты, крепления или появляются новые горизонтальные элементы. Старый расчёт на новую конструкцию не переносится.