Примеры подбора профнастила для кровли

Задача 1

Определить допустимые марки профнастила для двухскатной холодной кровли с уклоном α = 35°.
Длина проекции ската кровли на горизонтальную плоскость — 6,0 м.
Высота стены здания H = 5 м.
Глубина здания L = 10 м.
Место строительства — Московская обл.

Решение

1. Рассчитываем рабочую нагрузку g_p на профнастил. В данном случае она складывается из нагрузки от собственного веса кровли, снеговой и ветровой нагрузок.

   1.1. Нагрузка от собственного веса кровли:
   
   G = G_0Yf • cosα = 10 • 1,05 • 0,819 = 8,6 кг/м².

   1.2. Расчетная снеговая нагрузка.
   По карте снеговых нагрузок определяем снеговой район — III. Расчетная снеговая нагрузка S⁰ = 180 кг/м². Учтем наклон кровли в соответствии с формулой (2):
   
   S^α = S⁰ (60° - α)/(60° - 25°) = 180(60 - 35)/(60 - 25) = 128,6 кг/м².

   1.3. Расчетная ветровая нагрузка.
   По карте ветровых нагрузок определяем ветровой район — I.
   Расчетная ветровая нагрузка W= 32 кг/ м².

   Определяем по табл. 5 значения коэффициента аэродинамического сопротивления c_e. Для заданных условий задачи значение Н/L будет равно 0,5. Тогда для наветренной стороны кровли коэффициент c_e1 примерно равен 0,3. Для подветренной стороны c_e2 = - 0,4.

   Ветровая нагрузка, действующая на профилированный настил кровли с наветренной стороны:

   W_p1 = W_pc_e1 = 32 • 0,3 = 9,6 кг/м²

   Ветровая нагрузка, действующая на профилированный настил кровли c подветренной стороны:

   W_p2 = W_pc_e2 = 32 (-0,4) = -12,8 кг/м².

   1.4. Суммарная рабочая нагрузка:

   1. действующая на профилированный настил кровли с наветренной стороны

      g_p1 = G + S^α + W_pl = 8,6 + 128,6 + 9,6 = 146,8 кг/м²;

   2. действующая на профилированный настил кровли с подветренной стороны

      g_p2 = G + S^α + W_p2 = 8,6 + 128,6 - 12,8 = 124,4 кг/м².

2. Назначаем схему раскладки профлиста по скату кровли — пятиопорная (четыре пролета), величина пролета в проекции на горизонтальную плоскость согласно проекту строительной конструкции — 1,5 м (рис. 4).

   

   Рис 4. Схема раскладки профнастила

3. По табл. 1 (Номенклатура профилированных настилов и справочные значения нагрузок) определяем допустимые марки профнастила, для которых предельная нагрузка (несущая способность) g_H при выбранной схеме раскладки и заданной в табл. 1 таблице 1 величине пролета (шаге опор) превышает суммарную рабочую нагрузку g_p1,g_p2.

   Допустимыми марками профнастила являются:

   1. С18-1150-0,6 (предельная нагрузка g_H = 187 кг/м²);
   2. С17-1090-0,55 (предельная нагрузка g_H = 187 кг/м²);
   3. С20-1100-0,55 (предельная нагрузка g_H = 187 кг/м²) и др.

   Пересчета несущей способности профнастила на другую величину пролета (шаг опор) не требуется, так как принятый в п.2 пролет равен табличному.

Задача 2

Определить допустимые марки профнастила для утепленной кровли с уклоном S° с гидроизолирующим слоем из рулонных материалов.
Высота стены здания Н = 5 м.
Глубина здания L = 10 м.
Длина ската — 12 м.
Место строительства — Московская обл.

Решение

1. Рассчитываем рабочую нагрузку на профнастил.

   1.1. Собственный вес кровли складывается из составляющих, приведенных в таблице:

   Вид нагрузки	Объемный вес слоя Q, кг/м³	Формула подсчета веса слоя кг/м²	Нормативная нагрузка от слоя, кг/м²	Коэффициент надежности по нагрузке Yf *	Расчетная нагрузка от слоя G кг/м²
   Вес прижимающего гравийного слоя толщиной t = 2 см	1800	Qt	36,0	1,3	46,8
   Вес теплоизоляции толщиной t = 15 см	150	Qt	22,5	1,3	29,3
   Вес гидроизоляции	—		5,0	1,2	6,0
   Вес пароизоляции	—		2,5	1,2	3,0
   Вес профлиста	—		20	1,05	21,0
   Вес технологической нагрузки (светильники, вентиляция и т.п.)	—		10	1,2	12,0
   Итого, постоянная нагрузка			96,0		118,1

   * Значение коэффициента Y_f принимается по табл. 2.

   1.2 Расчетная снеговая нагрузка.
   По карте снеговых нагрузок определяем снеговой район - III.
   Расчетная снеговая нагрузка S⁰ = 180 кг/м². Наклон кровли ввиду его незначительности при расчете снеговой нагрузки не учитывается.

   1.3. Расчетная ветровая нагрузка.
   По карте ветровых нагрузок определяем ветровой район — I. Расчетная ветровая нагрузка Wp= 32 кг/ м².
   Определяем по табл.5 значение коэффициента аэродинамического сопротивления c_e. Для заданных условий задачи значение H/L будет равно 0,5. Тогда для наветренной стороны кровли коэффициент c_e1 примерно равен -0,6. Для подветренной стороны с_e2 = -0,4.
   

   Ветровая нагрузка, действующая на профилированный настил кровли c наветренной стороны:

   W_p1 = W_pc_el = 32(-0,6) = -19,2 кг/м².

   Ветровая нагрузка, действующая на профилированный настил кровли c подветренной стороны:

   W_p2 = W_pc_e2 = 32(-0,4) = -12,8 кг/м².

   1.4. Суммарная рабочая нагрузка:
   

   1. действующая на профилированный настил кровли с наветренной стороны

      g_P1 = G + S^α + W_p1 = 118,1 + 180,0 - 19,2 = 278,9 кг/м²;

   2. действующая на профилированный настил кровли с подветренной стороны

      g_p2 = G + S^α + W_p2 = 118,1 + 180,0 - 12,8 = 285,3 кг/м².

2. Принимаем пролет равным 3 м. При длине ската 12 м количество пролетов будет равно четырем.

3. По табл. 1 табл. (Номенклатура профилированных настилов и справочные значения нагрузок) В определяем допустимые марки профнастила, для которых предельная нагрузка (несущая способность) g_H при выбранной схеме раскладки и заданной в табл. 1 таблице 1 величине пролета (шаге опор) превышает суммарную рабочую нагрузку g_p1 и g_p2.

   Допустимыми марками профнастила являются:

   • Н57-750-0,7 (предельная нагрузка g_H = 295 кг/м²);
   • Н57-750-0,8 (предельная нагрузка g_H = 409 кг/м²);
   • Н60-845-0,8 (предельная нагрузка g_H = 360 кг/м²) и др.

   Пересчета несущей способности профнастила на другую величину пролета (шаг опор) не требуется, так как принятый в п. 2 пролет равен табличному.