Краевая зона плоской кровли: расчёт ширины и схемы расстановки прижимных планок по СП 17.13330

1. Определение краевой зоны по СП 17.13330.2017

СП 17.13330.2017 «Кровли» (п. 5.1.5–5.1.9) вводит понятие зонирования плоской кровли по величине ветровой нагрузки. Ветровой поток, обтекая здание, создаёт зоны повышенного отрицательного давления (отсоса) у краёв и углов кровли. Для обеспечения надёжности механического крепления кровельного ковра вся поверхность кровли делится на три зоны:

• Угловая зона (зона А) — углы здания, где ветровой отсос максимален (аэродинамический коэффициент Cp достигает −2,5);
• Краевая зона (зона B) — полоса вдоль периметра кровли, исключая углы, с повышенным отсосом (Cp до −1,4);
• Рядовая зона (зона C) — центральная часть кровли с минимальным ветровым воздействием (Cp до −0,7).

Ширина краевой зоны a определяется геометрическими параметрами здания и не зависит от ветрового района строительства. Это обусловлено тем, что зона отрыва потока определяется исключительно формой и размерами препятствия (здания), а не скоростью ветра.

2. Формула расчёта ширины краевой зоны

Физический смысл формулы: ширина краевой зоны не может превышать 10% высоты здания и 10% характерного размера e. Ограничение e/10 предотвращает неоправданное увеличение краевой зоны для протяжённых низких зданий, а ограничение h/10 — для высоких компактных зданий.

Дополнительные условия:

• Ширина краевой зоны a не может быть менее 1,5 м для зданий любой высоты;
• Для зданий высотой менее 15 м допускается принимать a = 1,5 м без расчёта;
• Угловая зона имеет размеры a × a (квадрат со стороной a) в каждом углу кровли.

3. Пример расчёта для здания 60×30 м, высота 20 м

Исходные данные:

• Размеры в плане: длина L = 60 м, ширина b = 30 м (b — меньший размер);
• Высота здания: h = 20 м;
• Парапет по периметру: высота 0,6 м (включена в h).

Расчёт:

1. Определяем характерный размер: e = min(b; 2h) = min(30; 40) = 30 м;
2. Вычисляем h/10 = 20/10 = 2,0 м;
3. Вычисляем e/10 = 30/10 = 3,0 м;
4. Ширина краевой зоны: a = min(2,0; 3,0) = 2,0 м;
5. Проверяем ограничение: a = 2,0 м ≥ 1,5 м — условие выполняется.

Результат: ширина краевой зоны по всему периметру здания составляет 2,0 м. Угловые зоны имеют размер 2,0×2,0 м в каждом из четырёх углов. Площадь краевой зоны: (60+30)×2×2,0 − 4×2,0×2,0 = 360 − 16 = 344 м². Площадь рядовой зоны: 60×30 − 344 = 1456 м².

4. Схемы расстановки прижимных планок в краевой зоне

4.1. Схема 1: сплошная линия по периметру

Базовая схема для краевой зоны. Прижимные планки устанавливаются непрерывной линией вдоль всего периметра кровли на расстоянии 100–150 мм от края (от внутренней грани парапета или капельника). Расстояние от края кровли до первой линии крепления не должно превышать 300 мм. Шаг крепежа в планке — 150–200 мм.

Схема 1. Сплошная линия по периметру (план)

┌─────────────────────────────────────────────┐
│ ═══════════════════════════════════════════ │ ← краевая рейка, шаг 150 мм
│ │ РЯДОВАЯ ЗОНА (зона C) │ │
│ │ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ │ │ ← рядовой крепёж, шаг 300-400 мм
│ │ │ │
│ │ │ │
│ ═══════════════════════════════════════════ │ ← краевая рейка, шаг 150 мм
└─────────────────────────────────────────────┘
|←────── a = 2,0 м ──────→|

4.2. Схема 2: двойная линия в краевой зоне

Применяется для зданий высотой более 30 м или в ветровых районах III и выше. В краевой зоне устанавливаются две параллельные линии прижимных планок: первая на расстоянии 100–150 мм от края, вторая — на расстоянии 0,5a от края (для нашего примера — 1,0 м). Шаг крепежа в обеих линиях — 150–200 мм.

4.3. Схема 3: усиление угловых зон

В угловых зонах размером a×a шаг крепежа сокращается до 100–150 мм. Дополнительно устанавливается диагональная прижимная планка под углом 45° к краям кровли, перекрывающая угловой сектор. Количество крепежа в угловой зоне увеличивается на 30–50% относительно краевой зоны.

5. Шаг крепежа: краевая зона vs рядовая зона

6. Расчёт количества крепежа для примера

Для здания 60×30 м, h=20 м, a=2,0 м:

Периметр кровли: P = (60+30)×2 = 180 м.

Краевая зона (одна линия по периметру, шаг 150 мм):

Угловые зоны (дополнительное усиление, 4 угла, диагональ √2×a ≈ 2,83 м, шаг 100 мм):

Рядовая зона (площадь 1456 м², 2,5 крепежа/м²):

Общее количество крепежа: 1200 + 116 + 3640 = 4956 шт.

Средний расход крепежа: 4956 / 1800 ≈ 2,75 шт./м², что соответствует типовым значениям для механического крепления ПВХ-мембран (2–4 шт./м²).

7. Особенности расстановки прижимных планок на кровлях сложной формы

Для кровель с внутренними углами, перепадами высот, зенитными фонарями и выступающими конструкциями зонирование выполняется для каждого участка отдельно. Внутренние углы (парапеты входящих углов здания) также требуют усиленного крепления, поскольку в этих зонах формируются вихревые структуры с повышенным отрицательным давлением. Ширина краевой зоны вокруг выступающих над кровлей конструкций (вентшахты, выходы на кровлю) принимается равной 1,0 м, если иное не обосновано расчётом.