Jak vypočítat zatížení větrem a sněhem na střeše, podle oblasti bydliště

Střecha zajišťuje neustálou ochranu budovy před všemi klimatickými a klimatickými projevy, s výjimkou kontaktu všech materiálů s atmosférickou nebo dešťovou vodou a hraniční vrstvou, která odděluje působení mrazícího vzduchu na podkroví.

Jedná se o hlavní a nejdůležitější funkce střechy při prezentaci nepřipravené osoby, jsou zcela pravdivé, ale neodrážejí úplný seznam funkčních zatížení a testovaných namáhání.

Současně je skutečnost mnohem drsnější než na první pohled a účinek na střechu není omezen na určité opotřebení materiálu.

Přenáší se téměř na všechny podpěrné prvky budovy - především na stěny budovy, na které se přímo spoléhá střecha a nakonec na základ.

Není možné zanedbat všechny vytvořené náklady, což povede k brzké (někdy náhlé) zničení budovy.

Typy zatížení střechy

Hlavní a nejnebezpečnější účinky na střechu a celá struktura jako celek jsou:

  • Sněhové zatížení.
  • Větrné zatížení.

Současně sněhem působí v určitých zimních měsících, v teplé sezóně se neúčastní, zatímco vítr vytváří dopad po celý rok. Větrné zatížení, které mají sezónní výkyvy síly a směru, jsou v měnícím se stupni stále přítomné a nebezpečné s občasnými těžkými bouřemi.

Navíc intenzita těchto zatížení má jiný charakter:

  • Sníh vytváří stálý statický tlak, který lze nastavit čištěním střechy a odstraněním klastrů. Směr současné síly je konstantní a nikdy se nemění.
  • Vítr neustále působí, trhá, náhle zesiluje nebo ztuhne. Směr může být změněn, což způsobuje, že všechny střešní konstrukce mají pevnou bezpečnostní rezervu.

Náhlý sestup ze střechy velkého množství sněhu může způsobit poškození majetku nebo lidí, kteří se ocitnou na podzim. Dále se vyskytují krátkodobé, ale extrémně destruktivní atmosférické jevy - hurikánové větry, silné sněhové srážky, obzvláště nebezpečné za přítomnosti vlhkého sněhu, což je o něco větší než obvykle. Je téměř nemožné předvídat datum takových událostí a jako ochranné opatření můžete pouze zvýšit sílu a spolehlivost systému střechy a vazníků.

Sběr nákladu na střeše

Závislost zatížení na úhlu střechy

Úhel sklonu střechy určuje plochu a sílu styku střechy s větrem a sněhem. Současně sněhová hmota má vertikálně řízený vektor síly a tlak větru, bez ohledu na směr, je vodorovný.

Proto při snižování úhlu sklonu je možné snížit tlak sněhových hmot a někdy zcela eliminovat výskyt sněhových klastrů, ale současně se zvyšuje "větrnost" střechy a stoupá napětí větru.

Je zřejmé, že pro snížení zatížení větrem by byla plochá střecha ideální, zatímco by nedovolila, aby sněhové hmoty klouzaly a přispěly ke vzniku velkých sněhových driftů, které by mohly rozmrazit celou konstrukci. Cesta ze situace je volbou takového úhlu náklonu, při kterém jsou požadavky na sněhové i větrné zatížení maximálně uspokojeny a mají různé hodnoty v různých oblastech.

Závislost zatížení na úhlu střechy

Hmotnost sněhu na metr čtvereční v závislosti na regionu

Dešťové srážky jsou indikátory přímo závislé na geografickém regionu. Více jižních oblastí sněhu téměř nevidí, další severní mají stálé sezónní množství sněhových mas.

Současně mají vysoké nadmořské výšky, bez ohledu na zeměpisnou zeměpisnou šířku, vysoké sněžení, které v kombinaci s častými a silnými větry vytvářejí spoustu problémů.

Normy a pravidla pro stavbu (SNiP), jejichž dodržování je povinné pro provedení, obsahují zvláštní tabulky s normativními ukazateli množství sněhu na plošnou jednotku v různých regionech.

Tyto údaje jsou základem pro výpočty zatížení sněhem, protože jsou poměrně spolehlivé a nejsou uvedeny ani v průměru, nýbrž v mezních hodnotách, což poskytuje dostatečnou bezpečnostní rezervu při konstrukci střechy.

Přesto je nutné vzít v úvahu strukturu střechy, jejího materiálu, jakož i přítomnost dalších prvků, které způsobují nahromadění sněhu, protože mohou značně převyšovat standardní ukazatele.

Hmotnost sněhu na metr čtvereční střechy, v závislosti na oblasti na obrázku níže.

Oblast zatížení sněhem

Výpočet zatížení sněhem na ploché střeše

Výpočet nosných konstrukcí se provádí podle metody omezujících stavů, tj. Když zkoumané síly způsobí nevratnou deformaci nebo zničení. Proto by pevnost ploché střechy měla překročit množství sněhu v této oblasti.

U střešních prvků existují dva typy mezních stavů:

  • Návrh se zhroutí.
  • Návrh je deformován, selže bez úplného zničení.

Výpočty se provádějí v obou státech s cílem získat spolehlivý design, který zaručí odolnost nákladu bez následků, ale bez zbytečných nákladů na stavební materiály a práci. U plochých střech bude maximální sněhové zatížení, tj. korekční faktor sklonu je 1.

Podle tabulky SNiP tedy celková hmotnost sněhu na ploché střeše bude hodnota normy vynásobená plochou střechy. Hodnoty mohou dosáhnout desítky tun, takže budovy s plochými střechami v naší zemi nejsou prakticky postaveny, zejména v oblastech s vysokými dešťovými zrážkami v zimě.

Zatížení na rovnou střechu

Výpočet zatížení sněhu na střeše online

Příklad výpočtu zatížení sněhem pomůže jasně prokázat postup, stejně jako ukázat možné množství sněhového tlaku na konstrukci domu.

Sněhové zatížení na střeše se vypočte podle následujícího vzorce:

kde S je sněhový tlak na metr čtvereční střechy.

Sg je normativní hodnota zatížení sněhem pro tuto oblast.

μ je korekční faktor, který bere v úvahu změny zatížení v různých úhlech sklonu střechy. Od 0 ° do 25 ° se předpokládá, že hodnota μ je 1, od 25 ° do 60 ° - 0,7. Při úhlu sklonu střechy nad 60 ° se sněhové zatížení nezohledňuje, ačkoli ve skutečnosti dochází k hromadění sněhu a na strmějších površích.

Vypočítáme zatížení střechy o ploše 50 metrů čtverečních, úhel sklonu je 28 ° (μ = 0,7), regionem je Moskevská oblast.

Pak je regulační zatížení (podle SNiP) 180 kg / sq.

Vynásobíme 180 za 0,7 - získáme skutečné zatížení 126 kg / m2.

Celkový tlak sněhu na střeše bude: 126 násobeno plochou střechy - 50 m2. Výsledkem je 6300 kg. Toto je odhadovaná hmotnost sněhu na střeše.

Sněhový efekt na střeše

Zatížení větrem na střeše

Zatížení větrem se vypočítá stejným způsobem. Standardní hodnota zatížení větrem působící v této oblasti je považována za základ, který je vynásoben korekčním faktorem pro výšku budovy:

W - zatížení větrem na metr čtvereční.

Wo - standardní hodnota podle oblasti.

k - korekční faktor s přihlédnutím k výšce nad zemí.

Existují tři skupiny hodnot:

  • Pro otevřené pozemní oblasti.
  • Pro lesy nebo městský rozvoj s výškou překážek od 10 m.
  • Pro městské osady nebo oblasti s obtížným terénem s výškou překážky 25 m.

Všechny standardní hodnoty a korekční faktory jsou obsaženy v tabulkách SNiP a měly by být vzaty v úvahu při výpočtu zatížení.

Závěrem je třeba zdůraznit velkou velikost a nerovnoměrnost zatížení způsobených sněhem a větrem. Hodnoty srovnatelné s vlastní hmotností střechy nelze ignorovat, takové hodnoty jsou příliš závažné. Neschopnost regulovat nebo vyloučit jejich přítomnost nutí člověka reagovat zvýšením síly a správným výběrem úhlu sklonu.

Všechny výpočty by měly vycházet ze SNiP, pro výpočet nebo kontrolu výsledků se doporučuje používat online kalkulačky, které jsou v síti mnoho. Nejlepším způsobem by bylo použít několik kalkulaček s následným porovnáním získaných hodnot. Správný výpočet je základem dlouhodobé a spolehlivé služby střechy a celé stavby.

Užitečné video

Více informací o zatíženích z tohoto videa získáte na následujících stránkách:

Zatížení vnímané strukturami vazníků

V závislosti na délce zatížení je třeba rozlišovat dvě skupiny zatížení: trvalé a dočasné (dlouhodobé, krátkodobé, zvláštní).

  • Konstantní zatížení musí být přičítáno hmotnosti samotné konstrukce: střešní krytina, hmotnost nosné konstrukce, hmotnost izolační vrstvy a hmotnost stropních dokončovacích materiálů;
  • Krátkodobé náklady zahrnují: hmotnost osob, opravy v oblasti údržby a opravy střechy, sněhové zatížení s plnou vypočtenou hodnotou, zatížení větrem;
  • Mezi speciální zatížení patří například seismické účinky.

Výpočet vazníků na mezních stavách první a druhé skupiny zatížení by měl být proveden s přihlédnutím k jejich nepříznivé kombinaci.

Zatížení sněhem

Celková vypočtená hodnota zatížení sněhem je určena podle vzorce:
S = Sg * m
kde
Sg je vypočítaná váha sněhové pokrývky na 1m2 vodorovného střešního povrchu odebraného ze stolu v závislosti na sněhové oblasti Ruské federace
m je přechodový koeficient od hmotnosti sněhové pokrývky země ke sněhovému zatížení povlaku. Závisí na úhlu sklonu střechy,

  • při úhlu sklonu svahu střechy menší než 25 stupňů se předpokládá, že mu je 1
  • se sklonem sklonu střechy od 25 do 60 stupňů se předpokládá hodnota mu 0,7
  • u úhlů sklonu sklonu střechy o více než 60 stupňů, hodnota mu nezohledňuje celkové zatížení sněhem,

Tabulka určení oblasti zatížení sněhem

Mapa zón sněhové pokrývky území Ruské federace

Větrné zatížení

Vypočítaná hodnota průměrné složky zatížení větrem ve výšce z nad zemí je stanovena vzorcem: W = Wo * k,
kde Wo je normativní hodnota zatížení větrem, převzatá z tabulky větrné oblasti Ruské federace,
Koeficient k, který bere v úvahu změnu výškového tlaku větru, je určen tabulkou v závislosti na typu terénu.

Koeficient k, který bere v úvahu změnu tlaku větru ve výšce z, je určen tabulkou. 6 v závislosti na typu terénu. Jsou akceptovány následující typy terénu:

  • A - otevřené pobřeží moří, jezer a nádrží, pouště, stepi, lesní step, tundra;
  • B - městské oblasti, lesní plochy a další oblasti rovnoměrně pokryté překážkami s výškou větší než 10 m;
  • C - městské oblasti s budovami o výšce více než 25 m.

Struktura je považována za lokalizovanou v lokalitě tohoto typu, pokud je tento terén uchováván na větrné straně konstrukce ve vzdálenosti 30 hodin - ve výšce konstrukce h až 60 m a 2 km - s vyšší výškou.

Jak vypočítat zatížení sněhu a větru na střeše

Při navrhování střechy je třeba zvážit zatížení působící na ni - sníh a vítr. Chcete-li zjistit výkonnost těchto hodnot, můžete kontaktovat speciální stavební společnost, kde vám pomohou inženýři při výpočtech. Ale pokud chcete dělat všechno sami a nemáte žádné pochybnosti o svých schopnostech, najdete zde potřebné vzorce s podrobným popisem množství, která bude při výpočtu potřebná. Takže na začátek uvidíme, jaké jsou tyto náklady a proč je třeba je vzít v úvahu.

Ruské klima je velmi rozmanité. Je důležité si uvědomit, že změny teploty, tlaku větru, srážek a dalších fyzikálních a mechanických faktorů ovlivní střechu domu ve výstavbě. Navíc míra jejich vlivu bude přímo záviset na oblasti výstavby. To vše přinese tlak nejen na střešní oplocení - střechu, ale také na nosné konstrukce, jako jsou krokve a latě. Je třeba pochopit, že dům je jediná stavba. Podle řetězové reakce je zatížení ze střechy přeneseno na stěny a od nich k základům. Proto je důležité vypočítat vše do nejmenších detailů.

Zatížení sněhem

Sněhová střecha vytvořená v zimě na střeše domu působí na ni určitým tlakem. Severní oblast, tím více sněhu. Zdá se, že hrozba poškození je vyšší, ale stojí za to být opatrnější při navrhování domu v oblasti, kde dochází k pravidelné změně teploty, což může způsobit tání sněhu a jeho následné zmrazení. Průměrná hmotnost sněhu je 100 kg / m3, ale ve vlhkém stavu může dosáhnout 300 kg / m3. V takových případech může sněhová hmota způsobit deformaci vaznicového systému, hydro- a tepelnou izolaci, což povede k úniku střechy. Takové povětrnostní podmínky také ovlivní rychlý a nerovnoměrný sněhový pokryv ze střechy, který může být pro člověka nebezpečný.

Čím větší je sklon střechy, tím méně zbytků sněhu na něm zanikne. Pokud však vaše střecha má složitý tvar, pak na křižovatce střechy, kde se vytvářejí vnitřní rohy, se může hromadit sníh, což přispěje k vytvoření nerovnoměrného zatížení. Je lepší instalovat snímače sněhu v oblastech, kde jsou srážky dostatečně velké, aby sněh, který se shromáždil u okraje okapu, nepoškodil odvodňovací systém. Sníh lze vyčistit nezávisle, ale tento proces nelze nazvat zcela bezpečný.

Aby bylo zajištěno bezpečné snižování sněhu a aby se zabránilo tvorbě rampouchů, používá se kabelový topný systém. Může být řízen automaticky nebo ručně. Záleží na vaší touze a volbě. Ohřívací prvky takového systému jsou umístěny kolem okraje střechy před žlabem.

Pro Rusko bude hodnota zatížení sněhem záviset na oblasti výstavby. Zvláštní mapa vám pomůže zjistit váhu sněhové pokrývky ve vaší oblasti.

Technologie výpočtu zatížení sněhem: S = Sg * m, kde Sg je vypočítaná hodnota hmotnosti sněhové pokrývky na 1m2 vodorovného povrchu země, odebraného ze stolu, a m je přechodový koeficient od hmotnosti sněhové pokrývky země k sněhovému zatížení na víku.

Odhadovaná hodnota hmotnosti sněhové pokrývky Sg se odebírá v závislosti na sněhové oblasti Ruské federace.

Sněhové a větrné zatížení

Při navrhování a stavbě hangárů je třeba vzít v úvahu sněhové zatížení, které musí nosná konstrukce odolat. To je nezbytné, aby během provozu hangáru nebyla střecha budovy zhroucena kvůli nadměrnému tlaku sněhové pokrývky. V různých oblastech Ruska se může sněhová pokrývka na metr čtvereční výrazně lišit. Při výpočtu můžete použít mapy zatížení sněhem, na kterých lze snadno určit počet oblastí a správně vypočítat zatížení.

Celé území Ruské federace je rozděleno do 8 okresů s odlišným ukazatelem zatížení sněhem. V prvním případě bude hmotnost krytu minimální, respektive největší zátěž padne na plochy s indexy 8. Zde hmotnost sněhu (mokrá a lepkavá) může dosáhnout 560 kg / m2.

Výpočet zatížení sněhu a větru na střeše

K návrhu domu bych doporučil zapojit profesionálního konstruktéra. Ale pokud máte malý dům jednoduchého tvaru a existuje potřeba nebo potřeba nezávisle vypočítat střechu, nebo předpokládáme zatížení na základ a na spodní straně základny, pak

V tomto článku dám algoritmus pro určení zatížení ze střechy, když vypočítám váhu domu a zatížení na základně základny. Kromě stálého zatížení - váhy samotné střechy, které závisí na systému vazníků, na střeše, zda je izolace nebo máte nevytápěnou podkroví a na ní jsou dočasné náklady - ze sněhu a větru.

A správně navržená střecha musí samozřejmě odolávat těmto nákladům bez deformace a integrity. Segovye zatížení je jedním z nejvýznamnějších, v zimě je na střeše spousta sněhu a čím menší je svah, tím větší je tato vrstva sněhu. V oblasti údolí se hromadí spousta sněhu, zvyšuje zatížení určité části střechy.

Vzhledem k tomu, že sněhové a větrné zatížení se liší v závislosti na oblasti výstavby, níže, vedle jednoduchých vzorců uvedu hlavní tabulky ve výpočtech pro Rusko:

Zatížení sněhem

Celková vypočtená hodnota zatížení sněhem je určena podle vzorce:
S = Sg * m, kde
Sg je vypočtená hmotnost sněhové pokrývky na 1m2 vodorovného povrchu země, odebraného ze stolu,
m je přechodový koeficient od hmotnosti sněhové pokrývky země ke sněhovému zatížení na krytu.
Odhadovaná hodnota hmotnosti sněhové pokrývky Sg se odebírá v závislosti na sněhové oblasti Ruské federace.

Tabulka pro určení oblasti zatížení sněhem:

Výpočet zatížení sněhem a větrem.


Jak název naznačuje zatížení, je to vnější tlak, který bude vyvíjen na hangáru pomocí sněhu a větru. Výpočty jsou prováděny tak, aby kladly budoucí stavební materiály s vlastnostmi, které vydrží všechny zatížení agregátu.
Výpočet zatížení sněhem se provádí podle SNiP 2.01.07-85 * nebo podle SP 20.13330.2016. V současné době je SNiP povinné a společný podnik má povahu poradního charakteru, obecně však obě dokumenty obsahují totéž.

Zatížení sněhem.

Všimněte si konceptů "Regulační zatížení" a "Návrhové zatížení".

Výpočet zatížení sněhem na střeše: jak nedělat chyby při návrhu a provozu střechy

Pokud jste někdy zasněžili sníh, víte, jak těžké to může být. A co říci o střeše, na které je pro první měsíc zimy sestaven takový klobouk, který dokáže prolomit i poměrně pevnou konstrukci! A téma řádného uspořádání střechy pro obyvatele severních regionů Ruska, kde se již v září nachází sněhové dráhy, je zvláště důležité. Proto při stavbě domu všichni kladou otázku: bude střecha odolávat celé hmotnosti sněhu, vyloží ji každé dva týdny nebo ne.

Pro tento účel byla taková koncepce vyvinuta jako normativní zatížení sněhem a jeho kombinace s větrem. Je opravdu spousta jemných odstínů a nuancí, a pokud chcete pochopit - rádi vám pomůžeme!

Obsah

Princip střechy: mezní stavy

Výpočet zatížení sněhu na střeše se tedy provádí s přihlédnutím ke dvěma omezujícím podmínkám střechy - ke zničení a deformaci. Jednoduše řečeno, právě to je schopnost celé struktury odolat vnějším vlivům - dokud nedosáhne místního poškození nebo nepřijatelné deformace. Tedy dokud nebude střecha poškozena nebo poškozena, takže bude potřeba opravit.

Mezní kapacita střešního ložiska

Jak jsme již řekli, existují pouze dva omezující stavy. V prvním případě hovoříme o okamžiku, kdy stavba vazníků vyčerpala jeho nosnost, včetně její síly, stability a vytrvalosti. Při překročení této hranice se střecha začne sbírat.

Tento limit je označen jako: σ ≤ r nebo τ ≤ r. Díky tomuto vzorci se profesionální pokrývači spoléhají na to, kolik zatížení konstrukce bude maximálně přípustné, a co bude překračovat. Jinými slovy, toto je návrhové zatížení.

Pro tento výpočet potřebujete údaje, jako je hmotnost sněhu, úhel sklonu, zatížení větrem a čistá hmotnost střechy. Záleží také na tom, jaký byl použit systém vazníků, lakování a dokonce tepelná izolace.

Normativní zatížení se však vypočítává na základě údajů jako je výška budovy a úhel sklonu svahů. A vaším úkolem je vypočítat vypočtené zatížení a regulační a přeložit je do lineárního. Existuje speciální dokument - SP 20. 13330. 2011 v odstavcích 4.2.10.12; 11.1.12.

Mez střechy při vychýlení nosníku

Druhý omezující stav indikuje nadměrné deformace, statické nebo dynamické zatížení střechy. V tomto okamžiku se ve struktuře objevují nepřijatelné žlaby, a to tak, že jsou odhaleny eseje. Výsledkem je, že vazníkový systém se zdá být neporušený, ne zničený, ale stále potřebuje opravu, bez kterého nebude moci dále fungovat.

Tento limit zatížení se vypočte podle vzorce f ≤ f. To znamená, že krokvec zemřel při zatížení by neměl překročit určitý mezní stav. A pro stropní nosník existuje vlastní vzorec - 1/200, což znamená, že odchylka by neměla být větší než 1 z 200 od naměřené délky paprsku.

Správně vypočítat sněhové zatížení najednou pro obě omezující stavy. Tedy Váš úkol při výpočtu množství sněhu a jeho působení na střechu má zabránit deformaci více, než je možné.

Zde je cenná lekce videa pro pacienta na toto téma:

Regulační sněhové zatížení ve vaší oblasti

Když hovoří o výpočtu sněhového zatížení na střeše, mluví o tom, kolik kilogramu sněhu může spadnout na každý čtvereční metr střechy, zatímco může skutečně držet tuto váhu, dokud se struktura nezačne deformovat. Jednoduše řečeno, jaký druh sněhové čepice lze nechat ležet na střeše každou zimu, aniž by se strach z přetržení střechy nebo otřesu celého střešního systému.

Tento výpočet se provádí ve fázi návrhu domu. K tomu je třeba nejprve zkontrolovat všechna data na speciálních tabulkách a mapách SP 20.3330.2011 "Zatížení a dopady". Na základě toho zjistěte, zda bude váš plánovaný design spolehlivý.

Například, pokud podle výpočtů musí klidně odolat vrstvě sněhu 200 kilogramů na metr čtvereční, pak bude nutné pečlivě sledovat, že sněhová krytka na střeše není vyšší než jedna výška. Ale pokud sníh na střeše už přesahuje 20-30 cm a víte, že brzy pršet, pak je lepší jej odstranit.

Abyste zjistili regulační zatížení sněhu v oblasti, kde stavíte dům, podívejte se na tuto mapu:

Navíc stejný poměr se nepoužívá pro budovy, které jsou dobře chráněny před větrem jinými budovami nebo vysokými lesy. Výpočtová rovnice pro vás bude vypadat takto:

  • pro první mezní stav, kde je výpočet pevnosti, použijte vzorec qp. CH = q × μ,
  • pro druhý mezní stav, kde je vypočítána možná odchylka střechy, použijte následující vzorec qn. H = 0,7 q × μ.

V tomto případě, jak jste si již všimli, pro druhou skupinu mezních stavů by měla být zohledněna váha sněhu koeficientem 0,7, tj. samotný vzorec bude vypadat takto: 0.7q.

Specifická hmotnost: takový lehký a silný sníh

A teď pro praxi. Pokud žijete v Rusku a ne na jižním kontinentu bez zimy, pak víte, jak se sněh skutečně děje: neuvěřitelně lehký a neuvěřitelně těžký. Například stejná načechraná sněhová koule v mrazivém a suchém počasí při teplotě -10 ° C bude mít hustotu asi 10 kg na kubický metr. Ale sníh na konci podzimu a na začátku zimy, který po dlouhou dobu ležel na vodorovných a nakloněných plochách a "praskl", má již mnohem více hmoty - od 60 kilogramů na metr krychlový. Mimochodem, není těžké zjistit hustotu sněhu - stačí snížit vzorek sněhu v jednom kubickém metru s velkou lopatkou v zimě a zvážit.

Pokud mluvíme o volném sněhu, který je teoreticky lehký a nezpůsobuje problémy, pak vězte, že zde existuje nějaké nebezpečí. Volný sníh, stejně jako žádný jiný, rychle pohlcuje veškeré srážky v podobě deště a již se zatahuje. A jeho přítomnost na střeše, kde není kompetentně organizovaný odtok, je plná velkých problémů.

Dále na jaře během delšího rozmrazování se podíl sněhu také výrazně zvyšuje. Suchý kompaktní sníh má průměrnou hustotu v rozmezí od 200 do 400 kg na metr krychlových. Nenechte si ujít tak důležitý okamžik, když sněhem zůstalo dlouho na střeše a nebylo žádné nové sněžení, a vy jste ho nečistili. Pak, bez ohledu na hustotu, bude mít stejnou hmotnost, ačkoli vizuálně samotná "čepička" se stala polovinou menší. Ve zvlášť vlhkém podnebí na jaře dosahuje specifická hmotnost sněhu 700 kg na kubický metr!

Teplota sněhu a teplota vzduchu

"Sáčkem sněhu" se rozumí sníh na střeše, který překračuje specifikaci průměrné tloušťky typické pro určitou oblast. Nebo jednodušší: pokud je vyšší než 50 cm na oko.

Obvykle se sněhové sáčky hromadí na ne větrné straně střechy av místech, kde jsou umístěna okna a další střešní prvky. Na takových místech jsou umístěny dvojité a zesílené nožní nohy, nebo obvykle tvoří nepřetržitou bednu. Navíc zde, podle všech pravidel, by měl existovat speciální podkladní podklad, aby se zabránilo úniku.

Proto v teplejších oblastech Ruska je hustota sněhu vždy větší než v chladných. V takových oblastech v zimě je sněh kompaktován působením slunce, horní vrstvy sněhové dráhy tlačí na nižší. Uvažujme také, že sníh, který je hozen z místa na místo, zvyšuje jeho specifickou hmotnost nejméně dvakrát. Vzhledem k tomu se průměrná specifická hmotnost obvykle rovná uprostřed zimy 280 + - 70 kg na kubický metr.

A na jaře, v době těžkého tání, může mít zatažené tělo téměř tónu! Dokážete si představit, že na střeše je několik tun sněhu současně? To je důvod, proč skutečnost, že v procesu výstavby střechy několik pracovníků okamžitě visí na systému vazníků a toto údajně ukazuje svou sílu, nestojí za to. Koneckonců, pár lidí váží několik tun najednou.

Mějte na paměti, že při výpočtu regulační zátěže je také zohledněna průměrná teplota v lednu. Co přesně máte, podívejte se již na mapě společného podniku 20.13330.2011:

Pokud se ukáže, že průměrná teplota v lednu je nižší než 5 stupňů Celsia, potom faktor snižování zatížení sněhem 0,85 se nepoužije. Ve skutečnosti kvůli takové teplotě se v zimě sněh neustále roztaví zespodu, vytváří mráz a přetrvává na střeše.

A konečně, čím větší je úhel svahu, tím méně sněhu vždy zůstane na něm, protože postupně se sklouzne pod vlastní váhu. A na těch střechách, jejichž úhel sklonu je větší nebo roven 60 stupňům, není žádný sníh vůbec. Proto v tomto případě musí být součinitel μ rovný nule. Současně pro sklon s úhlem 40 °, μ je 0,66, 15 ° je 0,33 a pro 45 ° je 0,5.

Rozložení větru a sněhu na dvou svazích

V oblastech, kde průměrná rychlost větru ve všech třech zimních měsících překračuje 4 m / s, na mírně svažitých střechách se svahem 7 až 12 stupňů je sníh částečně zbourán a jeho standardní množství by mělo být mírně sníženo násobením o 0,85. V ostatních případech by se mělo rovnat jednomu nebo ji nelze použít, což je zcela logické.

V tomto případě váš vzorec bude vypadat takto:

  • výpočet pevnosti Qřeka c = q × μ × c;
  • výpočet vychylování Qnc = 0,7q × μ × c.

Akumulace sněhu na střeše je také přímo závislá na větru. Nezáleží na tom, jaký je tvar střechy, jak se nachází v poměru k převládajícím větrům a jaký je úhel sklonu svahů (nikoliv pokud jde o to, jak snadno se sněží sklouzne, ale pokud jde o to, zda snadno do větru fouká).

Protože tento sníh na střeše může být méně než na rovinném povrchu země a spousta dalších. Navíc na obou svazích stejné střechy může být úplně jiná výška sněhové čepice.

Podrobněji vysvětlíme poslední výrok. Například takový častý výskyt jako vánice neustále přenáší sněhové vločky na závětrnou stranu. A tomu brání hřeben střechy, který zpomaluje vítr, snižuje rychlost pohybu sněhových proudů a sněhové vločky se usazují více na jednom svahu než na druhém.

Ukazuje se, že na jedné straně střechy sněhu může ležet méně než běžné, ale na druhé straně - mnohem víc. A to také musí být vzato v úvahu, protože se ukáže, že v tomto případě téměř dvojnásobek sněhu hromadí na jedné ze svahů než na zemi!

Pro výpočet takové sněhové zátěže platí následující vzorec: u štítových střech se sklonem 20 stupňů, ale méně než 30, bude procento sněhové akumulace 75% na straně větru a 125% na spodní straně. Toto procento je vypočítáno z množství sněhové pokrývky, která leží na ploché půdě. Hodnota všech těchto koeficientů je uvedena v normativním dokumentu SNIR 2.01.07-85.

A pokud jste zjistili, že vítr ve vašem regionu vytvoří hmatatelný rozdíl ve sněhu na různých svazích, pak na závětří budete muset uspořádat párové krokve:

Pokud nemáte žádné údaje o větru oblasti, nebo nejsou přesné, upřednostněte maximální zatížení, aby se zajistilo - jako kdyby obě strany vaší střechy byly na závětrné straně a na nich bude vždy více sněhu než na zemi.

Tak co se stane sněžným vakem na závětrné straně? Postupně se plazí a tlačí už na převis střechy a pokouší se ho zlomit. To je také důvod, proč podle pravidel musí být přesah střechy stejně posílen v závislosti na krytu střechy.

Mimochodem, pokud má vaše střecha také výškový rozdíl, bude pro vás užitečné sledovat tuto video lekci:

Vzorec skutečného zatížení sněhu na střeše

Další důležitý bod. Často se sněhové zatížení vypočítává tak jednoduchým a srozumitelným výsledkem, jako je n-tý počet kilogramů na metr čtvereční střechy. Ovšem samotný vazníkový systém je mnohem obtížnější a není správné odhadnout tlak pouze na jeho nepřetržitý nátěr.

Faktem je, že každý prvek systému střešních nosníků přebírá určitou zátěž, která byla původně navržena pouze pro ni a nikoliv pro celou střechu najednou. Proto je nutné přepočítat měrné jednotky kg / m 2 na měrnou jednotku kg / m, tj. kilogramů na metr.

To znamená měřit lineární tlak na krokvech, bedně, přesahy a nosníky. A všechny tyto - lineární konstrukce, zatížení působí podél podélné osy každého:

Pokud budeme mít samostatnou krokve, bude to ovlivněno zatížením, které bude umístěno přímo nad ním. Chcete-li změnit plochu celkového zatížení střechy, je třeba změnit šířku krokví instalace.

Výsledek: s přihlédnutím k celkovému zatížení

A nakonec shrnout a zaznamenat nejčastější chybu při výpočtu zatížení sněhem na střeše. Toto je vynechání okamžiku, kdy všechny zatížení působí společně. Samotná střecha má váhu, na něm stojí člověk, izolace a mnoho dalších věcí!

Proto všechny zatížení, které ovlivňují střechu, je třeba shrnout a vynásobit faktorem 1,1. Pak získáte nějakou skutečnou hodnotu. Proč 1.1? Chcete-li vzít v úvahu další neočekávané faktory, nechcete systém vazníků pracovat na limitu? Oprava je obvykle obtížná a drahá.

V závislosti na získané hodnotě nyní musíte vypočítat krok instalace krokví. Rovněž je třeba vzít v úvahu délku stěny budovy a pohodlí umístění celé řady stabilních nohou na stejnou vzdálenost: například 90 cm, 1,5 metru a 1,2 metru.

Často je rozhodujícím kritériem pro výběr kroku krokve ekonomické, ačkoli zvolené zastřešení také diktuje jeho podmínky. Nezapomínejme však, že při uspořádání střechy je vše počítáno tak, aby krokve mohly snadno odolat tlaku, který jim byl uložen. A proto si přemýšlejte o několika možnostech instalace krokví a určení části desek a spotřeby materiálu pro každou z těchto možností.

Správně zvolený krok je považován za místo, kde je spotřeba materiálů nejmenší, přičemž konečné vlastnosti zůstávají stejné. Vezměte současně do úvahy, že kromě nosníků, beden a vaznic existují vždy další nosné prvky ve střešní konstrukci, jako jsou stojany.

Výpočet zatížení větrem podle vzorce

Co je zatížení větrem?

Průtok vzduchových hmot podél povrchu země nastává při různých rychlostech. Když narazíte na jakoukoli překážku, kinetická energie větru se přemění na tlak a vytvoří zatížení větrem. Toto úsilí může být cítit jakoukoli osobou, která se pohybuje směrem k toku. Vytvoření zátěže závisí na několika faktorech:

  • rychlost větru;
  • hustota proudícího vzduchu, - se zvýšenou vlhkostí stoupá specifická hmotnost vzduchu, čímž se zvyšuje množství přenášené energie;
  • forma stacionárního objektu.

Ve druhém případě působí síly směřující v různých směrech na samostatné části budovy, například:

  1. Na svislé stěně působí tzv. Čelní síla, snažící se přesunout předmět z jeho místa. Několik konstruktivních řešení pomáhá vyvrátit toto úsilí:
  2. Na střeše jsou vedle vodorovných sil (lisování) také svislé síly, které jsou tvořeny oddělením toku vzduchu při zasažení stěny. Vektor proudění vzduchu má tendenci zvedat střechu, odtrhnout ji ze stěn.
  3. Kombinace všech těchto vírových toků vytváří zatížení větrem nejen na velkých prvcích budovy, ale rozšiřuje i její vliv na všechny prvky budovy - dveře, okna, střešní krytiny, žlaby, anténa, komín.

Výpočet úsilí

Obecný vzorec pro výpočet vynaložené síly na svislém povrchu:

  • Wm je norma průměrné síly větru ve výšce h nad zemí;
  • Wo je standard větrného tlaku v závislosti na větrné oblasti; určeno podle SNiP 2.01.07-85: mapa 3, dodatek 5; údaje jsou uvedeny v tabulce 1;
  • k je vlnový faktor, tabulka 2;
  • C - aerodynamický koeficient, v závislosti na geometrii budovy, například pro fasády proti větru, je hodnota 0,8.

Tabulka 1. Standardní tlak vzduchu Wo:

Tabulka 2. Koeficient pulsace tlaku větru k:

Příklad: Zdi.

Pro terén typu B s výškou nad zemí 10 metrů:

  • koeficient k = 1,06;
  • pro oblast typu III je standardní tlak větru W = 38 kgf / m²;
  • u ploché fasády je aerodynamický koeficient C = 0,8.

Vytvořená síla na čtvereční metr bude:

Wm = 38 kgf / m2 * 1,06 * 0,8 = 32,224 kgf / m²

Při výšce stěny 15 metrů a šířce 25 metrů je celkové zatížení větrem:

15 m * 25 m * 32,224 kgf / m² = 12084 kg nebo 12.084 tun.

Okno

Na typickém okénku o ploše 3 m² bude vítr tlačit silou:

3 m² * 32,224 kgf / m² = 96,672 kg, - téměř 100 kg.

Výpočet zatížení větrem na střeše

Hlavní poškození budovy při silném nárazu větru souvisí se strukturou střechy. V televizi a na internetu je uvedeno několik ilustrativních příkladů, protože nejen jednotlivé prvky střechy, ale celá střecha je zcela narušena pod vlivem zatížení větrem.

Ve frontálním směru větru dochází ke srážce s fasádou budovy a střechy. Na svislém povrchu proudění vytváří vířivé vícesměrové vektory, - dochází k rozdělení na spodní, boční a vertikální součásti.

  1. Spodní směr je pro budovu nejbezpečnější, protože veškeré úsilí směřuje k založení, tedy k jedné z nejtvrdších a masivnějších částí domu.
  2. Boční díly ovlivňují fasádu budovy, okna, dveře.
  3. Vertikální průtok je směrován přímo na převis střechy a vytváří zvedací sílu, která má tendenci zvedat střechu a přesunout ji z místa.

Průtok vzduchu směřující ke sklonu střechy vytváří:

  • tangenciální pohyb, klouzání podél střechy, procházky kolem hřebene a odchodu - tato síla má tendenci pohybovat střechu;
  • kolmá síla, - normální, směřující uvnitř střechy, vytvářející tlak, který by mohl tlačit prvky střechy uvnitř konstrukce;
  • na spodní straně sklonu střechy vzniká zpětná síla, která přispívá k vytvoření výtahu, jako je tomu u letového křídla.

Výpočet zatížení vzduchu na střeše, v závislosti na výšce jeho polohy nad úrovní terénu, je určen podle vzorce:

  • W je standardní hodnota síly generované tlakem vzduchu; určených mapami v příloze ke společnému podniku 20.133330.2011;
  • k je koeficient znázorňující tlak jako funkci výšky nad řezem horní úrovně země (tabulka 3);
  • C je aerodynamický koeficient zohledňující směr toku vzduchu na střeše (tabulka 4 a 5).

Tabulka 3. Koeficient k pro typy terénu:

Sněhové a větrné zatížení

Při navrhování a stavbě hangárů je třeba vzít v úvahu sněhové zatížení, které musí nosná konstrukce odolat. To je nezbytné, aby během provozu hangáru nebyla střecha budovy zhroucena kvůli nadměrnému tlaku sněhové pokrývky. V různých oblastech Ruska se může sněhová pokrývka na metr čtvereční výrazně lišit. Při výpočtu můžete použít mapy zatížení sněhem, na kterých lze snadno určit počet oblastí a správně vypočítat zatížení.

Celé území Ruské federace je rozděleno do 8 okresů s odlišným ukazatelem zatížení sněhem. V prvním případě bude hmotnost krytu minimální, respektive největší zátěž padne na plochy s indexy 8. Zde hmotnost sněhu (mokrá a lepkavá) může dosáhnout 560 kg / m2.

Určení návrhových zátěží (sněhu a větru) na příčném rámu průmyslového bloku.

Na příčném rámu Mfr. budova Platí následující zatížení:

1. konstantní od hmotnosti nosných obvodových konstrukcí.

2. Dočasné: a) sníh; b) jeřáb ze svislého tlaku kol a ze sil a bočního brzdění vozíků dvou mostních jeřábů s hmotností; c) vítr.

Statický výpočet příčného rámu se provádí samostatně pro každou z uvedených zátěží, následovanou kombinací nejnepříznivějších účinků na sloupci sil.

Velikost sněhové zatížení závisí na konstrukční oblasti [2]. Při statickém výpočtu příčného rámu se zatížení sněhem běžně předpokládá jako rovnoměrně rozložené plné šrouby [4]

Kde - koeficient spolehlivosti pro zamýšlený účel přijatý v závislosti na doporučeních [2];

- konverzní faktor od hmotnosti sněhové pokrývky země ke sněhovému zatížení na povlaku [2, s. 5.3];

B - vzdálenost mezi sloupci (příčné rámce).

Podpora šroubových reakcí

Ohybový moment ve stojanu rámu v důsledku posunutí os, procházejících těžištěmi sekcí jeřábu a supercranových částí sloupku, což vytváří podélnou sílu Ns

kde e je excentricita aplikace podélné síly.

Pro statický výpočet příčného rámu postačí stanovit množství zatížení větrem na straně větru (aktivní tlak). Je-li třeba určit zatížení větrem na spodní straně (sání), může se to provést přepočtem pomocí redukčního faktoru 0,75 vzhledem k aktivnímu tlaku. Schéma návrhu pro stanovení zatížení větrem je znázorněno na obr. 3.8.

Odhadované lineární zatížení na sloupci je určeno pro charakteristické úrovně (zvýšení):

kde Yf = 1,4 je bezpečnostní faktor pro zatížení [zatížení a náraz SNiP (2), s. 6.11];

W0 - standardní hodnota průměrné složky zatížení větrem [2, tabulka. 5];

- koeficient zohledňující nárůst rychlosti větru s rostoucí nadmořskou výškou. Pro typ terénu "B" (městské oblasti, lesy a další oblasti pokryté překážkami o výšce> 10 m) = 0,5 [2, Tab. 6];

s - aerodynamický koeficient. Pro plochy umístěné na straně větru vertikálně vzhledem k směru větru, c = 0,8 [2, adj. 4, s. 1];

B - rozteč příčných rámů pro průmyslové stavby bez stěn se stěnami;

kde = 0,65 - hodnota koeficientu kolem 10 m;

- u značky (užitná výška obchodu)

Kde - koeficient určený lineární interpolací mezi středními hodnotami koeficientů;

- při 20 m

kde2o = 0,85 - hodnota koeficientu kolem 20 m;

- u značky H3d (výška budovy dílny)

kde je koeficient určený lineární interpolací mezi středními hodnotami koeficientů.

Aktivní složka rovnoměrně rovnoměrného dlouhodobého zatížení větrem rovnoměrně rozložená (podél výšky stojanu)

kde M je celkový moment ve vztahu k úrovni zakotvení spodní části stojanu, což je výsledkem násobení výsledného zatížení větrem v určitých oblastech na příslušných ramenách (vzdálenost k uložení);

H je výška sloupce. Aktivní složka soustředěného zatížení větrem, které se považuje za aplikované na horní část stojanu (když je kloubově spojeno se šroubem) (obr. 3.8)

Kde - běží ekvivalentní zatížení větrem na bederní části budovy

Konstantní zatížení z hmotnosti uzavíracích a nosných konstrukcí povlaku se předpokládá, že je rovnoměrně rozloženo podél délky šroubu.

Typ a provedení nátěru:

1. Dvě vrstvy bikrostu

2. Cementové pískové potěry (γ = 1800 kg / m 3)

3. Desky z tvrdé minerální vlny (normy zatížení kg / m2)

4. Asfaltový povlak spolehlivosti zátěže

5. Plátové desky o jmenovitém zatížení 1200x3000x455 v kg / m2

6 vlastních vazných vazníků

Odhadované zatížení nosníku:

Datum přidání: 2015-03-20; Zobrazení: 1991; OBJEDNÁVACÍ PRÁCE