Carico da neve su tetti Monopitch e Duopitch

Articolo tecnico

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In Germania, DIN EN 1991-1-3 con l'Appendice nazionale DIN EN 1991-1-3 / NA regola i carichi da neve. La norma si applica alle opere di ingegneria civile a un'altitudine fino a 1.500 m sul livello del mare.

Al fine di combinare i carichi da neve con altre azioni (carichi imposti, vento, ecc.) In situazioni di progetto definite secondo la combinazione di norme DIN EN 1990, il carico è classificato come azione variabile, fissa e statica [1] , [2 ] . È importante che siano presenti condizioni normali o eccezionali nel corrispondente luogo di costruzione. Si presume una condizione normale se è improbabile che nevicate eccezionali in questa posizione. In questo caso, si deve determinare il carico per la situazione di progetto persistente / transitoria. Si presume una condizione eccezionale se è probabile che si verificheranno nevicate in questa località. Nella Piana della Germania del nord, sono stati registrati rari carichi di neve fino ad un multiplo dei valori numerici. In questo caso, si deve determinare il carico per la situazione di progetto persistente / transitoria e accidentale. I carichi da neve alla deriva sono, secondo l'Appendice nazionale, nessuna azione accidentale.

[3]Condizioni normaliCondizioni eccezionali
caricoCaso A
DIN EN 1991-1-3 3.2 (1)
b1
DIN EN 1991-1-3 3.3 (1)
DescrizioneNessuna nevicata eccezionale
Nessun carico da neve eccezionale alla deriva
Nevicate eccezionali
Nessun carico da neve eccezionale alla deriva
Verifica di progetto
Situazione 1
Persistente/TransitoriaPersistente/Transitoria
Il carico da neve sul tettoNon alla deriva: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$Non alla deriva: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
Alla deriva: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$Alla deriva: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
Verifica di progetto
Situazione 2
-Eccezionale (se la neve è l'azione accidentale)
Il carico da neve sul tetto-Non alla deriva: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm{Ad}$
con $ {\ mathrm s} _ \ mathrm {Ad} \; = \; {\ mathrm C} _ \ mathrm {esl} \; \ cdot \; {\ mathrm s} _ \ mathrm k $
Alla deriva: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm{Ad}$
con $ {\ mathrm s} _ \ mathrm {Ad} \; = \; {\ mathrm C} _ \ mathrm {esl} \; \ cdot \; {\ mathrm s} _ \ mathrm k $
$ {\ mathrm \ mu} _ \ mathrm i $ = Coefficiente di forma del carico da neve
$ {\ mathrm C} _ \ mathrm e $ = Coefficiente di esposizione (secondo NA, $ {\ mathrm C} _ \ mathrm e \; = \; 1.0 $ da applicare)
$ {\ mathrm C} _ \ mathrm t $ = Coefficiente termico (secondo NA, $ {\ mathrm C} _ \ mathrm t \; = \; 1.0 $ da applicare)
$ {\ mathrm s} _ \ mathrm k $ = Valore caratteristico del carico da neve a terra
$ {\ mathrm s} _ \ mathrm {Ad} $ = Valore di progetto per carico da neve accidentale a terra
$ {\ mathrm C} _ \ mathrm {esl} $ = Coefficiente di carico da neve accidentale (secondo [5], $ {\ mathrm C} _ \ mathrm {esl} \; = \; 2.3 $ nella pianura della Germania Settentrionale)

Valore caratteristico del carico da neve a terra

"Il valore caratteristico del carico da neve sul terreno è un valore tattile del 98% con un valore di superamento annuale della probabilità di 0,02 e un periodo di ritorno di 50 anni." [3] Questo valore è definito nell'allegato nazionale della Germania ed è calcolato a seconda della zona del carico da neve e dell'altezza sul livello del mare. L'Appendice nazionale [2] mostra in figura NA.1 una mappa della Germania con indicazioni di zona. L'esatta assegnazione dei carichi da neve delle unità amministrative, in particolare ai bordi delle zone, deve essere verificata con le autorità competenti [5] . Il Centro tedesco di competenza per la costruzione (DIBt) offre in tedesco la tabella "Categorizzazione delle zone del carico da neve secondo i vincoli amministrativi" per ogni terra a questo proposito sul suo sito internet . Inoltre, questa tabella indica, per ogni area amministrativa, l'assegnazione alla Piana della Germania del Nord relativa all'attuazione della situazione progettuale accidentale.

Figura 01 - Zone del carico da neve della Germania

Zona [2] , [4]Valore caratteristico del carico da neve sul suolo in kN / m² $ {\ mathrm s} _ \ mathrm k $
1$0,19\;+\;0,91\;\cdot\;\left(\frac{\mathrm A\;+\;140}{760}\right)^2\;\geq\;0,65$
1a$1,25\;\cdot\;\left[0,19\;+\;0,91\;\cdot\;\left(\frac{\mathrm A\;+\;140}{760}\right)^2\right]\;\geq\;0,81$
2$0,25\;+\;1,91\;\cdot\;\left(\frac{\mathrm A\;+\;140}{760}\right)^2\;\geq\;0,85$
2a$1,25\;\cdot\;\left[0,25\;+\;1,91\;\cdot\;\left(\frac{\mathrm A\;+\;140}{760}\right)^2\right]\;\geq\;1,06$
3 1)$0,31\;+\;2,91\;\cdot\;\left(\frac{\mathrm A\;+\;140}{760}\right)^2\;\geq\;1,10$
3a e> 3a 2)$1,25\;\cdot\;\left[0,31\;+\;2,91\;\cdot\;\left(\frac{\mathrm A\;+\;140}{760}\right)^2\right]\;\geq\;1,10$
A = Altezza del suolo sul livello del mare in m
1) Nella zona 3, per determinati strati (per esempio Oberharz, alte quote del Fichtelgebirge, Reit im Winkl, Obernach / Walchensee) si possono stabilire valori più elevati di quanto specificato dall'equazione sopra riportata. Le informazioni sul carico da neve in queste regioni devono essere richieste alle autorità competenti.
2) Nuove zone 3a e> 3a sulla base di [4] secondo la notifica della Suprema Autorità edile del Ministero dell'Interno bavarese del 19.01.2018

Determinazione con Dlubal Online Service

Il servizio online Dlubal Snow Load Zones, Wind Zones e Earthquake Zones combina la standardizzazione con la tecnologia digitale di Internet. Il servizio si posiziona, a seconda del tipo di carico selezionato (neve, vento, terremoto) e dello standard specifico del paese, la rispettiva mappa della zona sulla mappa di Google Maps. Utilizzando la ricerca, è possibile posizionare un marker sul luogo di costruzione pianificato definendo l'indirizzo, le coordinate geografiche o le condizioni locali. L'applicazione determina il carico caratteristico o l'accelerazione in questa posizione utilizzando l'altezza esatta sul livello del mare e i dati della zona specificata. Se il nuovo luogo di costruzione non può essere identificato da un indirizzo specifico, è possibile ingrandire e spostare la messa a fuoco nella posizione corretta. Con lo spostamento del marker, il calcolo si adatta alla nuova altitudine e visualizza i carichi corretti.

Il servizio online è disponibile sul sito internet di Dlubal a Solutions → Online Services.

Definendo i parametri ...

1° Tipo di carico = neve
2° Normativa = EN 1991-1-3
3° Allegato = Germania | DIN EN 1991-1-3
4. indirizzo = Zellweg 2, Tiefenbach

... per la posizione selezionata si ottengono i seguenti risultati:

5. Zona del carico da neve
6. se pertinente: informazioni aggiuntive
7. Il valore caratteristico del carico da neve $ {\ mathrm s} _ \ mathrm k $

Figura 02 - Servizio online Dlubal

Se si seleziona una posizione nella Piana nord tedesca, il servizio online sarà visualizzato al punto 6. la nota "Pianura nord tedesca". Quindi, il carico calcolato deve essere considerato come un'azione eccezionale da neve nella situazione di progetto eccezionale.

Coefficiente di forma dei tetti selezionati

La neve può accadere sul tetto in molte diverse distribuzioni di carico [1] . Il carico da neve dipende, tra l'altro, dalla forma della copertura, dalle proprietà isolanti, dalla rugosità della superficie, dal calore accumulato sotto il tetto, dagli edifici vicini, dall'area circostante e, naturalmente, dal clima locale. Quindi, è essenziale che durante il progetto si consideri una distribuzione del carico da neve non derivata e alla deriva. Il carico da neve da applicare agisce perpendicolarmente e si riferisce alla proiezione orizzontale della superficie del tetto.

Figura 02 - Servizio online Dlubal

Il coefficiente di forma $ {\ mathrm \ mu} _ \ mathrm i $ dipende fondamentalmente dall'inclinazione $ \ mathrm \ alpha $ della superficie del tetto considerata.

Coefficiente di formaInclinazione del tetto in $ \ mathrm \ alpha $
$0^\circ\;\leq\;\mathrm\alpha\;\leq\;30^\circ$$30^\circ\;\leq\;\mathrm\alpha\;\leq\;60^\circ$$\mathrm\alpha\;>\;60^\circ$
${\mathrm\mu}_1\left(\mathrm\alpha\right)$0.8$\frac{0,8\;\cdot\;\left(60^\circ\;-\;\mathrm\alpha\right)}{30^\circ}$ Figura 02 - Servizio online Dlubal
I coefficienti di forma si applicano se la neve può scivolare via dal tetto in modo non ostruito. Se lo scivolamento è ostruito, ad esempio da un manto nevoso, da una soffitta ecc., Si deve applicare il coefficiente di forma 0.8.

Un carico uniformemente distribuito deve essere applicato con e senza deriva per tetti piani e a falda unica.

Figura 01 - Zone del carico da neve della Germania

Tre sistemi di carico devono essere analizzati per i tetti di duopitch. Caso a) mostra la distribuzione senza effetti del vento. I casi b) ec) mostrano la distribuzione con influenze derivanti dalla deriva e dalla fusione. Queste due distribuzioni aggiuntive sono spesso determinanti per strutture sensibili ai carichi distribuiti in modo non uniforme.

Figura 04 - Coefficiente di forma su tetto piano e monopunta

Parole chiave

Neve Zona Pianura Monopitch Sella Coefficiente di forma

Bibliografia

[1]   Eurocode 1: Actions on structures - Part 1‑3: General actions - Snow actions; EN 1991‑1‑3:2003 + AC:2009
[2]   National Annex - Nationally determined parameters - Eurocode 1: Actions on structures - Part 1‑3: General actions - Snow actions; EN 1991‑1‑3/NA:2010‑12
[3]   Albert, A.: Schneider - Bautabellen für Ingenieure mit Berechnungshinweisen und Beispielen, 23. Auflage. Köln: Bundesanzeiger, 2018
[4]   Wichura, B.; Hoffmann, K.: Flächenhafte Analyse von Schneelastmesswerten in fünf Landkreisen und ihr Vergleich mit den Schneelastzonendaten der DIN 1055-5:2005 als Pilotuntersuchung für die Überarbeitung der Schneelastzonenkarte. Stuttgart: Fraunhofer IRB, 2017
[5]   Deutsches Institut für Bautechnik: Zuordnung der Schneelastzonen nach Verwaltungsgrenzen. Berlin: Deutsches Institut für Bautechnik, 2018

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