Obciążenie śniegiem na dachach typu monopitch i duopitch

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator Podgląd oryginalnego tekstu
W Niemczech zgodnie z DIN EN 1991-1-3, w załączniku krajowym DIN EN 1991-1-3 / NA, obciążenia śniegiem są regulowane. Norma ta ma zastosowanie do robót inżynieryjno-inżynieryjnych na wysokości do 1 500 m nad poziomem morza.

W celu połączenia obciążeń śniegiem z innymi oddziaływaniami (obciążenia obowiązkowe, wiatr itp.) W zdefiniowanych sytuacjach obliczeniowych zgodnie z normą DIN EN 1990 obciążenie jest klasyfikowane jako działanie zmienne, stałe i statyczne [1] , [2 ] . Ważne jest, czy w odpowiednim miejscu konstrukcji występują warunki normalne czy wyjątkowe. Przyjmuje się stan normalny, jeżeli w tym miejscu nie wystąpią wyjątkowe opady śniegu. W takim przypadku należy określić obciążenie dla trwałej / przejściowej sytuacji obliczeniowej. W przypadku wystąpienia opadów śniegu w tym miejscu zakłada się wyjątkowy stan. Na Nizinie Północnoniemieckiej w rzadkich przypadkach odnotowano obciążenia śniegiem do wielokrotności wartości liczbowych. W takim przypadku należy określić obciążenie dla trwałej / przejściowej i przypadkowej sytuacji obliczeniowej. Obciążenia śniegiem nie są przypadkowe, zgodnie z załącznikiem krajowym.

[3]Warunki normalneWarunki wyjątkowe
PrzypadekPrzypadek A.
DIN EN 1991-1-3 3.2 (1)
b1
DIN EN 1991-1-3 3.3 (1)
opisBrak wyjątkowych opadów śniegu
Bez wyjątkowego obciążenia śniegiem
Wyjątkowe opady śniegu
Bez wyjątkowego obciążenia śniegiem
Projektowanie
Sytuacja 1
Stałe/zmienneStałe/zmienne
Obciążenie śniegiem s na dachuNie dryfował: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$Nie dryfował: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
Drifted: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$Drifted: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
Projektowanie
Sytuacja 2
-Wyjątkowe (jeżeli przypadkowym działaniem jest śnieg)
Obciążenie śniegiem s na dachu-Nie dryfował: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm{Ad}$
za pomocą $ {\ mathrm s} _ \ mathrm {Ad} \; = \; {\ mathrm C} _ \ mathrm {esl} \; \ cdot \; {\ mathrm s} _ \ mathrm k $
Drifted: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm{Ad}$
za pomocą $ {\ mathrm s} _ \ mathrm {Ad} \; = \; {\ mathrm C} _ \ mathrm {esl} \; \ cdot \; {\ mathrm s} _ \ mathrm k $
$ {\ mathrm \ mu} _ \ mathrm i $ = Współczynnik kształtu obciążenia śniegiem
$ {\ mathrm C} _ \ mathrm e $ = Współczynnik ekspozycji (zgodnie z NA, $ {\ mathrm C} _ \ mathrm e \; = \; 1.0 $ do zastosowania)
$ {\ mathrm C} _ \ mathrm t $ = Współczynnik termiczny (zgodnie z NA, $ {\ mathrm C} _ \ mathrm t \; = \; 1.0 $ do zastosowania)
$ {\ mathrm s} _ \ mathrm k $ = Wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem na ziemi
$ {\ mathrm s} _ \ mathrm {Ad} $ = Wartość obliczeniowa dla przypadkowego obciążenia śniegiem podłoża
$ {\ mathrm C} _ \ mathrm {esl} $ = Współczynnik obciążenia śniegiem (według [5], $ {\ mathrm C} _ \ mathrm {esl} \; = \; 2.3 $ na równinie północnoniemieckiej)

Wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem na powierzchni

"Wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem na podłożu jest to wartość kruchości 98%, przy rocznej wartości granicznej prawdopodobieństwa wynoszącej 0,02 i okresie powrotu wynoszącym 50 lat." [3] Wartość ta jest zdefiniowana w załączniku krajowym w Niemczech i jest obliczana w zależności od strefy obciążenia śniegiem i wysokości nad poziomem morza. Załącznik krajowy [2] pokazuje na rysunku NA.1 mapę Niemiec ze wskazaniami strefy. Dokładne przyporządkowanie obciążeń śniegiem jednostek administracyjnych, w szczególności na krawędziach stref, musi zostać sprawdzone przez właściwe organy [5] . Niemieckie Centrum Kompetencji w Budownictwie (DIBt) na swojej stronie internetowej oferuje w języku niemieckim tabelę "Kategoryzacja stref obciążenia śniegiem według limitów administracyjnych" dla każdego kraju znajdującego się pod tym kątem. Ponadto tabela ta wskazuje dla każdego obszaru administracyjnego przydział do równiny północnoniemieckiej dotyczący realizacji przypadkowej sytuacji obliczeniowej.

Rysunek 01 - Strefy obciążenia śniegiem w Niemczech

Strefa [2] , [4]Wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem na podłożu w 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 i> 3a 2)$1,25\;\cdot\;\left[0,31\;+\;2,91\;\cdot\;\left(\frac{\mathrm A\;+\;140}{760}\right)^2\right]\;\geq\;1,10$
A = Uniesienie nad poziomem morza w m
1) W strefie 3 dla niektórych warstw mogą mieć zastosowanie wyższe wartości niż podane równaniem (na przykład Oberharz, wysokie wzniesienia Fichtelgebirge, Reit im Winkl, Obernach / Walchensee). Informacje na temat obciążenia śniegiem w tych regionach należy zgłaszać do właściwych organów.
2) Nowe strefy 3a i> 3a na podstawie [4] zgodnie z zawiadomieniem Najwyższej Izby Budownictwa w Bawarskim Ministerstwie Spraw Wewnętrznych z 19.01.2018

Ustalenie w Dlubal Online Service

Serwis online firmy Dlubal Strefy obciążenia śniegiem, Strefy wiatru i Strefy trzęsień ziemi łączy standaryzację z technologią cyfrową Internetu. Usługa ta w zależności od wybranego typu obciążenia (śnieg, wiatr, trzęsienie ziemi) oraz krajowa norma są oznaczone mapą strefy nad mapą Google Maps. Przy użyciu funkcji wyszukiwania możliwe jest umieszczenie znacznika na zaplanowanym miejscu budowy poprzez zdefiniowanie adresu, współrzędnych geograficznych lub warunków lokalnych. Zastosowanie w tym miejscu definiuje obciążenie charakterystyczne lub przyspieszenie, przy użyciu dokładnej wysokości nad poziomem morza i danych strefy. Jeżeli nie można zidentyfikować nowego miejsca budowy pod określonym adresem, można go powiększyć i przesunąć fokus w odpowiednie miejsce. Przemieszczenie znacznika powoduje, że obliczenia są dostosowywane do nowej wysokości i wyświetlane są prawidłowe obciążenia.

Serwis online jest dostępny na stronie internetowej firmy Dlubal: Rozwiązania → Usługi online.

Poprzez zdefiniowanie parametrów ...

1. Typ obciążenia = śnieg
2. Norma = EN 1991-1-3
3. Załącznik = Niemcy | DIN EN 1991-1-3
4. address = Zellweg 2, Tiefenbach

... dla wybranej lokalizacji uzyskiwane są następujące wyniki:

5. Strefa obciążenia śniegiem
6. jeżeli dotyczy: dodatkowe informacje
7. Wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem $ {\ mathrms} _ \ mathrm k $

Rysunek 02 - Usługa online firmy Dlubal

W przypadku wybrania lokalizacji na Równinie północnoniemieckiej usługa online zostanie wyświetlona w punkcie 6. notatka "Równina północnoniemiecka". Obliczone obciążenie należy rozpatrywać jako wyjątkowe obciążenie śniegiem w wyjątkowych sytuacjach obliczeniowych.

Współczynnik kształtu wybranych dachów

Śnieg może wystąpić na dachu w wielu różnych rozkładach obciążenia [1] . Obciążenie śniegiem między innymi zależy od kształtu dachu, właściwości izolacyjnych, chropowatości powierzchni, nagromadzenia ciepła pod dachem, sąsiednich budynków, otoczenia i, oczywiście, lokalnego klimatu. W związku z tym istotne jest, aby podczas projektowania uwzględnić niestabilny i przesunięty rozkład obciążenia śniegiem. Obciążenie śniegiem, które należy przyłożyć, działa prostopadle i odnosi się do rzutu poziomego powierzchni dachu.

Rysunek 03 - Przewidywane obciążenie śniegiem

Współczynnik kształtu $ {\ mathrm \ mu} _ \ mathrm i $ zależy od nachylenia \ \ mathrm \ alpha $ rozpatrywanej powierzchni dachu.

Współczynnik kształtuPochylenie dachu w $ \ 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}$
Współczynniki kształtu mają zastosowanie, jeżeli śnieg może z łatwością zsunąć się z dachu. Jeżeli ześlizgnięcie jest utrudnione, na przykład przez osłonę przeciwśniegową, strych itp., Należy przyłożyć współczynnik kształtu 0,8.

Obciążenie równomiernie rozłożone należy przyłożyć z dryftem lub bez dryftu dla dachów płaskich i jednoprzęsłowych.

Rysunek 04 - Współczynnik kształtu na dachu płaskim i jednospadowym

W przypadku dachów dwuspadowych należy przeanalizować trzy układy obciążeń. Przypadek a) pokazuje rozkład bez wpływu wiatru. Przypadki b) ic) pokazują rozkład z wpływem dryfu i topnienia. Te dwa dodatkowe rozkłady często dotyczą konstrukcji wrażliwych na obciążenia nierównomiernie rozłożone.

Rysunek 05 - Współczynnik kształtu na dachu Duopitch

Słowa kluczowe

Śnieg Strefa Nizina Monopitch Siodełko Współczynnik kształtu

Literatura

[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

Linki

Kontakt

Kontakt do Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

RFEM Program główny
RFEM 5.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczeń płaskich i przestrzennych układów konstrukcyjnych, obejmujących płyty, ściany, powłoki, pręty (belki), bryły i elementy kontaktowe, z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES)

Cena pierwszej licencji
3 540,00 USD
RSTAB Program główny
RSTAB 8.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczania konstrukcji ramowych, belkowych i szkieletowych, wykonujące obliczenia liniowe i nieliniowe sił wewnętrznych, odkształceń i reakcji podporowych

Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD
Samodzielne Konstrukcje drewniane
RX-TIMBER Glued-Laminated Beam 2.xx

Program samodzielny

Wymiarowanie belek z drewna klejonego warstwowo według Eurokodu 5 lub DIN 1052

Cena pierwszej licencji
1 120,00 USD
Samodzielne Konstrukcje drewniane
RX-TIMBER Roof 2.xx

Program samodzielny

Wymiarowanie dachów drewnianych, jednospadowych i dwuspadowych, według Eurokodu 5

Cena pierwszej licencji
360,00 USD
Samodzielne Konstrukcje drewniane
RX-TIMBER Continuous Beam 2.xx

Program samodzielny

Obliczanie i wymiarowanie belek prostych, ciągłych i belek typu Gerber według Eurokodu 5 lub DIN 1052

Cena pierwszej licencji
360,00 USD
Samodzielne Konstrukcje drewniane
RX-TIMBER Purlin 2.xx

Program samodzielny

Wymiarowanie płatwi oraz belek ciągłych według Eurokodu 5 lub DIN 1052

Cena pierwszej licencji
360,00 USD
Samodzielne Konstrukcje drewniane
RX-TIMBER Frame 2.xx

Program samodzielny

Wymiarowanie ram trójprzegubowych z połączeniami na wczep klinowy według Eurokodu 5 lub DIN 1052

Cena pierwszej licencji
360,00 USD
Samodzielne Konstrukcje drewniane
RX-TIMBER Column 2.xx

Program samodzielny

Wymiarowanie prostokątnych i okrągłych drewnianych słupów według Eurokodu 5 lub DIN 1052

Cena pierwszej licencji
360,00 USD
Samodzielne Konstrukcje drewniane
RX-TIMBER Brace 2.xx

Program samodzielny

Wymiarowanie stężeń dla konstrukcji szkieletowych według Eurokodu 5 lub DIN 1052

Cena pierwszej licencji
360,00 USD