Artykuł o tematyce technicznej

Damit man die Schneelasten mit anderen Einwirkungen (Nutzlasten, Wind et cetera) in definierten Bemessungssituationen nach der Kombinationsnorm DIN EN 1990 miteinander kombinieren kann, ist die Last entsprechend als veränderlich, ortsfest klassifiziert und als statisch wirkende Einwirkung eingestuft [1], [2]. Dabei spielt es eine Rolle, ob an dem jeweiligen Bauort übliche oder außergewöhnliche Verhältnisse herrschen. Ein übliches Verhältnis wird angenommen, wenn an dem Ort das Auftreten von außergewöhnlichen Schneefällen unwahrscheinlich ist. In diesem Fall ist die Last für die ständige/vorübergehende Bemessungssituation zu ermitteln. Ein außergewöhnliches Verhältnis wird angenommen, wenn an dem Ort außergewöhnliche Schneelastfälle auftreten. Im norddeutschen Tiefland wurden in seltenen Fällen Schneelasten bis zum mehrfachen der rechnerischen Werte gemessen. In diesem Fall ist die Last für die ständig/vorübergehende und außergewöhnliche Bemessungssituation zu ermitteln. Schneeverwehungen sind nach dem nationalen Anhang keine außergewöhnlichen Einwirkungen.

[3]Übliche VerhältnisseAußergewöhnliche Verhältnisse
FallFall A
DIN EN 1991-1-3 3.2(1)
B1
DIN EN 1991-1-3 3.3(1)
BeschreibungKeine außergewöhnlichen Schneefälle
Keine außergewöhnliche Verwehung
Außergewöhnliche Schneefälle
Keine außergewöhnliche Verwehung
Bemessungssituation 1Ständige/vorübergehendeStändige/vorübergehende
Schneelast s auf dem DachUnverweht: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$Unverweht: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
Verweht: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$Verweht: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
Bemessungssituation 2-Außergewöhnliche (wenn Schnee die außergewöhnliche Einwirkung ist)
Schneelast s auf dem Dach-Unverweht: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm{Ad}$
mit ${\mathrm s}_\mathrm{Ad}\;=\;{\mathrm C}_\mathrm{esl}\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
Verweht: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm{Ad}$
mit ${\mathrm s}_\mathrm{Ad}\;=\;{\mathrm C}_\mathrm{esl}\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$

${\mathrm\mu}_\mathrm i$ = Formbeiwert für Schneelasten
$ {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 projektowa dla przypadkowego obciążenia śniegiem ziemi
$ {Mathrm C} _ Mathrm {esl} $ = Przypadkowy współczynnik obciążenia śniegiem (zgodnie z [5] , $ {Mathrm C} _ Mathrm {esl} = = 2,3 $ na północno-niemieckiej równinie)

Charakteristischer Wert der Schneelast auf dem Boden

"Der charakteristische Wert der Schneelast auf dem Boden ist ein 98-%-Fraktilwert mit einer jährlichen Überschreitungswahrscheinlichkeit von 0,02 und einer Wiederkehrperiode von 50 Jahren." [3] Dieser Wert wird im nationalen Anhang für Deutschland definiert und berechnet sich abhängig von der Schneelastzone und Höhe über Meeresniveau. Der nationale Anhang [2] zeigt in Bild NA.1 eine Deutschlandkarte mit Zoneneintragungen. Die exakte Schneelastzonenzuordnung der Verwaltungseinheiten, insbesondere im Bereich der Zonengrenzen, ist bei den zuständigen Behörden zu erfragen [5]. Niemieckie Centrum Kompetencji dla Budownictwa (DIBt) oferuje w języku niemieckim na swojej stronie internetowej tabelę „Kategoryzacja stref obciążenia śniegiem zgodnie z ograniczeniami administracyjnymi” dla każdego terenu na ten temat. Weiter gibt diese Tabelle zusätzlich für jedes Verwaltungsgebiet die Zuordnung zur norddeutschen Tiefebene bezüglich der Umsetzung der außergewöhnlichen Bemessungssituation mit an.

Rysunek 01 - Snow Load Zones of Germany

Zone [2][4]Charakteristischer Wert der Schneelast ${\mathrm s}_\mathrm k$ auf dem Boden in kN/m²
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$1,25\;\cdot\;\left[0,25\;+\;1,91\;\cdot\;\left(\frac{\mathrm A\;+\;140}{760}\right)^2\right]\;\geq\;1,06$
31)$0,31\;+\;2,91\;\cdot\;\left(\frac{\mathrm A\;+\;140}{760}\right)^2\;\geq\;1,10$
3a und >3a2)$1,25\;\cdot\;\left[0,31\;+\;2,91\;\cdot\;\left(\frac{\mathrm A\;+\;140}{760}\right)^2\right]\;\geq\;1,10$
A = wysokość gruntu nad poziomem morza wm
1) W Strefie 3 mogą obowiązywać wyższe wartości niż według powyższego równania dla niektórych lokalizacji (np. Oberharz, duże wysokości Fichtelgebirge, Reit im Winkl, Obernach / Walchensee). Informacje na temat obciążenia śniegiem w tych regionach należy uzyskać od właściwych organów.
2) Nowe strefy 3a i> 3a na podstawie [4] zgodnie z informacjami Urzędu Nadzoru Budowlanego Bawarskiego Ministerstwa Spraw Wewnętrznych z 19 stycznia 2014 r.

Ermittlung mit dem Dlubal-Online-Dienst

Der Dlubal-Online-Dienst Schneelastzonen, Windzonen und Erdbebenzonen vereint die Normung mit der digitalen Technik des Internets. Der Service legt abhängig von der gewählten Lastart (Schnee, Wind, Erdbeben) und der landesspezifischen Normung die jeweilige Zonenkarte über die digitale Google-Maps-Landkarte. Über die Suche kann der Anwender mit Angabe der Bauortadresse, der Geokoordinaten oder den örtlichen Gegebenheiten einen Marker auf den geplanten Bauort setzen. Die Anwendung ermittelt dann über die exakte Höhe über Meeresniveau und den gegebenen Zonendaten die charakteristische Last beziehungsweise Beschleunigung an dieser Stelle. Kann der neue Bauort noch nicht über eine eindeutige Adresse definiert werden, kann die Karte vergrößert und der Fokus an den richtigen Bauort verschoben werden. Die Berechnung passt sich mit Absetzung des Markers an die neue Höhenlage an und gibt die aktuellen Lasten aus.

Zu finden ist der Online-Dienst auf der Dlubal-Website unter unter Lösungen → Online-Dienste.

Mit Vorgabe der Parameter...

1. Lastart = Schnee
2. Norm = EN 1991-1-3
3. Anhang = Deutschland | DIN EN 1991-1-3
4. Adresse = Zellweg 2, Tiefenbach

...erhält man für die ausgewählte Stelle:

5. Die Schneelastzone
6. Gegebenenfalls Zusatzhinweise
7. Den charakteristischen Wert der Schneelast ${\mathrm s}_\mathrm k$

Rysunek 02 - Usługa online firmy Dlubal

Wählt man eine Stelle in der norddeutschen Tiefebene, gibt der Online-Dienst bei 6. den Hinweis "Norddeutsches Tiefland". Dann ist die errechnete Last zusätzlich als außergewöhnliche Schneeeinwirkung in der außergewöhnlichen Bemessungssituation zu berücksichtigen.

Formbeiwert von ausgewählten Dächern

Schnee kann auf dem Dach in vielen unterschiedlichen Lastverteilungen auftreten [1]. Unter anderem ist die Schneelast abhängig von der Form des Daches, den wärmedämmenden Eigenschaften, der Oberflächenrauheit, dem Wärmestau unter dem Dach, der benachbarten Bebauung, dem umgebenden Gelände und natürlich dem örtlichen Klima. Im Wesentlichen muss daher in der Bemessung eine unverwehte und verwehte Verteilung der Schneelast berücksichtigt werden. Die anzusetzende Schneelast wirkt lotrecht und bezieht sich auf die horizontale Projektion der Dachfläche.

Rysunek 03 - Projected Snow Load

Der Formbeiwert ${\mathrm\mu}_\mathrm i$ hängt grundsätzlich von der Neigung $\mathrm\alpha$ der betrachteten Dachfläche ab. 

FormbeiwertDachneigung 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}$0
Die Formbeiwerte gelten, wenn der Schnee ungehindert vom Dach abrutschen kann. Jeśli ześlizgnięcie jest zablokowane, na przykład przez osłonę przeciwśnieżną, strych itp., Należy zastosować współczynnik kształtu 0,8.

Für Flach- und Pultdächer ist ohne und mit Verwehung eine gleichmäßig verteilte Schneelast anzusetzen.

Rysunek 04 - Shape Coefficient on Flat and Monopitch Roof

Für Satteldächer sind drei Lastanordnungen zu untersuchen. Der Fall a) stellt die Verteilung ohne Windeinfluss dar. Die Fälle b) und c) zeigen die Verteilung mit Verwehungs- und Abtaueinflüssen. Diese beiden Zusatzverteilungen sind meist bei Tragwerken maßgebend, die bei ungleich verteilten Lasten sensibel reagieren. 

Rysunek 05 - Shape Coefficient on Duopitch Roof

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