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2018-08-01

Carga de neve em coberturas de duas águas e duas águas

Na Alemanha, a norma DIN EN 1991-1-3 com o anexo nacional DIN EN 1991-1-3/NA regula as cargas de neve. A norma aplica-se a obras de engenharia civil realizadas em altitudes de até 1500 m acima do nível do mar.

De forma a combinar as cargas de neve com outras ações (cargas impostas, vento etc.) em situações de dimensionamento definidas de acordo com a norma de combinação DIN EN 1990, a carga é classificada em conformidade como ação variável, fixa e estática [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 Verhältnisse Außergewöhnliche Verhältnisse
Caso Fall A – DIN EN 1991-1-3 3.2(1) B1 – DIN EN 1991-1-3 3.3(1)
Descrição Keine außergewöhnlichen Schneefälle / Keine außergewöhnliche Verwehung Außergewöhnliche Schneefälle / Keine außergewöhnliche Verwehung
Situação de dimensionamento 1 Permanente/variável Permanente/variável
Schneelast s auf dem Dach – unverweht
Schneelast s auf dem Dach – verweht
Bemessungssituation 2 - Außergewöhnliche (wenn Schnee die außergewöhnliche Einwirkung ist)
Schneelast s auf dem Dach – unverweht - Onde
Schneelast s auf dem Dach – verweht - Onde

Onde

μi coeficiente de forma para a carga da neve na cobertura
Ce Umgebungskoeffizient (gemäß NA ist Ce = 1,0 anzusetzen)
Ct Temperaturbeiwert (gemäß NA ist Ct = 1,0 anzusetzen)
sk Valor característico da neve no solo
sAd Bemessungswert für außergewöhnliche Schneelasten am Boden
Cesl Beiwert für außergewöhnliche Schneelasten (gemäß [5] ist Cesl = 2,3 im norddeutschen Tiefland)

Valor característico da neve no solo

"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]. Das Deutsche Institut für Bautechnik DIBt veröffentlicht zu diesem Thema auf seiner Website eine Tabelle "Zuordnung der Schneelastzonen nach Verwaltungsgrenzen" je Bundesland. Weiter gibt diese Tabelle zusätzlich für jedes Verwaltungsgebiet die Zuordnung zur norddeutschen Tiefebene bezüglich der Umsetzung der außergewöhnlichen Bemessungssituation mit an.

Zone [2],[4] Charakteristischer Wert der Schneelast sk auf dem Boden in kN/m²
1
%1A
2
2a
31)
3a und > 3a2)
A Geländehöhe über dem Meeresboden in m
1) In Zone 3 können für bestimmte Lagen (zum Beispiel Oberharz, Hochlagen des Fichtelgebirges, Reit im Winkl, Obernach/Walchensee) höhere Werte als nach der oben angegebenen Gleichung maßgebend sein. Angaben über die Schneelast in diesen Regionen sind bei den zuständigen Stellen einzuholen.
2) Neue Zonen 3a und > 3a auf Basis von [4] laut Mitteilung der Obersten Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Innern vom 19.01.2018

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. Introduza a localização, coordenadas geográficas ou as condições locais na funcionalidade de pesquisa para obter os dados relevantes para o local da estrutura. De seguida, a ferramenta determina a carga ou aceleração característica nessa posição através da altitude exacta acima do nível médio do mar e da zona de dados introduzida. Se o novo local de construção ainda não puder ser definido com um endereço específico, pode ampliar o mapa e selecionar a localização exata. Quando seleciona a posição correta no mapa, o cálculo será adaptado para a nova altitude e apresentará as cargas atualizadas.

O serviço online está disponível no website da Dlubal em Soluções → Serviços online.

Mit Vorgabe der Parameter (1-4) erhält man für die ausgewählte Stelle (5-7):

  1. Lastart = Schnee
  2. Norm = EN 1991-1-3
  3. Anhang = Deutschland | DIN EN 1991-1-3
  4. Adresse = Zellweg 2, Tiefenbach
  5. Zona de carga de neve
  6. informação adicional, caso necessário
  7. Den charakteristischen Wert der Schneelast sk

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.

Der Formbeiwert μi hängt grundsätzlich von der Neigung α der betrachteten Dachfläche ab.

coeficiente de forma Dachneigung in α
μi
μi(α) 0,8 0

Bemerkung: Die Formbeiwerte gelten, wenn der Schnee ungehindert vom Dach abrutschen kann. Wird das Abrutschen zum Beispiel durch ein Schneefanggitter, Attika etc. behindert, ist der Formbeiwert 0,8 anzusetzen.

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

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.


Autor

O Eng. Niemeier é responsável pelo desenvolvimento dos programas RSTAB, RFEM, RWIND Simulation e pela área das estruturas de membrana. Além disso, também tem a seu cargo a garantia de qualidade e o apoio ao cliente.

Ligações
Referências
  1. Eurocódigo 1: Ações em estruturas – Parte 1‑3: Allgemeine Einwirkungen, Schneelasten; EN 1991-1-3:2003 + AC:2009
  2. Deutsches Institut für Normamung eV (DIN). (2010). Anexo nacional – Parâmetros determinados a nível nacional – Eurocódigo 1: Ações em estruturas – Parte 1‑3: Ações gerais - Cargas de neve; DIN EN 1991-1-3/NA:2010-12
  3. Albert, A. (2018). Schneider – Bautabellen für Ingenieure mit Beispielen und Beispielen (23.º ed.). Colónia: Todos os dados do relatório da publicação
  4. Wichura, B.; Hoffmann, K. Análise extensa de dados de cargas de neve medidos em cinco distritos e sua comparação com os dados de zonas de carga de neve da DIN 1055-5:2005 como estudo-piloto para a revisão do mapa de zonas de carga de neve. Estugarda: RFEM IRB
  5. Instituto Alemão de Engenharia Civil: Atribuição de zonas de carga de neve de acordo com os limites administrativos. Berlin: Deutsches Institut für Bautechnik


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