Carga de neve nos telhados monopitch e duopitch

Artigo técnico

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Na Alemanha, a 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 trabalhos de engenharia civil a uma altitude até 1.500 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 variável, fixa e estática [1] , [2 ] É importante se as condições normais ou excepcionais estão presentes no correspondente local de construção. Uma condição normal é assumida se nevascas excepcionais são improváveis de acontecer neste local. Neste caso, o carregamento para a situação de dimensionamento persistente / transitória tem de ser determinado. Uma condição excepcional é assumida se as nevascas ocorrerem provavelmente neste local. No Planície do Norte da Alemanha, foram carregados carregamentos de neve até um múltiplo dos valores numéricos em casos raros. Neste caso, o carregamento para a situação de dimensionamento persistente / transitória e acidental tem de ser determinado. Cargas de neve deslocadas são, de acordo com o Anexo Nacional, sem ações acidentais.

[3]Condições normaisCondições excepcionais
cargaCaso A
DIN EN 1991-1-3 3.2 (1)
b1
DIN EN 1991-1-3 3.3 (1)
DescriçãoNenhuma queda de neve excepcional
Nenhuma carga de neve deslocada excepcional
Nevascas excepcionais
Nenhuma carga de neve deslocada excepcional
Controlo de dimensionamento
Situação 1
Permanente/variávelPermanente/variável
Carga de neve s na coberturaNão derivado ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$Não derivado ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
Deslocado: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$Deslocado: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
Controlo de dimensionamento
Situação 2
-Excepcional (se a neve é a ação acidental)
Carga de neve s na cobertura-Não derivado ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm{Ad}$
com $ {\ mathrm}} \ mathrm {Ad} \; = \; {\ mathrm C} _ \ mathrm {esl} \; \ cdot \; {\ mathrm}} \ mathrm k $
Deslocado: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm{Ad}$
com $ {\ mathrm}} \ mathrm {Ad} \; = \; {\ mathrm C} _ \ mathrm {esl} \; \ cdot \; {\ mathrm}} \ mathrm k $
$ {\ mathrm \ mu} _ \ mathrm i $ = Coeficiente de forma de carga da neve
$ {\ mathrm C} _ \ mathrm e $ = Coeficiente de exposição (de acordo com NA, $ {\ mathrm C} _ \ mathrm e \; = \; 1,0 $ a aplicar)
$ {\ mathrm C} _ \ mathrm t $ = Coeficiente térmico (de acordo com NA, $ {\ mathrm C} _ \ mathrm t \; = \; 1,0 $ a aplicar)
$ {\ mathrm s} _ \ mathrm k $ = Valor característico da carga de neve no solo
$ {\ mathrm s} _ \ mathrm {Ad} $ = Valor de cálculo para uma carga acidental de neve no solo
$ {\ mathrm C} _ \ mathrm {esl} $ = Coeficiente de carga de neve acidental (de acordo com [5], $ {\ mathrm C} _ \ mathrm {esl} \; = \; 2.3 $ na planície do norte da Alemanha)

Valor característico da carga de neve no solo

"O valor característico da carga de neve no solo é um valor de 98% do ponto de fraqueza, com um valor de excedância de probabilidade anual de 0,02 e um período de retorno de 50 anos." [3] Este valor é definido no anexo nacional da Alemanha e é calculado em função da zona de carga de neve e da altura acima do nível do mar. O Anexo Nacional [2] apresenta na Figura NA.1 um mapa da Alemanha com indicações de zona. A atribuição exata das cargas de neve das unidades administrativas, especialmente nas extremidades das zonas, tem de ser verificada junto das autoridades competentes [5] . O Centro Alemão de Competência para a Construção (DIBt) oferece em alemão a tabela "Categorização das zonas de carga de neve segundo os limites administrativos" para cada terreno nesta matéria na sua página na internet . Além do mais, esta tabela indica para cada área administrativa a atribuição à Planície do Norte da Alemanha relativamente à implementação da situação de dimensionamento acidental.

Figura 01 - Zonas de carga de neve da Alemanha

Zona [2] , [4]Valor característico da carga de neve no solo em kN / m² $ {\ mathrm}} \ mathrm k $
Figura 01 - Zonas de carga de neve da Alemanha $0,19\;+\;0,91\;\cdot\;\left(\frac{\mathrm A\;+\;140}{760}\right)^2\;\geq\;0,65$
%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 = elevação do solo acima do nível do mar em m
1) Na zona 3, valores superiores aos especificados pela equação dada acima podem ser determinantes para determinadas camadas (por exemplo, Oberharz, elevações elevadas do Fichtelgebirge, Reit im Winkl, Obernach / Walchensee). A informação sobre carga de neve nas regiões tem de ser solicitada às autoridades competentes.
2) Novas zonas 3a e> 3a com base em [4] de acordo com a notificação do Supremo Autoridade de Edificação do Ministério do Interior da Baviera, 19.01.2018

Determinação com o serviço online da Dlubal

O serviço online da Dlubal, zonas de carga de neve , zonas de vento e zonas de terramotos, combina a padronização com a tecnologia digital da Internet. Os locais de serviço, dependendo do tipo de carga selecionado (neve, vento, terremoto) e o padrão específico do país, o respectivo mapa de zonas sobre o mapa do Google Maps. Utilizando a pesquisa, é possível colocar um marcador no local de construção planeado definindo o endereço, as coordenadas geográficas ou as condições locais. A aplicação determina a carga característica ou a aceleração neste local utilizando a altura exata acima do nível do mar e os dados da zona em questão. Se o novo local de construção não puder ser identificado por um endereço específico, é possível ampliar o zoom e deslocar a focagem para a localização correta. Com o deslocamento do marcador, o cálculo é adaptado para a nova altitude e exibe as cargas corretas.

O serviço online está disponível no website da Dlubal em Solutions → Online Services.

Definindo os parâmetros ...

1º Tipo de carga = neve
2º Norma = EN 1991-1-3
3º Anexo = Alemanha | DIN EN 1991-1-3
4. endereço = Zellweg 2, Tiefenbach

... são obtidos os seguintes resultados para a localização selecionada:

5. Zona de carga de neve
6. se aplicável: informação adicional
7. O valor característico da carga de neve $ {\ mathrm s} _ \ mathrm k $

Figura 02 - Serviço Online Dlubal

Se seleciona uma localização na Planície do Norte da Alemanha, o serviço online é apresentado no ponto 6. a nota "Planície do norte da Alemanha". De seguida, a carga calculada tem de ser considerada como excepcional ação de neve na situação de dimensionamento excepcional.

Coeficiente de forma dos telhados selecionados

A neve pode ocorrer na cobertura em diversas distribuições de carga [1] . Entre outras, a carga de neve depende da forma da cobertura, das propriedades de isolamento, da rugosidade da superfície, do aumento do calor sob o telhado, dos edifícios vizinhos, da zona envolvente e, claro, do clima local. Portanto, é essencial que uma distribuição da carga de neve não dimensionada e derivada seja considerada durante o dimensionamento. A carga de neve a ser aplicada atua perpendicularmente e refere-se à projeção horizontal da superfície da cobertura.

Figura 03 - Carga de neve projetada

O coeficiente de forma $ {\ mathrm \ mu} _ \ mathrm i $ depende basicamente da inclinação $ \ mathrm \ alfa $ da superfície da cobertura considerada.

Coeficiente de formaInclinação do tejadilho em $ \ 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
Os coeficientes de forma são aplicáveis se a neve puder deslizar sem obstruções. Se o deslizamento estiver obstruído, por exemplo, por uma guarda de neve, sótão etc., tem de ser aplicado o coeficiente de forma 0.8.

Uma carga uniformemente distribuída tem de ser aplicada com e sem deriva para coberturas planas e monopitch.

Figura 04 - Coeficiente de forma no tejadilho plano e monopitch

Três disposições de carga tem de ser analisadas para coberturas de duoptação. O caso a) apresenta a distribuição sem efeitos do vento. Os casos b) ec) mostram a distribuição com influências de deriva e fusão. Essas duas distribuições adicionais são geralmente determinantes para estruturas sensíveis a cargas distribuídas de forma desigual.

Figura 05 - Coeficiente de forma no tejadilho de duoptação

Palavras-chave

Neve Zona Planície Monopitch Sela Coeficiente de forma

Referência

[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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