Снеговая нагрузка на односкатную и двускатную кровлю

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator

Посмотреть исходный текст

В Германии снеговые нагрузки определяются по норме DIN EN 1991-1-3 и национальному приложению DIN EN 1991-1-3/NA. Данная норма применяется к строительным работам на отметке до 1500 м над уровнем моря.

Для сочетания снеговых нагрузок с другими воздействиями (наложенными нагрузками, ветром и т.д.) в определенных расчетных ситуациях в соответствии со стандартом сочетания DIN EN 1990, нагрузка классифицируется соответственно как переменное, фиксированное и статическое воздействие [1] , [2 ] . Важно определить, какие условия присутствуют в соответствующем месте строительства - стандартные или исключительные. Стандартные условия предполагают, что в данном месте крайне маловероятен сильный снегопад. В этом случае необходимо задать нагрузку для постоянного/переходного расчетного случая. Исключительные условия предполагают, что в данном месте вероятны сильные снегопады. В Северо-Германской низменности в редких случаях были зарегистрированы снеговые нагрузки в несколько раз превышающие расчетные значения. В этом случае необходимо задать нагрузку для постоянного/переходного и чрезвычайного расчетного случая. Согласно национальному приложению нагрузки от снежных заносов не являются чрезвычайным воздействием.

[3]Стандартные условияИсключительные условия
СлучайСлучай A
DIN EN 1991-1-3 3.2(1)
b1
DIN EN 1991-1-3 3.3(1)
ОписаниеБез сильных снегопадов
Без исключительной нагрузки от снежных заносов
Сильные снегопады
Без исключительной нагрузки от снежных заносов
Расчет
Ситуация 1
Постоянные/переходныеПостоянные/переходные
Снеговая нагрузка s на кровлюБез снежных заносов: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$Без снежных заносов: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
Снежный занос: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$Снежный занос: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
Расчет
Ситуация 2
-Исключительный (если снегопад является случайным воздействием)
Снеговая нагрузка s на кровлю-Без снежных заносов: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm{Ad}$
при ${\mathrm s}_\mathrm{Ad}\;=\;{\mathrm C}_\mathrm{esl}\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
Снежный занос: ${\mathrm\mu}_\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm e\;\cdot\;{\mathrm C}_\mathrm t\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm{Ad}$
при ${\mathrm s}_\mathrm{Ad}\;=\;{\mathrm C}_\mathrm{esl}\;\cdot\;{\mathrm s}_\mathrm k$
${\mathrm\mu}_\mathrm i$ = Коэффициент формы снеговой нагрузки
${\mathrm C}_\mathrm e$ = Коэффициент воздействия (по национальному приложению применяется ${\mathrm C}_\mathrm e\;=\;1,0$)
${\mathrm C}_\mathrm t$ = Термический коэффициент (по национальному приложению применяется ${\mathrm C}_\mathrm t\;=\;1,0$)
${\mathrm s}_\mathrm k$ = Характеристическое значение снеговой нагрузки на грунт
${\mathrm s}_\mathrm{Ad}$ = Расчётное значение случайной снеговой нагрузки на грунте
${\mathrm C}_\mathrm{esl}$ = Коэффициент случайной снеговой нагрузки (по [5], ${\mathrm C}_\mathrm{esl}\;=\;2,3$ в Северо-Германской низменности)

Характеристическое значение снеговой нагрузки на грунт

Характерное значение снеговой нагрузки на грунт - это коэффициент фрактализации 98% с годовым значением превышения вероятности 0,02 и периодом возвращения 50 лет ». [3] Данное значение определено в Национальном приложении Германии и рассчитывается в зависимости от зоны снеговой нагрузки и высоты над уровнем моря. Национальное приложение [2] показывает на рисунке NA.1 карту Германии с указанием зон. Точное назначение снеговых нагрузок административных единиц, особенно по краям зон, должно быть проверено компетентными органами [5] . Немецкий центр компетенции по строительству (DIBt) предлагает на немецком языке таблицу «Классификация зон снеговой нагрузки по административным ограничениям» для каждой земли по данной теме на своем сайте . Кроме того, в данной таблице указывается соотношение к Северо-Германской низменности по применению чрезвычайного расчетного случая для каждой административной области.

Pисунок 01 - Зоны снеговой нагрузки в Германии

Зона [2] , [4]Характеристическое значение снеговой нагрузки на грунт в кН/м² ${\mathrm s}_\mathrm k$
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 и> 3a 2)$1,25\;\cdot\;\left[0,31\;+\;2,91\;\cdot\;\left(\frac{\mathrm A\;+\;140}{760}\right)^2\right]\;\geq\;1,10$
A = высотная отметка над уровнем моря в м
1) В зоне 3 более высокие значения, чем указано в приведенном выше уравнении, могут определяться для определенных слоев (например, Oberharz, высокие возвышения Fichtelgebirge, Reit im Winkl, Obernach / Walchensee). Информация о снеговой нагрузке в данных регионах должна запрашиваться у соответствующих компетентных организаций.
2) Новые зоны 3a и> 3a на основе [4] в соответствии с извещением Высшего органа по строительству в Баварском министерстве внутренних дел от 19.01.2018

Задание данных с онлайн-службой Dlubal

Онлайн-сервисы Dlubal Snow Snow Зоны, ветровые зоны и сейсмические зоны сочетают стандартизацию с цифровой технологией Интернета. Данная служба совмещает соответствующую карту зон, в зависимости от выбранного типа нагрузки (снеговая, ветровая, сейсмическая) и нормы для определенной страны, с картами Google. Применив поиск, вы можете поместить маркер в запланированное место строительства, указав адрес, географические координаты или местные условия. Данная нагрузка определяет характерную нагрузку или ускорение в данном месте с использованием точной высоты над уровнем моря и данными данной зоны. Невозможно определить новое место строительства по определенному адресу, можно приблизить или сдвинуть фокус на нужное место. При перемещении маркера расчет корректируется по новой высотной отметке и отображаются правильные значения нагрузок.

Онлайн-служба находится на веб-сайте Dlubal в разделе Применение → Сетевые средства

Определить параметры...

1-й Тип нагрузки = снеговая
2. Норма = EN 1991-1-3
3. Приложение = Германия | DIN EN 1991-1-3
4. address = Zellweg 2, Тифенбах

... для выбранного местоположения получены следующие результаты:

5. Зона снеговой нагрузки
6. если применимо: дополнительная информация
7. Характеристическое значение снеговой нагрузки ${\mathrm s}_\mathrm k$

Pисунок 02 - Онлайн-служба Dlubal

При выборе местоположения на Северогерманской равне, онлайн-сервис отобразится в точке 6. примечание «Северная немецкая равнина». В этом случае расчетная нагрузка должна учитываться как исключительная снеговая нагрузка в исключительном расчетном случае.

Коэффициент выбранной формы кровли

Снег может появиться на крыше во многих различных распределениях нагрузки [1] . Кроме прочего, снеговая нагрузка зависит от формы кровли, изоляционных свойств, неровности поверхности, теплонакопления под кровлей, соседних зданий, прилегающей территории и, конечно, местного климата. Поэтому очень важно, чтобы во время расчета было учтено распределение снеговой нагрузки без снегового заноса и со снеговыми заносами. Прилагаемая снеговая нагрузка действует перпендикулярно к горизонтальной проекции поверхности кровли.

Pисунок 03 - Расчетная снеговая нагрузка

Коэффициент формы $ {\ mathrm \ mu} _ \ mathrm i $ в основном зависит от наклона рассматриваемой поверхности крыши $ \ mathrm \ alpha $.

Коэффициент формыУклон кровли в $\mathrm\alpha$
$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}$ Pисунок 05 - Коэффициент формы двускатной кровли
Коэффициент формы применяется, если снег может беспрепятственно скользить по крыше. Если соскальзывание исключено, например, с помощью снегозащитного ограждения, чердачного этажа и т. д., то применяется коэффициент формы 0,8.

Для плоских и односкатных крыш нужно задать равномерно распределенную нагрузку со снеговым заносом и без заноса.

Pисунок 04 - Коэффициент формы плоской и односкатной кровли

У двускатной кровли должны быть рассчитаны три типа нагрузки. Случай а) показывает распределение без воздействия ветра. Случаи b) и c) показывают распределение с воздействием заноса и таяния. Эти два дополнительных распределения часто управляют для конструкций, чувствительных к неравномерно распределенным нагрузкам.

Pисунок 05 - Коэффициент формы двускатной кровли

Ключевые слова

Снег Зоны Низменная Monopitch Седло Коэффициент формы

Литература

[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

Ссылки

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы по нашим программам или вам просто нужен совет?
Тогда свяжитесь с нами через бесплатную поддержку по электронной почте, в чате или на форуме или ознакомьтесь с различными решениями и полезными предложениями на страницах часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

RFEM Основная программа
RFEM 5.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций методом конечных элементов (МКЭ) плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек, стержней (балок), тел и контактных элементов

Цена первой лицензии
3 540,00 USD
RSTAB Основная программа
RSTAB 8.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций рам, балок и ферм, выполняющее линейные и неьинейные расчеты внутренних сил, деформаций и опорных реакций

Цена первой лицензии
2 550,00 USD
Автономные Деревянные конструкции
RX-TIMBER Glued-Laminated Beam 2.xx

Автономная программа

Расчет деревянных однопролетных и большепролетных дощатоклеёных балок по Еврокоду 5 или DIN 1052

Цена первой лицензии
1 120,00 USD
Автономные Деревянные конструкции
RX-TIMBER Roof 2.xx

Автономная программа

Расчет деревянных конструкций плоских, односкатных и двухскатных кровель по Еврокоду  5

Цена первой лицензии
360,00 USD
Автономные Деревянные конструкции
RX-TIMBER Continuous Beam 2.xx

Автономная программа

Расчет деревянных простых, неразрезных и Герберовых балок с консолями и без них по Еврокоду 5 или DIN 1052

Цена первой лицензии
360,00 USD
Автономные Деревянные конструкции
RX-TIMBER Purlin 2.xx

Автономная программа

Расчет деревянных связанных прогонов и непрерывных балок по Еврокоду 5 или DIN 1052

Цена первой лицензии
360,00 USD
Автономные Деревянные конструкции
RX-TIMBER Frame 2.xx

Автономная программа

Расчет деревянных трехшарнирных рам с зубчатыми соединениями по Еврокоду 5 или DIN 1052

Цена первой лицензии
360,00 USD
Автономные Деревянные конструкции
RX-TIMBER Column 2.xx

Автономная программа

Расчет деревянных прямоугольных и круглых колонн по Еврокоду 5 или DIN 1052

Цена первой лицензии
360,00 USD
Автономные Деревянные конструкции
RX-TIMBER Brace 2.xx

Автономная программа

Расчет деревянных конструкций связей жесткости фермы по Еврокоду 5 или DIN 1052

Цена первой лицензии
360,00 USD