单坡屋顶和双坡屋顶上的雪荷载

技术文章

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Dlubal 技术文章：规范 DIN EN 1991-1-3 以及国家附录 DIN EN 1991-1-3/NA 规定了德国的雪荷载计算，该规范适用于建造在海拔高度不超过 1500 米的地区的高层及一般建筑。

为了使雪荷载可以与按照 DIN EN 1990 定义的设计工况下的其他作用（活荷载、风荷载等）相结合，我们将荷载分为可变荷载、固定荷载和静荷载[1] , [2] . 另外根据建筑场地条件的不同，一般情况或者是特殊情况，也起着重要作用。如果在一个地点不可能发生偶遇降雪，则假设为一般情况。这时该荷载就在永久/短暂设计情况下计算。如果在一个地点发生偶遇降雪，则假设为特殊情况。在极少情况下，德国北部地区的雪荷载测量的记录高出计算值的数倍。这时该荷载就在永久/短暂和偶遇设计情况下计算。在国家附录中漂移的雪不算作偶遇作用。

[3]	一般情况	特殊情况
工况	情况 A DIN EN 1991-1-3 3.2(1)	B1 DIN EN 1991-1-3 3.3(1)
说明	没有特殊降雪没有特殊漂移的雪	特殊的降雪没有特殊漂移的雪
design 情况1	永久/短暂	永久/短暂
屋顶上的雪荷载 s	没有漂移的：公式 1 $μ_{i} \cdot C_{e} \cdot C_{t} \cdot s_{k}$	没有漂移的：公式 1 $μ_{i} \cdot C_{e} \cdot C_{t} \cdot s_{k}$
屋顶上的雪荷载 s	漂移的：公式 1 $μ_{i} \cdot C_{e} \cdot C_{t} \cdot s_{k}$	漂移的：公式 1 $μ_{i} \cdot C_{e} \cdot C_{t} \cdot s_{k}$
design 情况2	-	特殊的（当雪荷载为特殊的作用）
屋顶上的雪荷载 s	-	没有漂移的：公式 2 $μ_{i} \cdot C_{e} \cdot C_{t} \cdot s_{Ad}$ 使用＃[email protected]＃
屋顶上的雪荷载 s	-	漂移的：公式 2 $μ_{i} \cdot C_{e} \cdot C_{t} \cdot s_{Ad}$ 使用＃[email protected]＃
＃公式@000346＃=雪荷载的形状系数＃公式@000347＃=环境系数（＃公式@000348＃必须按照NA使用）＃公式@000349＃=温度系数（公式＃000000＃必须按照NA使用）＃公式@000351＃=地面雪荷载标准值＃公式@000352＃=地面偶然雪荷载设计值＃公式@000353＃=特殊雪荷载的系数（根据[5] ，＃公式@000354＃在德国北部低地）

地面雪荷载标准值

“地面雪荷载的标准值是98％的分形值，年概率超出值0.02，恢复周期为50年。 [3]该值在德国国家附录中定义，并且取决于雪荷载分区和海拔高度。在国家附录[2]中的图 NA.1 中显示了带有区域标记的德国地图。行政单位，特别是区域边缘的雪荷载的确切分配必须由主管部门检查[5] 。德国建筑技术研究所DIBt在其网页公布了一个表格对每个联邦周“根据行政区边界划分雪荷载”。此外，该表格还对每个行政区为北德大平原关于偶遇设计情况雪荷载分配进行了说明。

图片 01 - 德国雪荷载分区

区域[2] ， [4]	地面雪荷载公式 9 $s_{k}$ 的特征值，kN/m²
1	公式 13 $0, 19 0, 91 \cdot {(\frac{A 140}{760})}^{2} \geq 0, 65$
1a	公式 14 $1, 25 \cdot [0, 19 0, 91 \cdot {(\frac{A 140}{760})}^{2}] \geq 0, 81$
2	公式 15 $0, 25 1, 91 \cdot {(\frac{A 140}{760})}^{2} \geq 0, 85$
2a	公式 16 $1, 25 \cdot [0, 25 1, 91 \cdot {(\frac{A 140}{760})}^{2}] \geq 1, 06$
3¹⁾	公式 17 $0, 31 2, 91 \cdot {(\frac{A 140}{760})}^{2} \geq 1, 10$
3a和> 3a ^2）	公式 18 $1, 25 \cdot [0, 31 2, 91 \cdot {(\frac{A 140}{760})}^{2}] \geq 1, 10$
A = 海拔高度 m ¹⁾在 3 区中，对于某些位置（例如，Oberharz、high heights of Fichtelgebirge、Reit im Winkl、Obernach/Walchensee），可能需要比上述公式更高的值。关于在该区域内雪荷载的说明要从主管部门获得。 ^2）根据[4] ，在[4]的基础上根据巴伐利亚州内政部最高建筑局的通知新建区域3a和> 3a

使用 Dlubal 在线服务确定

Dlubal在线服务雪荷载分区，风荷载分区和地震分区结合了规范标准和互联网的数字技术。根据所选的荷载类型（雪荷载、风荷载、地震）和国家/地区的标准，通过数字的 Google Maps 地图，在线服务确定各荷载类型的区域地图。在搜索功能中输入位置、地理坐标或当地条件，即可获得相关数据。然后，该工具通过准确的海拔高度和输入的区域数据确定该位置的典型荷载或加速度。如果新的施工地点无法通过简单含糊的地址定义，则可以放大地图并将焦点移动到正确的位置。当标记偏移到新的高度时，就会重新计算，并输出当前的荷载。

在线服务可以在 Dlubal 网页中的“解决方法 → 在线服务”中找到。

参数默认值...

1. 荷载类型 = 雪荷载
2. 规范 = EN 1991-1-3
3. 附录 = 德国 | DIN EN 1991-1-3
4. 地址 = Zellweg 2, Tiefenbach

…可以得出该选定地址的：

5. 雪荷载分区
6. 如果有必要，请提供附加信息
7. 雪荷载的特征值

公式 9

$s_{k}$

图片 02 - Dlubal 在线服务

如果选定的位置是北德平原，那么在线服务就在第 6 条给出提示“北德低地”。然后在偶遇设计情况下，该计算得出的荷载作为偶遇雪作用考虑。

所选屋顶的形状系数

在屋盖[1]上的雪可以以许多不同的荷载分布出现。雪荷载还与屋顶的形状、隔热属性、表面粗糙属性、屋顶下的聚热、邻近建筑、周围地形以及当地自然气候有关。在设计时必须考虑雪荷载的未漂移和漂移分布。施加的雪荷载垂直向下作用，与屋面水平投影相关。

图片 03 - 投影的雪荷载

形状系数

公式 4

$μ_{i}$

基本上取决于所考虑的屋面的倾角

公式 19

$α$

。

形状系数	公式 19 $α$ 方向屋面坡度
	公式 20 $0 ° \leq α \leq 30 °$	公式 21 $30 ° \leq α \leq 60 °$	公式 22 $α > 60 °$
公式 23 $μ_{1} (α)$	0,8	公式 24 $\frac{0, 8 \cdot (60 ° - α)}{30 °}$	0
当雪无阻碍的从屋面滑下，形状系数适用该情况。如果滑动受到例如挡雪板、女儿墙等阻碍，则必须应用形状系数 0.8。

对于平屋面和单坡屋面，在未漂移和漂移的情况下施加均布雪荷载。

图片 04 - 平屋面和单坡屋面的形状系数

对于双坡屋面有三种荷载分布要检查研究。情况 a) 是在没有风影响下的分布。情况 b) 和 c) 是在漂移影响和化冻影响下的分布。这两种分布主要对不均匀荷载分布反应敏感的结构起决定性作用。

图片 05 - 双坡屋面的形状系数

作者

Dipl.-Ing. (BA) Andreas Niemeier, M.Eng.

Niemeier先生负责RFEM，RSTAB的开发以及用于张拉膜结构的附加模块。此外，他还负责质量保证和客户支持。

关键词

雪区域平原单节距 Duopitch，形状系数

参考文献

[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. (2018). Schneider - Bautabellen für Ingenieure mit Berechnungshinweisen und Beispielen (23rd ed.). Cologne: Bundesanzeiger.
[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