Jak obliczyć obciążenie śniegiem i wiatrem na dachu

Projektując dach, należy wziąć pod uwagę działające na niego obciążenia - śnieg i wiatr. Aby określić wskaźniki tych wartości, możesz skontaktować się ze specjalną organizacją budowlaną, w której inżynierowie pomogą ci w obliczeniach. Ale jeśli chcesz zrobić wszystko sam i nie wątp w swoją siłę, tutaj znajdziesz niezbędne formuły ze szczegółowym opisem ilości, które będą potrzebne w obliczeniach. Na początek zrozumiemy, czym są te obciążenia i dlaczego należy je wziąć pod uwagę.

Rosyjski klimat jest bardzo zróżnicowany. Ważne jest, aby zrozumieć, że zmiana temperatury, ciśnienia wiatru, opadów atmosferycznych i innych czynników fizycznych i mechanicznych wpłynie na dach budowanego domu. Ponadto stopień ich wpływu będzie zależeć bezpośrednio od obszaru budowy. Wszystko to wywiera nacisk nie tylko na obudowę dachu - dach, ale także na konstrukcje wsporcze, takie jak krokwie i skrzynie. Należy zrozumieć, że dom jest pojedynczą konstrukcją. Zgodnie z reakcją łańcuchową obciążenie z dachu przenosi się na ściany, a od nich na fundament. Dlatego ważne jest, aby obliczyć wszystko w najdrobniejszych szczegółach.

Obciążenie śniegiem

Pokrywa śnieżna, która tworzy się zimą na dachu domu, wywiera na nią pewną presję. Im północ, tym więcej śniegu. Wydaje się, że ryzyko awarii jest wyższe, ale należy zachować ostrożność przy projektowaniu domu w obszarze, w którym następuje okresowa zmiana temperatury, która może powodować topnienie śniegu i jego późniejsze zamarzanie. Średnia waga śniegu wynosi 100 kg / m3, ale w stanie mokrym może osiągnąć 300 kg / m3. W takich przypadkach masa śniegu może spowodować deformację systemu krokwi, izolację wodną i termiczną, co doprowadzi do przecieku dachu. Takie warunki pogodowe wpłyną na szybkie i nierównomierne opadanie śniegu z dachu, co może być niebezpieczne dla ludzi.

Im większe nachylenie dachu, tym mniej opóźnień na nim zostanie opóźnionych. Ale jeśli twój dach ma złożony kształt, to na skrzyżowaniu dachu, w którym powstają wewnętrzne narożniki, może zbierać się śnieg, co przyczyni się do powstania nierównomiernego obciążenia. Lepiej jest montować elementy przytrzymujące śnieg w miejscach, gdzie ilość opadów jest wystarczająco duża, aby śnieg zebrany w pobliżu krawędzi gzymsu nie mógł uszkodzić systemu odwadniającego. Śnieg można czyścić niezależnie, ale tego procesu nie można nazwać absolutnie bezpiecznym.

Aby zapewnić bezpieczny przepływ śniegu i zapobiec tworzeniu się sopli, stosuje się kablowy system grzewczy. Może być sterowany automatycznie lub ręcznie. Zależy od twojego pragnienia i wyboru. Elementy grzewcze takiego systemu znajdują się wzdłuż całej krawędzi dachu przed rynną.

W Rosji wartość obciążenia śniegiem będzie zależeć od obszaru budowy. Aby określić, ile śniegu będzie w twojej okolicy, pomoże specjalna mapa.

Technologia obliczania obciążenia śniegiem: S = Sg * m, gdzie Sg to szacunkowa wartość masy pokrywy śnieżnej na 1 m2 poziomej powierzchni ziemi, przyjęta zgodnie z tabelą, a m to współczynnik przejścia od ciężaru pokrywy śnieżnej ziemi do obciążenia śniegiem pokrywy.

Szacowana waga pokrywy śnieżnej Sg jest pobierana w zależności od regionu śnieżnego Federacji Rosyjskiej.

Określenie obciążenia śniegiem

Rejon śnieżny	Ja	II	III	IV	V.	VI	VII	VIII
Ciężar pokrywy śnieżnej Sg (kgf / m2)	80	120	180	240	320	400	480	560

Współczynnik m zależy od kąta nachylenia nachylenia dachu z kątami nachylenia nachylenia dachu:

• mniej niż 25 stopni m przyjmuje wartość równą 1

• od 25 do 60 stopni przyjmuje się wartość m równą 0,7 (w przybliżeniu, dla każdego nachylenia jego własna wartość)

• więcej niż 60 stopni, wartość m, przy obliczaniu całkowitego obciążenia śniegiem, nie jest brana pod uwagę.

Obciążenie wiatrem

Wiatr wywiera boczny nacisk na ściany domu i dachu. Zderzając się z przeszkodą, strumień powietrza jest rozprowadzany, schodząc do fundamentu i do okapu dachu. Jeśli nie obliczysz ciśnienia wiatru, wówczas zadaszenie może po prostu zakłócić huraganowy wiatr. Takie zniszczenie nie zawsze może być naprawione przez jakąś naprawę kosmetyczną, często prowadzi to do konieczności wymiany dachu. Ważnym wskaźnikiem przy obliczaniu wpływu wiatru jest uwzględnienie współczynnika aerodynamicznego. To zależy od kąta dachu. Im bardziej stroma rampa, tym większy ładunek, a wiatr będzie próbował „przewrócić” dach. Jeśli kąt dachu jest niewielki, wiatr będzie działał na dach jak siła podnosząca, próbując go rozerwać i zabrać. Aby temu zapobiec, musisz odpowiednio obserwować projekt dachu. Stabilność systemu krokwi zależy od zapewnienia sztywności przestrzennej, która polega na prawidłowej kombinacji stężeń, stężeń i wiązań ukośnych, a także ich sztywnego połączenia ze sobą. Ponadto wiatr może przenosić przedmioty, które w zderzeniu z dachem spowodują uszkodzenia mechaniczne. Aby tego uniknąć, musisz starannie wybrać pokrycie dachowe i odpowiednio zorganizować skrzynię do jej montażu.

Ciśnienie wiatru, a także ciężar pokrywy śnieżnej, będą zależeć od obszaru budowy. Strefę można określić na mapie poniżej.

Technologia obliczania wiatru

Współczynnik k, biorąc pod uwagę zmianę ciśnienia wiatru z wysokością z, określa poniższa tabela, w zależności od rodzaju terenu. Akceptowane są następujące typy terenu:

• A - otwarte wybrzeża mórz, jezior i zbiorników wodnych, pustynie, stepy, stepy leśne, tundra;

• B - obszary miejskie, lasy i inne obszary równomiernie pokryte przeszkodami o wysokości powyżej 10 m;

• C - obszary miejskie z budynkami o wysokości większej niż 25 m.

Uznaje się, że konstrukcja znajduje się w terenie tego typu, jeżeli teren ten utrzymywany jest po nawietrznej stronie konstrukcji w odległości 30 godzin - przy wysokości budynku wynoszącej do 60 mi 2 km. - na wyższej wysokości.

Wysokość z, m	Współczynnik K dla typów terenu
≤ 5	0,75	0,50	0,40
10	1,00	0,65	0,40
20	1,25	0,85	0,55
40	1,50	1,10	0,80
60	1,70	1,30	1,00
80	1,85	1,45	1,15
100	2,00	1,60	1,25
150	2,25	1,90	1,55
200	2,45	2,10	1,80
250	2,65	2,30	2,00
300	2,75	2,50	2,20
350	2,75	2,75	2,35
≥ 480	2,75	2,75	2,75

Uwaga: przy określaniu obciążenia wiatrem typy terenu mogą być różne dla różnych zaprojektowanych kierunków wiatru.

Obciążenia wiatrem i śniegiem podczas projektowania zadaszeń

Szczególną uwagę należy zwrócić na obliczenia tych, którzy myślą o zaprojektowaniu baldachimu - na przykład na altanie lub parkowaniu samochodu. Zwykle w takich przypadkach stosowana jest ekonomiczna konstrukcja, która nie ma wystarczającej sztywności. Dlatego ciśnienia śniegu nie można zignorować. Zaleca się czyszczenie śniegu na czas, aby zapobiec tworzeniu się pokrywy śnieżnej o grubości większej niż 30 cm. W przypadku baldachimu z drewna bardziej niezawodne będzie wykonanie ciągłej skrzyni i wzmocnionych krokwi. Jeśli wybierzesz konstrukcję metalową, powinna ona mieć odpowiednią grubość profilu. W każdym razie, aby wybrać materiały o niezbędnej sztywności, lepiej jest skorzystać z wyników obliczeń.

Przykłady obliczeń obciążenia śniegiem i wiatrem dla Moskwy i regionu moskiewskiego

Przykład nr 1: Obliczanie obciążenia śniegiem

Dane źródłowe:

• region: Moskwa

• nachylenie dachu: 35 stopni

Znajdź pełną obliczoną wartość obciążenia śniegiem S:

• pełną szacunkową wartość obciążenia śniegiem określa wzór: S = Sg * m

• na mapie stref pokrywy śnieżnej terytorium Federacji Rosyjskiej określamy numer regionu śnieżnego dla Moskwy: w naszym przypadku jest to III, co odpowiada tabeli o masie pokrywy śnieżnej Sg = 180 (kgf / m2);

• współczynnik przejścia od ciężaru pokrywy śnieżnej ziemi do obciążenia śniegiem powłoki dla kąta dachu 35 stopni m = 0,7

• otrzymujemy: S = Sg * m = 180 * 0,7 = 126 (kgf / m2)

Przykład nr 2: Obliczanie obciążenia wiatrem

Dane źródłowe:

• region: Moskwa

• nachylenie dachu: 35 stopni

• wysokość budynku: 20 metrów

• rodzaj terenu: obszary miejskie

Znajdź pełną szacunkową wartość obciążenia wiatrem W:

• Obliczona wartość średniego składnika obciążenia wiatrem na wysokości z nad powierzchnią ziemi jest określona wzorem: W = Wo * k,

• Zgodnie z mapą stref ciśnienia wiatru na terytorium Federacji Rosyjskiej określamy region I dla Moskwy

• Przyjmuje się standardową wartość obciążenia wiatrem odpowiadającego regionowi I Wo = 23 (kgf / m2)

• Współczynnik k, biorąc pod uwagę zmianę ciśnienia wiatru z wysokością z, określa tabela. 6 k = 0,85

• Otrzymujemy: W = Wo * k = 23 * 0,85 = 19,55 (kgf / m2)