Metallprokatking.ru

Металлопрокат Кинг
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет крыши на ветровую нагрузку

Расчет ветровой нагрузки по формуле

Переток воздушных масс вдоль поверхности земли происходит с разной скоростью. Натыкаясь на какое-либо препятствие, кинетическая энергия ветра преобразуется в давление, создавая ветровую нагрузку. Это усилие может ощутить любой человек, двигающийся навстречу потоку. Создаваемая нагрузка зависит от нескольких факторов:

  • скорость ветрового потока;
  • плотность воздушной струи,— при повышенной влажности, удельный вес воздуха становится больше, соответственно, возрастает величина переносимой энергии;
  • форма стационарного объекта.

  • Расчёт усилий ↓
  • Расчёт ветровой нагрузки на крышу ↓
  • Пример расчёта ↓
  • Альтернативная энергетика ↓

В последнем случае на отдельные части строительного сооружения действуют силы, направленные в разные стороны, например:

  1. На вертикальную стену действует так называемое лобовое усилие, стремящееся сдвинуть объект с места. Противостоять этому усилию помогают несколько конструктивных решений:
  2. На крышу, кроме горизонтальных усилий (вдавливающих), действуют и вертикальные силы, образующиеся от разделения воздушного потока при ударе о стену. Вектор воздушного потока стремится поднять крышу, оторвать её от стен.
  3. Совокупность всех этих вихревых потоков создают ветровую нагрузку не только на крупные элементы здания, но распространяет свои влияния на все элементы строительного сооружения, — двери, окна, кровлю, водостоки, антенну, дымоход.

Снеговая нагрузка

Снежный покров, образующийся в зимние периоды на крыше дома, оказывает на нее определенное давление. Чем севернее район, тем больше снега. Кажется, что и угроза поломок выше, но стоит быть более осторожным при проектировании дома в районе, где происходит периодическая смена температур, способная вызвать таяние снега и последующее его промерзание. Средний вес снега 100 кг/м3, а вот в сыром состоянии он может достигать 300 кг/м3. В таких случаях снеговая масса может стать причиной деформации стропильной системы, гидро- и теплоизоляции, что повлечёт за собой протечки кровли. Такие погодные условия скажутся и на быстром и неравномерном сходе снегового покрова с крыши, что может быть опасным для человека.

Чем больше уклон кровли, тем меньше снеговых отложений на ней будет задерживаться. Но если ваша кровля имеет сложную форму, то в местах стыка кровли, где образуются внутренние углы, может собираться снег, что будет способствовать образованию неравномерной нагрузки. Лучше устанавливать снегозадержатели в районах, где количество осадков достаточно велико, чтобы снег, собравшийся возле края карниза, не мог повредить систему водостока. Уборку снега можно осуществлять самостоятельно, но этот процесс нельзя назвать стопроцентно безопасным.

Для того, чтобы обеспечить безопасный сход снега и предотвратить образование сосулек, применяют систему кабельного обогрева. Ей можно управлять автоматически или вручную. Зависит от вашего желания и выбора. Нагревательные элементы такой системы располагают по всему краю крыши перед водосточным желобом.

Для России значение снеговой нагрузки будет зависеть от района строительства. Определить, какой вес снегового покрова будет в вашем районе, поможет специальная карта.

Технология расчета снеговой нагрузки: S=Sg*m, где Sg — расчётное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице, а m – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Расчётное значение веса снегового покрытия Sg принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации.

Силы, действующие на крышу

Проанализировав все усилия воздушных потоков, можно сделать вывод, что при высокой наклонной кровле ветер образует силы, стремящиеся опрокинуть крышу. Но чем больше угол наклона крыши, тем меньше действуют на нее касательные силы и больше – перпендикулярные скату.

Пологие скаты способствуют созданию больших подъёмных сил, старающихся приподнять конструкцию, отправив её в свободный полёт.

Существует и более простой способ расчета ветровой нагрузки

Если вы хотите быстро получить точный результат и не связываться со сложными формулами, таблицами и картами, воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором для кровли из материалов ТЕХНОНИКОЛЬ.

Калькулятор помогает рассчитать не только ветровую нагрузку для плоских крыш, но и количество необходимого крепежа на каждом участке, а также требуемую ширину рулонов гидроизоляции.

Расчеты основаны на действующих российских нормах СП 20.13330.2016 и СП 17.13330.2017.

В калькулятор встроена карта России с районированием по давлению ветра, так что вам не нужно самостоятельно искать на картах и в таблицах нужные значения. Достаточно выбрать место и кликнуть или указать точное название населенного пункта.

Вы выбираете тип местности – открытую, равномерно покрытую препятствиями или высотную городскую застройку. По этим двум параметрам калькулятор выдает первое значение – пиковую ветровую нагрузку согласно СП 20.133330.2016 п.11.

Далее переходим к основанию кровли и выбираем – тяжелый бетон, ОСП и металлическое основание профлист (0,7 мм или 0,75–2,5 мм). При выборе профлиста калькулятор предложит еще пять вариантов в зависимости от шага между гофрами. Вы также можете указать свой вариант.

На третьем этапе нужно указать толщину утеплителя, который вы будете использовать, и способ его укрепления. Также возможен вариант без утеплителя.

На этапе гидроизоляции нужно указать способ ее фиксации. В калькуляторе предусмотрено два варианта крепления: механический и балластный. Если у вас балластный, также нужно указать его тип – армированная стяжка или гранитный щебень. Далее выбирайте тип мембраны: битумная или полимерная. Кстати, у каждого материала можно посмотреть характеристики и всю необходимую информацию, нажав на кнопку с вопросом.

Пятый этап включает работу с геометрией объекта, где нужно вводить параметры участка кровли. Калькулятор рассчитывает значение только для плоских крыш прямоугольной формы, поскольку методика расчета использует пиковые значения аэродинамических коэффициентов ветровой нагрузки. Вам нужно указать высоту здания и его габариты. Высоту принимаем по самой высокой точке здания – парапетной зоне.

После вы получаете промежуточный расчет, где видите основные результаты, например, ширину рулона и шаг крепежа, и проверяете введенные значения, которые можно подкорректировать, если ошиблись.

После этого получаете готовый отчет, где рассчитано:

  • деление кровли на участки (центральная, парапетная, угловая) и ветровое давление на каждый из них;
  • какую ширину рулонов гидро- и теплоизоляции использовать;
  • сколько потребуется крепежа на один квадратный метр и его шаг.

На любой стадии расчета можно «откатить» назад на любой этап и изменить исходные данные. А также сохранить и отправить себе на почту в виде ссылки, чтобы потом вернуться к нему, если вы что-то не доделали. Благодаря формату PDF расчет можно вносить в проект или просто удобно хранить и использовать эти данные.

Расчет снеговой нагрузки на плоскую крышу

Расчет несущих конструкций выполняется по методу предельных состояний, то есть таких, когда испытываемые усилия вызывают необратимые деформации или разрушения. Поэтому прочность плоской кровли должна превышать величину снеговой нагрузки для данного региона.

Для элементов крыши существует два типа предельных состояний:

  • Конструкция разрушается.
  • Конструкция деформируется, выходит из строя без полного разрушения.
Читать еще:  Облицовка фасада дома сайдингом фото

Расчеты ведутся по обоим состояниям, имея целью получить надежную конструкцию, гарантированно выдерживающую нагрузку без последствий, но и без излишних затрат строительных материалов и труда. Для плоских крыш значения снеговых нагрузок будут максимальными, т.е. поправочный коэффициент уклона равен 1.

Таким образом, согласно таблицам СНиП, общий вес снега на плоской кровле составит величину норматива, умноженную на площадь кровли. Значения могут достигать десятки тонн, поэтому зданий с плоскими крышами в нашей стране практически не строят, особенно в регионах с высокими нормами осадков в зимнее время.

Нагрузка на плоскую крышу

Классификация нагрузок

Нагрузки на стропильную систему классифицируются на:

    1. Основные:
      • постоянные нагрузки – вес самих стропильных конструкций и крыши,
      • длительные нагрузки – снеговые и температурные нагрузки с пониженным расчетным значением (используются при необходимости учета влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость),
      • переменное кратковременное влияние — снеговое и температурное воздействие по полному расчетному значению.
    2. Дополнительные – ветровое давление, вес строителей, гололедные нагрузки.
    3. Форс-мажорные – взрывы, сейсмоактивность, пожар, аварии.

Для осуществления расчета стропильной системы принято рассчитывать предельные нагрузки, чтобы затем, исходя из подсчитанных величин, определить параметры элементов стропильной системы, способных выстоять против этих нагрузок.

Расчет стропильной системы скатных крыш производится по двум предельным состояниям:

      • Предел, при котором происходит разрушение конструкции. Максимально возможные нагрузки на прочность конструкции стропил должны быть меньше предельно допустимых.
      • Предельное состояние, при котором возникают прогибы и деформация. Возникающий прогиб системы при нагрузке должен быть менее предельно возможного.

Для более простого расчета применяется только первый способ.

Расчет снеговых нагрузок на крышу

Формула расчета снеговой нагрузки: Ms = Q × Ks × Kc, где

  • Ms – снеговая нагрузка;
  • Q – масса снегового покрова, покрывающая 1м 2 плоской горизонтальной поверхности крыши.

Последнее, зависит от территории и определяется по карте, для второго предельного состояния – расчет на прогиб (при расположении дома на стыке двух зон, выбирается снеговая нагрузка с большим значением).

Для прочностного расчета по первому типу величина нагрузки выбирается соответственно району проживания по карте (первая цифра в указанной дроби – числитель), либо берется из таблицы №1:

Первое значение в таблице измеряется в кПа, в скобках нужная переведенная величина в кг/м2.

Ks – поправочный коэффициент на угол наклона кровли.

      • Для крыш с крутыми склонами с углом более 60 градусов снеговые нагрузки не учитываются, Ks=0 (снег не скапливается на круто скатных крышах).
      • Для крыш с углом от 25 до 60, коэффициент берется 0,7.
      • Для остальных он равен 1.

Kc – коэффициент ветрового сноса снега с крыш. При условии пологой крыши с углом ската 7-12 градусов в районах на карте со скоростью ветра 4 м/с, Kc принимается = 0.85. На карте отображено районирование по скорости ветра.

Коэффициент сноса Kc не учитывается в районах с январской температурой теплее -5 градусов, так как на крыше образуется ледяная корка, и сдува снега не происходит. Не учитывается коэффициент и в случае закрытия здания от ветра более высокой соседней постройкой.

Снег ложится неравномерно. Зачастую с подветренной стороны формируется так называемый снеговой мешок, особенно в местах стыков, изломов (ендова). Следовательно, если вы хотите прочную крышу, делайте шаг стропил минимальным в этом месте, также внимательно относитесь к рекомендациям производителей кровельного материала – снег может обломить свес, если он неправильных размеров.

Напоминаем, что расчет, приведенный выше, предложен вашему вниманию в упрощенной форме. Для более надежного расчета советуем умножить результат на коэффициент надежности по нагрузке (для снеговой нагрузки = 1,4).

Расчет ветровых нагрузок на стропильную систему

С давлением снега разобрались, теперь перейдем к расчетам ветрового влияния.

В независимости от угла ската, ветер сильно воздействует на крышу: крутоскатную кровлю старается сбросить, более плоскую кровлю – поднять с подветренной стороны.

Для расчета нагрузки ветра во внимание принимают его горизонтальное направление, при этом он дует двунаправленно: на фасад и на крышной скат. В первом случае поток разбивается на несколько – часть уходит вниз к фундаменту, часть потока по касательной снизу вертикально давит на свес крыши, пытаясь ее поднять.

Во втором случае, воздействуя на скаты крыши, ветер давит перпендикулярно скату, вдавливая его; также образуется завихрение по касательной с наветренной стороны, огибая конек и превращаясь в подъемную силу уже с подветренной стороны, в связи с разницей в давлении ветра с обеих сторон.

Для подсчета усредненной ветровой нагрузки используют формулу: Mv = Wo x Kv x Kc x коэффициент прочности,

где Wo – нагрузка ветровая давления, определяемая по карте

Kv — коэффициент поправки ветрового давления, зависящий от высоты здания и местности.

Kc – аэродинамический коэффициент, зависит от геометрии конструкции крыши и направления ветра. Значения отрицательные для подветренной стороны, положительные для наветренной

Таблица аэродинамических коэффициентов в зависимости от уклона кровли и отношения высоты здания к длине (для двускатной крыши)

Для односкатной крыши необходимо взять коэффициент из таблицы для Ce1.

Для упрощения расчета значение C проще взять максимальным, равным 0,8.

Для более надежных результатов советуем умножить на коэффициент запаса прочности по ветровой нагрузке = 1,2.

Расчет собственного веса кровли

Для расчета постоянной нагрузки нужно рассчитать вес кровли на 1 м 2 , полученный вес нужно умножить на поправочный коэффициент 1,1 – такую нагрузку стропильная система должна выдерживать в течение всего срока эксплуатации.

Вес кровли складывается из:

  • объем леса (м 3 ), используемого в качестве обрешетки, умножается на плотность дерева (500 кг/м 3 )
  • веса стропильной системы
  • вес 1м 2 кровельного материала
  • вес 1м 2 веса утеплителя
  • вес 1м 2 отделочного материала
  • вес 1м 2 гидроизоляции.

Все эти параметры легко получить уточнив эти данные у продавца, либо посмотреть на этикетке основные характеристики: м 3 , м 2 , плотность, толщина, — произвести простые арифметические операции.

Пример: для утеплителя плотностью в 35 кг/м 3 , упакованного рулоном толщиной 10 см или 0,1 м, длиной 10м и шириной 1.2 м, вес 1 м 2 будет равен (0.1 х 1.2 х 10) х 35 / (0.1 х 1.2) = 3.5 кг/м 2 . Вес остальных материалов можно рассчитать по тому же принципу, только не забывайте сантиметры в метры переводить.

Чаще всего нагрузка кровли на 1 м 2 не превышает 50 кг, поэтому при расчетах закладывают именно эту величину помноженную на 1.1, т.е. используют 55 кг/м 2 , которая сама по себе взята запасом.

Энергия ветра.

С точки зрения полезного использования ветровой энергии в энергетике на сегодняшний день оптимальными являются скорости ветра 8…18 м/с. При меньших скоростях ветроэнергетические установки малоэффективны, при больших возникает опасность разрушения конструкций установки.

Читать еще:  Утеплять ли канализационную трубу

Так как воздух имеет массу, и эта масса движется с некоторой скоростью относительно поверхности земли, то трудно даже представить, какой колоссальной кинетической энергией обладает окружающее нас воздушное пространство.

Чтобы составить представление о величине этой энергии, давайте вырежем из пространства его часть в виде цилиндра, мысленно расположив некий обруч плоскостью перпендикулярно направлению вектора скорости ветра. Площадь сечения обруча – S =1 м 2 (диаметр d =1,13 м).

Если на вашем компьютере не установлена программа MS Excel, можно воспользоваться свободно распространяемой программой OOo Calc из пакета Open Office.

Правила форматирования ячеек листа Excel, применяемые в статьях этого блога, можно посмотреть на странице «О блоге».

Включаем Excel и на листе «Энергия ветра» и составляем простую расчетную программу, которая позволит быстро рассчитывать мощность ветроустановок при различных исходных условиях.

Исходные данные:

1. Скорость ветра vв в м/с записываем

в ячейку D3: =10,0

2. Время t в с заносим

в ячейку D5: =1

3. Площадь сечения потока воздуха S в м 2 вписываем

в ячейку D6: =1,000

4. Плотность воздуха или удельный вес воздуха при нормальных условиях (атмосферном давлении 101325 Па = 760 мм рт. ст. и температуре +273,15° К = 0° C) γ в кг/м 3 вписываем

в ячейку D7: =1,293

5. Коэффициент полезного действия — КПД ветроустановки (реально достигаемые значения не превышают 0,3…0,4) записываем

в ячейку D8: =0,35

Результаты расчетов:

6. При скорости ветра v за время t через сечение обруча пройдет объем воздуха в виде цилиндра V , который вычисляем в м 3

в ячейке D10: =D3*D4*D5 =10,000

V = S * vв * t

7. Массу воздуха m в кг, прошедшую через сечение кольца за время t определяем

в ячейке D11: =D6*D9 =12,930

m = γ * V

8. Кинетическую энергию T в Дж, которой обладает движущийся цилиндр воздуха рассчитываем

в ячейке D12: =D10*D3^2/2 =647

T = m * vв 2 /2

9. Мощность N в КВт, которую мы смогли бы отобрать из этой струи воздуха при заданном КПД , вычисляем

в ячейке D13: =D11/D4*D7/1000 =0,226

N =( T / t )* КПД =( S * γ * vв 3 /2)* КПД

При реальных КПД ветроэнергетических установок около 0,3. 0,4, при скорости ветра vв =10 м/с и диаметре лопастей ветряка d =1,13 м (площадь круга S =1 м 2 ) можно получить мощность порядка N =200. 250 Вт. Этой мощности хватит чтобы за час вспахать полсотки земли! Представляете сколько вокруг нас энергии, которую мы никак не научимся эффективно отбирать и преобразовывать?! Сегодняшние ветроэнергетические установки мало-мальски начинают работать при скорости ветра vв >4 м/с, выходя на рабочий режим при скорости vв =9…13 м/с. Однако уже при скорости ветра vв >17 м/с приходится больше заботиться о безопасности окружающих людей, животных, сооружений и сохранности установки, нежели о производстве энергии…

Итак, возможности использования ветра слегка затронули, переходим к проблемам, которые он создает.

Калькулятор нагрузки на односкатную крышу

Снеговая (?) и Ветровая (?) нагрузки

Введите значение из технических характеристик материала кровли, кг/м²
(прочтите пояснение внизу)

Введите значение из тех. характеристик материала обшивки, кг/м²
(прочтите пояснение внизу)

Тип местности

А – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;
Б – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;
В – городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.

Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30 высот проектируемого здания, а для высоких сооружений (более 60 м) на расстоянии 2 км.

Снеговая нагрузка

Нормативная снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: S = Sнор ∙ µ ∙ ce ∙ ct ,

где Sнор – нормативное значение веса снега, лежащего на одном квадратном метре горизонтальной поверхности земли. Принимается по карте снеговых районов РФ и таблице СП 20-13330;

Сне­го­вые рай­о­ны РФ12345678
Sнор, кПа0,511,522,533,54

µ – коэффициент перевода снеговой нагрузки с горизонтальной поверхности земли на наклонные поверхности скатов крыши. Учитывает уклоны крыши. Принимается по СП 20-13330 приложению Б.

ce и ct – коэффициенты, учитывающие снос снега с пологих крыш (менее 10°) и частичное стаивание снега на крышах с плохой теплоизоляцией чердачного перекрытия. В данном калькуляторе не рассматриваются двухскатные крыши с уклонами менее 15° и крыши снег на которых тает от тепла просачивающегося из помещений дома. Поэтому ce и ct приняты равными единице (ce = ct = 1).

Расчетная снеговая нагрузка получается умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности 1,4.

Ветровая нагрузка

Нормативная ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W = W ∙ kz ∙ c ∙ (1 + ζ ∙ ν),

где W — нормативное значение давления ветра на один квадратный метр вертикальной поверхности. Принимается по карте ветровых районов РФ;

kz — коэффициент учитывающий изменение давления ветра в зависимости от высоты (z) над поверхностью земли. Рассчитывается по формуле: kz = k10 ∙ (z/10) 2α , значения k10, α, ζ10 приведены в таблице:

ПараметрТип местности
АВС
α0,150,20,25
k1010,650,4
ζ100,761,061,78

ζ — коэффициент пульсации давления ветра. Рассчитывается по формуле: ζ z = ζ 10 ∙ (z/10) -α ;

с — коэффициент перевода вертикальной ветровой нагрузки в горизонтальную. Принимается по рисунку СП 20-13330 приложения В;

ν — коэффициент пространственной корреляции, пульсирующей составляющей ветровой нагрузки. Определяется по таблице:

b, мКоэффициент ν при h, м
51020
0,10,950,920,88
50,890,870,84
100,850,840,81
200,800,780,76

Расчетная ветровая нагрузка получается умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности 1,4.

Обрешетка из досок или брусков

Обрешетка из листового материала

Обрешетка для внутренней обшивки

Собственный вес стропил СП 64.13330

Плотность сосны и ели для условий эксплуатации 1А, 1 и 2 — 500 кг/м³

При необходимости учесть контробрешетку по верху стропил для крепления подкровельных мембран, если она не учтена калькулятором в позициях выше, увеличьте высоту стропил на толщину брусков контробрешетки

Результат вычисления

  • Перевести в кг/м²

    Пояснения к калькулятору

    Калькулятор рассчитывает нагрузку, действующую на односкатную крышу в разных регионах строительства. Нагрузка собирается для зданий со стенами. Различие с калькулятором для двускатной крыши в распределении снега.

    Несущие конструкции крыши рассчитывают по двум предельным состояниям.

    Первое предельное состояние наступает при достижении строительной конструкцией границы допустимых деформаций, возникающих от действия внешних нагрузок. После пересечения этой границы конструкция получает чрезмерный прогиб, раскрываются узлы ее сочленений. Конструкция не разрушается, но ее дальнейшая эксплуатация не возможна по конструктивным или эстетическим соображениям.

    Второе предельное состояние наступает при достижении строительной конструкции границы сопротивления внешним нагрузкам. После пересечения которой она становится неспособной к дальнейшему сопротивлению и разрушается.

    Задача проектировщика назначить такие размеры конструкций, при которых ее сопротивление будет максимально приближено к предельному, но не пересекать допустимой границы. Иными словами, при достижении внешней нагрузкой максимального значения конструкция будет работать с максимальным сопротивлением, но в пределах своих возможностей. Так обеспечиваются минимальная цена строительства.

    Расчет конструкций производится по обоим предельным состояниям. Для первого предельного состояния расчет ведется на нормативную внешнюю нагрузку, а для второго предельного состояния — на расчетную нагрузку. Выбираются размеры конструкций для того предельного состояния, которое наступит раньше. Например, если расчет показывает, что конструкция разрушится раньше, чем в ней наступят недопустимые деформации, то выбираются размеры из расчета по прочности. Если расчет показывает, что недопустимые деформации наступят раньше наступления разрушающих нагрузок, то размеры конструкций подбираются из расчета по деформациям.

    Что называть первым или вторым предельным состоянием не принципиально. Любое из них может быть первым. Короткая балка или стойка может разрушиться под большой нагрузкой, без достижения ими предельных деформаций. И наоборот, длинная балка или стойка могут получить деформации превышающие предельно допустимые под незначительной нагрузкой намного меньшей, чем разрушающая. Например, рассчитываем деревянную балку перекрытия. Если она длинная, то может прогнуться под небольшой нагрузкой, предположим, сантиметров на пять. И становится уже все равно, что эта балка прежде чем сломается, может выдержать еще две таких нагрузки. Жить в доме, в котором над тобой висит такая прогнувшаяся балка, сложно психологически. Кроме психологических причин могут быть конструктивные. Прогнувшаяся балка затрудняет делать на ней потолки или полы.

    Калькулятор сбора нагрузок позволяет высчитать нагрузки для обоих типов расчета — нормативную, для расчета по деформациям и расчетную, для расчета по прочности.

    Источник: СНиП 2.01.07-85 (с изм. 1 1993)

    Давление ветровой нагрузки определяется по формуле:

    где Wo- нормативное значение давления (см. таб.1)
    k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таб.2 в зависимости от типа местности. Принимаются следующие типы местности:

    • А — открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, лесостепи, тундра;
    • В — городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой не более 10 м;
    • С — городские районы с застройкой зданниями высотой более 25 м.

    с — аэродинамический коэффициент.

    где V -численно равно скорости ветра, м/с, на уровне 10 м над поверхностью земли для местности типа А, соответствующей 10-минутному интервалу осреднения и превышаемой в среднем раз в 5 лет (если техническими условиями, утверждёнными в установленном порядке, не регламентированы другие периоды повторяемости скоростей ветра).

    Таблица 1.

    Таблица 2.

    Высота z,мкоэффициент k для типов местности
    ABC
    4802,752,752,75

    Таблица 3.

    Высота z,мКоэффициент пульсаций давления ветра z для типов местности
    ABC
    £ 50,851,221,78
    100,761,061,78
    200,690,921,5
    400,620,81,26
    600,580,741,14
    800,560,71,06
    1000,540,671
    1500,510,620,9
    2000,490,580,84
    2500,470,560,8
    3000,460,540,76
    3500,460,520,73
    ³ 4800,460,50,68

    Таблица 4. Определение аэродинамического коэффициента для разных типов сооружений

    b , град15345607590
    с10,80,4-0,2-0,8-1,2-1,25
    b , град105120135150175180
    с-1-0,6-0,20,20,30,4

    4.2. Призматические сооружения

    l510203550100беск.
    k0,60,650,750,850,90,952

    Нормативы СНиП

    Фактически само определение данному параметру дает СНиП № 2.01. 07−85. Согласно этому документу, нагрузка ветровых масс обязана рассматриваться как совокупность следующих входных данных:

    • давления, которое действует на наружные поверхности конструкций элемента сооружений или всего сооружения;
    • силы трения, которая направлена по касательной к плоскости конструкции, отнесенной к площади ее горизонтальной либо вертикальной проекции;
    • фактического давления, приложенного к внутренней плоскости здания с открытыми проемами или проницаемыми ограждающими конструкциями.

    Как рассчитать нагрузку

    При ее вычислении необходимо учитывать два ключевых параметра − пульсационную и среднюю составляющую. Нагрузка определяется как сумма двух этих параметров.

    Рассмотрим основную формулу расчета средней составляющей. Если при проектировании ветровой напор учтен не будет, то впоследствии это крайне негативно отразится на эксплуатационных свойствах сооружения или здания.

    Средняя составляющая рассчитывается по следующей формуле: W = Wо * k.

    • W — это расчетный показатель ветровой нагрузки при высоте над поверхностью земли,
    • Wo — это ее нормативный показатель,
    • k — обозначает коэффициент перемены давления по высоте.

    Каждое начальное значение из указанной формулы определяется согласно уже имеющимся таблицам. В некоторых случаях при вычислениях употребляют также параметр C — это обозначение аэродинамического коэффициента. Формула в этом случае будет выглядеть таким образом: W = Wo * kс.

    Нахождение нормативного значения

    Чтобы определить, какое конкретное значение имеет этот параметр, потребуется прибегнуть к таблице районов по ветровой нагрузке Российской Федерации. Таковых имеется всего восемь, и они легко находятся в свободном доступе в интернете.

    Для малоизученных местностей государства, а также для горных регионов этот параметр СНиП позволяет определять по информации официально зарегистрированных метеорологических станций и на основе опыта использования уже имеющихся сооружений и зданий. В таком случае для установления нормативного значения ветровой нагрузки употребляется специальная формула. Выглядит она таким образом: Wo=0.61 * V2o. Здесь V2o — скорость ветра в измерении метр в секунду на уровне 10 метров, который соответствует интервалу усреднения за 10 мин. и превышающей 1 раз за 5 лет.

    Примеры расчета наклонных систем

    Основой прочности и надежности каркаса для кровли является правильное определение сечения и шага стропил. Следует учитывать и конфигурацию утеплителя. Для рулонных и плитных материалов оптимальным является расстояние, соответствующее их ширине. Для средней полосы России при длине ската 500 см и шаге стропила 60 см берется брус сечением 50×175 мм, а при увеличении интервала — 50×200 мм. Однако эти рекомендации относительны, следует заранее узнать все коэффициенты и применить их на практике.

    Можно рассчитать параметры стропильной системы по формуле с заранее собранными данными:

    1. Снеговая нагрузка: S расч = 199 кг/м²×1,4 = 278,6 кг/м².
    2. Ветровая нагрузка: Wрасч = 28,02 кг/м²×1,4 = 39,23 кг/м².
    3. Постоянная нагрузка: Gрасч = 53,11кг/м²×1,1 = 58,42 кг/м².

    Остается ввести коэффициенты прочности крыши под углом 35 градусов с шагом стропил 900 мм из сосны I сорта, высотой до конька 7м с профнастилом в качестве кровельного материала. Результат будет такой: стропила сечением 125х200 мм.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector