Hoe de wind- en sneeuwbelasting op het dak te berekenen, afhankelijk van de regio waar u woont

Het dak biedt constante bescherming van het gebouw tegen alle weersomstandigheden en klimatologische uitingen, met uitzondering van contact van alle materialen met atmosferisch of regenwater en als de grenslaag, die het effect van vrieslucht op de zolderruimte afsnijdt.

Dit zijn de belangrijkste en belangrijkste functies van het dak in de presentatie van een onvoorbereide persoon, ze kloppen helemaal, maar weerspiegelen niet de volledige lijst van functionele belastingen en de geteste spanningen.

Tegelijkertijd is de realiteit veel wreder dan op het eerste gezicht lijkt, en het effect op het dak is niet beperkt tot een bepaalde slijtage van het materiaal.

Het wordt doorgegeven aan bijna alle ondersteunende elementen van het gebouw - in de eerste plaats aan de muren van het gebouw, waarop het hele dak rechtstreeks steunt, en uiteindelijk aan de fundering.

Het is onmogelijk om alle gemaakte belastingen te verwaarlozen, dit zal leiden tot een snelle (soms plotselinge) vernietiging van het gebouw.

Typen dakbelastingen

De belangrijkste en meest gevaarlijke effecten op het dak en de gehele constructie als geheel zijn:

  • Sneeuw laadt.
  • Wind laadt.

Tegelijkertijd werkt sneeuw tijdens bepaalde wintermaanden, afwezig in het warme seizoen, terwijl de wind het hele jaar door impact heeft. Windbelastingen, met seizoensfluctuaties van kracht en richting, zijn in wisselende mate constant aanwezig en gevaarlijk met af en toe zware buien.

Bovendien heeft de intensiteit van deze belastingen een ander karakter:

  • Sneeuw creëert een constante statische druk die kan worden aangepast door het dak te reinigen en clusters te verwijderen. De richting van de huidige inspanning is constant en verandert nooit.
  • De wind werkt impermanently, schokkende, plotseling intensivering of verzakking. De richting kan worden veranderd, waardoor alle dakconstructies een stevige veiligheidsmarge hebben.

Een plotselinge afdaling vanaf het dak van grote hoeveelheden sneeuw kan schade toebrengen aan eigendommen of mensen die in de herfst worden gevangen. Daarnaast komen af ​​en toe kortdurende, maar uiterst destructieve atmosferische verschijnselen voor - orkaanwinden, zware sneeuwval, vooral gevaarlijk in de aanwezigheid van natte sneeuw, die een orde van grootte zwaarder is dan normaal. Het is bijna onmogelijk om de datum van dergelijke gebeurtenissen te voorspellen en als een beschermende maatregel kunt u alleen de sterkte en betrouwbaarheid van het dak- en truss-systeem verhogen.

Het verzamelen van lasten op het dak

De afhankelijkheid van de belasting op de hoek van het dak

De hellingshoek van het dak bepaalt het gebied en de contactkracht van het dak met wind en sneeuw. Tegelijkertijd heeft de sneeuwmassa een verticaal gerichte krachtvector en is de winddruk, ongeacht de richting, horizontaal.

Daarom is het mogelijk om, door de hellingshoek te nemen, de druk van sneeuwmassa's te verminderen en soms het optreden van sneeuwclusters volledig te elimineren, maar tegelijkertijd neemt de "winderigheid" van het dak toe en nemen de windbelastingen toe.

Het is duidelijk dat, om windbelastingen te verminderen, een plat dak ideaal zou zijn, terwijl het geen sneeuwmassa's zou laten glijden en zou bijdragen aan de vorming van grote sneeuwafwijkingen, die de hele constructie nat zouden kunnen maken. De uitweg uit de situatie is de keuze voor een dergelijke hellingshoek waarbij aan de eisen voor zowel sneeuw- als windbelastingen maximaal wordt voldaan en ze hebben individuele waarden in verschillende regio's.

De afhankelijkheid van de belasting op de hoek van het dak

Gewicht van de sneeuw per vierkante meter dak afhankelijk van de regio

Neerslag is een indicator die direct afhankelijk is van de geografische ligging van de regio. Meer zuidelijke sneeuwgebieden zien bijna niet, meer noordelijke gebieden hebben een constante seizoengebonden hoeveelheid sneeuwmassa's.

Tegelijkertijd hebben hoogtegebieden, ongeacht de geografische breedtegraad, hoge sneeuwsnelheden, wat, in combinatie met frequente en sterke wind, veel problemen oplevert.

Constructienormen en -regels (SNiP), die voldoen aan de bepalingen waarvan verplicht is voor implementatie, bevatten speciale tabellen met de normatieve indicatoren van de hoeveelheid sneeuw per oppervlakte-eenheid in verschillende regio's.

Deze gegevens vormen de basis voor berekeningen van sneeuwbelastingen, omdat ze vrij betrouwbaar zijn en ook niet in het gemiddelde, maar in grenswaarden worden gegeven, waardoor een voldoende veiligheidsmarge wordt geboden tijdens de constructie van het dak.

Niettemin moet rekening worden gehouden met de structuur van het dak, het materiaal ervan en de aanwezigheid van extra elementen die sneeuwophopingen veroorzaken, omdat deze de standaardindicatoren aanzienlijk kunnen overschrijden.

Het gewicht van sneeuw per vierkante meter dak, afhankelijk van de regio in het onderstaande schema.

Gebied voor sneeuwbelasting

Berekening van sneeuwbelasting op een plat dak

De berekening van dragende structuren wordt uitgevoerd volgens de methode van beperkende toestanden, dat wil zeggen, wanneer de te testen krachten onomkeerbare vervorming of vernietiging veroorzaken. Daarom moet de sterkte van een plat dak de hoeveelheid sneeuwbelasting voor deze regio overschrijden.

Voor dakelementen zijn er twee soorten limietstatussen:

  • Het ontwerp stort in.
  • Het ontwerp is vervormd, mislukt zonder volledige vernietiging.

Berekeningen worden in beide staten uitgevoerd, met als doel een betrouwbaar ontwerp te verkrijgen, gegarandeerd bestand tegen de belasting zonder gevolgen, maar zonder de onnodige kosten van bouwmaterialen en arbeid. Voor platte daken zijn de waarden van sneeuwbelastingen maximaal, d.w.z. hellingcorrectiefactor is 1.

Dus, volgens de tabellen van SNiP, is het totale gewicht van sneeuw op een plat dak de waarde van de standaard, vermenigvuldigd met het dakoppervlak. Waarden kunnen tientallen tonnen bereiken, dus gebouwen met platte daken in ons land zijn praktisch niet gebouwd, vooral in gebieden met hoge regenval in de winter.

Laad op plat dak

Berekening van sneeuwbelasting op het dak online

Een voorbeeld van de berekening van sneeuwbelasting zal helpen om de procedure duidelijk te demonstreren, evenals de mogelijke hoeveelheid sneeuwdruk op de structuur van het huis te tonen.

Sneeuwbelasting op het dak wordt berekend met behulp van de volgende formule:

waarbij S de sneeuwdruk per vierkante meter van het dak is.

Sg is de normatieve waarde van sneeuwbelasting voor deze regio.

μ is een correctiefactor die rekening houdt met veranderingen in de belasting bij verschillende hellingshoeken van het dak. Van 0 ° tot 25 ° wordt aangenomen dat de waarde van μ 1 is, van 25 ° tot 60 ° - 0,7. Bij dakhellingshoeken boven 60 ° wordt geen rekening gehouden met de sneeuwbelasting, hoewel er in werkelijkheid sprake is van opeenhopingen van natte sneeuw en op steilere oppervlakken.

We berekenen de belasting op het dak met een oppervlakte van 50 vierkante meter, de hellingshoek is 28 ° (μ = 0,7), de regio is de regio Moskou.

Dan is de regulerende belasting (volgens SNiP) 180 kg / sq.

We vermenigvuldigen 180 met 0.7 - we krijgen een werkelijke belasting van 126 kg / sq.

De totale sneeuwdruk op het dak zal zijn: 126 vermenigvuldigd met het oppervlak van het dak - 50 m². Het resultaat is 6300 kg. Dit is het geschatte sneeuwgewicht op het dak.

Sneeuweffect op het dak

Windbelasting op het dak

De windbelasting wordt op dezelfde manier berekend. De standaardwaarde van de windbelasting in deze regio wordt als basis genomen, die wordt vermenigvuldigd met de correctiefactor voor de hoogte van het gebouw:

W - windbelasting per vierkante meter.

Wo - standaardwaarde per regio.

k - correctiefactor rekening houdend met de hoogte boven de grond.

Er zijn drie groepen waarden:

  • Voor open terrestrische gebieden.
  • Voor bossen of stedelijke ontwikkeling met een hoogte van obstakels vanaf 10 m.
  • Voor stedelijke nederzettingen of gebieden met moeilijk terrein met een obstakelhoogte van 25 m.

Alle standaardwaarden, evenals correctiefactoren, zijn opgenomen in de SNiP-tabellen en moeten bij de berekening van de belastingen in aanmerking worden genomen.

Kortom, het is noodzakelijk om de grote omvang en oneffenheden van de belastingen veroorzaakt door sneeuw en winden te benadrukken. Waarden vergelijkbaar met het eigen gewicht van het dak kunnen niet worden genegeerd, dergelijke waarden zijn te ernstig. Het onvermogen om hun aanwezigheid te reguleren of uit te sluiten, dwingt iemand om te reageren door de sterkte en de juiste selectie van de hellingshoek te vergroten.

Alle berekeningen moeten gebaseerd zijn op SNiP, voor het berekenen of controleren van de resultaten wordt het aangeraden om online calculators te gebruiken, die veel in het netwerk zijn. De beste manier zou zijn om meerdere rekenmachines te gebruiken met daaropvolgende vergelijking van de verkregen waarden. De juiste berekening vormt de basis voor een langdurige en betrouwbare service van het dak en de gehele constructie.

Handige video

Je kunt meer leren over dakbedekkingen van deze video:

Windbelasting

Bij zijdelingse winddruk botst de luchtstroom met de muur en het dak van het gebouw (Fig. 8). Er ontstaat een vloeipunt in de buurt van de muur van het huis, een deel stroomt naar de fundering, de andere raakt de dakranden die tangentieel tegen de muur hangen. De windstroom die de helling van het dak aanvalt buigt rond de tangentiële rand van het dak, vangt kalmere luchtmoleculen aan de lijzijde en snelt weg. Zo verschijnen er drie krachten tegelijk op het dak, in staat om het te verstoren en om te keren - twee raaklijnen aan de windzijde en liftkracht die wordt gegenereerd door het verschil in luchtdruk aan de lijwaartse kant. Een andere kracht die ontstaat door de druk van de wind werkt haaks op de helling (normaal) en probeert de dakhelling naar binnen te duwen en te breken. Afhankelijk van de helling van de hellingen, veranderen de normale en tangentiële krachten hun waarde. Hoe groter de hellingshoek van de dakhelling, hoe groter de betekenis van de normale krachten en de kleinere raaklijnen, en vice versa, op platte daken hoe groter de waarden van de raaklijnen, waardoor de lift van de luwte stijgt en de normaal vanaf de loefzijde afneemt.

Fig. 8. Windbelastingen als gevolg van de druk van luchtmassa's

De standaardwaarde van het gemiddelde aandeel van de windbelasting Wn afhankelijk van de hoogte z boven de grond moet worden bepaald door de formule:

Geschatte windbelasting Wr (voor de berekening van de eerste limietstatus) is de formule:

waar γf - betrouwbaarheidscoëfficiënt γf = 1,4; w0 - de standaardwaarde van de winddruk, wordt bepaald door de kaarten van de toepassing op SP 20.13330.2016 "Belastingen en stoten" of door Fig. 9 en tabel 2; kz - de coëfficiënt, rekening houdend met de verandering in winddruk voor de hoogte z, wordt bepaald volgens tabel 3; c is de aerodynamische coëfficiënt (vertaalt de verticale belasting naar de horizontale), rekening houdend met de verandering in de richting van de druk van de normaalkrachten, afhankelijk van welke kant de oprijplaat is ten opzichte van de wind, aan de lijwaartse of loefzijde (figuur 10).

Typen terrein:
A - open kusten van zeeën, meren en stuwmeren, woestijnen, steppen, steppe, toendra;
B - stedelijke gebieden, bosgebieden en andere gebieden gelijkmatig bedekt met obstakels die meer dan 10 m hoog zijn;
B - stedelijke gebieden met dichte gebouwen met een hoogte van meer dan 25 m

Een constructie wordt beschouwd als gelegen te zijn in een lokaliteit van dit type als dit terrein aan de loefzijde van de constructie op een afstand van 30 uur wordt bewaard - op een hoogte van h van de structuur h 60 m.

Het "plus" -teken van de aerodynamische coëfficiënten bepaalt de richting van de winddruk op het overeenkomstige oppervlak (actieve druk), het minteken - vanaf het oppervlak (zuigkracht). Tussenliggende waarden van belastingen moeten worden gevonden door lineaire interpolatie. In het geval van moeilijkheden bij het gebruik van de tafels 3 en 4 getoond in figuur 10, is het noodzakelijk om de hoogste waarden van de coëfficiënten voor de corresponderende hellingshoeken van de daken te kiezen.

De wind probeert de steile daken en de zachte daken omver te werpen om ze af te breken en weg te voeren. Om dit te voorkomen, wordt het onderste uiteinde van de dakspanten vastgezet met een draaddraaiknop op een kraag die in de muur is gehamerd (Fig. 11). De Ruff is een metalen pin met een inkeping tegen trekken, die is gemaakt door smeden. Aangezien het niet bekend is vanaf welke kant een sterke wind zal waaien, worden de spanten langs de gehele omtrek van het gebouw door een van de schroeven geschroefd, beginnend vanaf het extreme, in gebieden met matige winden en elk in gebieden met sterke wind. In sommige gevallen kan dit knooppunt worden vereenvoudigd: de kraag is niet geïnstalleerd en de draad met de vrijgegeven uiteinden wordt tijdens de constructie in de wanden gelegd. Een dergelijke oplossing is acceptabel als beide uiteinden van de draad worden losgelaten op de zolder en het uiterlijk van de gevel van het gebouw niet bederven. Gewoonlijk wordt staal-ontharde (zachte) draad met een diameter van 4 tot 8 mm gebruikt voor het bevestigen van spanten.

Fig. 11. Een voorbeeld van de oplossing van de dakrandassemblage van het hellende hellende dak

De algehele stabiliteit van het truss-systeem wordt geleverd door beugels, stutten en diagonale beugels (figuur 12). De omhullingsinrichting draagt ​​ook bij aan de algehele stabiliteit van het truss-systeem.

Fig. 12. Een voorbeeld van het waarborgen van de ruimtelijke stijfheid van het truss-systeem

Berekening van windbelasting door de formule

Wat is windbelasting

De stroom van luchtmassa's langs het oppervlak van de aarde vindt met verschillende snelheden plaats. Tegen een obstakel botsen, wordt de kinetische energie van de wind omgezet in druk, waardoor een windbelasting ontstaat. Deze inspanning kan worden gevoeld door elke persoon die op weg is naar de stroom. De gemaakte belasting is afhankelijk van verschillende factoren:

  • windsnelheid;
  • de dichtheid van de luchtstraal, - met een verhoogde luchtvochtigheid wordt het soortelijk gewicht van de lucht groter respectievelijk neemt de hoeveelheid overgedragen energie toe;
  • vorm van stationair object.

In het laatste geval werken de krachten in verschillende richtingen op verschillende delen van het gebouw, bijvoorbeeld:

  1. Op de verticale wand fungeert de zogenaamde frontale kracht, die probeert een object van zijn plaats te verplaatsen. Verschillende constructieve oplossingen helpen om deze inspanning tegen te gaan:
  2. Op het dak zijn, naast horizontale krachten (drukken), ook verticale krachten gegenereerd door de scheiding van de luchtstroom bij het raken van de muur. De vector van luchtstroom heeft de neiging om het dak omhoog te brengen, het van de wanden te scheuren.
  3. De combinatie van al deze vortexstromen creëert niet alleen een windbelasting op grote elementen van het gebouw, maar breidt zijn invloed uit naar alle elementen van het gebouw, - deuren, ramen, dakbedekking, goten, antenne, schoorsteen.

Berekening van de inspanning

De algemene formule voor het berekenen van de gegenereerde inspanning op een verticaal oppervlak:

  • Wm is de norm van de gemiddelde windkracht op hoogte h boven de grond;
  • Wo is de winddrukstandaard, afhankelijk van het windgebied; bepaald volgens SNiP 2.01.07-85: kaart 3, bijlage 5; gegevens worden getoond in tabel 1;
  • k is de rimpelfactor, tabel 2;
  • C - aerodynamische coëfficiënt, afhankelijk van de geometrie van het gebouw, bijvoorbeeld voor de bovenwindse gevels, is de waarde 0,8.

Tabel 1. Standaard winddruk Wo:

Tabel 2. Pulsatiecoëfficiënt van windstroomdruk k:

Voorbeeld: muur.

Voor type B-terrein met een hoogte boven het maaiveld van 10 meter:

  • coëfficiënt k = 1,06;
  • voor het gebied van type III is de standaard winddruk W = 38 kgf / m²;
  • voor een vlakke gevel is de aerodynamische coëfficiënt C = 0.8.

De gecreëerde kracht per vierkante meter zal zijn:

Wm = 38 kgf / m² * 1,06 * 0,8 = 32,224 kgf / m²

Met een wandhoogte van 15 meter en een breedte van 25 meter is de totale windbelasting:

15 m * 25 m * 32.224 kgf / m² = 12084 kg of 12.084 ton.

Venster.

Op een typisch raam met een oppervlakte van 3 m² drukt de wind krachtig:

3 m² * 32.224 kgf / m² = 96.672 kg, - bijna 100 kg.

Berekening van windbelasting op het dak

De belangrijkste schade aan het gebouw tijdens sterke windvlagen wordt geassocieerd met de dakconstructie. Op televisie en op internet worden heel wat illustratieve voorbeelden genoemd, niet alleen de afzonderlijke elementen van het dak, maar het volledige dak is volledig onder invloed van de windbelasting gebroken.

In de frontale richting van de wind treedt een botsing op met de gevel van het gebouw en het dak. Aan het verticale oppervlak creëert de stroom vortex multidirectionele vectoren, - verdeling in lagere, zijwaartse en verticale componenten vindt plaats.

  1. De onderste richting is de veiligste voor het gebouw, omdat alle inspanningen gericht zijn op de fundering, dat wil zeggen, een van de meest duurzame en massieve delen van het huis.
  2. Zijcomponenten beïnvloeden de gevel van het gebouw, ramen, deuren.
  3. De verticale stroom wordt rechtstreeks naar de overhang van het dak gericht en creëert een hefkracht, die ertoe neigt het dak op te tillen en van zijn plaats te verplaatsen.

De luchtstroom gericht op de dakhelling vormt:

  • tangentiële beweging, langs het dak glijden, rond de rand gaan en weggaan - deze kracht heeft de neiging het dak te verplaatsen;
  • loodrechte kracht, - normaal, gericht binnen het dak, druk creëren, die de elementen van het dak in de structuur zou kunnen indrukken;
  • aan de luwe kant van de dakhelling wordt een tegengestelde kracht gecreëerd, die bijdraagt ​​tot het creëren van een lift, zoals die van een vliegtuigvleugel.

De berekening van de luchtbelasting op het dak, afhankelijk van de hoogte van de locatie boven het maaiveld, wordt bepaald door de formule:

  • W is de standaardwaarde van de kracht die wordt gegenereerd door de luchtdruk; bepaald op basis van de kaarten in de bijlage bij de gemeenschappelijke onderneming 20.133330.2011;
  • k is een coëfficiënt die de druk weergeeft als een functie van de hoogte boven de snede van het bovenste maaiveld (tabel 3);
  • C is de aerodynamische coëfficiënt waarbij rekening wordt gehouden met de richting van de luchtstroom op het dak (tabel 4 en 5).

Tabel 3. De coëfficiënt k voor soorten terrein:

Berekening van sneeuwbelasting op het dak: hoe maak je geen fouten in het ontwerp en de bediening van het dak

Als je ooit de sneeuw hebt geharkt, weet je hoe zwaar het kan zijn. En wat te zeggen over het dak, waarop voor de eerste maand van de winter zo'n hoed is gemonteerd die in staat is zelfs een vrij stevige constructie door te breken! En het onderwerp van een goede inrichting van het dak voor inwoners van de noordelijke regio's van Rusland, waar al in september sneeuwbuien zijn, is bijzonder relevant. Dat is waarom tijdens de bouw van het huis iedereen zich afvraagt: zal het dak de hele massa sneeuw weerstaan, het elke 2 weken dumpen of niet.

Het was voor dit doel dat een dergelijk concept werd ontwikkeld als de normatieve sneeuwbelasting en de combinatie ervan met de wind. Er zijn echt veel subtiliteiten en nuances, en als je het wilt begrijpen, helpen we je graag!

inhoud

Dakprincipe: limietstatussen

Dus, de berekening van de sneeuwbelasting op het dak wordt gedaan rekening houdend met twee beperkende toestanden van het dak - op de vernietiging en afbuiging. Eenvoudig gezegd is dit precies het vermogen van de hele structuur om externe invloeden te weerstaan ​​- totdat deze lokale schade of onaanvaardbare vervormingen krijgt. ie totdat het dak is beschadigd of beschadigd, zodat het dak moet worden gerepareerd.

Capaciteitslimiet daklager

Zoals we al zeiden, zijn er slechts twee beperkende toestanden. In het eerste geval hebben we het over het moment waarop de trussconstructie zijn draagvermogen heeft uitgeput, inclusief zijn kracht, stabiliteit en uithoudingsvermogen. Wanneer deze limiet wordt overschreden, begint het dak in te storten.

Deze limiet wordt aangeduid als: σ ≤ r of τ ≤ r. Dankzij deze formule rekenen professionele dakdekkers op hoeveel belasting voor de constructie het maximaal toelaatbare is, en wat er zal worden overschreden. Met andere woorden, dit is de ontwerpbelasting.

Voor deze berekening hebt u gegevens nodig zoals sneeuwgewicht, hellingshoek, windbelasting en nettogewicht van het dak. Het maakt ook uit wat werd gebruikt truss-systeem, draaibank en zelfs thermische isolatie.

Maar de normatieve belasting wordt berekend op basis van gegevens als de hoogte van het gebouw en de hellingshoek van de hellingen. En het is uw taak om de berekende belasting en de regelgeving te berekenen en ze lineair te vertalen. Want er is een speciaal document - SP 20. 13330. 2011 in paragrafen 4.2.10.12; 11.1.12.

Dakgrens bij doorbuigingsafbuiging

De tweede begrenzende toestand duidt op overmatige vervormingen, statische of dynamische belastingen op het dak. Op dit moment komen onaanvaardbare dalen in de structuur voor, zo erg dat er essays onthuld worden. Het resultaat is dat het truss-systeem intact lijkt te zijn en niet vernietigd, maar toch moet het worden gerepareerd, zonder dat het niet verder zal kunnen functioneren.

Deze belastingslimiet wordt berekend met behulp van de formule f ≤ f. Het betekent dat de spant gedood onder belasting een bepaalde limietstatus niet mag overschrijden. En voor de plafondbalk is er zijn eigen formule - 1/200, wat betekent dat de afbuiging niet meer dan 1 op 200 van de gemeten lengte van de straal mag zijn.

En bereken in één keer de sneeuwbelasting voor beide beperkende toestanden. ie Uw taak bij het berekenen van de hoeveelheid sneeuw en het effect ervan op het dak is om doorbuiging te voorkomen, meer dan mogelijk is.

Hier is een waardevolle video-les voor de "patiënt" over dit onderwerp:

Regulatory sneeuwbelasting in uw regio

Als ze het hebben over het berekenen van de sneeuwbelasting op het dak, praten ze over hoeveel kilogram sneeuw er op elke vierkante meter van het dak kan vallen, terwijl het dat gewicht echt kan vasthouden tot de structuur begint te vervormen. Eenvoudig gezegd, welk soort sneeuwvanger mag elke winter op het dak worden gelegd zonder bang te zijn het dak te breken of het hele daksysteem te schudden.

Deze berekening gebeurt in de ontwerpfase van het huis. Om dit te doen, moet u allereerst alle gegevens over speciale tabellen en kaarten van SP 20.3330.2011 "Belastingen en gevolgen" bekijken. Op basis hiervan kunt u nagaan of uw geplande ontwerp betrouwbaar is.

Als het bijvoorbeeld, volgens berekeningen, rustig een sneeuwlaag van 200 kilogram per vierkante meter moet weerstaan, moet zorgvuldig worden gecontroleerd of de sneeuwkap op het dak niet hoger is dan één hoogte. Maar als de sneeuw op het dak al meer dan 20-30 cm is en je weet dat het snel zal regenen, is het beter om het te verwijderen.

Dus, om de regulerende sneeuwbelasting in het gebied waar je een huis bouwt te vinden, kijk op deze kaart:

Bovendien wordt dezelfde verhouding niet gebruikt voor gebouwen die goed worden beschermd tegen de wind door andere gebouwen of hoge bossen. De berekeningsvergelijking voor u ziet er als volgt uit:

  • voor de eerste limietstatus waarbij sterkte wordt berekend, past u de formule qp toe. CH = q × μ,
  • voor de tweede limietstatus, waarbij de mogelijke afbuiging van het dak wordt berekend, gebruikt u de volgende formule qn. H = 0.7q × μ.

In dit geval, zoals u al hebt opgemerkt, moet voor de tweede groep van limietstatussen rekening worden gehouden met het gewicht van de sneeuw met een coëfficiënt van 0,7, d.w.z. de formule zelf ziet er als volgt uit: 0.7q.

Soortelijk gewicht: zoals lichte en zware sneeuw

En nu voor de praktijk. Als je in Rusland woont en niet op het zuidelijke continent zonder winter, dan weet je hoe sneeuw eigenlijk gebeurt: ongelooflijk licht en ongelooflijk zwaar. Bijvoorbeeld, dezelfde donzige sneeuwbal bij ijzig en droog weer bij een temperatuur van -10 ° C heeft een dichtheid van ongeveer 10 kg per kubieke meter. Maar de sneeuw aan het eind van de herfst en aan het begin van de winter, die lange tijd op horizontale en hellende vlakken lag en "barstte", heeft al veel meer massa - van 60 kilogram per kubieke meter. Overigens is het niet moeilijk om de dichtheid van sneeuw te vinden - het volstaat om in de winter een stuk sneeuw in een kubieke meter met een grote schep te snijden en het te wegen.

Als we het hebben over losse sneeuw, die in theorie licht is en geen problemen veroorzaakt, weet dan dat hier gevaar dreigt. Losse sneeuw absorbeert als geen ander alle neerslag in de vorm van regen en wordt al ijzel. En zijn aanwezigheid op het dak, waar geen afdoende georganiseerde afvoer is, zit vol met grote problemen.

Verder neemt in de lente tijdens de langdurige dooi het aandeel sneeuw ook aanzienlijk toe. Droge gecompacteerde sneeuw heeft een gemiddelde dichtheid variërend van 200 tot 400 kg per kubieke meter. Mis zo'n belangrijk moment niet, toen de sneeuw lange tijd op het dak bleef liggen en er geen nieuwe sneeuw viel, en je hebt hem niet schoongemaakt. Dan, ongeacht de dichtheid, heeft het allemaal dezelfde massa, hoewel de "dop" zelf visueel half zo klein is geworden. In bijzonder vochtige klimaten in de lente, bereikt het soortelijk gewicht van sneeuw 700 kg per kubieke meter!

Sneeuwzak en luchttemperatuur

"Sneeuwzak" verwijst naar de sneeuw op het dak, die hoger is dan de gemiddelde diktespecificaties die kenmerkend zijn voor een bepaald gebied. Of eenvoudiger: indien meer dan 50 cm per oog.

Meestal hopen zich sneeuwzakken op aan de niet-winderige kant van het dak en op plaatsen waar de dakkapellen en andere dakelementen zich bevinden. Het is op zulke plaatsen dat dubbele en versterkte dakspanten worden geplaatst, of ze maken over het algemeen een continu krat. Bovendien moet hier volgens alle regels een speciaal substraat voor onderdak worden aangebracht om lekken te voorkomen.

Daarom is in de warmere streken van Rusland de dichtheid van sneeuw altijd groter dan in koude. Inderdaad, in dergelijke gebieden in de winter wordt de sneeuw verdicht door de actie van de zon, de bovenste lagen van de sneeuwbank drukken op de lagere. Overweeg ook dat sneeuw, die van plaats tot plaats wordt gegooid, zijn specifieke gewicht minstens tweemaal verhoogt. Vanwege dit alles is het gemiddelde soortelijke gewicht meestal gelijk in het midden van de winter 280 + - 70 kg per kubieke meter.

En in de lente, in de periode van zwaar smelten, kan natte sneeuw bijna een ton wegen! Kun je je voorstellen dat er meerdere tonnen sneeuw op je dak zijn op hetzelfde moment? Dat is de reden waarom het feit dat tijdens het bouwen van het dak meerdere arbeiders tegelijk aan het truss-systeem hangen en dit naar verluidt zijn kracht toont, het niet de moeite waard is om te overwegen. Per slot van rekening weegt een paar mensen niet meerdere tonnen.

Houd er rekening mee dat bij de berekening van de regeldruk ook rekening wordt gehouden met de gemiddelde temperatuur in januari. Wat heb je precies, kijk alvast op de kaart van de joint venture 20.13330.2011:

Als blijkt dat uw gemiddelde temperatuur in januari minder dan 5 graden Celsius is, is de sneeuwbelastingsverminderingsfactor van 0,85 dan niet van toepassing. Inderdaad, door een dergelijke temperatuur zal de sneeuw in de winter constant van onder naar beneden smelten, waardoor er vorst ontstaat en op het dak blijft hangen.

En, ten slotte, hoe groter de hoek van de helling, hoe minder sneeuw er altijd op blijft hangen, omdat deze geleidelijk onder zijn eigen gewicht wegglijdt. En op die daken waarvan de hellingshoek groter is dan of gelijk is aan 60 graden, is er helemaal geen sneeuw. Daarom moet in dit geval de coëfficiënt μ gelijk zijn aan nul. Tegelijkertijd is voor een helling met een hoek van 40 °, μ 0,66, 15 ° 0,33 en voor 45 ° graden 0,5.

Wind- en sneeuwverdeling op twee hellingen

In die regio's waar de gemiddelde windsnelheid alle drie de wintermaanden meer dan 4 m / s bedraagt, op licht hellende daken en met een helling van 7 tot 12 graden, wordt de sneeuw gedeeltelijk gesloopt en hier moet de standaardhoeveelheid enigszins worden verlaagd door 0,85 te vermenigvuldigen. In andere gevallen moet het gelijk zijn aan één, of het kan niet worden gebruikt, wat vrij logisch is.

In dit geval ziet uw formule er nu als volgt uit:

  • sterkteberekening Qrivier c = q × μx c;
  • doorbuiging berekening Qn.cn = 0.7q × μ × c.

De opeenhoping van sneeuw op het dak is ook direct afhankelijk van de wind. Waar het om gaat is de vorm van het dak, hoe het zich bevindt ten opzichte van de heersende winden en welke hellingshoek van de hellingen (niet in termen van hoe gemakkelijk de sneeuw glijdt, maar in termen van of het gemakkelijk naar de wind waait).

Omdat al deze sneeuw op het dak zowel minder dan op een plat oppervlak van de aarde kan zijn, en meer. Bovendien kan er op beide hellingen van hetzelfde dak een geheel andere hoogte van de sneeuwkap zijn.

Laten we de laatste verklaring nader toelichten. Zo gebeurt het bijvoorbeeld bij een sneeuwstorm dat sneeuwvlokken regelmatig naar de lijzijde worden getransporteerd. En dit wordt voorkomen door de nok van het dak, die, door de wind te vertragen, de bewegingssnelheid van sneeuwstromen vermindert en de sneeuwvlokken meer op één helling bezinken dan op de andere.

Het blijkt dat aan de ene kant van het dak van de sneeuw misschien minder dan normaal ligt, maar aan de andere kant - veel meer. En hier moet ook rekening mee worden gehouden, want in dit geval blijkt zich bijna twee keer zo veel sneeuw op een van de hellingen op te hopen als op de grond!

Om een ​​dergelijke sneeuwbelasting te berekenen, wordt de volgende formule toegepast: voor zadeldaken met een helling van 20 graden maar minder dan 30 is het percentage sneeuwophopingen 75% aan de loefzijde en 125% aan de lijzijde. Dit percentage wordt berekend op basis van de hoeveelheid sneeuw die op vlak land ligt. De waarde van al deze coëfficiënten is vastgelegd in het normatieve document van SNIR 2.01.07-85.

En als u hebt vastgesteld dat de wind in uw regio een tastbaar verschil in de sneeuwuitsnijding op verschillende hellingen oplevert, moet u aan de luwe kant gepaarde spanten plaatsen:

Als u geen gegevens hebt over de winden van het gebied, of als ze niet kloppen, geeft u dan de voorkeur aan de maximale lading die u wilt verzekeren - alsof beide zijden van uw dak zich aan de lijzijde bevinden en er altijd meer sneeuw op ligt dan op de grond.

Dus wat gebeurt er met de sneeuwzak aan de lijzijde? Hij kruipt geleidelijk en drukt al op de overhang van het dak, proberend het te breken. Dat is de reden waarom, volgens de regels, de overhang van het dak gelijk moet worden versterkt, afhankelijk van de dakbedekking.

Trouwens, als je dak ook een hoogteverschil heeft, is het handig om deze videolessen te bekijken:

De formule van de daadwerkelijke sneeuwbelasting op het dak

Het volgende belangrijke punt. Vaak wordt de sneeuwbelasting berekend met een dergelijk eenvoudig en begrijpelijk eindresultaat, zoals het n-de aantal kilogrammen per vierkante meter van het dak. Maar het truss-systeem zelf is veel moeilijker, en het is niet helemaal juist om de druk alleen op de continue coating in te schatten.

Het is een feit dat elk element van het daktrussysteem een ​​bepaalde belasting aanneemt, die oorspronkelijk alleen daarvoor alleen en niet voor het hele dak tegelijk was ontworpen. Daarom is het noodzakelijk om de maateenheden kg / m2 om te rekenen naar de meeteenheid kg / m, d.w.z. kilogram per meter.

Dit betekent het meten van de lineaire druk op de spanten, of kratten, overhangen en liggers. En dit alles: lineaire structuren, belastingen werken langs de lengteas van elk:

Als we een aparte spant nemen, wordt deze beïnvloed door de belasting die er direct boven ligt. En om het gebied van de totale belasting op het dak te veranderen, moet u de breedte van de spanten van de installatiestap wijzigen.

Resultaat: rekening houden met de totaliteit van alle belastingen

En tot slot, om de meest voorkomende fout samen te vatten en op te merken bij het berekenen van de sneeuwbelasting op het dak. Dit is het weglaten van het moment waarop alle ladingen samenwerken. Het dak zelf heeft een gewicht, een persoon die erop staat, isolatie en vele andere dingen!

Daarom moeten alle belastingen die het dak beïnvloeden, samengevat en vermenigvuldigd worden met een factor van 1,1. Dan krijgt u wat echte waarde. Waarom 1.1? Om rekening te houden met extra onverwachte factoren, wilt u niet dat het truss-systeem op de limiet werkt? Reparatie is meestal moeilijk en duur.

Afhankelijk van de verkregen waarde, moet u nu de stap van het installeren van de spanten berekenen. Het is ook nodig om rekening te houden met de lengte van de muur van het gebouw en het gemak van het plaatsen van een heel aantal stabiele poten op dezelfde afstand: bijvoorbeeld 90 cm, 1,5 meter, 1,2 meter.

Heel vaak is het beslissende criterium voor het kiezen van de traptreden economisch, hoewel de gekozen dakbedekking ook zijn voorwaarden dicteert. Maar vergeet niet dat tijdens het aanbrengen van het dak, alles zo wordt berekend dat de spanten gemakkelijk bestand zijn tegen de druk die op hen wordt uitgeoefend. En denk hierbij aan verschillende opties voor het installeren van de spanten en bepaal het gedeelte van de planken en het verbruik van materiaal voor elk van deze opties.

De correct gekozen stap wordt beschouwd als de plaats waar het verbruik van materialen het minst is, met behoud van de uiteindelijke eigenschappen. En houd er tegelijkertijd rekening mee dat er naast dakspanten, kisten en gordingen altijd extra steunelementen in de dakconstructie zitten, zoals rekken.

Hoe de sneeuw- en windbelasting op het dak te berekenen

Bij het ontwerpen van het dak moet u rekening houden met de belasting die erop werkt - sneeuw en wind. Om de prestaties van deze waarden te bepalen, kunt u contact opnemen met een speciale constructieorganisatie, waar ingenieurs u zullen helpen met de berekeningen. Maar als u alles zelf wilt doen en geen twijfel hebt over uw mogelijkheden, vindt u hier de nodige formules met een gedetailleerde beschrijving van de hoeveelheden die nodig zijn in de berekening. Dus laten we om te beginnen zien wat deze ladingen zijn en waarom ze in aanmerking moeten worden genomen.

Het Russische klimaat is zeer divers. Het is belangrijk om te begrijpen dat veranderingen in temperatuur, winddruk, neerslag en andere fysieke en mechanische factoren invloed hebben op het dak van een huis in aanbouw. Bovendien hangt de mate van hun invloed rechtstreeks af van het bouwterrein. Dit alles zal niet alleen druk uitoefenen op de dakomheiningen - het dak, maar ook op de ondersteunende structuren, zoals dakspanten en latten. Het is noodzakelijk om te begrijpen dat het huis een enkele constructie is. Volgens de kettingreactie wordt de last van het dak overgebracht naar de wanden en van daaruit naar de fundering. Daarom is het belangrijk om alles tot in het kleinste detail te berekenen.

Sneeuw belasting

De sneeuwlaag gevormd in de winter op het dak van het huis oefent een zekere druk uit op het. Hoe noordelijker het gebied, hoe meer sneeuw. Het lijkt erop dat de dreiging van schade groter is, maar het is de moeite waard om voorzichtiger te zijn bij het ontwerpen van een huis in een gebied waar een periodieke temperatuurverandering optreedt, waardoor de sneeuw kan smelten en het vervolgens kan bevriezen. Het gemiddelde sneeuwgewicht is 100 kg / m3, maar in natte toestand kan het 300 kg / m3 bereiken. In dergelijke gevallen kan de sneeuwmassa vervorming van het truss-systeem, hydro- en thermische isolatie veroorzaken, wat tot lekkage van het dak zal leiden. Dergelijke weersomstandigheden zullen ook van invloed zijn op de snelle en ongelijke daling van de sneeuwbedekking van het dak, die gevaarlijk kan zijn voor de mens.

Hoe groter de helling van het dak, hoe minder sneeuwafzettingen erop blijven hangen. Maar als uw dak een complexe vorm heeft, kan zich op de kruising van het dak, waar interne hoeken worden gevormd, zich opstapelen, wat zal bijdragen aan de vorming van een ongelijke lading. Het is beter sneeuwvangers te installeren in gebieden waar de regenval groot genoeg is, zodat de sneeuw die zich dicht bij de rand van de dakrand verzamelt, het drainagesysteem niet kan beschadigen. Sneeuw kan onafhankelijk worden gereinigd, maar dit proces kan niet volledig veilig worden genoemd.

Om een ​​veilige afdaling van sneeuw te garanderen en de vorming van ijspegels te voorkomen, wordt een kabelverwarmingssysteem gebruikt. Het kan automatisch of handmatig worden geregeld. Hangt af van je verlangen en keuze. De verwarmingselementen van een dergelijk systeem bevinden zich rond de dakrand vóór de goot.

Voor Rusland hangt de waarde van de sneeuwbelasting af van het bouwterrein. Een speciale kaart helpt het gewicht van de sneeuwbedekking in uw gebied te bepalen.

De technologie voor het berekenen van de sneeuwbelasting: S = Sg * m, waarbij Sg de berekende waarde is van het gewicht van de sneeuwbedekking per 1 m2 van het horizontale oppervlak van de aarde, genomen vanaf de tafel, en m de overgangscoëfficiënt is van het gewicht van de sneeuwbedekking van de aarde naar de sneeuwbelasting op de dekking.

De geschatte waarde van het gewicht van de sneeuwafdekking Sg is afhankelijk van het sneeuwgebied van de Russische Federatie.

De belasting op het dak van het huis tegen wind en sneeuw

Het dak is een topconstructie van het huis en biedt bescherming tegen verschillende invloeden van buitenaf. Het dak legt een enorme hoeveelheid lasten op sneeuwbedekking, windbelasting, zoals natuurverschijnselen zoals regen, temperatuurdalingen en andere fysieke en mechanische factoren. Overweeg twee fundamentele factoren die de duurzaamheid en sterkte van daken beïnvloeden:

Sneeuw belasting

Bouw normen in het ontwerp en de bouw van daken, zorg ervoor om rekening te houden met de berekening van de sneeuwbelasting op het dak. Bij de berekening van de impact van het gewicht van de sneeuwbedekking wordt rekening gehouden met de bijzonderheden van de regio van de bouwplaats.

Deze informatie wordt geleverd door districtbouworganisaties of is opgezet door SNiP 2.01.07-85c met de kop "Belastingen en gevolgen", of liever, door kaarten met wijzigingen in "Wijzigingen in SNiP 2.01.07-85". In deze wijzigingen zijn een aantal kaarten opnieuw uitgegeven, inclusief de bestemmingskaarten van sneeuwbedekking.

De gebruikte illustraties van kaarten van Oekraïne in het artikel worden gegeven met veel sneeuwbedekking en verdere windbelastingen, in eenheden van druk Pa. Om de praktische waarde van de meting te bepalen, wordt de wiskundige waarde van Pa vermenigvuldigd met een factor van 0,102 kilogram kracht per vierkante meter, we verkrijgen de gewenste waarde. Bijvoorbeeld, 400 Pa * 0.102 = 40.8 kg / sq. m, we verkrijgen het gewicht van de lading sneeuwbedekking in kilogram per vierkante meter die de constructie bedekt.

Ontwerpberekeningen van de ondersteunende structuren van gebouwen worden gemaakt door de berekeningsmethode voor de beperkende toestanden. Dit is een methode voor het berekenen van de destructieve inspanningen waarbij de structuur zijn vermogen verliest om de effecten van externe factoren te weerstaan.

Er zijn berekeningen van de begrenzende toestanden van twee groepen: de eerste karakteriseert de laadcapaciteit; de tweede is geschiktheid voor algemeen gebruik.

In de eerste groep worden berekeningen van de beperkende omstandigheden uitgevoerd om verlies van stabiliteit van de vorm (berekening van de stabiliteit van dunwandige structuren, enz.), Positie (berekening voor glijden en kantelen, enz.) En vernietiging door de nadelige effecten van de externe omgeving te voorkomen. Deze voorwaarden zijn geschreven in de volgende formules :? ? R of? ? R, wat betekent dat de spanning op de aangelegde belasting niet geacht wordt de maximaal toelaatbare te overschrijden.

De tweede groep berekeningen voorkomt overmatige vervormingen door belastingen. Vouwvoegen zijn toegestaan, doorbuigingen, echter in het algemeen treedt geen schade op, bediening is in de toekomst mogelijk, maar na reparatie. De formule voor deze voorwaarde is: f? Voor, wat betekent de maximaal toegestane doorbuiging met de opkomende belasting in de constructie. Buigdoorbuiging L / 200 cm.

Beide beperkende toestanden zijn betrokken bij de berekeningen van daksystemen van schuine daken. Het doel van berekeningen is de onontvankelijkheid van de vernietiging van de structuur of doorbuiging, die boven de toegestane limieten ligt.

Voor de sneeuwbelasting op de ondersteunende structuur van het dak, wordt het frame berekend volgens de eerste groep toestanden - op het volle sneeuwgewicht van de doorlopende afdekking Q. Deze koffer spreekt alleen van het gewicht van de afdekking, we geven deze belasting Qr.sn.. De tweede groep staten berekent de sneeuwbelasting belasting met een factor van 0,7Q, de normatieve belasting van het gewicht van sneeuw wordt aangegeven door Qh.sn.

De heersende richting van de wind en de helling van het dak geeft een andere sneeuwlaag, soms groter dan op een plat dak. In het geval van een sneeuwstorm of een kleine sneeuwstorm worden de sneeuwvlokken opgepikt door de wind en bewegen ze zich naar de lijwaartse kant. Door de kam als een obstakel voor het dak te passeren, neemt de bewegingssnelheid van de sneeuwvlokken in de lagere luchtstromen af ​​en zakken ze neer op de vloer. Het gevolg van dit fenomeen is dat er aan één kant van het dak minder sneeuw ligt en aan de andere kant meer.

De toename en afname van sneeuwbelastingen op het dak, die afhankelijk zijn van de hellingshoek en windrichting, worden aangegeven met de coëfficiënt μ. Laten we een voorbeeld geven van een dak met dubbele hellingen met hellingshoeken tussen 20 ° en 30 °. In dit geval ligt 75% van de sneeuw aan de loefzijde, die op een plat dak zou kunnen liggen, en 125% van de sneeuw wordt aan de lijzijde gedetecteerd.

Andere waarden van de coëfficiënten μ worden getoond in Fig. en in SNiP 2.01.07-85.

De sneeuwzak wordt de accumulerende laag sneeuw genoemd, die de dikte van de gemiddelde standaardindicator overschrijdt. Plaatsen met een grote kans op het optreden van sneeuw "tas", versterkte gepaarde spantbuizen en stevige kist. Ongeacht het hoofdbekledingsmateriaal wordt ook een subroofsysteem gemaakt, vaak van gegalvaniseerd staal.

De "sneeuwzak" heeft de neiging om over de overhang van het dak te kruipen, waardoor deze kan breken. Bij het berekenen van het ontwerp worden de afmetingen van de overhang daarom in acht genomen overeenkomstig de aanbevelingen van de fabrikant van het dakbedekkingsmateriaal. Als voorbeeld van een dak in leisteen - de overstek is geclassificeerd als gelijk aan 10 cm.

De windrichting die heerst in deze regio wordt bepaald door de windroos. Volgens de berekeningen uitgevoerd aan de luwe kant zijn gepaarde spanten, aan de loef - enkel. Als de gegevens niet zijn vastgesteld, moet bij de berekeningen rekening worden gehouden met de maximale belasting, dus als alle oprijplaten onderhevig zijn aan hoge druk van de afdekking vanaf de lijwaartse zijde.

Wanneer de helling van de hellingen toeneemt, daalt de sneeuwbedekking onder de druk van het dak naar beneden. Hellingshoeken van meer dan 60 ° laten geen sneeuw achter op het dak. In dit geval is de coëfficiënt μ gelijk aan nul. De tussenliggende waarde van de hellingshoeken μ wordt gevonden door de methode voor het middelen. Als een voorbeeld, voor hellingen met een hellingshoek van 50 °, is de coëfficiënt μ gelijk aan 0,33, voor 40 ° is deze 0,66.

We zien dus dat om het gedeelte van de spanten te selecteren, de installatiestap, de ontwerpbelasting, ook de standaard ontwerpgewichtsbelasting, rekening houdend met de hellingen van de hellingen (QH.Sn en Qr.Sn), als volgt wordt berekend: μ:

Qr.sn = Q? Μ - voor de eerste groep van de limietstatus (sterkte);
Qn.sn = 0.7Q? Μ - voor de tweede groep van de beperkende toestand (doorbuiging).

In de bouwregio's, waar de gemiddelde windsnelheid van alle drie maanden in de winter meer dan 4 m / s bedraagt, op daken met een helling van 12-20% (ongeveer 7-12 °), wordt een deel van de afdekking van het dak verwijderd. In dit geval moet de waarde van de berekende gewichtsbelasting worden onderschat bij het toepassen van de coëfficiënt c = 0,85. In andere gevallen gebruiken berekeningen voor hellende daken de coëfficiënt c = 1. De definitieve formules voor het identificeren van de berekende belasting, evenals de berekende wettelijke belasting van het gewicht van de dekking, die rekening houden met sneeuwverschuiving en de helling van de hellingen, zien er als volgt uit:

Qr.sn = Q? Μ? C - formule voor de eerste beperkende status (sterkte);
Qn.sn = 0.7Q? Μ? C - onder de tweede beperkende staat (doorbuiging)

De vermindering van de sneeuwbelasting c = 0,85 spreidt zich niet uit: op de daken van gebouwen in gebieden met een gemiddelde luchttemperatuur in de wintermaand van januari van meer dan -5 ° C, aangezien de vorst gevormd door perioden obstakels biedt voor de sloop van de sneeuwlaag door de wind; op de daken van constructies die beschermd zijn tegen directe wind door naburige hogere gebouwen of een bosgordel op minder dan 10 uur afstand, waarbij h het hoogteverschil tussen aangrenzende en geprojecteerde gebouwen betekent. De gemiddelde dagelijkse temperatuur en windsnelheid in januari kan worden bepaald op de kaarten met de wijzigingen in "Changes to SNiP 2.01.07-85" of ontdek persoonlijk in het gebied waarin u besluit een houten huis te bouwen.

Windbelasting

Windbelasting op het dak met zijwaartse druk van de luchtstroom heeft een botsing met het dak en met de muur van het gebouw. De wervelende stroming die optreedt nabij de muur, gaat gedeeltelijk naar de fundering, een ander deel van de stroming op de raakmuur blaast over de overhang van het dak. De aanval van de windstroom buigt zich rond de nok van het dak met de vangst van rustige luchtmoleculen aan de lijzijde en loopt weg. Op basis hiervan zijn er de krachten die in staat zijn het dak eraf te trekken of eroverheen te kloppen, er zijn er drie tegelijk. Een daarvan is de hefkracht, die wordt gevormd wanneer het luchtdrukverschil van de luwe kant en de andere twee krachten tangentieel zijn vanaf de lijwaartse zijde.

Er is nog een kracht die de helling van het dak kan indrukken en loodrecht op de helling werkt. Tangens en normale krachten kunnen hun waarde veranderen afhankelijk van de hellingshoek van de helling. Het is duidelijk dat hoe groter de hoek van het dak, hoe groter de invloed van normale krachten en hoe minder tangentieel ze zijn. Op de daken van de flat nemen de tangentiële krachten een grote waarde aan, en nemen in hun lift toe vanaf de lijzijde, waardoor de normaalkracht vanaf de lijwaartse zijde afneemt.

En laten we nu eens kijken hoe de belasting wordt berekend. Trouwens, op de kaart van Oekraïne moet je opnieuw Pascals in kilogrammen vertalen, zoals we deden bij het berekenen van de sneeuwbelasting.

De berekening van de windbelasting w, afhankelijk van de hoogte z boven de grond, wordt bepaald door de volgende formule: Wр = W? K (z)? C, waarin W de berekende winddrukwaarde is, bepaald door de kaart "Changes to SNiP 2.01.07-85" ; en de coëfficiënt k houdt rekening met veranderingen in winddruk voor z, we definiëren de tabel; coëfficiënt c - houdt rekening met veranderingen in alle drukrichtingen van normale krachten, afhankelijk van de locatie van de helling tot de loef- of lijzijde.

Aërodynamische coëfficiënten met een "plus" -teken bepalen de richting van de winddruk op het oppervlak (druk is actief), "minus" - van het overeenkomstige oppervlak (afzuiging). Lineaire interpolatie zijn tussenwaarden van belastingen. Met de moeilijkheid om tabellen 3, 4 in de figuur te gebruiken met betrekking tot de aerodynamische coëfficiënten van de windbelasting, wordt de keuze van de grootste waarde van de coëfficiënten voor bepaalde dakhellingshoeken in de praktijk gebracht.

Daken met een steile helling, wind vernietigt kantelen, schuine daken vallen uit. Om vernieling te voorkomen, hechten de bouwers de ondereinden van de trusspoten met een draai van draad aan een kraag die in de muur wordt gedreven. Ruff is een pen gemaakt van metaal met inkepingen om trekken te voorkomen, gemaakt door smeden. Als het feit van de zijde van waaruit een sterke wind wordt verwacht onbekend is, is het beter om de dakspanten door een van de gehele omtrek van het gebouw te bevestigen - de kant met matige wind en elk been - in een gebied met een sterke luchtdruk. Versterking van de spanten kan op een andere manier worden gemaakt - leg de uiteinden van de draad tijdens het bouwen in de wanden. Om de buitengevel niet te bederven, laat u de uiteinden van de draad op de zolder los. Gegloeid staaldraad is geschikt in een dergelijk gebruik, met diameters variërend van 4 mm tot 8 mm.

De algehele stabiliteit van het dakframe biedt schoren, beugels en vakwerk diagonaal. Draagt ​​bij aan het truss-systeem met behulp van de apparaatkratten.

Dit is hoe de windbelasting op het dak wordt berekend.

Als je goed leest, zou je begrepen moeten hebben dat de wind en sneeuwbelastingen voor je toekomstige huis in het algemeen zichzelf vertegenwoordigen. Als u dit niet serieus neemt, kunnen er problemen ontstaan. Dit zijn niet alle soorten ladingen. De resterende soorten worden beschreven in een ander artikel.

Windbelastingen die op platte daken van PVC-membranen werken

Alle toonaangevende Russische fabrikanten en leveranciers van PVC-membranen gebruiken hun eigen rekenprogramma's om het vereiste aantal bevestigingsmiddelen en windbelastingen op het dak te berekenen. Dit is natuurlijk erg handig bij het werk, omdat het de taak zo veel mogelijk vereenvoudigt. Maar welke regelgevingsdocumenten werden in hun fundament gelegd?

Het onderwerp van de impact van windbelastingen op platte daken bleek zeer eenvoudig en complex voor de auteur van deze lijnen. Het lijkt erop dat deze vraag betrekking heeft op het deel van de bouwfysica en al lang is geregistreerd in SNiP 2.01.07-85 * "Loads and Impacts". Met betrekking tot daken van PVC-membranen was er echter onverwacht een probleem van de relevantie van de toepassing van dit regelgevingsdocument.

Het huidige regelgevingskader

De kaart met windstreken werd ontwikkeld in de USSR

Voor Rusland is SNIP 2.01.07-85 * "Loads and Impacts" het belangrijkste document dat de ontwerper moet gebruiken bij het toewijzen van wind- en sneeuwbelastingen aan gebouwen en constructies. Waarden van windsnelheid in specifieke geografische punten worden gepresenteerd in SNiP 2.01.01-82 "Bouwklimatologie". In 2008 TSNIISK hen. VA Kucherenko publiceerde de tweede editie van de Load and Impact SNiP, die een verhoging van de standaardwaarden van de winddruk in verschillende regio's van de Russische Federatie voorstelt, significante veranderingen in de patronen van de verdeling van de winddruk op het dak, veranderingen in de richting van het verhogen van de absolute waarden van drukcoëfficiënten in de dakvlakken (bijlage B), ontwerpberekening voor resonante vortex-excitatie, enz. Het is vermeldenswaard dat dit document de noodzaak heeft opgemerkt om aërodynamische tests uit te voeren in gespecialiseerde windtunnels (paragraaf 6.1.7).

Mikhail Berezin, hoofd van de afdeling Bouwkunde en Aërodynamica van het onderzoeks- en ontwerpbedrijf Unicon (Kemerovo-Novosibirsk) De belangstelling voor de aerodynamica van het dak ontstond in de jaren zestig. De snelle ontwikkeling van de energieopwekkingsindustrie heeft geleid tot krachtige nieuwe ketels voor thermische energiecentrales. Voor de plaatsing van de ketels waren de hoofdgebouwen met hoogten van 80 tot 120 m vereist, terwijl de dakbreedte 40-60 m was met een daklengte tot 500 m. Thermische centrales bevinden zich in de regel aan de rand van de stad of op een afstand van 20-50 km van hen. kale steppe (bijvoorbeeld Ekibastuz), of in gebieden met een lage bosbedekking; in sommige gevallen staat de TPP op hoge grond.

Bij winden met een lagere snelheid dan de waarden die zijn opgegeven in de bouwtabel, werd een aanzienlijk deel van het dak twee keer per jaar verwoest: met veerwinden en herfstwinden. Gevallen van de verwoesting van het dak zijn de afgelopen jaren meer dan eens waargenomen: bijvoorbeeld de beschutting van de tribunes van het stadion in de stad Kiselevsk, regio Kemerovo (2007). Opgemerkt moet worden dat daken werden ontworpen strikt in overeenstemming met SNiP 2.01.07-85 * en voorgaande edities.

De geprojecteerde daken hebben vrij grote gebieden en zijn omringd door bestaande gebouwen. Sneeuwval op het dak tijdens sneeuwval is ongelijk verdeeld onder invloed van windstromingen die door naburige gebouwen worden vervormd, sneeuwmassa's worden door de wind over het dak vervoerd, het oppervlak wordt op sommige plaatsen kaal, in andere gevallen overschrijden sneeuwafzettingen aanzienlijk de standaardwaarde. De verwoesting van het dak wordt waargenomen in veel besneeuwde gebieden.

Vernietiging van het zachte dak van thermische elektriciteitscentrales op een hoogte van 82 m, 1986

Een gespecialiseerde windtunnel gecreëerd door de Novosibirsk tak van het All-Russian Scientific and Research Institute van Teploelektroproekt toonde de inconsistentie van de SNiP-aanbevelingen met daadwerkelijke windbelastingen. Het is bekend dat de kracht van de winddruk afhangt van de windsnelheid in de tweede graad. Elke vorm van dakbedekking of elk ander bouwoppervlak wordt gekenmerkt door een dimensieloze drukcoëfficiënt, waarin zowel geometrische parameters als windrichtingen zijn opgenomen.

In het geval van aerodynamische testen is de werkelijke waarde van de aerodynamische coëfficiënt van het dak van het hoofdgebouw van de TPP meer dan vier keer hoger dan de waarde die wordt aanbevolen door de normen. Het oppervlak van een te vernietigen dak wordt geschat op 1500-3000 m2. Dit bevestigt de ernst van het probleem van het toewijzen van wind- en sneeuwbelastingen aan het dak.

Volgens het hoofd van de afdeling voor architecturale en bouwaerodynamica van de Unikon Research and Design Construction Company (Kemerovo-Novosibirsk), biedt Mikhail Berezin, momenteel acterend SNiP 2.01.07-85 *, "Loads and Impacts" een logisch voltooide formule voor het toewijzen van windturbines belastingen op het dak, die niet mogen worden gewijzigd in de nieuwe editie, die daar is gemarkeerd. De formule gegeven in SNiP bepaalt niet het teken van de belasting, dit teken wordt bepaald bij het toewijzen van een aerodynamische coëfficiënt, waarbij de richting van de aërodynamische kracht op het dak of een ander bouwelement duidelijk wordt gedefinieerd.

Verkeerd berekende bevestigingshoeveelheid en slecht
de kwaliteit is niet goed

Voor Moskou, Moskou zijn interim-voorschriften en regels van het MoscowSocial Social Security Agency 4.19-2005 ontwikkeld en van kracht geworden, die vrij volledig en duidelijk aanbevelingen bevatten voor de aanwijzing van wind- en sneeuwbelastingen op gebouwen en constructies. Clausule 5.1.4 bevat een aanbeveling dat "... de aerodynamische krachtcoëfficiënten, momenten, interne en externe drukken en Strouhal-getallen (bij schatting van resonante vortex-excitatie, zie § 5.1.7) moeten worden bepaald op basis van gegevens uit modelproeven die zijn uitgevoerd in gespecialiseerde windtunnels. " Het definieert ook de vereisten die vereist zijn voor de betrouwbaarheid van de tests. Vergelijkbare regionale normen zijn gemaakt in veel andere steden van de Russische Federatie.

Alexander Klevtsov, president van TempStroySistema Corporation

De normen die in Rusland worden gebruikt, verschillen inderdaad aanzienlijk van de Amerikaanse en Europese normen voor vergelijkbare klimatologische omstandigheden. Echter, de heersende praktijk van "klant-ontwerper-aannemer-leverancier" -relaties in de meeste gevallen vindt de aannemer schuldig. Het is de aannemer die, bij ontstentenis van Russische normen, het risico op ontwerpfouten op zich neemt, hoewel dit niet helemaal correct is. Ik zou willen benadrukken dat de stabiliteit van het dak tegen windbelastingen naast het juiste aantal bevestigingsmiddelen ook wordt beïnvloed door de opstelling van de platen van het membraan ten opzichte van golfkarton. Met een longitudinale opstelling op grote daken, is de sterkte van het vel zelf aan de structuren mogelijk niet voldoende om te compenseren voor windbelastingen. Misschien kunnen de vereisten voor installatieorganisaties het onderwerp zijn van een afzonderlijk artikel.

Een probleem? Er is een probleem

Volgens Konstantin Sukhikh, technisch directeur van het LOGICROOF-project van Technonikol, is het probleem van de berekening van windbelastingen zeer ernstig. Het huidige regelgevende kader in Rusland voldoet niet aan de werkelijke stand van zaken en staat geen bekwame berekening op membraandaken toe. Dit wordt verklaard door het feit dat het belangrijkste regelgevingsdocument op dit gebied - SNiP "Loads and Impacts" opzettelijk onderschatte coëfficiënten bevat voor het bepalen van de hoeveelheid windbelasting op het dak, evenals methoden voor het bepalen van de grootte en configuratie van delen van het dak van de windbelasting die niet overeenkomen met de werkelijke staat.

De technisch directeur voor rolmateriaal van Zika, Evgeny Gushcha, is het met hem eens: "Als je de berekeningen voor windbelastingen gemaakt met het Sika-programma vergelijkt met die gemaakt op basis van de huidige SNiP, zie je: een windbelasting op het dak in 3-5 keer meer dan volgens Russische normen.

In de huidige SNiP zijn alleen windzones aangegeven, d.w.z. we worden uitgenodigd om elk type gebouw in een windtunnel te verkennen. Maar als we aërodynamische tests voor elk project bestellen, verhoogt dit de werkkosten aanzienlijk. Bovendien hebben ze tijd nodig.

In het Westen zijn dergelijke onderzoeken al lange tijd uitgevoerd en informatie over hun resultaten is samengevat in verschillende configuraties van gebouwen en de bijbehorende coëfficiënten zijn afgeleid. Het maakt geen verschil waar de wind waait - in Duitsland of in Rusland. De wetten van de natuur, de natuurwetten werken overal hetzelfde. Waarom kunnen we geen buitenlandse ervaring gebruiken als alle berekeningen al zijn gedaan? Waarom "het wiel opnieuw uitvinden" en vanaf het begin onderzoek starten? "

Volgens M. Berezin, "bevat bijlage 4 van SNiP 2.01.07-85 * een onvoldoende aantal aanbevelingen over de aerodynamische coëfficiënten van het dak (en niet alleen het dak). Dit is vooral merkbaar in de ontwerpfase van moderne multifunctionele complexen van fantasierijke architecturale vormen, combinaties van gebouwen en hun hoogten. De combinatie van hoge romp en plat dak vereist een speciale benadering van de benoeming van de factoren van winddruk en verdeling van sneeuw op het dak. De SNiP biedt een aanbeveling voor ontwerpers, namelijk: artikel 6.6. laat het gebruik van referentiegegevens en materialen toe om het geprojecteerde object in de windtunnel te zuiveren. Deze aanbeveling wordt echter door maar weinig ingenieurs gebruikt. De meerderheid van de ontwerpers aanvaardt deze aanbeveling niet, omdat verantwoordelijkheid kan worden vermeden door zich achter de formulering van paragraaf 6.6 van deze SNiP te schikken wat betreft de ontvankelijkheid, d.w.z. niet-bindende, aërodynamische tests ".

Deze E.V. Guscha merkt terecht op: "Voor zover ik weet, is het aantal windtunnels in ons land uiterst beperkt. Het is onwaarschijnlijk dat hun aantal meer dan vijf is. En hoe zou u de aanbevelingen van de SNiP opvolgen, waar moet u de tests uitvoeren? Naar mijn mening is de ontwikkeling van een nieuw SNiP noodzakelijk. Maar dit vereist grote financiële investeringen en daarom is het noodzakelijk dat de staat deelneemt aan het oplossen van dit probleem. "

Kritiek op de bepalingen van regelgevingsdocumenten over de berekening van windbelastingen klinkt lang. Sergei Dubinsky, vertegenwoordiger van EMTR, schreef in 2005 in zijn artikel "Berekeningen van hoogbouw onder invloed van de wind" ("CAD en afbeeldingen", nr. 10/2005): "De belangrijkste richtlijnen voor de ontwerper op dit moment zijn de bouwvoorschriften. De bestaande binnenlandse methodologie die in de vroege jaren '70 werd ontwikkeld. in ZNIISK hen. Kucherenko gebruikt de werken van A. Davenport en A. Vise en is geïmplementeerd in SNiP II-6-74. In 1978 werden de Richtlijnen voor de berekening van gebouwen en constructies op het effect van wind, opgesteld door M. Barshtein, uitgegeven. In 1984 werd het naslagwerk "Dynamische berekening van gebouwen en structuren" gepubliceerd door B. Korenev gepubliceerd. In hetzelfde jaar werd het boek "De impact van de wind op gebouwen en structuren" van E. Simiu en R. Scanlan vertaald in het Russisch. Met de release van SNiP 2.01.07-85 * "Loads and Impacts", werden de uitdrukkingen die de dynamische respons van structuren onder invloed van wind beschrijven merkbaar vereenvoudigd. In de nieuwe editie van de SNiP (2003) is de paragraaf "Windbelastingen" ongewijzigd gebleven.

Andrei Kashabin, hoofd technische dienst, PENOPLEX SPb

Op dit moment maakt ons bedrijf gebruik van een programma dat is ontwikkeld in samenwerking met het Central Research Institute of Industrial Buildings op basis van de vereisten van SNiP 2.01.07-85 * "Loads and Impacts". De betrouwbaarheid van deze berekeningen wordt bovendien beschermd door de ontwerpbeperkingen die zijn vastgelegd in het programma voor de maximale pitch van de mechanische bevestiging van 0,5 m, ondanks het feit dat in sommige berekeningen de waarden van de pitch 1 m of meer zijn.

Berekeningen volgens Russische normen zijn minder streng, maar op platte objecten in de omstandigheden van stedelijke ontwikkeling zijn volledig operationeel. Voor objecten met complexe geometrische vormen en een hoogte van meer dan 75 m zijn testen en aanvullende berekeningen vereist. Hieraan moet worden toegevoegd dat volgens de resultaten van onze testen de inspanning om bevestigingsmiddelen uit golfkarton met een dikte van 0,8-0,9 mm te verwijderen ongeveer 80-120 kg / bevestigingsmiddelen is, hetgeen de sterkte van het PVC-membraan, d.w.z. meestal bepalend voor de berekening van bevestigingsmiddelen is de sterkte van het membraan. De reden voor het falen van het membraan op het dak kan onjuiste bevestigingshardware zijn, namelijk - zeer dicht bij de rand. Om dergelijke fouten te voorkomen, is het noodzakelijk om speciale labels op het membraan aan te brengen voor het installeren van bevestigingsmiddelen om installateurs te helpen.

De aërodynamische belastingsvelden zelf, bepaald door SNiP, vereisen opheldering. Het door Davenport voorgestelde drukspectrum beschrijft goed de belasting alleen aan de loefzijde van het gebouw, maar het laden van de daken en daken van een groot gebied is niet bepaald. Bovendien zijn er in SNiP geen opties voor de locatie van een hoogbouw in een gebouw en wordt de interferentie van gebouwen niet in aanmerking genomen. Het laden door afschuifstromen uit naburige gebouwen wordt niet in overweging genomen, de verandering in het turbulentiespectrum in hoogte en het terreinontlasting worden niet in aanmerking genomen.

De klimatologische kenmerken en bestemmingsplannen moeten ook worden herzien in SNiP, aangezien deze informatie niet is bijgewerkt sinds 1977. Volgens het weerstation van de Moscow State University bijvoorbeeld, werd de wind waargenomen op een hoogte van 10 m met een snelheid van 28 m / s in 1984, wat niet overeenkomt met de eerste en de tweede windbelastingszone voor de stad Moskou. Bovendien hebben Moskouse meteorologen de voorbije jaren plotselinge buien van aanzienlijke destructieve kracht geregistreerd: hun snelheid overschreed volgens sommige schattingen 35 m / s. "

Het probleem ligt ook in de kwaliteit van bevestigingsmiddelen

Onjuiste installatie van bevestigingsmiddelen

Evgeny Gushcha, technisch directeur van Roll Materials, Zika

Zoals bekend is, zijn er verschillende technologieën voor het monteren van membranen: het moet worden bevestigd met bevestigingsmiddelen, of worden vastgelijmd, of worden gefixeerd met ballast. Vanuit het oogpunt van de impact van windbelastingen is mechanische bevestiging het meest kwetsbaar, daarom worden aan mechanische bevestigingsmiddelen speciale eisen gesteld. Er zijn geen kleinigheden in het systeem: we moeten de bevestigingsmiddelen niet vergeten, we moeten er speciale aandacht aan schenken, en zowel kwaliteit als kwantiteit zijn belangrijk.

Kirill Kudoyarov, commercieel directeur, ICOPAL Rusland

Het belangrijkste is niet zozeer het aantal bevestigingsmiddelen (hoewel ons bedrijf voornamelijk gebruik maakt van de ervaring van zijn Europese collega's in zijn werk), maar de kwaliteit ervan. Als de sluiting binnen 3-5 jaar niet lukt, wat kan dan spreken over hoeveel het moet worden gebruikt!

Europese ervaring en huishoudelijke oplossingen

Het is geen toeval dat vertegenwoordigers van veel bedrijven die geïmporteerde membranen leveren in hun werk de voorkeur geven aan de jarenlange ervaring van hun buitenlandse collega's. Zoals, bijvoorbeeld, specialisten van ICOPAL Rusland, Zika en vele anderen dit doen.

Volgens Konstantin Sukhikh "werden bij het maken van het computerprogramma" Technonicol "de resultaten van echte veldtests (bijvoorbeeld" Atlas van aerodynamische kenmerken van bouwconstructies ", samengesteld door M. A. Berezin en V. V. Katyushin, gebruikt om de windbelasting nummer 3 2009 107 te berekenen., Novosibirsk, 2003), en analyseerde ook Europese technieken. Het strengste regelgevingsdocument op dit gebied is de Noorse norm NS 3479, die de basis vormde voor onze berekeningen. Naleving van zijn vereisten is een garantie voor de betrouwbaarheid van het bevestigen van het membraandak aan de basis, wat wordt bevestigd door vele jaren van Europese praktijk.

Er zijn twee hoofdproblemen, waarvan de oplossing in ieder geval individueel is. De eerste is de dakbedekking tijdens de wederopbouw. Het moet duidelijk zijn dat we niet weten wat de werkelijke belasting is bij het graven van de bevestiger, dus elke berekening moet worden uitgevoerd na het uitvoeren van veldtesten op het graven. Het tweede probleem is de berekening van niet-standaard, bijvoorbeeld koepelvormige daken. In dit geval is het opnieuw nodig om de wereldervaring voor dergelijke objecten te analyseren. Soms kun je dit probleem oplossen door te testen in windtunnels. "

Zoals E. Gushcha ons zei: "Europese voorschriften stellen strengere eisen aan windbelastingen, daarom stellen we bij het berekenen van een project voor Rusland strengere eisen dan voorzien door de Russische SNiP".

Het lenen van buitenlandse methoden is over het algemeen legitiem. Aangezien, zoals in SNiP 2.01.07-85 * "Ladingen en gevolgen" (paragraaf 6.6) staat, het toegestaan ​​is om buitenlandse regelgevende documenten als referentiemateriaal te gebruiken.

De redactie bedankt voor de hulp bij het opstellen van het artikel van het bedrijf Technonikol, Zika, ICOPAL Rusland, Penoplex en persoonlijk M. Berezin