Hur man beräknar vind- och snöbelastningen på taket, beroende på bostadsområde

Taket ger ett konstant skydd av byggnaden mot alla väder- och klimatmässiga manifestationer, med undantag av kontakt med allt material med atmosfärs- eller regnvatten och är gränsvärdet, vilket skär ner effekten av fryst luft på vinden.

Dessa är de viktigaste och viktigaste funktionerna i taket i presentationen av en oförberedd person, de är helt sanna, men återspeglar inte den fullständiga listan över funktionella laster och de testade spänningarna.

Samtidigt är verkligheten mycket hårdare än den ser vid första anblicken och effekten på taket är inte begränsad till ett visst slitage på materialet.

Den överförs till nästan alla byggnadselementen - först och främst till byggnadens väggar, där hela taket direkt är beroende av, och i slutändan till grunden.

Det är omöjligt att försumma alla skapade laster, detta kommer att leda till en snart (ibland plötslig) förstörelse av byggnaden.

Typer av takbelastningar

De viktigaste och farligaste effekterna på taket och hela strukturen som helhet är:

  • Snöbelastningar.
  • Vindbelastning.

Samtidigt verkar snö under vissa vintermånader, frånvarande i den varma säsongen, medan vinden skapar en effekt året runt. Vindbelastningar, med säsongsvariationer av kraft och riktning, är i varierande grad ständigt närvarande och farliga med enstaka tunga svängningar.

Dessutom har intensiteten hos dessa laster en annan karaktär:

  • Snö skapar ett konstant statiskt tryck som kan justeras genom att rengöra taket och ta bort kluster. Riktningen för den nuvarande ansträngningen är konstant och ändras aldrig.
  • Vinden verkar obekvämt, ryckar, plötsligt intensifierar eller sänker sig. Riktningen kan ändras, vilket gör att alla takkonstruktioner har en solid säkerhetsmarginal.

En plötslig nedstigning från taket av stora massor av snö kan orsaka skador på egendom eller personer som fångas på hösten. Dessutom sker kortvariga men extremt destruktiva atmosfäriska fenomen ibland - orkanvindar, tunga snöfallar, särskilt farliga i närvaro av våt snö, vilket är en storleksordning tyngre än vanligt. Det är nästan omöjligt att förutse datumet för sådana händelser, och som en skyddsåtgärd kan du bara öka styrkan och tillförlitligheten hos tak- och trussystemet.

Samla laster på taket

Beroende på lasten på takets vinkel

Takets lutningsvinkel bestämmer området och takets kontakt med vind och snö. Samtidigt har snömassan en vertikalt riktade kraftvektor, och vindtrycket, oberoende av riktningen, är horisontellt.

Därför är det möjligt att minska snedmassans tryck, och ibland helt eliminera förekomsten av snökluster, men samtidigt ökar takets vindkraft och vindspänningar ökar.

För att minska vindbelastningen skulle en platt tak vara idealisk, medan det inte skulle tillåta snömassor att glida och skulle bidra till bildandet av stora snödrifter som skulle kunna tina upp våt hela strukturen. Vägen ut ur situationen är valet av en sådan lutningsvinkel där kraven på både snö och vindbelastningar är maximalt nöjda och de har individuella värden i olika regioner.

Beroende på lasten på takets vinkel

Vikt av snö per kvadratmeter tak beroende på region

Regnfall är en indikator som är direkt beroende av regionens geografi. Mer södra snön ser nästan inte, mer nordliga har en konstant säsongsmängd snömassor.

Samtidigt har höghöjdsområden, oavsett geografisk latitud, höga snöfall, vilket i kombination med frekventa och starka vindar skapar många problem.

Konstruktionsnormer och regler (SNiP), vars överensstämmelse med bestämmelserna är obligatoriskt för genomförande, innehåller särskilda tabeller som visar de normativa indikatorerna för mängden snö per ytenhet i olika regioner.

Dessa data utgör grunden för beräkningar av snölast, eftersom de är ganska tillförlitliga och ges också inte i genomsnitt utan i gränsvärden, vilket ger en tillräcklig säkerhetsmarginal under takets konstruktion.

Ändå är det nödvändigt att ta hänsyn till takets struktur, dess material, samt förekomsten av ytterligare element som orsakar snöförbrukningar, eftersom de kan betydligt överstiga standardindikatorerna.

Vikten av snö per kvadratmeter tak, beroende på region i diagrammet nedan.

Snöbelastningsregionen

Beräkning av snölast på ett plant tak

Beräkningen av bärande strukturer utförs enligt metoden för begränsande tillstånd, det vill säga när krafterna som testas orsakar irreversibel deformation eller förstöring. Därför bör styrkan hos ett plant tak överstiga mängden snöbelastning för denna region.

För takelement finns det två typer av gränsvärden:

  • Designen kollapser.
  • Designen deformeras, misslyckas utan fullständig förstöring.

Beräkningar utförs i båda tillstånden, i syfte att erhålla en pålitlig konstruktion, garanterad att klara belastningen utan konsekvenser men utan onödiga kostnader för byggmaterial och arbetskraft. För plana tak är värdena för snöbelastningen maximal, dvs. lutningskorrigeringsfaktorn är 1.

Således, enligt SNiP-tabellerna, kommer den totala vikten av snö på ett platt tak att vara standardvärdet multiplicerat med takets yta. Värden kan nå tiotals ton, så byggnader med plana tak i vårt land är praktiskt taget inte byggda, särskilt i regioner med högt regnfall på vintern.

Lasta på platt tak

Beräkning av snöbelastning på taket online

Ett exempel på beräkning av snöbelastning kommer att bidra till att tydligt visa förfarandet, samt visa hur mycket snödryck som är på byggnaden i huset.

Snöbelastningen på taket beräknas med följande formel:

där S är snödrycket per kvadratmeter av taket.

Sg är det normativa värdet av snöbelastning för denna region.

μ är en korrigeringsfaktor som tar hänsyn till förändringar i lasten vid olika takhöjningar av taket. Från 0 ° till 25 ° antas värdet av μ vara 1, från 25 ° till 60 ° - 0,7. Vid takhöjdsvinklar över 60 ° beaktas inte snöbelastningen, även om det i verkligheten finns ackumulationer av slitna och branta ytor.

Vi ska beräkna lasten på taket med ett område på 50 kvadratmeter, lutningsvinkeln är 28 ° (μ = 0,7), regionen är Moskva-regionen.

Då är regleringsbelastningen (enligt SNiP) 180 kg / kvm.

Vi multiplicerar 180 med 0,7 - vi får en verklig last på 126 kg / kvm.

Det totala trycket på snö på taket blir: 126 multiplicerat med takets yta - 50 kvm. Resultatet är 6300 kg. Detta är den beräknade snövikten på taket.

Snöeffekt på taket

Vindbelastning på taket

Vindbelastningen beräknas på samma sätt. Standardvärdet för vindbelastningen som verkar i denna region är baserad, vilket multipliceras med korrigeringsfaktorn för byggnadens höjd:

W - vindbelastning per kvadratmeter.

Wo - standardvärde per region.

k - korrigeringsfaktor med hänsyn till höjden ovanför marken.

Det finns tre grupper av värden:

  • För öppna markområden.
  • För skogar eller stadsutveckling med en höjd av hinder från 10 m.
  • För stadsbyggnader eller områden med svår terräng med hinderhöjd på 25 m.

Alla standardvärden samt korrigeringsfaktorer finns i SNiP-tabellerna och bör beaktas vid beräkning av lasterna.

Sammanfattningsvis är det nödvändigt att betona den stora storleken och ojämnheten hos lasterna som skapas av snö och vind. Värden som är jämförbara med takets egen vikt kan inte ignoreras. Sådana värden är för allvarliga. Oförmågan att reglera eller utesluta deras närvaro tvingar en att reagera genom att öka styrkan och korrekt val av lutningsvinkeln.

Alla beräkningar bör baseras på SNiP, för att beräkna eller kontrollera de resultat som rekommenderas för att använda onlinekalkylatorer, som är många i nätverket. Det bästa sättet är att använda flera räknare med efterföljande jämförelse av de erhållna värdena. Den rätta beräkningen är grunden för en långsiktig och pålitlig service på taket och hela byggnaden.

Användbar video

Du kan lära dig mer om takbelastningar från den här videon:

Beräkning av vindbelastning med formeln

Vad är vindbelastning

Flödet av luftmassor längs jordens yta sker vid olika hastigheter. Bumpning i något hinder, vindens kinetiska energi omvandlas till tryck, vilket skapar vindbelastning. Denna ansträngning kan kännas av någon som rör sig mot flödet. Den belastning som skapas beror på flera faktorer:

  • vindhastighet;
  • luftstrålens densitet, - med ökad luftfuktighet blir luftens specifika gravitation större, ökar mängden överförd energi;
  • form av stationärt objekt.

I det senare fallet verkar krafterna i olika riktningar på separata delar av byggnaden, till exempel:

  1. På den vertikala väggen verkar den så kallade frontkraften, som försöker flytta ett föremål från sin plats. Flera konstruktiva lösningar hjälper till att motverka denna insats:
  2. På taket, förutom horisontella krafter (pressning) finns det också vertikala krafter som alstras från separationen av luftflödet när man slår på väggen. Luftflödesvektorn tenderar att höja taket, riva det från väggarna.
  3. Kombinationen av alla dessa virvelströmmar skapar en vindbelastning inte bara på stora delar av byggnaden, men utökar dess inflytande över alla delar av byggnaden. - Dörrar, fönster, takläggningar, takrännor, antenn, skorsten.

Beräkning av insats

Den allmänna formeln för beräkning av den genererade ansträngningen på en vertikal yta:

  • Wm är normen för den genomsnittliga vindkraften vid höjd h ovanför marken;
  • Wo är vindtrycksstandarden beroende på vindregionen; bestämd enligt SNiP 2.01.07-85: Karta 3, Appendix 5; data visas i tabell 1;
  • k är rippelfaktorn, tabell 2;
  • C-aerodynamisk koefficient, beroende på byggnadens geometri, till exempel för windward fasader, är dess värde 0,8.

Tabell 1. Standard vindtryck Wo:

Tabell 2. Pulsationskoefficient för vindflöde trycket k:

Exempel: Vägg.

För typ B-terräng med en höjd över marknivå på 10 meter:

  • koefficient k = 1,06;
  • För området av typ III är det normala vindtryckstrycket W = 38 kgf / m²;
  • För en platt fasad är den aerodynamiska koefficienten C = 0,8.

Den skapade kraften per kvadratmeter kommer att vara:

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

Med en vägghöjd på 15 meter och en bredd på 25 meter är den totala vindbelastningen:

15 m * 25 m * 32 224 kgf / m² = 12084 kg eller 12 084 ton.

Fönstret.

På ett typiskt fönster med ett område på 3 m² kommer vinden att trycka med kraft:

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

Beräkning av vindlast på taket

Huvudskadorna på byggnaden under starka vindkraften är förknippade med takkonstruktionen. På tv och på Internet nämns ett antal illustrativa exempel, inte bara de enskilda elementen i taket, men hela taket är helt brutet under påverkan av vindbelastningen.

I vindriktningens frontriktning sker en kollision med fasad av byggnaden och taket. Vid den vertikala ytan skapar flödet vortex multidirektionella vektorer. - Uppdelning i nedre, sido- och vertikala komponenter uppstår.

  1. Nedre riktningen är den säkraste för byggnaden, eftersom alla ansträngningar riktar sig till stiftelsen, det vill säga en av de mest hållbara och massiva delarna av huset.
  2. Sidokomponenterna påverkar fasaden på byggnaden, fönstren, dörrarna.
  3. Det vertikala flödet riktas direkt mot takets överhäng och skapar en lyftkraft, som tenderar att lyfta taket, flytta det från sin plats.

Luftflödet riktat mot takhöjden bildar:

  • tangentiell rörelse, glider längs taket, går runt åsen och går bort - denna kraft tenderar att flytta taket;
  • vinkelrätt kraft, - normal, riktad inuti taket, vilket skapar tryck, vilket kan pressa takets element inuti strukturen;
  • På takets sluttningssida skapas en omvänd kraft som bidrar till skapandet av hiss, som en flygplansvinge.

Beräkningen av luftbelastningen på taket, beroende på höjden av dess läge över marknivå, bestäms av formeln:

  • W är standardvärdet för kraften som alstras av lufttrycket; bestämd av kartorna i bilagan till joint venture 20.133330.2011;
  • k är en koefficient som visar tryck som en funktion av höjden över snittet på den övre marknivån (tabell 3);
  • C är den aerodynamiska koefficienten med hänsyn till luftens flödesriktning på taket (tabell 4 och 5).

Tabell 3. Koefficienten k för terrängtyper:

Vilket tak är mer motståndskraftigt mot vindbelastningen

Att bo på stranden är en dröm för många människor. Men i sådana områden, som i högländerna, blåser starka vindar ofta nära sjön eller floden. Och den här faktorn kan inte ignoreras vid byggandet av taket på huset.

Aerodynamiska parametrar

Lutningens sluttning - det viktigaste värdet vid beräkning av lasterna på taket. Sidotryck på branta backar kan leda till övergång.

Men för försiktigt sluttande takluftflöde tenderar att höja, störa.

När en ström kolliderar med ett hinder - väggarna och strukturen som krönar byggnaden - uppstår en turbulens: utan att gå in i detaljer kan man säga att taket påverkas av två tangentiella krafter och en lyftkraft. Värdet av vart och ett av dessa krafter beror på lutningsvinkeln hos lutningen. Ett taktak kan delvis skyddas mot exponering - till exempel med hjälp av en fodrad parapet.

Ett kompetent projekt bör utarbetas med hänsyn till den geografiska platsen för byggnader, klimat och terräng. Vindmotståndet på takmaterialet och fastsättningskraven på kardborrsystemet och kappkomponenterna påverkar även vindmotståndet.

Stabilt taksystem

Under konstruktionen av ramen får inte använda substrat eller andra delar som kan deformeras över tiden.

Det finns vissa monteringsalternativ för timmer på byggnadens omkrets. Det är fastsatt på väggen på olika sätt, och dessutom vid ett visst avstånd från kanten. Alla fästanordningar - både häfta till mauerlat och mauerlat mot väggen - måste utföras noggrant.

Ytterligare fästning av de nedre ändarna av stänkbenen till byggnadens lagerväggar med hjälp av metallstiften ökar motståndet mot vindbelastningen.

Alla spärrar ska dessutom vara ordentligt fastsatta med trådsträngar - om starka vindar råder i området och efter en sak - om måttligt vindtryck förväntas.

Olika sektioner av taket upplever olika vindbelastningar - rammens styvhet måste tåla detta tryck.

Vinden är också engagerad i snödistributionen på taket - och det fördelar sig ojämnt, på grund av vilket mer snö ackumuleras på vissa områden av snö och snödrycket ökar. Därför borde det inte finnas några svaga punkter i hela takstrukturen.

En annan viktig punkt: inte bara lederna bör vara starka - det är nödvändigt att stänkbenen ska vara tillverkade av högkvalitativt trä.

Hipped roof

Denna typ är optimal för torget vid foten av huset.

Den framtida ägaren av fastigheten måste dock komma ihåg att vinden i det här fallet inte kommer att träna.

Klassisk höft

Två trapezforma sluttningar och två triangulära - det här är vad ett höfttak ser ut som, som vanligen kronar ett rektangulärt hus och har ett stort vindmotstånd.

Det här chetyrehskatny-alternativet innebär att man använder diagonalstöd - slitsbalkar, som går från de två ändarna av åsen till de fyra hörnen av huset. En sådan stödram är praktiskt taget inte föremål för deformation.

Frånvaron av gavlar minskar väsentligt motståndet mot vinden, som "glider" längs ytan nästan obehindrat.

Holländska höfttyp

Trapezformiga gavlar och höftstångar som är sneda från botten är karakteristiska för det holländska typhalvtaket.

Det har inte ett så skarpt utstick som det med byggnadens dubbelskaliga övre struktur: trunkerade ändlängder ökar möjligheterna för halvgreppet att motstå belastningarna.

Shed tak

För arrangemanget av ett sådant tak behöver du inte mycket material, och det blir enkelt att installera.

Om du ställer lutningen i riktning mot de rådande vindarna är taket tillförlitligt: ​​det vill säga på lutningssidan borde vara den del som ligger nedanför. Här gäller samma regel: ju större sluttningen är desto större blir vindbelastningen.

Tak mot orkanvindar

Bladmaterial har många fördelar, men samtidigt - en stor segel.

Mjuka bältros

Denna beläggning passar bäst för den övre strukturen i byggnaden med den mest komplexa konfigurationen.

I modellutbudet finns specialdesignade arter som har en speciell form - med ökat motstånd mot vindbelastning. Gonts lims inte bara, utan spikas även med speciella naglar. En sådan fastsättning på basen är så säker som möjligt, och den kan tåla även en orkanvind - upp till 220 km / h.

Naturplattor

Det optimala värdet av takets lutning vid användning av naturlig kakel är 30-60 grader.

De viktigaste argumenten för lera eller cement-sandplattor är dess vikt och små storlek. Det är svårt för vinden att klara av det naturliga täckets tyngd, om helveteslipan fortfarande är trasig, i fall av fall kommer denna vikt att bli ett allvarligt hot.

Det är möjligt att öka tillförlitligheten genom att säkra inte bara de nedre och övre raderna utan även kakelplattor helt på hela lutningen - med hjälp av fästen.

Lasten på taket av huset från vind och snö

Taket är en överbyggnad av huset, vilket ger skydd mot olika miljöpåverkan. Taket lägger stor belastning på snöskydd, vindbelastning, sådana naturfenomen som regn, temperaturfall och andra fysiska och mekaniska faktorer. Tänk på två grundläggande faktorer som påverkar takets hållbarhet och styrka:

Snöbelastning

Byggnormer vid konstruktion och konstruktion av tak, var noga med att ta hänsyn till beräkningen av snöbelastningen på taket. Beräkningen av inverkan av snötäckningsvikt görs med hänsyn till de särskilda egenskaperna hos byggarbetsområdet.

Denna information tillhandahålls av distriktsbyggnadsorganisationer eller är upprättad av SNiP 2.01.07-85c med rubriken "Belastningar och konsekvenser", eller snarare, genom kartor med ändringar i "Ändringar i SNiP 2.01.07-85". I dessa ändringar har ett antal kartor omförts, inklusive zoningskartor över snötäcke.

De använda illustrationerna av kartor över Ukraina i artikeln ges med massor av snötäcke och ytterligare vindbelastningar i tryckenheter Pa. För att identifiera mätets praktiska värde multipliceras matens matematiska värde med en faktor 0,102 kilo kraft per kvadratmeter, vi erhåller det önskade värdet. Till exempel 400 Pa * 0,102 = 40,8 kg / kvm. m, vi får vikten av lasten av snöskydd i kilo per kvadratmeter som täcker konstruktionen.

Designberäkningar av byggnadsstödsstrukturerna görs med beräkningsmetoden för de begränsande tillstånden. Detta är ett sätt att beräkna de destruktiva ansträngningar som strukturen förlorar sin förmåga att motstå effekterna av yttre faktorer.

Det finns beräkningar av gränsvärdena för två grupper: den första karaktäriserar bärkapaciteten; den andra är lämplighet för allmän användning.

I den första gruppen görs beräkningar av begränsningsförhållandena för att förhindra förlust av stabiliteten i formen (beräkning av stabiliteten hos tunnväggiga strukturer etc.), position (beräkning för glidning och lutning etc.) och förstörelse från de negativa effekterna av den yttre miljön. Dessa villkor är skrivna i följande formler :? ? R eller? ? R, vilket innebär att spänningen vid den applicerade belastningen inte ska överskrida det högsta tillåtna.

Den andra gruppen av beräkningar förhindrar överdrivna deformationer från belastningar. Fällbara leder är tillåtliga, avböjningar, men generellt sker ingen skada, det är möjligt att arbeta i framtiden, men efter reparation. Formeln för detta tillstånd är: f? För, vilket betyder maximal tillåten avböjning med den nya belastningen i strukturen. Böjdeböjning L / 200 cm.

Båda gränsvärdena är inblandade i beräkningarna av taksystem med hälltak. Syftet med beräkningarna är avvisning av förstörelse av strukturen eller avböjningen, vilket ligger över tillåtna gränser.

För snöbelastningen som verkar på takets stödkonstruktion beräknas ramen enligt den första gruppen av tillstånd - på hela snöviktet på det kontinuerliga locket Q. Detta fall talar endast om täckmantelns vikt, vi betecknar denna last Qr.sn. Den andra gruppen stater beräknar snöbelastningen. belastas med en faktor på 0,7Q, anges den normativa belastningen av snöets vikt av Qh.sn.

Vindens rådande riktning och takets lutning ger ett annat snötäcke, ibland större än på ett plant tak. I händelse av en snöstorm eller en liten snöstorm snubblar snöflingorna upp av vinden och flyttar till lejdsidan. Passerar åsen som ett hinder mot taket, snabbrörelsens snabbromshastighet minskar i nedre luften, och de lägger sig på golvet. Resultatet av detta fenomen är att det finns mindre snö på ena sidan av taket och mer ligger på den andra.

Ökningen och minskningen av snöbelastningen på taket, som beror på lutningsvinkeln och riktningen av vinden, indikeras av koefficienten μ. Låt oss ge ett exempel på ett dubbelt sluttak med rampvinklar mellan 20 ° och 30 °. I det här fallet ligger 75% av snön på vindsidan, som kan ligga på ett plant tak och 125% av snö detekteras på lejdsidan.

Andra värden av koefficienterna μ är visade i Fig. och i SNiP 2.01.07-85.

Snö-väskan kallas det ackumulerande skiktet av snö, som överskrider tjockleken på den genomsnittliga standardindikatorn. Ställen med stor sannolikhet för förekomsten av snö "väska", stärka parningstankar och fast kasse. Oavsett huvudbeläggningsmaterialet tillverkas också ett underlagsunderlag, ofta av galvaniserat stål.

Snöväskan tenderar att krypa på takets överhäng, vilket kan bryta den. Därför observeras storleken på överhänget vid beräkningen av konstruktionen enligt rekommendationerna från takmaterialtillverkarens tillverkare. Som ett exempel på ett skiffertak - klassificeras överhänget lika med 10 cm.

Vindriktningen som råder i denna region bestäms av vindrosen. Enligt de beräkningar som utförs på leewardsidan är parade spärrar, på windward - single. Om uppgifterna inte är etablerade bör den maximala belastningen beaktas i beräkningarna, så om alla ramper är utsatta för högt tryck på skyddet från hissens sida.

När sluttningarna av backarna ökar, faller snöskyddet ner från taket under sitt tryck. Vinklar med en sluttning över 60 ° lämnar inte snö på taket alls. I detta fall är koefficienten μ lika med noll. Mellanvärdet av lutningsvinklarna μ hittas genom medelvärdesmetoden. Som ett exempel är koefficienten μ lika med 0,33 för sluttningar med en lutningsvinkel på 50 °, för 40 ° är det 0,66.

Således ser vi att för att välja sektion av spärrarna, beräknas deras installationssteg, designbelastningen, även standardbelastningsbelastningen, med hänsyn till sluttningarna av backarna (QH.Sn och Qr.Sn), enligt följande - fullbelastningen från vikten (Q) multipliceras med μ:

Qr.sn = Q? Μ - för den första gruppen av gränsstatusen (styrka);
Qn.sn = 0.7Q? M - för den andra gruppen av begränsande tillstånd (avböjning).

I byggregionerna, där den genomsnittliga vindhastigheten på alla tre månader på vintern är över 4 m / s, på tak med en höjning på 12-20% (ca 7-12 °) avlägsnas en del av höljet från taket. I detta fall bör värdet av den beräknade viktbelastningen underskattas vid tillämpning av koefficienten c = 0,85. I andra fall använder beräkningarna för stigande tak koefficienten c = 1. De slutliga formlerna för att identifiera den beräknade belastningen samt den beräknade regleringsbelastningen på täckmantelns vikt, som tar hänsyn till vinddrift av snö och sluttningslängden, ser så här ut:

Qr.sn = Q? M? C - formel för det första begränsande tillståndet (styrka);
Qn.sn = 0,7Q ^ M ^ C - under det andra begränsande tillståndet (avböjning)

Minskningen av snökonstruktionens last c = 0,85 sprids inte: På byggnadens tak i områden med genomsnittlig lufttemperatur i vintermånaden januari mer än -5 ° C, eftersom frosten som bildas av perioder ger hinder för rivning av snötäckningen av vinden. på tak av konstruktioner som skyddas mot direktvindar vid närliggande högre strukturer eller ett skogsbälte mindre än 10 h bort, där h betyder skillnaden i höjd mellan intilliggande och projicerade byggnader. Den genomsnittliga dagliga januari temperaturen och vindhastigheten kan bestämmas från kartorna med ändringarna till "Ändringar till SNiP 2.01.07-85" eller ta reda på personligen i det område där du bestämmer dig för att bygga ett trähus.

Vindbelastning

Vindbelastning på taket med sidostryck av luftflödet har kollision med taket och med väggens vägg. Det virvlande flödet som inträffar nära väggen, går delvis till grunden, en annan del av flödet på tangentväggen slår över takets överhäng. Vindflödesangreppet böjer sig runt takets tak med fångsten av lugna luftmolekyler på lee sidan och går bort. På grundval av detta kan krafterna riva taket eller slå över det, det finns tre på en gång. Den ena är lyftkraften, som bildas när lufttryckskillnaden från hissens sida och de andra två krafterna är tangentiella från hissens sida.

Det finns en annan kraft som kan trycka på takets lutning, som verkar vinkelrätt mot lutningen. Tangent och normala krafter kan ändra sitt värde beroende på lutningsvinkeln. Det är uppenbart att ju större takets vinkel, ju större påverkan normala krafter tar och desto mindre tangentiella tar de. På plattans tak tar de tangentiella krafterna ett stort värde, vilket ökar i hissen från hissens sida, vilket reducerar den normala kraften från lejdsidan.

Och nu får vi se hur lasten beräknas. Förresten, på kartan över Ukraina måste du återigen översätta Pascals till kilo, som vi gjorde när vi beräkna snöbelastningen.

Beräkningen av vindbelastningen w, beroende på höjden z ovanför marken, bestäms av följande formel: Wр = W? K (z)? C, där W är det beräknade värdet av vindtrycket bestämt av kartan "Ändringar i SNiP 2.01.07-85" ; och koefficienten k tar hänsyn till förändringar i vindtrycket för z definierar vi bordet; koefficient c - tar hänsyn till ändringar i alla tryckriktningar för normala krafter beroende på platsen för lutningen till vind- eller lejdsidan.

Aerodynamiska koefficienter med ett plus-tecken bestämmer riktningen av vindtrycket på ytan (trycket är aktivt), "minus" - från motsvarande yta (sug). Linjär interpolering är mellanvärden av belastningar. Med svårigheten att använda tabellerna 3, 4 i figuren om de aerodynamiska koefficienterna för vindbelastning, utöva valet av koefficienternas högsta värden för vissa takhöjningsvinklar.

Tak med brant sluttning, vind förstörs vändning, sluttande tak misslyckas. För att undvika förstöring fäster byggarna de nedre ändarna på trussbenen med en vridning av tråd till en ruff som drivs in i väggen. Ruff är en stift av metall med hak för att förhindra dragning, gjord av smide. Om det faktum att den sida som en stark vind väntas är okänd, är det bättre att fästa spånbenen genom en av hela byggnadens omkrets - sidan med måttlig vind och varje ben - i ett område med starkt lufttryck. Förstärkning av spjällen kan göras på ett annat sätt - lägg trådens ändar i att lägga väggar under konstruktionen. För att inte förstöra den yttre fasaden ska du släppa trådens ändar inuti vinden. Annealed ståltråd är lämplig i sådan användning, med diametrar som sträcker sig från 4 mm till 8 mm.

Takramens övergripande stabilitet ger stagor, hängslen och karmarna diagonalt. Bidrar till trussystemet med hjälp av anordningens lådor.

Således beräknas vindbelastningen på taket.

Om du läser noggrant, borde du ha förstått att vind- och snöbelastningen för ditt hem i framtiden representerar sig själva. Om du inte tar denna fråga på allvar, då kan problem hända. Det här är inte alla typer av laster. Resterande arter beskrivs i en annan artikel.

Hur man beräknar snö- och vindbelastningen på taket

När du utformar taket måste du överväga lasten som verkar på det - snö och vind. För att bestämma prestandan av dessa värden kan du kontakta en särskild byggorganisation, där ingenjörer hjälper dig med beräkningarna. Men om du vill göra allt själv och tveka inte i dina förmågor, hittar du de nödvändiga formlerna med en detaljerad beskrivning av de kvantiteter som kommer att behövas vid beräkningen. Så, till en början, låt oss se vad dessa laster är och varför de måste beaktas.

Det ryska klimatet är mycket varierat. Det är viktigt att förstå att förändringar i temperatur, vindtryck, nederbörd och andra fysiska och mekaniska faktorer kommer att påverka taket på ett hus under uppförande. Dessutom är graden av deras inflytande direkt beroende av byggnadsområdet. Allt detta kommer att sätta press inte bara på takfästen - taket, men också på stödkonstruktionerna, som spjäll och battens. Det är nödvändigt att förstå att huset är en enda byggnad. Enligt kedjereaktionen överförs lasten från taket till väggarna och från dem till grunden. Därför är det viktigt att beräkna allt till minsta detalj.

Snöbelastning

Snöskyddet som bildas på vintern på taket på huset utövar ett visst tryck på den. Norra området, ju mer snö. Det verkar som att risken för skador är högre, men det är värt att vara försiktig när man utformar ett hus i ett område där en periodisk temperaturförändring uppstår, vilket kan orsaka snältmältning och efterföljande frysning. Snöets genomsnittliga vikt är 100 kg / m3, men i vått tillstånd kan den nå 300 kg / m3. I sådana fall kan snömassan orsaka deformation av trossystemet, hydro- och värmeisolering, vilket leder till läckage av taket. Sådana väderförhållanden påverkar också den snabba och ojämna nedstigningen av snöskydd från taket, vilket kan vara farligt för människor.

Ju större takets tak är, ju mindre snöfall på den kommer att dröja kvar. Men om ditt tak har en komplicerad form, då vid takets korsning, där inre hörn bildas, kan snö ackumuleras, vilket kommer att bidra till bildandet av en ojämn belastning. Det är bättre att installera snöfångare i områden där mängden nederbörd är tillräckligt stor så att snön som samlas nära kanten av takfoten inte kan skada avloppssystemet. Snö kan rengöras oberoende, men denna process kan inte kallas helt säker.

För att säkerställa en säker avstängning av snö och förhindra bildandet av istappar används ett kabelvärmesystem. Den kan styras automatiskt eller manuellt. Beror på din önskan och ditt val. Värmeelementen i ett sådant system är belägna runt takets kant framför rännan.

För Ryssland beror snöbelastningen på byggnadsområdet. En särskild karta kommer att hjälpa dig att bestämma vikten av snötäcke i ditt område.

Tekniken för beräkning av snöbelastningen: S = Sg * m, där Sg är det beräknade värdet av vikten av snöskydd per 1m2 av jordens horisontella yta, från tabellen och m är övergångskoefficienten från vikten av snöskyddet på jorden till snöbelastningen på locket.

Det uppskattade värdet av vikten av snöskydd Sg tas i beroende av snöregionen i Ryska federationen.

Beräkning av snölast på taket: hur man inte gör misstag i takets konstruktion och funktion

Om du någonsin raked snön, vet du hur tung det kan vara. Och vad man ska säga om taket, på vilket, för den första månaden på vintern, är en sådan hatt monterad som kan bryta igenom även en ganska solid konstruktion! Och ämnet för ordentligt arrangemang av taket för invånare i de nordliga regionerna i Ryssland, där det finns snödrivning redan i september, är särskilt relevant. Därför undrar alla under byggandet av huset: Täckar taket hela massan av snö, dumpar det varannan vecka eller inte.

Det var för detta ändamål att ett sådant koncept utvecklades som den normativa snöbelastningen och dess kombination med vinden. Det finns verkligen massor av nyanser och nyanser, och om du vill förstå - hjälper vi gärna!

innehåll

Takprincip: gränsvärden

Så beräknas snöbelastningen på taket med hänsyn till takets två begränsande tillstånd - på förstörelse och avböjning. I enkla termer är detta just hela strukturs förmåga att motstå yttre influenser - tills den tar emot lokal skada eller oacceptabel deformation. dvs tills taket är skadat eller skadat så att det kommer att behöva repareras.

Takgränsvärde

Som vi sagt är det bara två begränsande stater. I det första fallet talar vi om det ögonblick då trusskonstruktionen har uttömt sin bärkraft, inklusive dess styrka, stabilitet och uthållighet. När denna gräns är korsad börjar taket att kollapsa.

Denna gräns är betecknad som: σ ≤ r eller τ ≤ r. Tack vare denna formel räknar professionella takläggare med hur mycket belastning strukturen kommer att vara högsta tillåtna och vad som kommer att överstiga den. Det är med andra ord designbelastningen.

För denna beräkning behöver du data som snövikt, lutningsvinkel, vindbelastning och takets nettovikt. Det spelar ingen roll vad som användes med trussystem, lathing och även värmeisolering.

Men den normativa belastningen beräknas utifrån sådana data som höjden på byggnaden och lutningsvinkeln på sluttningarna. Och din uppgift är att beräkna den beräknade belastningen och regelverket och översätta dem till en linjär. För det finns ett specialdokument - SP 20. 13330. 2011 i punkterna 4.2.10.12; 11.1.12.

Takgräns vid trussböjning

Det andra begränsande tillståndet indikerar överdrivna deformationer, statiska eller dynamiska belastningar på taket. För närvarande förekommer oacceptabla tråg i strukturen, så mycket att uppsatser avslöjas. Resultatet är att trussystemet verkar vara intakt, inte förstört, men det behöver fortfarande repareras, utan vilket det inte kommer att kunna fungera vidare.

Denna belastningsgräns beräknas med formeln f ≤ f. Det betyder att spjällen som dog under belastning inte ska överstiga en viss gräns. Och för takstrålen finns en egen formel - 1/200, vilket innebär att avböjningen inte ska vara mer än 1 i 200 från den uppmätta längden av strålen.

Och beräkna snöbelastningen på en gång för båda gränsvärdena. dvs Din uppgift att beräkna mängden snö och dess effekt på taket är att förhindra avböjning mer än möjligt.

Här är en värdefull videon lektion för "patienten" i detta ämne:

Regulatorisk snöbelastning i ditt område

När de pratar om att beräkna snöbelastningen på taket talar de om hur mycket ett kilo snö som kan falla på varje kvadratmeter taket, medan det verkligen kan hålla den vikten tills strukturen börjar deformeras. I enkla termer kan vilken snöhatt tillåtas ligga på taket varje vinter utan rädsla för att bryta taket eller skaka hela taksystemet.

Denna beräkning görs vid husets konstruktionsstadium. För att göra detta måste du först och främst undersöka alla data på specialbord och kartor över SP 20.3330.2011 "Laster och effekter". Baserat på detta, ta reda på om din planerade design kommer att vara pålitlig.

Till exempel, om det enligt beräkningar måste stå lugnt mot ett skikt av snö på 200 kg per kvadratmeter, då är det nödvändigt att noggrant övervaka att snödrocket på taket inte är högre än en höjd. Men om snön på taket redan överstiger 20-30 cm och du vet att det kommer att regna snart, då är det bättre att ta bort det.

Så, för att ta reda på regulatorisk snöbelastning i det område där du bygger ett hus, se denna karta:

Dessutom används samma förhållande inte för byggnader som är väl skyddade från vinden av andra byggnader eller hög skog. Beräkningsekvationen för dig kommer att se ut så här:

  • För den första gränsstaten där styrkan beräknas, använd formeln qp. CH = q × μ,
  • För den andra gränsstaten, där den möjliga avböjningen av taket beräknas, använd följande formel qn. H = 0,7q x ^.

I det här fallet, som du redan har märkt, för den andra gruppen av gränsstater, bör viktens snö beaktas med en koefficient på 0,7, dvs. själva formuläret kommer att se ut så här: 0.7q.

Specifik gravitation: så lätt och tung snö

Och nu för övningen. Om du bor i Ryssland, och inte på den sydliga kontinenten utan vinter, vet du hur snö faktiskt händer: oerhört lätt och oerhört tungt. Till exempel kommer samma fluffiga snöboll i frostigt och torrt väder vid en temperatur på -10 ° C att ha en densitet på ca 10 kg per kubikmeter. Men snön i slutet av hösten och i början av vintern, som länge låg på horisontella och lutande ytor och "knäckt", har redan mycket mer massa - från 60 kilo per kubikmeter. Förresten är det inte svårt att ta reda på snödensiteten - det är tillräckligt att skära ett snöprov i en kubikmeter med en stor spade på vintern och väga den.

Om vi ​​pratar om lös snö, som i teorin är ljus och inte orsakar problem, vet då att det finns en viss fara här. Lös snö, som ingen annan, absorberar snabbt all nederbörd i form av regn och blir redan sliten. Och hans närvaro på taket, där det inte finns någon kompetent organiserad avrinning, är fylld av stora problem.

Vidare på våren under den långa tinningen ökar också snöandelen signifikant. Torrkompakt snö har en genomsnittlig täthet som sträcker sig från 200 till 400 kg per kubikmeter. Missa inte ett så viktigt ögonblick, när snön var länge kvar på taket och det fanns inget nytt snöfall och du rengjorde inte det. Då, oberoende av dens densitet, kommer den att ha samma massa, även om visuellt har "locket" blivit halvt så litet. I särskilt fuktiga klimat på våren når snöfallens snabba tyngd 700 kg per kubikmeter!

Snöpåse och lufttemperatur

"Snöpåse" avser snö på taket, vilket överstiger de genomsnittliga tjockleksspecifikationerna som är typiska för ett visst område. Eller mer enkelt: om över 50 cm per öga.

Normalt ackumuleras snöspåsar på den icke-blåsiga sidan av taket och på platser där dammfönstren och andra takelement är belägna. Det är på sådana ställen att dubbla och förstärkta stänkben placeras, eller de gör vanligtvis en kontinuerlig kista. Dessutom, enligt alla regler, bör det finnas ett särskilt underlagsunderlag för att undvika läckage.

Därför är snödensiteten i de varmare regionerna i Ryssland alltid större än i de kalla. Faktum är att i sådana områden på vintern komprimeras snön av solens verkan, de övre skikten av snödriften pressar på de nedre. Tänk också på att snö, som kastas från plats till plats, ökar sin specifika vikt minst två gånger. På grund av allt detta är den genomsnittliga specifika vikten vanligtvis lika i mitten av vintern 280 + - 70 kg per kubikmeter.

Och på våren, under perioden med tung smältning, kan sladd väga nästan ett ton! Kan du föreställa dig att det finns flera ton snö på ditt tak samtidigt? Därför är det inte värt att överväga att flera arbetare hänger på taket samtidigt på taket under takets konstruktion, vilket påstås vara starkt. När allt kommer omkring väger det bara ett par personer på ett och samma sätt.

Tänk på att vid beräkningen av regelbördan också hänsyn tas till genomsnittstemperaturen i januari. Vad exakt har du, se redan på kartan över joint venture 20.13330.2011:

Om det visar sig att din genomsnittliga temperatur i januari är mindre än 5 grader Celsius, då är snöbelastningsfaktorn på 0,85 då inte tillämplig. På grund av en sådan temperatur, på vintern kommer snöet ständigt att smälta underifrån och bilda frost och dras på taket.

Och äntligen, desto större är höjden, desto mindre är snön kvar på den, för att den gradvis glider under sin egen vikt. Och på de taken vars lutningsvinkel är större än eller lika med 60 grader, finns det ingen snö alls. I detta fall måste koefficienten μ vara lika med noll. Samtidigt är för en lutning med en vinkel på 40 °, 0,66, 15 ° 0,33 och för 45 ° grader är det 0,5.

Vind- och snöfördelning på två backar

I de regioner där den genomsnittliga vindhastigheten under alla vintermånaderna överstiger 4 m / s, på svagt sluttande tak och med en sluttning på 7 till 12 grader, snöas rivningen delvis och här bör standardmängden minskas något genom att multiplicera med 0,85. I andra fall bör det vara lika med en, eller det kan inte användas, vilket är ganska logiskt.

I så fall ser din formel ut så här:

  • styrka beräkning Qflod c = q × μ × c;
  • avböjningsberäkning Qn.cn = 0,7q × μ × c.

Upphängningen av snö på taket är också direkt beroende av vinden. Vad som är viktigt är takets form, hur den ligger i förhållande till de rådande vindarna och vilken lutningsvinkel som ligger på dess sluttningar (inte hur lätt snöet glider, men huruvida det blåsar lätt mot vinden).

På grund av all denna snö på taket kan det vara mindre än på en plan yta på jorden och mer. Plus, på båda backarna på samma tak kan det finnas en helt annan höjd på snölocket.

Låt oss förklara i detalj det senaste uttalandet. En sådan frekvent förekomst som en snöstorm transporterar ständigt snöflingor till lejdsidan. Och detta förhindras av takets ås, vilket fördröjer vinden, minskar snöströmmarnas rörelsehastighet och snöflingorna ligger mer i en sluttning än på den andra.

Det visar sig att på ena sidan av snötaket kan ligga mindre än normalt, men å andra sidan - mycket mer. Och detta måste också beaktas, för det visar sig att i så fall nästan dubbelt så mycket snö ackumuleras på en av backarna än på marken!

För att beräkna en sådan snöbelastning tillämpas följande formel: för gaveltak med en höjd av 20 grader men mindre än 30, kommer procentsatsen av snöförhöjning att vara 75% på vindsidan och 125% på lejdsidan. Denna procentsats beräknas utifrån mängden snöskydd som ligger på platt mark. Värdet av alla dessa koefficienter anges i SNIR 2.01.07-85 normativa dokument.

Och om du har bestämt att vinden i din region kommer att skapa en påtaglig skillnad i snittsnittet på olika backar, så måste du på paraplyspartiet ordna parade spärrar:

Om du inte har några data om vindarna i området, eller om de inte är korrekta, så ge företräde till den maximala belastningen för att försäkra dig - som om båda sidorna av ditt tak ligger på lejdsidan och det kommer alltid mer snö på dem än på marken.

Så vad händer med snö väskan på leeward sidan? Han kryper gradvis och pressar redan på takets överhäng och försöker bryta den. Det är därför, enligt reglerna, att takets överhängning ska stärkas lika beroende på taket.

Förresten, om ditt tak också har en höjdskillnad, kommer det att vara användbart för dig att titta på den här videon lektionen:

Formeln för den faktiska snöbelastningen på taket

Nästa viktiga punkt. Ofta beräknas snöbelastningen med ett så enkelt och förståeligt slutresultat som det n: a antalet kilo per kvadratmeter av taket. Men trussystemet i sig är mycket svårare, och det är inte rätt att uppskatta trycket endast på dess kontinuerliga beläggning.

Faktum är att varje del av takkroppssystemet tar en viss last, som ursprungligen var konstruerad endast för den ensamma, och inte för hela taket på en gång. Därför är det nödvändigt att omvandla mätenheterna kg / m 2 till måttenheten kg / m, dvs. kg per meter.

Det här innebär att mäta det linjära trycket på spjällen, kassen, överhängen och balkarna. Och allt detta - linjära strukturer fungerar skarvar längs varje längdaxel:

Om vi ​​tar en separat takfläkt påverkas den av belastningen som ligger direkt ovanför den. Och för att ändra området för den totala belastningen på taket, måste du ändra bredden på monteringsstegspärren.

Resultat: med hänsyn till totaliteten av alla laster

Och till sist, sammanfatta och notera det vanligaste misstaget när man beräknar snödragen på taket. Det här är utelämnandet av det ögonblick som alla laster agerar tillsammans. Taket själv har en vikt, en person som står på den, isolering och många andra saker!

Därför måste alla laster som påverkar taket sammanfatta och multiplicera med en faktor 1,1. Då får du något verkligt värde. Varför 1.1? För att ta hänsyn till ytterligare oväntade faktorer, vill du inte att trussystemet fungerar till gränsen? Reparation är vanligtvis svårt och dyrt.

Beroende på det erhållna värdet måste du nu beräkna steget med att installera spärren. Det är också nödvändigt att ta hänsyn till byggnadens längd och bekvämligheten med att placera ett stort antal stabila ben på samma avstånd: till exempel 90 cm, 1,5 meter, 1,2 meter.

Sällan är det avgörande kriteriet för valet av spjällstegen ekonomiskt, även om det valda taket dikterar dess förhållanden. Men kom ihåg att under takets uppläggning beräknas allt så att spjälkarna lätt kan motstå det påtryckta trycket. Och för det här, tänk på flera alternativ för att installera spärrarna och bestämma sektionen av brädorna och förbrukningen av material för vart och ett av dessa alternativ.

Det korrekt valda steget anses vara där materialkonsumtionen är minst, med de slutliga egenskaperna kvar på samma sätt. Och samtidigt ta hänsyn till att i tillägg till spjälkarna, lådorna och spolarna finns det alltid ytterligare stödelement i takkonstruktionen, såsom stativ.

Vindbelastning

Vid sidolindstryck kolliderar luftflödet med byggnadens vägg och tak (bild 8). En krets av flöde inträffar nära husets vägg, en del av den går ner till fundamentet, den andra träffar takkanten överhang tangentiellt mot väggen. Vindflödet som anfaller takets lutning böjer sig runt takets tangentiella tak, fångar lugna luftmolekyler på lejdsidan och rusar undan. Således uppträder tre krafter på taget på en gång, som kan störa den och knacka över den - två tangenter på vindsidan och lyftkraft som alstras av skillnaden i lufttryck på hissens sida. En annan kraft som uppstår från vindens tryck verkar vinkelrätt mot lutningen (normalt) och försöker skjuta in takhöjden inåt och bryta den. Beroende på sluttningarna av backarna ändrar de normala och tangentiella krafterna sitt värde. Ju större lutningsvinkeln på takhöjden är, desto större är de normala krafternas och de mindre tangenternas betydelse och vice versa, på plana tak desto större tangenterna tar, ökar hissen från lee och minskar normalet från vindsidan.

Fig. 8. Vindbelastningar som uppstår på grund av lufttryckets tryck

Standardvärdet av medelkomponenten för vindbelastningen Wn beroende på höjden z ovanför marken bör bestämmas med formeln:

Beräknad vindlast Wr (för beräkningen av det första begränsande tillståndet) är formeln:

där yf - Tillförlitlighetskoefficient γf = 1,4; W0 - Standardvärdet av vindtrycket bestäms av kartor på ansökan till SP 20.13330.2016 "Belastningar och belastningar" eller av fig. 9 och tabell 2; kz - koefficient med hänsyn till förändringen i vindtryck för höjd z, bestäms enligt tabell 3; c är den aerodynamiska koefficienten (översätter den vertikala belastningen i den horisontella) med hänsyn till förändringen i trycket för de normala krafterna beroende på vilken sida rampen är i förhållande till vinden, på lejden eller vindsidan (fig 10).

Typ av terräng:
A - öppna stränder av sjöar, sjöar och reservoarer, öknar, steppar, skogssteg, tundra;
B - stadsområden, skogsområden och andra områden som är jämnt täckta med hinder överstigande 10 m höga
B - stadsområden med täta byggnader med en höjd av mer än 25 m

En struktur anses vara belägen i en lokalitet av denna typ om denna terräng är bevarad på vindriktningen av strukturen på ett avstånd av 30 h - vid en höjd av h av strukturen h 60 m.

Tecknet "plus" för de aerodynamiska koefficienterna bestämmer riktningen av vindtrycket på motsvarande yta (aktivt tryck), minustecknet - från ytan (sug). Mellanvärden av belastningar bör hittas genom linjär interpolering. Om det är svårt att använda tabellerna 3 och 4 som visas i Figur 10, är ​​det nödvändigt att välja de högsta värdena för koefficienterna för de motsvarande takhöjden hos taken.

Vinden försöker slå över de branta taken, och de milda dem - att riva ner dem och bära dem bort. För att förhindra detta är den nedre änden av spännbenen fastsatt med en vridning på en ruff som hamrats i väggen (bild 11). Ruffen är en metallstift med ett snitt mot dragning, vilket görs genom smide. Eftersom det inte är känt från vilken sida en stark vind kommer att blåsa, är spärren skruvas längs hela omkretsen av byggnaden genom en, från extremt, i områden med måttliga vindar och var och en i områden med starka vindar. I vissa fall kan denna nod förenklas: Ruffen är inte installerad, och tråden med de frigjorda ändarna läggs i väggens läggning under konstruktionen. En sådan lösning är acceptabel om båda ändarna av tråden släpps ut på vinden och förstör inte utseendet på byggnadens fasad. Vanligtvis används stålpläterad (mjuk) ledning med en diameter på 4 till 8 mm för fästning av spärrar.

Fig. 11. Ett exempel på lösningen av takskivans montering av det sluttande taket

Trissystemets övergripande stabilitet tillhandahålls av hängslen, stag och diagonala hängslen (fig 12). Mantelanordningen bidrar också till den övergripande stabiliteten hos trossystemet.

Fig. 12. Ett exempel på att säkerställa stavsystemets rumsliga styvhet