屋根の雪荷重の計算:屋根の設計と操作を間違えない方法。 屋根積雪荷重計算 屋根積雪荷重計算機の計算方法
9月の雪の話題は、シベリアの住民である私たちにとってもあまり関係ありません。 しかし…私たちはまだ「カート」に乗り続けているにもかかわらず、「そり」はすでに準備ができているはずです。 冬に大雪が降った後、春に雪が溶ける前の瞬間が思い浮かびます...
浴場、小屋、温室から巨大なプール、スタジアム、作業場、倉庫に至るまで、さまざまな建物の所有者は、互いに生じる 2 つの疑問に戸惑っています。 この雪を屋根から投げ捨てますか?」
積雪量屋根の上 - 深刻な質問であり、アマチュア的なアプローチを容認しません。 雪に関する情報を簡潔かつ明確に述べ、上記の問題の解決を支援します。
雪の重さはどれくらい?
シャベルで除雪しなければならなかったことのある人なら誰でも、雪が非常に軽く、信じられないほど重くなることをよく知っています。
気温がマイナス10℃程度の比較的霜の降りる時期に降ったふわふわの軽い雪は、密度が約100kg/m3。
晩秋と初冬 比重水平でわずかに傾斜した表面に積もった雪は、通常 160±40 kg/m3 です。
雪解けが長引いた瞬間に、雪の比重が大幅に増加し始め (雪は春のように「固まる」)、700 kg/m3 の値に達することもあります。 そのため、温暖な地域では、寒冷な北部地域よりも常に雪の密度が高くなります。
冬の半ばまでに、雪は太陽、風の影響を受けて、下層の雪の吹きだまりの上層の圧力から圧縮されます。 比重は280±70kg/m3となります。
冬の終わりまでに、より強い太陽と 2 月の風の影響で、雪の地殻の密度は 400 ± 100 kg/m3 になり、600 kg/m3 に達することもあります。
春には、豊富な融解の前に、「湿った」雪の比重は 750 ± 100 kg/m3 になり、氷の密度 - 917 kg/m3 に近づきます。
山にかき集められ、あちこちに投げられた雪は、その比重を2倍にします。
「乾燥した」圧縮された雪の最もありそうな平均密度は、200~400 kg/m3 の範囲です。
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屋根から雪を取り除きますか?
簡単なことを理解する必要があります-降雪がない場合、屋根にある雪の量は密度に関係なく変化しません!!! つまり、雪が「重くなった」という事実は、屋根への負荷を増加させませんでした!!!
危険なのは、ゆるい雪の層がスポンジのように雨の形で降水を吸収する可能性があるという事実にあります。 それは、屋根にあるさまざまな形の水の総質量が劇的に増加するときです-特に流出がない場合、これは非常に危険です.
屋根から雪を取り除くことに関する質問に正しく答えるには、それがどのような負荷のために設計されているかを知る必要があります。 造られた. あなたが知る必要がある - 分散負荷の圧力は何ですか - 何キログラムあたり 平方メートル- 屋根 本当に持てる構造の許容できない変形が始まる前。
この質問に対する客観的な答えを得るには、屋根を調べたり、新しいものを作成したり、設計計算スキームを確認したり、新しい計算を実行したり、古い設計の結果を取得したりする必要があります。 次に、雪の密度を実験的に決定する必要があります。このために、サンプルを切り取り、重量を量り、その体積を計算してから、比重を計算します。
たとえば、計算によると、屋根が 200 kg / m2 の特定の圧力に耐えなければならない場合、経験的に決定された雪の密度は 200 kg / m3 であり、これは、吹きだまりの深さが 1 m を超えてはならないことを意味します。
屋根に積雪があり、深さが 0.2 ~ 0.3 m を超え、雨が降る可能性が高く、その後冷却される場合は、雪を捨てるための措置を講じる必要があります。
規制および設計積雪荷重。
施設の設計と建設に? この質問に対する答えは、SP 20.13330.2011 負荷と影響の専門家向けに設定されています。 SNiP 2.01.07-85* の更新バージョン。 ビルダーやデザイナーから「パンを取り」、コーティングの幾何学的タイプ、傾斜角、雪のドリフト係数、およびその他の問題のオプションを掘り下げることはしません。 しかし 一般的なアルゴリズムそれを実現するプログラムを作ってみましょう。 興味のあるロシアのあらゆる地域のオブジェクトのカバレッジの水平投影に対する規範的および設計的な雪の圧力を決定する方法を学びます。いくつかの「公理」を思い出しましょう。 単純な小屋または 切妻屋根舗装勾配 60歳以上˚ 、それからそれは考えられます そのような屋根に雪が降ることはありません(μ =0) . 彼はすべて「転がり落ちている」。 傾斜角の場合 30未満˚ 、それからそれは考えられます そのような屋根のすべての雪は、地面と同じ層にあります(μ =1) . 他のすべてのケースは、線形補間によって決定される中間値です。 例えば斜めに 45に等しい˚ 積雪の 50% だけが屋根に積もります (μ=0.5)。
設計者は、2 つのグループに分けられる限界状態によって計算します。 最初のグループの限界状態を超える遷移は、オブジェクトの破壊と損失です。 2番目のグループの限界状態を超える遷移は、許容限界のたわみの超過であり、その結果、オブジェクト、おそらく資本のものを修復する必要があります。 最初のケースでは、計算された積雪荷重が計算に使用されます。これは、標準の荷重に 40% を加えたものです。 2 番目のケースでは、計算された積雪量が標準的な積雪量です。
SP 20.13330.2011 による積雪量の Excel での計算。
コンピュータに MS Excel がない場合は、非常に強力な無料の代替手段である Open Office パッケージの OOo Calc を使用できます。
作業を開始する前に、インターネットを検索し、SP 20.13330.2011 とすべてのアプリケーションをダウンロードしてください。
からのいくつかの重要な資料 SP 20.13330.2011 はファイルに含まれています。 サイト購読者この記事の最後にあるリンクからダウンロードできます。
コンピューターの電源を入れ、Excel でコーティングの積雪荷重の計算を開始します。
明るいターコイズで塗りつぶされたセルに、選択された初期データを書き込みます SP 20.13330.2011。 薄い黄色で塗りつぶされたセルでは、結果がカウントされます。 薄い緑色で塗りつぶされたセルには、ほとんど変更されない初期データを配置します。
列のすべてのセルへのコメント ハ 数式と段落へのリンクを配置する SP 20.13330.2011!!!
1. SP 20.13330.2011の付録Gと、地図「領土のゾーニング」を開きます ロシア連邦積雪の重さに応じて、建物が建てられる(または建てられる予定の)エリアの積雪地域の数を決定します。 たとえば、モスクワ、サンクトペテルブルク、オムスクの場合、これは III 雪地域です。 の上部にあるドロップダウン リスト ボックスで、エントリ III に対応する行を選択します。
INDEX 関数がコンボ ボックスとどのように連携して機能するかについて詳しく読むことができます。
2. 地球の水平面 1 m2 あたりの積雪量を読み取ります Sg選択した面積のkg/m2
3. SP 20.13330.2011のパラグラフ10.5-10.9に従って、風による建物の覆いからの雪の漂流を考慮した係数の値を受け入れます セ
セル D4: 1,0
セ— 1.0 と書きます。
4. SP 20.13330.2011のパラグラフ10.10に従って、熱係数の値を割り当てます カット
セル D5: 1,0
割り当て方がわからない場合 カット— 1.0 と書きます。
5. SP 20.13330.2011 の付録 D の 10.4 節に従って、地球の積雪の重量から積雪荷重への遷移係数の値を割り当てます。 μ
セル D6: 1,0
この記事の前のセクションの「公理」を思い出してください。 覚えておらず、何も理解していません-1.0と書いてください。
6. コーティングの水平投影で積雪荷重の基準値を読み取ります S0 kg/m2 で計算
セル D7: =0.7*D3*D4*D5*D6 =128
S0 =0.7*Ce*Ct*μ * Sg
7. SP 20.13330.2011のパラグラフ10.12に従って、積雪荷重の信頼係数の値を書き留めます γ へ
セル D8: 1,4
8. そして最後に、コーティングの水平投影に対する積雪荷重の計算値を読み取ります。 S kg/m2 で計算
セル D9: =D7*D8 =180
S = γ へ * S0
したがって、第 3 降雪地域の「単純な」建物の場合、μ =1 設計積雪荷重は 180kg/m2 です。 これは、積雪密度 200 ~ 400 kg/m3 での積雪高 0.90 ~ 0.45 m に相当します。 私たち一人一人を描く結論!
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読者の皆様、コメントお待ちしております!!! プロ・ビルダーの皆様、「強く打たないように」お願いします。 この記事は専門家向けではなく、幅広い聴衆向けに書かれています。
基礎を計算するとき
まず、家全体の最大重量を計算する際に、積雪量が考慮されます。 また、家の基礎を正しく計算するには、家の質量が必要です。
当然、雪の荷重は土台に直接影響を与えるのではなく、家の壁を介して伝達されますが、特に柔らかい土壌では、土台を計算するときに考慮しないことは不可能です。
屋根自体を計算する場合
積雪量は最も直接的に屋根に影響を与えます。積雪量が土台にほぼ均等に分布している場合、屋根のどこに雪が多く、どこに雪が少ないかを推測するのは困難です。それは、風の方向、斜面の勾配、その他多くの要因によって異なります。
したがって、屋根を計算するときは、積雪量を主な影響として考慮する必要があります。
屋根の雪荷重を正しく計算する方法
完全な計算を行うには、民家の屋根面積を計算する必要があります。 これがどのように行われるか - 以前の記事で詳しく説明したので、ここでは詳しく説明しません。
したがって、屋根の積雪荷重 Q を計算する式は次のとおりです。
Q=G*s、 どこ
G- 積雪の重さ 平屋根、表から取得したもの(kg / m2)
s- 屋根の勾配に応じた補正係数
補正係数 s は、既に述べたように、屋根の勾配によって異なります。
- 25度未満の傾斜 sと等しい 1
- スロープ 25~60度~ s等しくなります 0,7
- 60 度を超える傾斜 - 雪は実際にはそのような屋根に残らないため、積雪量はまったく考慮されません。
しかし、Gをどうするか?
平らな屋根の積雪の重さは、ロシアの積雪地帯の表と地図を使用して見つけることができます。
表からわかるように、特にロシアの雪国では、屋根に積もった雪の量が屋根自体の重量を超えることがあるため、冬の積雪量は無視できません。
屋根の雪荷重を計算する実際の例
我が家の例で積雪量を計算してみましょう。 1平方メートルあたりの積雪量の最大値を求め、冬期の屋根に積もる積雪量を計算し、基礎にかかる荷重を計算します。
私の家は RF エリア No.3 にあるので、Q は次のようになります。 180kg/㎡ .
家の屋根の勾配は約40度なので必要です。 180 * 0.7 \u003d 126 kg / m 2 .
したがって、私の家の屋根にかかる最大雪荷重は 126kg/㎡ .
基礎を計算するには、屋根の雪の全質量が必要です。そのためには、まず家の屋根の面積を計算する必要があります。 私の場合、屋根面積はおよそ 150 平方メートル。
M = 126 * 150 = 18,900 キロ
したがって、雪は家の総質量にさらに 19 トンを追加します。 そして、そのような質量をどのように無視することができますか?
注意! 建設で計算するときは、常に安全マージンを取る必要があるため、得られた値に1.2を掛けることをお勧めします。
屋根を設計するときは、雪や風など、屋根にかかる負荷を考慮する必要があります。 これらの値の指標を決定するには、エンジニアが計算を支援する特別な建設組織に連絡することができます。 しかし、自分ですべてをやりたいと思っていて、自分の能力を疑っていない場合は、ここで必要な式を見つけることができます 詳細な説明計算に必要な数量。 それでは、まず、これらの負荷とは何か、なぜそれらを考慮する必要があるのかを理解しましょう。
ロシアの気候は非常に多様です。 建設中の家の屋根は、温度変化、風圧、降水量などの物理的および機械的要因の影響を受けることを理解することが重要です。 さらに、それらの影響の程度は、建設面積に直接依存します。 これらすべてが、屋根の手すり - 屋根だけでなく、垂木やバテンなどの支持構造にも圧力をかけます。 家は単一の構造であることを理解する必要があります。 に 連鎖反応屋根からの荷重は壁に伝達され、壁から基礎に伝達されます。 したがって、すべてを細部まで計算することが重要です。
で形成された積雪 冬期家の屋根の上で、それに一定の圧力をかけます。 北に行くほど雪が多くなります。 故障の危険性が高いようですが、雪が溶けて凍結する可能性のある定期的な温度変化がある地域で家を設計するときは、より注意する価値があります. 雪の平均重量は 100 kg/m3 ですが、湿った状態では 300 kg/m3 に達することもあります。 このような場合、雪の塊がトラスシステム、水力および断熱材の変形を引き起こし、屋根の漏れにつながる可能性があります。 このような気象条件は、屋根からの急速で不均一な積雪にも影響を与え、人間にとって危険な場合があります。
屋根の勾配が大きいほど、雪が残りにくくなります。 しかし、屋根の形状が複雑な場合は、屋根の接合部で 内部コーナー、雪が積もる可能性があり、これが不均一な荷重の形成に寄与します。 軒先付近に積もった雪が側溝システムを損傷しないように、降雨量が十分に多い地域に雪止めを設置するのが最善です。 除雪は単独で行うことができますが、このプロセスは100%安全とは言えません。
雪の安全な融解を確保し、つららの形成を防ぐために、ケーブル加熱システムが使用されます。 自動または手動で制御できます。 あなたの欲求と選択に依存します。 発熱体このようなシステムは、雨どいの前の屋根の端全体に沿って配置されています。
ロシアの場合、積雪量の値は建設面積によって異なります。 お住まいの地域の積雪量を判断するのに役立ちます。 スペシャルカード.
積雪量計算技術:S=Sg*m Sgは表より求めた地球水平面1m2当たりの積雪重量の計算値、mは積雪重量からの移行係数地球の積雪からカバーの積雪量まで。
積雪重量 Sg の計算値は、ロシア連邦の積雪地域によって異なります。
地形の積雪量の決定
雪のエリア | 私 | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ | Ⅶ | VIII |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
積雪重量 Sg (kgf/m2) | 80 | 120 | 180 | 240 | 320 | 400 | 480 | 560 |
係数mは、屋根の斜面の傾斜角で、屋根の斜面の傾斜角に依存します。
25 度未満 m を 1 とします。
25 度から 60 度まで、m の値は 0.7 に等しくなります (おおよそ、各勾配には独自の値があります)。
60 度を超えると、総積雪量の計算で m の値が考慮されません。
風は家の壁や屋根に横圧を加えます。 障害物に衝突した空気の流れは、土台に下って上に行くように分散されます。 ひさしの張り出し屋根。 風圧を計算しないと、ハリケーンの風によって屋根が簡単に剥がれる可能性があります。 そのような破壊は、一部の人によって常に修正できるとは限りません 美容修理多くの場合、屋根を交換する必要があります。 風の影響を計算する際の重要な指標は、空力係数です。 屋根の勾配の角度によります。 勾配が急であるほど負荷が大きくなり、風が屋根を「傾け」ようとします。 屋根の角度が小さいと、風が屋根に揚力のように作用し、屋根をはぎ取って運び去ろうとします。 これを防ぐには、屋根のデザインを適切に観察する必要があります。 トラス システムの安定性は、以下で構成される空間剛性の提供に依存します。 正しい組み合わせその中にはブレース、ブレース、斜めブレースがあり、それらは互いにしっかりと固定されています。 さらに、風は、屋根に衝突すると機械的損傷を残す物体を運ぶ可能性があります。 これが起こらないようにするには、屋根ふきを慎重に選択し、その設置のために木枠を適切に整理する必要があります。
風圧と積雪の重さは、建設地域によって異なります。 下の地図でゾーニングを確認できます。
風荷重計算技術
高さ z による風圧の変化を考慮した係数 k は、地形の種類に応じて次の表から決定されます。 受け入れた 以下の種類地形:
A - 海、湖、貯水池、砂漠、草原、森の草原、ツンドラの開けた海岸。
B - 高さ 10 m を超える障害物で均一に覆われた都市部、森林、その他の地域。
C - 高さ 25 m を超える建物がある都市部。
この場所が構造物の風上側に 30h の距離 (構造物の高さ h が最大 60 m および 2 km) にある場合、構造物はこのタイプの場所にあると見なされます。 - より高い高度で。
高さz、m | 地形タイプの k 係数 | ||
---|---|---|---|
≤ 5 | 0,75 | 0,50 | 0,40 |
10 | 1,00 | 0,65 | 0,40 |
20 | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
40 | 1,50 | 1,10 | 0,80 |
60 | 1,70 | 1,30 | 1,00 |
80 | 1,85 | 1,45 | 1,15 |
100 | 2,00 | 1,60 | 1,25 |
150 | 2,25 | 1,90 | 1,55 |
200 | 2,45 | 2,10 | 1,80 |
250 | 2,65 | 2,30 | 2,00 |
300 | 2,75 | 2,50 | 2,20 |
350 | 2,75 | 2,75 | 2,35 |
≥ 480 | 2,75 | 2,75 | 2,75 |
注: 風荷重を決定する場合、計算された風向ごとに地形タイプが異なる場合があります。
キャノピーを設計する際の風と雪の荷重
特別な注意ガゼボや駐車場など、キャノピーの設計を考えている人に計算を与える必要があります。 通常、このような場合、十分な剛性を持たない経済的な設計が使用されます。 そのため、雪の圧力は無視できません。 厚さ30cmを超える積雪の形成を防ぐために、時間通りに雪をきれいにすることをお勧めします木製のキャノピーの場合は、頑丈な木枠と補強された垂木を作る方が信頼性が高くなります。 選択した場合 金属構造の場合、適切なプロファイルの厚さが必要です。 いずれにせよ、計算の結果を使用して、必要な剛性の材料を選択することをお勧めします。
モスクワとモスクワ地域の雪と風荷重の計算例
例 #1: 積雪量の計算
初期データ:
地域: モスクワ
屋根勾配:35度
積雪荷重 S の総設計値を求める:
積雪荷重の合計設計値は、次の式で決定されます: S=Sg*m
ロシア連邦の領土の積雪地帯の地図に従って、モスクワの積雪地帯の数を決定します。私たちの場合、これは III であり、表によると積雪の重量 Sg = 180 (kgf/m2);
屋根の角度が 35 度の場合の地面の積雪重量から積雪荷重への変換係数 m=0.7
S \u003d Sg * m \u003d 180 * 0.7 \u003d 126 (kgf / m2)
例 #2: 風荷重の計算
初期データ:
地域: モスクワ
屋根勾配:35度
建物の高さ: 20 メートル
地形タイプ: 市街地
風荷重 W の完全な設計値を求める:
地表からの高さ z での風荷重の平均成分の計算値は、式 W=Wo*k によって決定されます。
ロシア連邦の領土の風圧ゾーンのマップによると、モスクワの地域Iを決定します
I 領域に対応する風荷重の規範的な値は、Wo = 23 (kgf / m2) とします。
高さ z に沿った風圧の変化を考慮した係数 k は、表から決定されます。 6k=0.85
W \u003d Wo * k \u003d 23 * 0.85 \u003d 19.55 (kgf / m2)
負荷の作用の持続時間に応じて、負荷の2つのグループを区別する必要があります-永続的および一時的(長期、短期、特別)。
構造自体の重量から負荷をかける必要があります。 屋根ふき、トラス構造の重量、断熱層の重量、および天井仕上げ材の重量。含まれるもの:人の体重、屋根のメンテナンスと修理の分野での修理機器、完全に計算された値の雪荷重、風荷重。たとえば、地震活動が含まれます。計算 屋根構造第 1 および第 2 負荷グループの限界状態に応じて、それらの不利な組み合わせを考慮して実行する必要があります。
S=Sg*m
どこ、
Sg- ロシア連邦の雪地域に応じて、表に従って取得された、屋根の水平面1 m2あたりの積雪の重量の計算値
メートル- 地球の積雪の重量から積雪荷重への遷移係数。 屋根勾配の傾斜角度によりますが、
- 屋根の傾斜角が 25 度未満の場合、mu は 1 に等しくなります。
- 屋根の傾斜角が 25 から 60 度の場合、mu の値は 0.7 に等しくなります。
- 屋根の傾斜角が 60 度を超える場合、総積雪量の計算でミューの値は考慮されません。
地形の積雪荷重を決定するための表
雪のエリア | 私 | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ | Ⅶ | VIII |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
積雪重量 Sg (kgf/m2) | 80 | 120 | 180 | 240 | 320 | 400 | 480 | 560 |
W=W*k 、
どこ ウォ-ロシア連邦の風域の表に従って取得された風荷重の基準値、
k- 高さによる風圧の変化を考慮した係数は、地形の種類に応じて表から決定されます。
係数 k、高さによる風圧の変化を考慮して ぜ、表に従って決定されます。 地形の種類に応じて6。 次の地形タイプが受け入れられます。
- A - 海、湖、貯水池、砂漠、草原、森の草原、ツンドラの開けた海岸。
- B - 高さ 10 m を超える障害物で均一に覆われた都市部、森林、その他の地域。
- C - 高さ 25 m を超える建物がある都市部。
地形が構造物の風上側に 30 の距離で維持されている場合、構造物は特定のタイプの地形にあると見なされます。 時間- 構造の高さ 時間最大 60 m および 2 km - より高い高度で。
表 6
身長 ぜ、メートル | 係数 k地形タイプの場合 | ||
---|---|---|---|
あ | B | ハ | |
≤ 5 | 0,75 | 0,50 | 0,40 |
10 | 1,00 | 0,65 | 0,40 |
20 | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
40 | 1,50 | 1,10 | 0,80 |
60 | 1,70 | 1,30 | 1,00 |
80 | 1,85 | 1,45 | 1,15 |
100 | 2,00 | 1,60 | 1,25 |
150 | 2,25 | 1,90 | 1,55 |
200 | 2,45 | 2,10 | 1,80 |
250 | 2,65 | 2,30 | 2,00 |
300 | 2,75 | 2,50 | 2,20 |
350 | 2,75 | 2,75 | 2,35 |
≥ 480 | 2,75 | 2,75 | 2,75 |
ノート。 風荷重を決定する場合、計算された風向ごとに地形タイプが異なる場合があります。 |
エリアの風荷重を決定するための表
風域 | いあ | 私 | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ | Ⅶ | 17 | 23 | 30 | 38 | 48 | 60 | 73 | 85 |
---|
例 1
モスクワとモスクワ地方の屋根トラスシステムの積雪荷重の計算
初期データ:
- 地域: モスクワ
- 屋根勾配 35度
積雪荷重の完全な設計値を求める S
- 積雪荷重の合計設計値は、次の式で決定されます。 S=Sg*m
- ロシア連邦の領土の積雪地帯の地図に従って、モスクワの積雪地帯の数を決定します。この場合、表に従って積雪の重量に対応するIIIです。 Sg=180 (kgf/㎡);
- 屋根の角度が 35 度の場合の地面の積雪重量から積雪荷重への変換係数 m=0.7
- 我々が得る: S \u003d Sg * m \u003d 180 * 0.7 \u003d 126 (kgf / m2)
例 2
モスクワおよびモスクワ地域のルーフトラスシステムの風荷重の計算
初期データ:
- 地域: モスクワ
- 屋根勾配 35度
- 建物の高さ20メートル
- 地域タイプ - 都市部
風荷重の完全な設計値を求める W
- 地上高 z での風荷重の平均成分の計算値は、次の式によって決定されます。 W=W*k 、
- ロシア連邦の領土の風圧ゾーンのマップによると、モスクワの地域Iを決定します
- I領域に対応する風荷重の基準値が受け入れられます Wo=23(kgf/㎡)
- 高さ z に沿った風圧の変化を考慮した係数 k は、表から決定されます。 6 k=0.85
- 我々が得る: W \u003d Wo * k \u003d 23 * 0.85 \u003d 19.55 (kgf / m2)
自分で家を設計して建てるつもりですか? 次に、屋根(つまり、屋根の支持構造)に荷重を集めるための手順なしではできません。 結局のところ、屋根に作用する負荷を知るだけで、決定できます 最小厚み鉄筋コンクリートスラブコーティング、木製または金属製の垂木、およびバテンのピッチと断面を計算します。
このイベントは、SNiP 2.01.07-85 * (SP 20.13330.2011)「更新版」によって規制されています。
屋根荷重の収集は、次の順序で実行されます。
1.屋根構造の自重の決定。
ここでは、例えば、 木造屋根コーティングの重量(金属タイル、段ボール、オンデュリンなど)、バテンと垂木の重量、および質量が含まれます 断熱材、提供されている場合 暖かい屋根裏部屋または屋根裏部屋。
材料の重量を決定するには、見つけることができる密度を知る必要があります。
2.雪(一時)負荷の決定。
ロシアは、冬には必然的に雪が降る緯度に位置しています。 もちろん、リビングルームで雪だるまを作り、新鮮な空気の中で眠りたい場合を除いて、屋根を設計するときはこの雪を考慮する必要があります。
積雪量の標準値は、式 10.1 によって決定できます。
S 0 \u003d 0.7 s in s t μS g、
どこから:風やその他の要因の影響下で屋根からの雪の漂流を考慮した削減係数。 パラグラフ10.5から10.9に従って受け入れられます。 民間建設では、家の屋根の勾配が20%を超えることが多いため、通常は1に等しくなります。 (例:屋根の出っ張り5m、高さ3mの場合、勾配は3/5×100=60%となります。 小屋の屋根勾配が12から20%の場合、cは\u003d 0.85です。
c t - 断熱されていない屋根から放出される過剰な熱による融雪の可能性を考慮した熱係数。 条項 10.10 に従って承認されます。 民間建設では、断熱されていない屋根裏部屋に電池を入れる人はほとんどいないため、1に等しくなります。
μ は、屋根のタイプと傾斜角度に応じて、10.4 項と付録 D に従って取得される係数です。 これにより、地球の積雪の重さから表面の積雪荷重に移行できます。 たとえば、次の傾き角度の傾斜角と 切妻屋根係数 μ の値は次のとおりです。
- α≤30° → μ=1;
- α≤45° → μ=0.5;
- α≤60° → μ=0.
残りの値は、補間法によって決定されます。
ノート:係数 μ は、屋根に雪を閉じ込める構造物がない場合にのみ、1 未満の値を持つことができます。
S g - 水平面 1 m2 あたりの積雪重量。 ロシア連邦の降雪地域によって異なります (付録 G および表 10.1 のデータ)。 たとえば、都市 ニジニ・ノヴゴロドは IV 積雪地帯にあり、その結果、S g = 240 kg/m2 です。
3.風荷重の決定。
風荷重の標準値の計算は、セクション11.1に従って実行されます。 プロセス全体が SNiP で記述されているため、ここでは理論については説明しません。
ノート:以下に、この手順が詳細に説明されている 2 つの例を示します。
4.運用(一時的な)負荷の決定。
屋根を休憩場所として使用する場合は、150 kg / m2 に相当する荷重を考慮する必要があります (表 8.3 および行 9 に従って)。
この負荷は、雪がなければ考慮されます。 どちらか一方が計算に含まれます。 したがって、計算時間を節約するという観点からは、大きなものを使用することをお勧めします(ほとんどの場合、雪です)。
5. 標準負荷から設計負荷への移行。
この移行は、信頼係数を使用して実行されます。 積雪荷重と風荷重の場合は 1.4 です。 したがって、たとえば、標準積雪量から計算された積雪量に切り替えるには、S 0 に 1.4 を掛ける必要があります。
屋根構造とそのカバーの自重からの負荷に関しては、ここで安全係数は表 7.1 と条項 8.2.2 に従って取得されます。
したがって、この段落に従って、一時的に分散された負荷の信頼係数が取得されます。
1.3 - 標準荷重が 200 kg/m2 未満の場合。
1.2 - 標準荷重 200 kg/m2 以上の場合。
6.合計。
最後のステップは、計算で使用される一般的なものを取得するために、すべての負荷のすべての標準値と設計値を合計することです。
ノート:誰かが雪に覆われた屋根に登ると想定している場合は、信頼性のために、信頼性のためにリストされた負荷に人からの一時的な負荷を追加できます。 たとえば、70 kg / m2に等しい場合があります。
垂木の負荷を調べるには、kg / m2をkg / mに変換する必要があります。 これは、各側の半スパンあたりの標準または設計負荷の計算値を掛けることによって行われます。 同様に、クレートのボードの負荷が収集されます。
たとえば、垂木は 500 mm のステップで、バテンは 300 mm のステップで配置されます。 屋根の総設計荷重は 200 kg/m2 です。 その場合、垂木の荷重は 200 * (0.25 + 0.25) = 100 kg / m、木枠のボードでは - 200 * (0.15 + 0.15) = 60 kg / m (図を参照) になります。
ここで、わかりやすくするために、屋根に荷重を集める 2 つの例を考えてみましょう。
例 1. モノリシック鉄筋コンクリート屋根の集荷荷重。
初期データ。
建築面積 - ニジニ ・ ノヴゴロド。
屋根の構造はシングルピッチです。
屋根の傾斜角度は 3.43 ° または 6% (0.3 m - 屋根の高さ、5 m - 斜面の長さ) です。
家の寸法は10x9mです。
家の高さは8m。
エリアのタイプ - コテージ ビレッジ。
屋根の構成:
1.モノリシック 鉄筋コンクリートスラブ- 100mm。
2.セメントサンドスクリード - 30 mm。
3.蒸気バリア。
4.断熱材 - 100mm。
5.防水カーペットの最下層。
6. ビルドアップ防水カーペットの最上層。
負荷の収集。
負荷の種類 | 標準。 |
係数 | 計算 |
永久負荷: モノリシック鉄筋コンクリートスラブ (ρ=2500 kg/m3) 厚さ 100 mm セメント砂スクリード (ρ=1800 kg/m3) 厚さ 30 mm 発泡スチロール (ρ=35kg/m3) 厚さ100mm
活荷重: |
250kg/㎡ 3.5kg/㎡ |
275kg/㎡ 70.2kg/㎡ 4.6kg/㎡ |
|
合計 | 489.1kg/㎡ | 604kg/㎡ |
S 0 \u003d 0.7s t s in μS g \u003d 0.7 1 1 1 240 \u003d 168 kg / m2。
ここで、t = 1 の場合、屋根は断熱されているため、屋根から雪が溶けるほどの量の熱は放出されません。 熱係数は、10.10節に従って取得されます。
で= 1; 積雪係数は、10.9 節に従って取得されます。
μ \u003d 1、屋根は30°未満の傾斜で流されているため。 付録GのスキームG1に従って承認され、
Sg = 240 kg/m2; ニジニ・ノヴゴロドはIV雪地域に属しているため、条項10.2および表10.1に従って取得されます。
W \u003d W m + W p \u003d 13.6 kg / m2。
W m \u003d W 0 k (z c) s \u003d 23 0.59 1 \u003d 13.6 kg / m2。
ここで、W 0 \u003d 23 kg / m2、ニジニノヴゴロドはI風の地域に属しているため。 風圧の標準値は、パラグラフ11.1.4、表11.1および付録Gに従って取得されます
k(z in) = k 10 (z in /10) 2α = 0.59。これは、11.1.5 節の条件 h≤d → z in =h=8 m および建設現場 B のタイプが満たされているためです。 係数は、表 11.3 の 11.1.6 節に従って取得されます。また、係数 k (z in) は、表 11.2 に従って補間によって決定できます。
c \u003d 1、計算された屋根の面積は小さく、地平線に対して斜めに配置されているため、この係数は無視されます。 パラグラフ11.1.7および付録Dに従って承認されました。
例 2. 木造切妻屋根の荷重の収集 (垂木と旋盤の荷重の収集)。
初期データ。
建設エリア - エカテリンブルグ。
屋根の建設 - 金属タイルの下に木枠を備えた切妻トラス。
屋根の傾斜角度 - 45° または 100% (5 m - 屋根の高さ、5 m - 1 つの傾斜の投影長)。
家の寸法は8x6メートルです。
屋根の幅 - 11 m。
家の高さは10m。
地形タイプ - フィールド。
垂木のピッチは600mmです。
旋盤ステップ - 200 mm。
屋根に雪が積もる構造物はありません。
屋根の構成:
1.ボード(松)からの外装 - 12x100 mm。
2.蒸気バリア。
3. 垂木 (松) - 50x150 mm。
4. 断熱材 (ミンプレート) - 150 mm。
5.防水。
6.旋盤(松) - 25x100 mm
7. 金属タイル - 0.5 mm。
負荷の収集。
ルーフの貨物エリア 1 m2 に作用する荷重 (kg/m2) を求めてみましょう。
負荷の種類 | 標準。 |
係数 | 計算 |
永久負荷: ボードからのシース (マツ ρ=520 kg/m3) 垂木(マツρ=520kg/m3) 断熱材 (ミンプレート ρ=25 kg/m3) 旋盤加工(マツρ=520kg/m3) 金属タイル (ρ=7850 kg/m3) 注:蒸気と防水の重量は、軽量であるため考慮されていません。 活荷重: |
|
|
|
合計 | 112.4kg/㎡ | 152.4kg/㎡ |
垂木重量:
M st \u003d 1 0.05 0.15 520 \u003d 3.9 kg - 屋根面積 1 m2 あたりの垂木の重量。
シース重量:
M st \u003d 1 0.025 0.1 520 1 / 0.2 \u003d 6.5 kg - クレートのピッチが 200 mm (5 枚のボードが落下) であるため、屋根面積 1 m2 あたりのクレートの重量。
基準積雪量の決定:
S 0 \u003d 0.7s t s in μS g \u003d 0.7 1 1 0.625 180 \u003d 78.75 kg / m2。
ここで、t = 1 の場合。 屋根から熱が放出されないため p.10.10.
で= 1; 条項10.9。
μ \u003d 1.25 0.5 \u003d 0.625。屋根は切妻で、地平線に対する傾斜角が 30º から 60º であるため (オプション 2)。 付録GのスキームG1に従って承認され、
Sg = 180 kg/m2; エカテリンブルクはIII雪地域に属しているため(10.2節および表10.1)。
規範風荷重の決定:
W \u003d W m + W p \u003d 14.95 kg / m2。
ここで、建物の高さが低いため、W p = 0 です。
W m \u003d W 0 k (z c) s \u003d 23 0.65 1 \u003d 14.95 kg / m2。
どこで: W 0 \u003d 23 kg / m2、エカテリンブルクはI風の地域に属しているため。 条項11.1.4、表11.1および付録Gによる。
k(z ×) = 0.65、11.1.5 節 h≤d の条件が満たされるため (h = 10 m - 家の高さ、d = 11 m - 屋根の幅) → z × = h=10 m および構造の種類サイトA(オープンエリア); 係数は、表 11.2 に従って採用されます。
1 つの垂木にかかる基準荷重と設計荷重の決定:
qノルム\u003d 112.4 kg / m2(0.3 m + 0.3 m)\u003d 67.44 kg / m。
q calc = 152.4 kg/m2 (0.3 m + 0.3 m) = 91.44 kg/m。
クレートの 1 つのボード上の標準および設計荷重の決定:
qノルム\u003d 112.4 kg / m2(0.1 m + 0.1 m)\u003d 22.48 kg / m。
q calc = 152.4 kg/m2 (0.1 m + 0.1 m) = 30.48 kg/m。