Артём Письмак
Представляем вниманию читателей серию публикаций по проектированию и расчёту зданий, сделанный в виде мастер-класса с пояснениями каждого действия. По завершению серии публикаций будет выпущено полноценное методическое пособие.
Выдержка из методического пособия "Расчёт многоэтажного здания с учётом деформации упругого полупространства и динамических воздействий по действующим нормам Российской Федерации"
Снеговые нагрузки
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле:
S0 = 0,7*ce*ct*Sg (4)
где : сe – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии со следующими рекомендациями: для пологих (с уклонами до 12 % или с f/l≤0,05) покрытий однопролетных и многопролетных зданий без фонарей, проектируемых в районах со средней скоростью ветра за три наиболее холодных месяца V≥2 м/с (см. схема 7. 1, схема 7. 2, схема 7. 5 и схема 7. 6 приложения 7), следует установить коэффициент сноса снега:
где k – принимается по приложению 7; b – ширина покрытия, принимаемая не более 100 м. b k V c e 002 , 08 ,01 ,02 ,1;
сt – термический коэффициент(см. ниже);
µ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с со схемами Приложение 7 для покрытий имеющих характерный размер в плане не более 100м;
Sg – вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли для площадок, расположенных на высоте не более 1500 м над уровнем моря, принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации по данным таблицы 6.
Для зданий и сооружений необходимо учитывать следующие воздействия ветра:
а) основной тип ветровой нагрузки (в дальнейшем – «ветровая нагрузка»);
б) пиковые значения ветровой нагрузки, действующие на конструктивные элементы ограждения и элементы их крепления;
в) резонансное вихревое возбуждение;
г) аэродинамические неустойчивые колебания типа галопирования, дивергенции и флаттера (см. также раздел 14). Резонансное вихревое возбуждение и аэродинамические неустойчивые колебания типа галопирования необходимо учитывать для зданий и сплошностенчатых сооружений, у которых h/d > 10, где h – высота, d – характерный поперечный размер.
Типы нагрузки б)-г) рассмотрены в главе динамики данного пособия. Нагрузка типа а) подробно рассмотрена в методическом пособии часть 1*5.
сe = (1,2 – 0,1*V*k0,5)*(0,8+0,002b) (5)
где k – принимается по приложению 7; b – ширина покрытия, принимаемая не более 100 м. b k V c e 002 , 08 ,01 ,02 ,1;
сt – термический коэффициент(см. ниже);
µ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с со схемами Приложение 7 для покрытий имеющих характерный размер в плане не более 100м;
Sg – вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли для площадок, расположенных на высоте не более 1500 м над уровнем моря, принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации по данным таблицы 6.
Таблица 6 - Снеговые районы*
|
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
VIII
|
|
Sg , кПа
|
0,8
|
1,2
|
1,8
|
2,4
|
3,2
|
4,0
|
4,8
|
5,6
|
*(принимаются по карте 1 СП 20.13330.2011 приложения Ж)
Для покрытий с уклонами от 12 до 20 % однопролетных и многопролетных зданий без фонарей, проектируемых в районах с V≥4 м/с (см. схема 7. 1 и схема 7. 5 приложения 7) следует установить коэффициент сноса ce= 0,85. (средняя скорость ветра V за три наиболее холодных месяца принимается по карте 2 обязательного приложения Ж СП 20.13330.2011).
Для покрытий высотных зданий высотой свыше 75 м с уклонами до 20 % (см. схема 7. 1, схема 7. 2, схема 7. 5 и схема 7. 6 приложения 7) допускается принимать ce= 0,7.
Для купольных сферических и конических покрытий зданий на круглом плане, регламентируемых схемой 7. 13 и 7. 14 приложения 7, при задании равномерно распределенной снеговой нагрузки значения коэффициента ce следует устанавливать в зависимости от диаметра d основания купола:
ce = 0,85 при d ≤ 60 м;
ce= 1,0 при d > 100 м;
ce= 0,85 + 0,00375(d – 60) – в промежуточных случаях.
Снижение снеговой нагрузки, предусматриваемое выше, не распространяется:
а) на покрытия зданий в районах со среднемесячной температурой воздуха в январе выше минус 5 С (см. карту 5 приложения Ж в СП20.13330.2011);
б) на покрытия зданий, защищенных от прямого воздействия ветра соседними более высокими зданиями, удаленными менее чем на 10h1, где h1 – разность высот соседнего и проектируемого зданий;
в) на участки покрытий длиной b, b1 и b2 , у перепадов высот зданий и парапетов (см. схема 7. 8–схема 7. 11 приложения 7). В остальных случаях, не указанных выше, следует принимать ce = 1,0.
Термический коэффициент Ct следует применять для учета понижения снеговых нагрузок на покрытия с высоким коэффициентом теплопередачи (>1 Вт/(м2 ̊ С) вследствие таяния, вызванного потерей тепла. При определении снеговых нагрузок для неутепленных покрытий зданий с повышенными тепловыделениями при уклонах кровли свыше 3 % и обеспечении надлежащего отвода талой воды следует вводить термический коэффициент ct = 0,8. Примечание–Допускаемые пониженные значения Ct, основанные на термоизоляционных свойствах материалов и форме конструктивных элементов, могут быть заданы в специальных рекомендациях. В остальных случаях ct = 1,0.
Для районов со средней температурой января минус 5С и ниже (по карте 5 приложения Ж СП 20.13330.2011) пониженное нормативное значение снеговой нагрузки определяется умножением ее нормативного значения на коэффициент 0,7.
Для районов со средней температурой января выше минус 5 С пониженное значение снеговой нагрузки не учитывается.
Коэффициент надежности по снеговой нагрузке γf следует принимать равным 1,4.
Для покрытий высотных зданий высотой свыше 75 м с уклонами до 20 % (см. схема 7. 1, схема 7. 2, схема 7. 5 и схема 7. 6 приложения 7) допускается принимать ce= 0,7.
Для купольных сферических и конических покрытий зданий на круглом плане, регламентируемых схемой 7. 13 и 7. 14 приложения 7, при задании равномерно распределенной снеговой нагрузки значения коэффициента ce следует устанавливать в зависимости от диаметра d основания купола:
ce = 0,85 при d ≤ 60 м;
ce= 1,0 при d > 100 м;
ce= 0,85 + 0,00375(d – 60) – в промежуточных случаях.
Снижение снеговой нагрузки, предусматриваемое выше, не распространяется:
а) на покрытия зданий в районах со среднемесячной температурой воздуха в январе выше минус 5 С (см. карту 5 приложения Ж в СП20.13330.2011);
б) на покрытия зданий, защищенных от прямого воздействия ветра соседними более высокими зданиями, удаленными менее чем на 10h1, где h1 – разность высот соседнего и проектируемого зданий;
в) на участки покрытий длиной b, b1 и b2 , у перепадов высот зданий и парапетов (см. схема 7. 8–схема 7. 11 приложения 7). В остальных случаях, не указанных выше, следует принимать ce = 1,0.
Термический коэффициент Ct следует применять для учета понижения снеговых нагрузок на покрытия с высоким коэффициентом теплопередачи (>1 Вт/(м2 ̊ С) вследствие таяния, вызванного потерей тепла. При определении снеговых нагрузок для неутепленных покрытий зданий с повышенными тепловыделениями при уклонах кровли свыше 3 % и обеспечении надлежащего отвода талой воды следует вводить термический коэффициент ct = 0,8. Примечание–Допускаемые пониженные значения Ct, основанные на термоизоляционных свойствах материалов и форме конструктивных элементов, могут быть заданы в специальных рекомендациях. В остальных случаях ct = 1,0.
Для районов со средней температурой января минус 5С и ниже (по карте 5 приложения Ж СП 20.13330.2011) пониженное нормативное значение снеговой нагрузки определяется умножением ее нормативного значения на коэффициент 0,7.
Для районов со средней температурой января выше минус 5 С пониженное значение снеговой нагрузки не учитывается.
Коэффициент надежности по снеговой нагрузке γf следует принимать равным 1,4.
Ветровые нагрузки
Для зданий и сооружений необходимо учитывать следующие воздействия ветра:
а) основной тип ветровой нагрузки (в дальнейшем – «ветровая нагрузка»);
б) пиковые значения ветровой нагрузки, действующие на конструктивные элементы ограждения и элементы их крепления;
в) резонансное вихревое возбуждение;
г) аэродинамические неустойчивые колебания типа галопирования, дивергенции и флаттера (см. также раздел 14). Резонансное вихревое возбуждение и аэродинамические неустойчивые колебания типа галопирования необходимо учитывать для зданий и сплошностенчатых сооружений, у которых h/d > 10, где h – высота, d – характерный поперечный размер.
Типы нагрузки б)-г) рассмотрены в главе динамики данного пособия. Нагрузка типа а) подробно рассмотрена в методическом пособии часть 1*5.
