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¿Te imaginas un hombre sin huesos? De la misma manera, un techo inclinado sin un sistema de vigas se parece más a una estructura de un cuento de hadas sobre los tres cerditos, que fácilmente puede ser arrastrado por los elementos de la naturaleza. Un sistema de vigas fuerte y confiable es la clave para la durabilidad de la estructura del techo. Para diseñar cualitativamente un sistema de vigas, es necesario tener en cuenta y predecir los principales factores que afectan la resistencia de la estructura.
Tenga en cuenta todas las curvas del techo, los factores de corrección para la distribución desigual de la nieve en la superficie, la acumulación de nieve, la inclinación de la pendiente, todos los coeficientes aerodinámicos, las fuerzas en los elementos estructurales del techo, etc. Calcule todo esto lo más cerca posible de la situación real. y también tener en cuenta todas las cargas y ensamblar hábilmente sus combinaciones no es una tarea fácil.
Si desea comprender a fondo, al final del artículo se proporciona una lista de literatura útil. Por supuesto, el curso de resistencia de materiales para una comprensión completa de los principios y el cálculo impecable del sistema de truss no puede caber en un artículo, por lo que daremos los puntos principales. para la versión simplificadacálculo.
Clasificación de carga
Las cargas sobre el sistema de truss se clasifican en:
1) Principal:
- cargas permanentes: el peso de las propias estructuras de celosía y el techo,
- cargas continuas- cargas de nieve y temperatura con un valor de diseño reducido (utilizado si es necesario tener en cuenta la influencia de la duración de las cargas, al verificar la resistencia),
- influencia variable a corto plazo- Efectos de la nieve y la temperatura según el valor total de diseño.
2) Adicional- presión del viento, peso de los constructores, cargas de hielo.
3) Fuerza mayor- explosiones, actividad sísmica, incendios, accidentes.
Para llevar a cabo el cálculo del sistema de truss, es habitual calcular las cargas máximas, de modo que, en base a los valores calculados, determinar los parámetros de los elementos del sistema de truss que pueden soportar estas cargas.
Se realiza el cálculo del sistema de vigas de techos inclinados. para dos estados límite:
a) El límite en el que se produce el fallo estructural. La carga máxima posible sobre la resistencia de la estructura de la viga debe ser menor que el máximo permitido.
b) Estado límite en el que se producen flechas y deformaciones. La deflexión resultante del sistema bajo carga debe ser menor que el máximo posible.
Para un cálculo más simple, solo se usa el primer método.
Cálculo de cargas de nieve en el techo.
para contar carga de nieve utilice la siguiente fórmula: Ms = Q x Ks x Kc
q- el peso de la capa de nieve que cubre 1 m2 de una superficie plana de techo horizontal. Depende del territorio y se determina a partir del mapa en la figura No. X para el segundo estado límite: cálculo de deflexión (cuando la casa está ubicada en el cruce de dos zonas, se selecciona una carga de nieve con un valor grande).
Para el cálculo de la fuerza según el primer tipo, el valor de carga se selecciona según el área de residencia en el mapa (el primer dígito en la fracción indicada es el numerador), o se toma de la tabla No. 1:
El primer valor de la tabla se mide en kPa, entre paréntesis se encuentra el valor convertido deseado en kg/m2.
Kansas- factor de corrección para el ángulo de inclinación del techo.
- Para cubiertas con pendientes pronunciadas con un ángulo de más de 60 grados, no se tienen en cuenta las cargas de nieve, Ks=0 (la nieve no se acumula en cubiertas con pendientes pronunciadas).
- Para techos con un ángulo de 25 a 60, el coeficiente se toma como 0,7.
- Para el resto es igual a 1.
La inclinación del techo se puede determinar calculadora de techo en línea el tipo correspondiente.
Kc- coeficiente de deriva de viento de la nieve de los techos. Bajo la condición de un techo inclinado con un ángulo de inclinación de 7-12 grados en áreas del mapa con una velocidad del viento de 4 m/s, se asume Kc = 0,85. El mapa muestra la zonificación por velocidad del viento.
Factor de deriva Kc no se tiene en cuenta en áreas con temperaturas de enero superiores a -5 grados, ya que se forma una costra de hielo en el techo y la nieve no se desprende. El coeficiente tampoco se tiene en cuenta en el caso de que el edificio esté cerrado al viento por un edificio vecino más alto.
La nieve cae de manera desigual. A menudo, se forma una llamada bolsa de nieve en el lado de sotavento, especialmente en las juntas, torceduras (valle). Por lo tanto, si desea un techo sólido, mantenga la inclinación de las vigas al mínimo en este lugar y también siga cuidadosamente las recomendaciones de los fabricantes de materiales para techos: la nieve puede romper el voladizo si es del tamaño incorrecto.
Le recordamos que el cálculo anterior se presenta a su atención en forma simplificada. Para un cálculo más fiable, recomendamos multiplicar el resultado por el factor de seguridad de carga (para carga de nieve = 1,4).
Cálculo de las cargas de viento en el sistema de truss
Descubrimos la presión de la nieve, ahora pasemos a calcular el efecto del viento.
Independientemente del ángulo de la pendiente, el viento tiene un efecto fuerte en el techo: intenta dejar caer un techo inclinado y levantar un techo más plano desde el lado de sotavento.
Para el cálculo de la carga de viento se tiene en cuenta su dirección horizontal, mientras que sopla bidireccionalmente: en la fachada y en la pendiente de la cubierta. En el primer caso, el flujo se divide en varios: una parte desciende hasta los cimientos, una parte del flujo tangencialmente desde abajo presiona verticalmente el voladizo del techo, tratando de levantarlo.
En el segundo caso, actuando sobre las pendientes del techo, el viento presiona perpendicularmente a la pendiente, presionándola; también se forma un vórtice tangencial en el lado de barlovento, que se dobla alrededor de la cresta y se convierte en elevación ya en el lado de sotavento, debido a la diferencia en la presión del viento en ambos lados.
Para calcular el promedio carga de viento usa la fórmula
Mv = Wo x Kv x Kc x factor de seguridad,
donde Wo- carga de presión del viento determinada a partir del mapa
kv- factor de corrección de la presión del viento, en función de la altura del edificio y del terreno.
Kc- coeficiente aerodinámico, depende de la geometría de la estructura del techo y de la dirección del viento. Valores negativos para sotavento, positivos para barlovento
Para un techo de cobertizo, tome el coeficiente de la tabla para Ce1.
Para simplificar el cálculo, el valor de C es más fácil de tomar como máximo igual a 0,8.
Cálculo de peso propio, pastel de techo.
Para calcular la carga permanente debe calcular el peso del techo (torta para techos, consulte la figura X a continuación) por 1 m2, el peso resultante debe multiplicarse por un factor de corrección de 1.1: el sistema de viga debe soportar dicha carga durante toda la vida útil.
El peso del techo se compone de:
- el volumen de madera (m3) utilizado como listones multiplicado por la densidad del árbol (500 kg/m3)
- peso del sistema de vigas
- peso de 1m2 de material para techos
- peso 1m2 peso del aislamiento
- peso de 1m2 de material de acabado
- peso de 1m2 de impermeabilización.
Todos estos parámetros se pueden obtener fácilmente especificando estos datos con el vendedor, o mirando la etiqueta en las características principales: m3, m2, densidad, espesor, - realizar operaciones aritméticas simples.
Ejemplo: para aislamiento con una densidad de 35 kg / m3, embalado en un rollo de 10 cm o 0,1 m de espesor, 10 m de largo y 1,2 m de ancho, peso 1 m2 será igual a (0,1 x 1,2 x 10) x 35 / (0,1 x 1,2) = 3,5 kg/m2. El peso de otros materiales se puede calcular de acuerdo con el mismo principio, pero no olvide convertir centímetros a metros.
Más a menudo la carga del techo por 1 m2 no supera los 50 kg, por lo que en los cálculos se tiene en cuenta este valor multiplicado por 1,1, es decir utilizar 55 kg/m2, que a su vez se toma como reserva.
Se puede encontrar más información en la siguiente tabla:
10 - 15 kg/m² |
|
Azulejos de cerámica | 35 - 50 kg/m² |
Baldosas de cemento y arena | 40 - 50 kg/m² |
tejas bituminosas | 8 - 12 kg/m² |
azulejo de metal | |
Decoración | |
Peso bruto de la plataforma | 18 - 20 kg/m² |
Peso de torneado | 8 - 12 kg/m² |
Peso del sistema de viga | 15 - 20 kg/m² |
Recogemos cargas
De acuerdo con la versión simplificada, ahora es necesario sumar todas las cargas encontradas arriba por suma simple, obtendremos la carga final en kilogramos por 1 m2 de techo.
Cálculo del sistema de truss.
Después de recopilar las cargas principales, ya puede determinar los parámetros principales de las vigas.
cae en cada pata de la viga por separado, traducimos kg / m2 en kg / m.Contamos según la fórmula: N = inclinación de la viga x Q, donde
N - carga uniforme en la pata de la viga, kg / m
paso de viga - distancia entre vigas, m
Q - carga total sobre el techo calculada anteriormente, kg/m²
De la fórmula se desprende claramente que al cambiar la distancia entre las vigas, es posible regular la carga uniforme en cada pata de la viga. Por lo general, la pendiente de las vigas está en el rango de 0,6 a 1,2 m Para un techo con aislamiento, al elegir una pendiente, es razonable centrarse en los parámetros de la lámina de aislamiento.
En general, al determinar el paso de instalación de las vigas, es mejor partir de consideraciones económicas: calcule todas las opciones para la ubicación de las vigas y elija la más económica y óptima en términos del consumo cuantitativo de materiales para la estructura de la viga.
- Cálculo de la sección y espesor de la pata de la viga.
En la construcción de casas privadas y cabañas, al elegir la sección y el grosor de las vigas, se guían por la tabla a continuación (la sección de las vigas se indica en mm). La tabla contiene valores promedio para el territorio de Rusia, así como las dimensiones de los materiales de construcción en el mercado. En el caso general, esta tabla es suficiente para determinar qué sección de madera se debe comprar.
Sin embargo, no debemos olvidar que las dimensiones de la pata de la viga dependen del diseño del sistema de vigas, la calidad del material utilizado, las cargas constantes y variables ejercidas sobre el techo.
En la práctica, cuando se construye un edificio residencial privado, las tablas con una sección de 50x150 mm (espesor x ancho) se usan con mayor frecuencia para las vigas.
Autocálculo de la sección de las vigas.
Como se mencionó anteriormente, las vigas se calculan de acuerdo con la carga y la flecha máximas. En el primer caso, se tiene en cuenta el momento de flexión máximo, en el segundo, se verifica la estabilidad de flexión de la sección de la pata de la viga en la sección más larga del tramo. Las fórmulas son bastante complejas, por lo que hemos elegido para usted versión simplificada.
El espesor de la sección (o altura) se calcula mediante la fórmula:
a) Si el ángulo del techo< 30°, стропила рассматриваются как изгибаемые
H ≥ 8,6 x Lm x √(N / (B x Rb))
b) Si la inclinación del techo es > 30°, las vigas están comprimidas por flexión
H ≥ 9,5 x Lm x √(N / (B x Rb))
Designaciones:
alto cm- altura de la viga
lm, m- sección de trabajo de la pata de viga más larga
norte,
kg/m2- carga distribuida en la pata de la viga
Bcm- ancho de viga
Rizg, kg/cm²- resistencia de la madera a la flexión
Para pino y abeto Rizg dependiendo del tipo de madera es igual a:
Es importante comprobar si la deflexión supera el valor permitido.
La deflexión de las vigas debe ser menor. L/200- la longitud de la luz máxima a comprobar entre los apoyos en centímetros dividida por 200.
Esta condición es verdadera si se cumple la siguiente desigualdad:
3,125 XnorteX(estoy)³ / (BXH³) ≤ 1
N (kg / m) - carga distribuida por metro lineal de la pata de la viga
Lm (m) - sección de trabajo de la pata de la viga de longitud máxima
B (cm) - ancho de sección
H (cm) - altura de la sección
Si el valor es mayor que uno, es necesario aumentar los parámetros de la viga. B o H.
Fuentes utilizadas:
- SNiP 2.01.07-85 Cargas e impactos con las últimas modificaciones 2008
- SNiP II-26-76 "Techos"
- SNiP II-25-80 "Estructuras de madera"
- SNiP 3.04.01-87 "Recubrimientos aislantes y de acabado"
- A.A. Saveliev "Sistemas de vigas" 2000
- K-G.Götz, Dieter Hoor, Karl Möhler, Julius Natterer "Atlas de estructuras de madera"
El tema de la nieve en septiembre no es muy relevante ni siquiera para nosotros, los habitantes de Siberia. Sin embargo… el “trineo” ya debería estar listo, a pesar de que todavía seguimos montando en los “carros”. Me vienen a la mente momentos en los que, después de una fuerte nevada en invierno y antes de que la nieve se derrita en primavera...
Los propietarios de varios edificios, desde baños, cobertizos e invernaderos hasta enormes piscinas, estadios, talleres, almacenes, están desconcertados por dos preguntas que surgen una de la otra: “¿Soportará el techo la masa de nieve acumulada o no? ¿Tira esta nieve del techo o no?
La carga de nieve en el techo es un problema serio y no tolera un enfoque amateur. Trataré de exponer breve y claramente la información sobre la nieve y ayudaré a resolver los problemas anteriores.
¿Cuánto pesa la nieve?
Todos los que han tenido que quitar la nieve con una pala saben muy bien que la nieve puede ser muy ligera e increíblemente pesada.
La nieve ligera y esponjosa que cayó en un clima relativamente helado con una temperatura del aire de aproximadamente -10˚C tiene una densidad de aproximadamente 100 kg / m3.
A finales de otoño y principios de invierno, el peso específico de la nieve sobre superficies horizontales y ligeramente inclinadas suele ser de 160±40 kg/m3.
En los momentos de deshielos prolongados, el peso específico de la nieve comienza a aumentar significativamente (la nieve se “fija” como en primavera), alcanzando en ocasiones valores de 700 kg/m3. Por eso, en las regiones más cálidas, la densidad de la nieve siempre es mayor que en las regiones frías del norte.
A mediados del invierno, la nieve se compacta bajo la influencia del sol, el viento y la presión de las capas superiores de ventisqueros sobre las capas inferiores. La gravedad específica se convierte en 280±70 kg/m3.
Al final del invierno, bajo la acción de un sol más intenso y de los vientos de febrero, la densidad de la capa de nieve puede volverse igual a 400 ± 100 kg/m3, alcanzando a veces los 600 kg/m3.
En primavera, antes del abundante derretimiento, la gravedad específica de la nieve "húmeda" puede ser de 750 ± 100 kg/m3, acercándose a la densidad del hielo: 917 kg/m3.
La nieve, que se rastrilló en montones, se arrojó de un lugar a otro, aumenta su gravedad específica en 2 veces.
La densidad media más probable de la nieve compactada "seca" está en el rango de 200...400 kg/m3.
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¿Quitar la nieve de los techos o no?
Es necesario entender algo simple: ¡la masa de nieve que se encuentra en el techo, en ausencia de nevadas, permanece sin cambios independientemente de la densidad! ¡Es decir, el hecho de que la nieve "se hizo más pesada" no aumentó la carga en el techo!
El peligro radica en que una capa de nieve suelta puede absorber, como una esponja, las precipitaciones en forma de lluvia. Es entonces cuando la masa total de agua en sus diversas formas, ubicada en el techo, aumentará dramáticamente, especialmente en ausencia de escorrentía, y esto es muy peligroso.
Para responder correctamente a la pregunta sobre cómo quitar la nieve del techo, debe saber para qué carga está diseñado y construido. Necesita saber: cuál es la presión de la carga distribuida, cuántos kilogramos por metro cuadrado, el techo realmente puede sostener antes del inicio de deformaciones inaceptables de la estructura.
Para una respuesta objetiva a esta pregunta, es necesario examinar el techo, elaborar uno nuevo o confirmar el esquema de diseño de diseño, realizar un nuevo cálculo o tomar los resultados del diseño anterior. A continuación, es necesario determinar experimentalmente la densidad de la nieve; para esto, se corta una muestra, se pesa y se calcula su volumen, y luego la gravedad específica.
Si, por ejemplo, el techo, según los cálculos, debe soportar una presión específica de 200 kg/m2, la densidad de nieve determinada empíricamente es de 200 kg/m3, entonces esto significa que los ventisqueros no deben tener más de 1 m de profundidad.
Si hay una capa de nieve en el techo con una profundidad de más de 0,2 ... 0,3 my una alta probabilidad de lluvia con enfriamiento posterior, es necesario tomar medidas para descargar la nieve.
Carga de nieve reglamentaria y de diseño.
en el diseño y construcción de instalaciones? La respuesta a esta pregunta se establece para especialistas en SP 20.13330.2011 Cargas e impactos. Versión actualizada de SNiP 2.01.07-85*. No "tomaremos pan" de los constructores-diseñadores y profundizaremos en opciones para tipos geométricos de revestimientos, ángulos de pendiente, coeficientes de deriva de nieve y otras dificultades. Pero compondremos un algoritmo general y escribiremos un programa que lo implemente. Aprenderemos cómo determinar la presión de nieve normativa y de diseño en la proyección horizontal de la cobertura para objetos en cualquier área de Rusia que nos interese.Recordemos algunos "axiomas". Si en un cobertizo simple o techo a dos aguas, la pendiente del revestimiento Más de 60˚ , entonces se considera que no puede haber nieve en tal techo (μ =0) . Él es todo "rodando hacia abajo". Si el ángulo de la pendiente menos de 30˚ , entonces se considera que toda la nieve en dicho techo se encuentra en la misma capa que en el suelo (μ =1) . Todos los demás casos son valores intermedios determinados por interpolación lineal. Por ejemplo, en un ángulo igual a 45˚ solo el 50% de la nieve caída recaerá sobre el techo (μ=0,5).
Los diseñadores calculan por estados límite, que se dividen en dos grupos. La transición más allá de los estados límite del primer grupo es la destrucción y pérdida del objeto. La transición más allá de los estados límite del segundo grupo es el exceso de desviaciones de los límites permisibles y, como resultado, la necesidad de reparar el objeto, posiblemente de manera capital. En el primer caso, en el cálculo se utiliza la carga de nieve calculada, que es igual a la carga estándar aumentada en un 40 %. En el segundo caso, la carga de nieve calculada es la carga de nieve normativa.
Cálculo en Excel de carga de nieve según SP 20.13330.2011.
Si no tiene MS Excel en su computadora, puede usar una alternativa gratuita muy poderosa: OOo Calc del paquete Open Office.
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Algunos materiales importantes de SP 20.13330.2011 se encuentran en el expediente, que suscriptores del sitio se puede descargar desde el enlace al final de este artículo.
Encendemos la computadora y comenzamos a calcular la carga de nieve en los revestimientos en Excel.
En las celdas con un relleno turquesa claro, escribimos los datos iniciales seleccionados por SP 20.13330.2011. En las celdas con un relleno de color amarillo claro, contamos los resultados. En las celdas con un relleno de color verde pálido, colocamos los datos iniciales que están poco sujetos a cambios.
En comentarios a todas las celdas de una columna C poner fórmulas y enlaces a párrafos SP 20.13330.2011!!!
1. Abrimos el Apéndice G en SP 20.13330.2011 y usando el mapa "Zonificación del territorio de la Federación Rusa por el peso de la capa de nieve", determinamos el número del área de nieve para el área donde se construye el edificio (o será construido). Por ejemplo, para Moscú, San Petersburgo y Omsk, esta es la región de nieve III. Seleccione la línea correspondiente con la entrada III en el cuadro de lista desplegable ubicado en la parte superior de
Puede leer más sobre cómo funciona la función ÍNDICE junto con un cuadro combinado.
2. Leemos la masa de la capa de nieve por 1 m2 de la superficie horizontal de la tierra sg en kg/m2 para el área seleccionada
3. Aceptamos, de acuerdo con el párrafo 10.5-10.9 de SP 20.13330.2011, el valor del coeficiente que tiene en cuenta la deriva de nieve de los revestimientos de edificios por el viento. Ce
en la celda D4: 1,0
Ce— escribe 1.0.
4. Asignamos, de acuerdo con el párrafo 10.10 de SP 20.13330.2011, el valor del coeficiente térmico Connecticut
en la celda D5: 1,0
Si no entiende cómo asignar Connecticut— escribe 1.0.
5. Asignamos, de acuerdo con la cláusula 10.4 según el Apéndice D de SP 20.13330.2011, el valor del coeficiente de transición del peso de la capa de nieve de la tierra a la carga de nieve sobre la cubierta. μ
en la celda D6: 1,0
Recordamos los "axiomas" del apartado anterior del artículo. No recuerdo y no entiendo nada: escriba 1.0.
6. Leemos el valor estándar de la carga de nieve en la proyección horizontal del revestimiento. S0 en kg/m2, calculado
en la celda D7: =0.7*D3*D4*D5*D6 =128
S0 =0,7*Ce*Ct*μ * sg
7. Anotamos, de acuerdo con el párrafo 10.12 de SP 20.13330.2011, el valor del coeficiente de confiabilidad para la carga de nieve γ F
en la celda D8: 1,4
8. Y, por último, leemos el valor calculado de la carga de nieve sobre la proyección horizontal del revestimiento S en kg/m2, calculado
en la celda D9: =D7*D8 =180
S = γ F * S0
Así, para los edificios "simples" de la tercera región nevada conμ =1 la carga de nieve de diseño es de 180 kg/m2. Esto corresponde a una altura de la capa de nieve de 0,90…0,45 m con una densidad de nieve de 200…400 kg/m3, respectivamente. Conclusiones para sacar cada uno de nosotros!
Pido a los que RESPETAN el trabajo del autor que descarguen el archivo DESPUÉS DE SUSCRIBIRSE a los anuncios de artículos.
DESCANSO se puede descargar sólo... - no hay contraseñas!
En espera de sus comentarios, queridos lectores!!! Profesionales - constructores, pido "no golpear fuerte". El artículo no está escrito para especialistas, sino para una amplia audiencia.
Si alguna vez has paleado nieve, sabes lo difícil que puede ser. ¡Y qué podemos decir sobre el techo, en el que, durante el primer mes de invierno, se ensambla un sombrero que puede atravesar incluso una estructura bastante sólida! Y el tema de la disposición competente del techo es especialmente relevante para los residentes de las regiones del norte de Rusia, donde ya hay ventisqueros en septiembre. Es por eso que, al construir una casa, todos hacen la pregunta: ¿el techo resistirá toda la masa de nieve, la arrojará cada 2 semanas o no?
Para este propósito, se desarrolló un concepto como la carga de nieve normativa y su combinación con la carga de viento. Realmente hay muchas sutilezas y matices, y si quieres resolverlo, ¡estaremos encantados de ayudarte!
Entonces, el cálculo de la carga de nieve en el techo se realiza teniendo en cuenta dos estados límite del techo: destrucción y desviación. En términos simples, esta es precisamente la capacidad de toda la estructura para resistir influencias externas, hasta el momento en que reciba daños locales o una deformación inaceptable. Esos. hasta que el techo se derrumbe o se dañe lo suficiente como para requerir reparación.
Límite de capacidad de carga del techo
Como ya hemos dicho, sólo hay dos estados límite. En el primer caso, estamos hablando del momento en que la estructura de la viga ha agotado su capacidad de carga, incluida su resistencia, estabilidad y resistencia. Cuando se excede este límite, el techo comienza a colapsar.
Este límite se define de la siguiente manera: σ ≤ r o τ ≤ r. Gracias a esta fórmula, los techadores profesionales calculan qué carga para la estructura seguirá siendo la máxima permitida y cuál la superará. En otras palabras, esta es la carga calculada.
Para este cálculo, necesita datos como el peso de la nieve, el ángulo de la pendiente, la carga del viento y el peso propio del techo. También importa qué tipo de sistema de viga, caja e incluso aislamiento térmico se utilizó.
Pero la carga estándar se calcula en base a datos como la altura del edificio y el ángulo de inclinación de las pendientes. Y su tarea es calcular tanto la carga calculada como la carga estándar, y convertirlas en lineales. Hay un documento especial para SP 20. 13330. 2011 en los párrafos 4.2.10.12; 11.1.12.
Límite del techo para la deflexión del truss
El segundo estado límite indica deformaciones excesivas, cargas estáticas o dinámicas en el techo. En este momento, se producen desviaciones inaceptables en la estructura, tanto que las composiciones se revelan. Como resultado, resulta que el sistema de vigas está, por así decirlo, intacto, no destruido, pero aún necesita reparación, sin lo cual no podrá seguir funcionando.
Este límite de carga se calcula usando la fórmula f ≤ f. Significa que la muerte de las vigas bajo carga no debe exceder un cierto estado límite. Y para la viga del piso hay una fórmula: 1/200 , lo que significa que la deflexión no debe ser más de 1 en 200 de la longitud medida de la viga.
Y es correcto calcular la carga de nieve inmediatamente para ambos estados límite. Esos. su tarea al calcular la cantidad de nieve y su efecto en el techo es evitar la deflexión tanto como sea posible.
Aquí hay una valiosa lección en video para el "paciente" sobre este tema:
Carga de nieve estándar en su área
Cuando hablan de calcular la carga de nieve en el techo, hablan de cuántos kilogramos de nieve pueden caer sobre cada metro cuadrado del techo, mientras que en realidad puede soportar tal peso antes de que la estructura comience a deformarse. En términos simples, qué cabeza de nieve se puede dejar sobre el techo cada invierno sin temor a que rompa el techo o afloje todo el sistema de vigas.
Tal cálculo se realiza en la etapa de diseño de la casa. Para hacer esto, en primer lugar, debe estudiar todos los datos en tablas y mapas especiales de SP 20.3330.2011 "Cargas e impactos". En base a esto, averigüe si su diseño planificado será confiable.
Por ejemplo, si, según los cálculos, debe soportar tranquilamente una capa de nieve de 200 kilogramos por metro cuadrado, deberá controlar cuidadosamente que la capa de nieve en el techo no supere una altura. Pero, si la nieve en el techo ya supera los 20-30 cm y sabes que pronto lloverá, entonces es mejor quitarla.
Entonces, para conocer la carga de nieve estándar en el área donde está construyendo una casa, consulte este mapa:
Además, el mismo factor no se usa para edificios que están bien protegidos del viento por otros edificios o bosques altos. Su ecuación de cálculo se verá así:
- para el primer estado límite donde se calcula la resistencia, aplicar la fórmula qr Сн = q×µ,
- para el segundo estado límite, donde se calcula la flecha posible del techo, utilice la siguiente fórmula qn. Сн = 0.7q×µ.
En este caso, como ya habrás notado, para el segundo grupo de estados límite se debe tener en cuenta el peso de la nieve con un factor de 0,7, es decir la fórmula en sí se verá así: 0.7q.
Gravedad específica: tal nieve ligera y pesada
Y ahora pasemos a la práctica. Si vives en Rusia, y no en el continente sur sin invierno, entonces sabes lo que es realmente la nieve: increíblemente ligera e increíblemente pesada. Por ejemplo, la misma bola de nieve esponjosa en clima helado y seco a una temperatura de -10 ° C tendrá una densidad de aproximadamente 10 kg por metro cúbico. Pero la nieve a fines del otoño y principios del invierno, que permaneció durante mucho tiempo sobre superficies horizontales e inclinadas y se "compactó", ya tiene una masa mucho mayor, de 60 kilogramos por metro cúbico. Por cierto, no es difícil averiguar la densidad de la nieve: en invierno, basta con cortar una muestra de un metro cúbico de nieve con una pala grande y pesarla.
Si estamos hablando de nieve suelta, que, en teoría, es ligera y no causa problemas, entonces sepa que hay algún peligro al acecho aquí. La nieve suelta, como ninguna otra, absorbe rápidamente toda la precipitación en forma de lluvia y se convierte en nieve ya mojada. Y su presencia en el techo, donde no hay un flujo bien organizado, está plagada de grandes problemas.
Además, en primavera, durante un largo deshielo, la proporción de nieve también aumenta significativamente. En nieve seca compactada, la densidad media está en el rango de 200 a 400 kg por metro cúbico. Además, no te pierdas un momento tan importante en el que la nieve permaneció tendida en el techo durante mucho tiempo y no hubo nuevas nevadas, y no la quitaste. Entonces, independientemente de su densidad, tendrá la misma masa, aunque visualmente la "tapa" en sí se haya vuelto la mitad de grande. ¡En un clima particularmente húmedo en primavera, la gravedad específica de la nieve alcanza los 700 kg por metro cúbico!
Bolsa de nieve y temperatura del aire
"Bolsa de nieve" se refiere a la nieve en un techo que excede los estándares de espesor promedio para un área en particular. O más simple: si supera los 50 cm por ojo.
Por lo general, las bolsas de nieve se acumulan en el lado del techo donde no hay viento y en los lugares donde se encuentran las ventanas abuhardilladas y otros elementos del techo. Solo en esos lugares colocan patas de viga dobles y reforzadas, o incluso hacen una caja continua. Además, aquí, de acuerdo con todas las reglas, debe haber un sustrato especial para techos para evitar fugas.
Por lo tanto, en las regiones más cálidas de Rusia, la densidad de la nieve siempre es mayor que en las frías. De hecho, en tales áreas en invierno, la nieve se compacta bajo la acción del sol, las capas superiores del ventisquero ejercen presión sobre las inferiores. También tenga en cuenta que la nieve que se lanza de un lugar a otro aumenta su gravedad específica al menos dos veces. Gracias a todo ello, el peso específico medio suele ser igual en pleno invierno 280 + - 70 kg por metro cúbico.
Y en primavera, durante el período de abundante deshielo, ¡el aguanieve puede pesar casi una tonelada! ¿Te imaginas tener varias toneladas de nieve en tu techo al mismo tiempo? Es por eso que no se debe tener en cuenta el hecho de que durante la construcción del techo varios trabajadores cuelgan del sistema de vigas a la vez y esto supuestamente indica su fuerza. Después de todo, un par de personas definitivamente no pesan varias toneladas a la vez.
Tenga en cuenta que el cálculo de la carga estándar también tiene en cuenta la temperatura media del aire en enero. Cual tienes, mira ya en el mapa SP 20.13330.2011:
Si resulta que su temperatura promedio en enero es inferior a 5 grados centígrados, entonces no se aplica el factor de reducción de carga de nieve de 0,85. De hecho, debido a tal temperatura, la nieve en invierno se descongela constantemente desde abajo, formando hielo y permaneciendo en el techo.
Y, por último, cuanto mayor es el ángulo de la pendiente, menos nieve queda siempre sobre ella, porque va resbalando poco a poco por su propio peso. Y en aquellos techos cuyo ángulo de inclinación sea mayor o igual a 60 grados, no hay nieve en absoluto. Por tanto, en este caso, el coeficiente µ debe ser igual a cero. Al mismo tiempo para una pendiente con un ángulo 40° µ es 0,66, 15° 0,33 y para 45° grados 0,5.
Distribución del viento y la nieve en dos vertientes
En aquellas regiones donde la velocidad media del viento durante los tres meses de invierno supera los 4 m/s, en techos suaves y con una pendiente de 7 a 12 grados, la nieve se lleva parcialmente y aquí su cantidad estándar debe reducirse ligeramente multiplicando por 0,85 . En otros casos, debe ser igual a uno, o se puede omitir, lo cual es bastante lógico.
En este caso, su fórmula ahora se verá así:
- calculo de fuerza Q r.cn = q × µ × c;
- cálculo de deflexión Q n.sn = 0.7q × µ × s.
La acumulación de nieve en el techo también depende directamente del viento. Lo que importa es la forma del techo, cómo se ubica en relación con los vientos dominantes y cuál es el ángulo de inclinación de sus pendientes (no en términos de la facilidad con la que se mueve la nieve, sino en términos de si se la lleva fácilmente). por el viento).
Debido a toda esta nieve en el techo, puede haber menos que en una superficie plana de la tierra o más. Además, en ambas pendientes del mismo techo, puede haber alturas completamente diferentes de la capa de nieve.
Expliquemos la última afirmación con más detalle. Por ejemplo, un fenómeno tan frecuente como una tormenta de nieve transfiere constantemente copos de nieve al lado de sotavento. Y esto lo impide la cumbrera del techo, que, al retrasar el viento, reduce la velocidad de movimiento de los flujos de nieve y los copos de nieve se depositan más en una pendiente que en otra.
Resulta que en un lado del techo puede haber menos nieve de lo normal y en el otro, mucho más. Y esto también debe tenerse en cuenta, porque resulta que en este caso, ¡se acumula casi el doble de nieve en una de las pistas que en el suelo!
Para calcular dicha carga de nieve, se utiliza la siguiente fórmula: para techos a dos aguas con un ángulo de inclinación de 20 grados, pero inferior a 30, el porcentaje de acumulación de nieve será del 75 % en el lado de barlovento y del 125 % en el lado de sotavento. . Este porcentaje se calcula a partir de la cantidad de capa de nieve que se encuentra en terreno llano. El valor de todos estos coeficientes se indica en el documento reglamentario SNiR 2.01.07-85.
Y, si ha determinado que el viento en su región creará una diferencia notable en la capa de nieve en diferentes pendientes, deberá colocar vigas gemelas en el lado de sotavento:
Si no tiene datos sobre la rosa de los vientos del área, o no son precisos, dé preferencia a la carga máxima para asegurarse, como si ambas pendientes de su techo estuvieran en el lado de sotavento y siempre habrá haya más nieve sobre ellos que sobre el suelo.
Entonces, ¿qué sucede entonces con la bolsa de nieve a favor del viento? Poco a poco se desliza y presiona ya sobre el voladizo del techo, tratando de romperlo. Es por eso que, de acuerdo con las reglas, el voladizo del techo debe reforzarse igualmente, según su cubierta.
Por cierto, si tu techo también tiene desnivel, te será útil ver este videotutorial:
La fórmula para la carga de nieve real en el techo
El siguiente punto importante. A menudo, la carga de nieve se calcula con un resultado final tan simple y comprensible como el enésimo número de kilogramos por metro cuadrado de techo. Pero el sistema de truss en sí es mucho más complicado, y no es del todo correcto evaluar la presión solo en su revestimiento continuo.
El hecho es que cada elemento del sistema de vigas del techo asume una cierta carga, que originalmente se diseñó solo para él, y no para todo el techo a la vez. Por lo tanto, es necesario convertir las unidades de medida kg / m 2 en la unidad de kg / m, es decir. kilogramos a metros.
Esto significa medir la presión lineal sobre las vigas, o cajas, voladizos y vigas. Y todas estas son estructuras lineales, las cargas actúan a lo largo del eje longitudinal de cada una:
Si tomamos una viga separada, la carga que se ubicará directamente sobre ella actúa sobre ella. Y para cambiar el área de la carga total en el techo, debe cambiar el ancho del paso de instalación de las vigas.
En pocas palabras: teniendo en cuenta la totalidad de todas las cargas
Y finalmente, resumamos y notemos el error más común al calcular las cargas de nieve en un techo. Esto es una omisión del hecho de que todas las cargas actúan en combinación. ¡El techo en sí tiene peso, una persona parada sobre él, aislamiento y mucho más!
Por tanto, todas las cargas que afectan a la cubierta debe sumarse y multiplicarse por un factor de 1.1. Ahí es cuando obtienes algo de valor real. ¿Por qué en 1.1? Para tener en cuenta factores inesperados adicionales, no desea que el sistema de truss funcione al límite, ¿verdad? Las reparaciones suelen ser complejas y costosas.
Dependiendo del valor obtenido, ahora debe calcular el paso de instalación de las vigas. También habrá que tener en cuenta la longitud de la pared del edificio y la conveniencia de colocar sobre ella un número entero de patas estables a la misma distancia: por ejemplo, 90 cm, 1,5 metros, 1,2 metros.
Muy a menudo, el criterio decisivo para elegir un paso de viga es económico, aunque el techo elegido también dicta sus propias condiciones. Pero recuerde que al organizar el techo, todo se calcula para que las vigas puedan soportar fácilmente la presión que se les aplica. Y para esto, considere varias opciones para instalar vigas y determine para cada una de estas opciones la sección transversal de las tablas y el consumo de material.
Se considera que el paso elegido correctamente es aquel en el que el consumo de material es el menor, mientras que las propiedades finales siguen siendo las mismas. Y tenga en cuenta que, además de vigas, listones y vigas, siempre hay elementos de carga adicionales, como rejillas en la estructura del techo.
Al diseñar un techo, es necesario tener en cuenta las cargas que actúan sobre él: nieve y viento. Para determinar los indicadores de estos valores, puede comunicarse con una organización de construcción especial, donde los ingenieros lo ayudarán con los cálculos. Pero si quiere hacer todo usted mismo y no duda de sus habilidades, aquí encontrará las fórmulas necesarias con una descripción detallada de las cantidades que se necesitarán en el cálculo. Entonces, para empezar, averigüemos cuáles son estas cargas y por qué deben tenerse en cuenta.
El clima ruso es muy diverso. Es importante comprender que el techo de una casa en construcción se verá afectado por los cambios de temperatura, la presión del viento, las precipitaciones y otros factores físicos y mecánicos. Además, el grado de su influencia dependerá directamente del área de construcción. Todo esto ejercerá presión no solo sobre la barandilla del techo, el techo, sino también sobre las estructuras de soporte, como vigas y listones. Debe entenderse que la casa es una estructura única. Por reacción en cadena, la carga del techo se transfiere a las paredes y de ellas a los cimientos. Por lo tanto, es importante calcular todo hasta el más mínimo detalle.
La capa de nieve que se forma en el techo de la casa en invierno ejerce cierta presión sobre ella. Cuanto más al norte de la zona, más nieve. Parece que la amenaza de averías es mayor, pero vale la pena tener más cuidado al diseñar una casa en un área donde hay un cambio periódico de temperatura que puede hacer que la nieve se derrita y luego se congele. El peso medio de la nieve es de 100 kg/m3, pero en estado húmedo puede alcanzar los 300 kg/m3. En tales casos, la masa de nieve puede provocar la deformación del sistema de vigas, el aislamiento hidráulico y térmico, lo que provocará goteras en el techo. Tales condiciones climáticas también afectarán la capa de nieve rápida y desigual del techo, lo que puede ser peligroso para los humanos.
Cuanto mayor sea la pendiente del techo, menos depósitos de nieve permanecerán en él. Pero si su techo tiene una forma compleja, en la unión del techo, donde se forman las esquinas internas, se puede acumular nieve, lo que contribuirá a la formación de una carga desigual. Es mejor instalar protectores contra la nieve en áreas donde la lluvia es lo suficientemente alta para que la nieve que se acumula cerca del borde de los aleros no dañe el sistema de canaletas. La remoción de nieve se puede hacer de forma independiente, pero este proceso no se puede llamar cien por ciento seguro.
Para garantizar el derretimiento seguro de la nieve y evitar la formación de carámbanos, se utiliza un sistema de calefacción por cable. Se puede controlar de forma automática o manual. Depende de tu deseo y elección. Los elementos de calefacción de dicho sistema están ubicados a lo largo de todo el borde del techo frente a la canaleta.
Para Rusia, el valor de la carga de nieve dependerá del área de construcción. Un mapa especial ayudará a determinar cuánta capa de nieve habrá en su área.
Tecnología de cálculo de carga de nieve: S=Sg*m, donde Sg es el valor calculado del peso de la capa de nieve por 1 m2 de la superficie horizontal de la tierra, tomado de la tabla, y m es el coeficiente de transición del peso de la capa de nieve de la tierra a la carga de nieve sobre la cubierta.
El valor calculado del peso de la capa de nieve Sg se toma según la región de nieve de la Federación Rusa.
Determinación de la carga de nieve del terreno
| zona de nieve | I | II | tercero | IV | V | VI | VII | viii |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Peso de la capa de nieve Sg (kgf/m2) | 80 | 120 | 180 | 240 | 320 | 400 | 480 | 560 |
El coeficiente m depende del ángulo de inclinación de la pendiente del techo, en los ángulos de inclinación de la pendiente del techo:
menos de 25 grados m se toma igual a 1
de 25 a 60 grados, el valor de m se toma igual a 0.7 (aproximadamente, cada pendiente tiene su propio valor)
más de 60 grados, el valor de m, en el cálculo de la carga total de nieve, no se tiene en cuenta.
El viento ejerce una presión lateral sobre las paredes de la casa y el techo. El flujo de aire, al chocar con un obstáculo, se distribuye bajando hasta los cimientos y subiendo por los aleros de la cubierta. Si no calcula la presión del viento, entonces el techo simplemente puede ser arrancado por un viento huracanado. Tal destrucción no siempre se puede corregir con algún tipo de reparación cosmética, a menudo esto lleva a la necesidad de reemplazar el techo. Un indicador importante para calcular el impacto del viento es el coeficiente aerodinámico. Depende del ángulo de la pendiente del techo. Cuanto más empinada sea la pendiente, mayor será la carga y el viento intentará “inclinar” el techo. Si el ángulo de su techo es pequeño, entonces el viento actuará sobre el techo como una fuerza de elevación, tratando de arrancarlo y llevárselo. Para evitar que esto suceda, debe observar adecuadamente el diseño del techo. La estabilidad del sistema de viga depende de la provisión de rigidez espacial, que consiste en la combinación correcta de puntales, puntales y puntales diagonales en él, así como su fijación rígida entre sí. Además, el viento puede arrastrar objetos que, al chocar con el techo, dejarán daños mecánicos. Para evitar que esto suceda, debe elegir cuidadosamente el techo y organizar adecuadamente la caja para su instalación.
La presión del viento, así como el peso de la capa de nieve, dependerán del área de construcción. Puede determinar la zonificación en el mapa a continuación.
Tecnología de cálculo de carga de viento
El coeficiente k, que tiene en cuenta el cambio en la presión del viento con la altura z, se determina a partir de la siguiente tabla, según el tipo de terreno. Se aceptan los siguientes tipos de terreno:
A - costas abiertas de los mares, lagos y embalses, desiertos, estepas, estepas forestales, tundra;
B - áreas urbanas, bosques y otras áreas cubiertas uniformemente con obstáculos de más de 10 m de altura;
C - áreas urbanas con edificios de más de 25 m de altura.
Se considera que una estructura está ubicada en una localidad de este tipo si esta localidad permanece en el lado de barlovento de la estructura a una distancia de 30 h, con una altura de la estructura h de hasta 60 m y 2 km. - a mayor altitud.
| Altura z, m | coeficiente k para tipos de terreno | ||
|---|---|---|---|
| ≤ 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 |
Nota: al determinar la carga del viento, los tipos de terreno pueden ser diferentes para las diferentes direcciones del viento calculadas.
Cargas de viento y nieve al diseñar marquesinas
Se debe prestar especial atención al cálculo de aquellos que están pensando en diseñar un dosel, por ejemplo, para una glorieta o un estacionamiento. Normalmente, en tales casos, se utiliza un diseño económico que no tiene suficiente rigidez. Por lo tanto, no se puede ignorar la presión de la nieve. Se recomienda limpiar la nieve a tiempo, evitando la formación de una capa de nieve de más de 30 cm de espesor.Para un dosel de madera, será más confiable hacer una caja sólida y vigas reforzadas. Si ha elegido una estructura metálica, debe tener un espesor de perfil adecuado. En cualquier caso, es mejor usar los resultados del cálculo para seleccionar materiales de la rigidez requerida.
Ejemplos de cálculo de cargas de nieve y viento para Moscú y la región de Moscú
Ejemplo #1: Cálculo de carga de nieve
Datos iniciales:
región: Moscú
inclinación del techo: 35 grados
Encuentre el valor de diseño total de la carga de nieve S:
el valor de diseño total de la carga de nieve se determina mediante la fórmula: S=Sg*m
de acuerdo con el mapa de zonas de cobertura de nieve del territorio de la Federación Rusa, determinamos el número del área de nieve para Moscú: en nuestro caso, esto es III, que corresponde según la tabla al peso de la cobertura de nieve Sg = 180 (kgf/m2);
coeficiente de conversión del peso de la capa de nieve del suelo a la carga de nieve sobre la cubierta para un ángulo de techo de 35 grados m=0,7
obtenemos: S \u003d Sg * m \u003d 180 * 0.7 \u003d 126 (kgf / m2)
Ejemplo #2: Cálculo de carga de viento
Datos iniciales:
región: Moscú
inclinación del techo: 35 grados
altura del edificio: 20 metros
tipo de terreno: áreas urbanas
Encuentre el valor de diseño total de la carga de viento W:
El valor calculado del componente medio de la carga del viento a una altura z sobre la superficie terrestre se determina mediante la fórmula: W=Wo*k ,
De acuerdo con el mapa de las zonas de presión del viento en el territorio de la Federación Rusa, determinamos la región I para Moscú
El valor normativo de la carga de viento correspondiente a la región I, tomamos Wo = 23 (kgf / m2)
El coeficiente k, que tiene en cuenta el cambio en la presión del viento a lo largo de la altura z, se determina a partir de la Tabla. 6k=0.85
Obtenemos: W \u003d Wo * k \u003d 23 * 0.85 \u003d 19.55 (kgf / m2)
El peso de la nieve en invierno crea una carga significativa en el sistema de vigas del techo y, a través de él, en los cimientos del edificio. El cálculo de la carga de nieve en el techo es necesario tanto para determinar los parámetros de la estructura del techo como para diseñar los cimientos, donde el peso total de la casa es importante. Este artículo analiza los métodos para determinar el peso de la capa de nieve en el techo de una casa, determina qué amenaza representa para las personas y las estructuras de vivienda. La información será útil para todas las personas que viven en regiones con inviernos nevados y largos, que planean construir una casa privada.
Tipos de cargas de techo
Las principales cargas que afectan a la cubierta son:
Peso de la nieve.
.Tienen un grado y naturaleza diferente del impacto en el techo y el sistema de truss en su conjunto. La carga de nieve es más estática, todos los cambios ocurren de forma relativamente lenta y suave. La única excepción puede ser el descenso en forma de avalancha de grandes ventisqueros, que es característico de los tipos modernos de techos de metal. Además, la nieve miente durante varios meses, no hay cargas en verano.
Para el viento no importa la estación, es capaz de levantarse tanto en invierno como en verano. El viento es peligroso por su imprevisibilidad, es imposible prever y de alguna manera prepararse. La mayoría de las veces, los vientos fuertes no duran mucho, pero las consecuencias son muy deplorables. Al mismo tiempo, las ráfagas fuertes que crean una presión notable en la estructura de la casa son relativamente raras.
En la mayoría de los casos, la carga del viento es mínima y no tiene un valor constante. La naturaleza episódica y la irregularidad de las manifestaciones del viento crean dificultades significativas para determinar la carga real en la estructura de la casa, por lo tanto, es habitual tener en cuenta los valores tabulares máximos para una región determinada.
Dependencia de las cargas en el ángulo de inclinación del techo.
Las cargas de nieve y viento están inversamente relacionadas con el ángulo del techo. El viento se dirige paralelo a la superficie de la tierra, cualquier objeto vertical es un obstáculo para él. La nieve cae sobre el avión y lo presiona en la dirección de arriba hacia abajo. Por lo tanto, cuanto más pronunciado sea el ángulo de inclinación de las pendientes del techo, mayores serán las cargas de viento y, a la inversa, más débil será la presión de los ventisqueros. Por lo tanto, para reducir las cargas de viento, es necesario reducir el ángulo de inclinación y, para reducir las cargas de nieve, aumentarlo.
Tal discrepancia requiere que el diseñador tenga un conocimiento preciso de la cantidad de nieve y la fuerza de los vientos que prevalecen en la región, la posibilidad y frecuencia de ráfagas de chubascos. De lo contrario, puede obtener un techo demasiado empinado, formando una vela fuerte, o demasiado plano, que no permite que la nieve ruede por un plano inclinado.
El techo debe estar diseñado para permitir que la nieve ruede por un plano inclinado.
¿Por qué son peligrosas las cargas de nieve?
Las altas cargas de nieve son peligrosas de varias maneras:
Creación presión excesiva en el sistema de truss, causando desviación, hundimiento recubrimientos o destrucción Llevando elementos del techo.
Apariencia adicional cargar en paredes de la casa, y a través de ellos a Fundación.
Gran peso de nieve peligroso con un descenso repentino de ventisqueros desde el techo, ya que los que están debajo pueden sufrir gente, carros o de otro modo propiedad.
Además, una gran cantidad de nieve comienza a derretirse a medida que aumenta la temperatura, formando una capa de hielo en la superficie del techo. Es denso y pesado, bien mantenido en la superficie, aumentando gradualmente su espesor. Durante los deshielos, este hielo rueda hacia abajo y causa graves daños a todos los objetos sobre los que cae. Debe recordarse que una capa de hielo relativamente delgada de 5 cm en la superficie de una pendiente con un área de 20 m 2 pesa alrededor de una tonelada.
El cálculo de la carga de nieve sobre un techo plano muestra la magnitud del impacto de la nieve sobre un plano horizontal. El ángulo de inclinación de las pendientes se tiene en cuenta mediante coeficientes especiales. Se cree que con una pendiente de más de 75° no hay carga de nieve, aunque en la práctica la nieve mojada se pega a planos verticales. Hay otro peligro en esto, cuando las estructuras de la casa no están preparadas para recibir una presión significativa.
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Características de la distribución de la carga de nieve en la superficie del techo.
La carga de nieve se distribuye en la superficie del techo de diferentes maneras, de manera uniforme en toda el área, o con un sesgo notable hacia el lado de sotavento. A veces crecen enormes capas colgantes en las pendientes, que crean una presión correspondiente en los aleros del techo.
Tales distorsiones pueden deformar o destruir las estructuras de las vigas, crear una presión significativa sobre los cimientos. Debe entenderse que una carga uniforme del peso de la nieve afecta la estructura de la casa de una manera extremadamente desfavorable. Hay regiones donde el espesor de la capa de nieve supera los 2 m. En tales condiciones, es muy importante tomar los ángulos de pendiente correctos para que las masas de nieve puedan rodar sin alcanzar un espesor excesivo y sin crear una carga insoportable en el soporte. estructuras
La cantidad de capa de nieve es de más de 2 metros, una carga insoportable para las estructuras de soporte Fuente ko.decorexpro.com
Determinación de la presión de la nieve en el techo según SNiP
Cuando se hace necesario determinar qué tipo de carga de nieve existe en el techo en una región determinada, surgen muchas preguntas de inmediato. En primer lugar, ¿cómo puedes saber la cantidad de nieve que cubre? La medición directa con una regla no proporcionará información útil: cada invierno tiene sus propias características, hay estaciones con poca nieve, cuando el nivel de precipitación es menor de lo habitual.
La magnitud del impacto de la nieve se puede determinar utilizando las aplicaciones SNiP. Hay un mapa de la Federación Rusa, en el que se describen y numeran todas las regiones con la misma cantidad de nieve. Considere la versión actual de esta aplicación para hoy:
Para determinar la presión de la nieve en el techo, debe encontrar el punto de interés en el mapa y averiguar a qué área de nieve pertenece. Luego usamos la tabla:
| Regiones nevadas de la Federación Rusa | Valor de carga kg/m² |
|---|---|
| 1 | 80 |
| 2 | 120 |
| 3 | 180 |
| 4 | 240 |
| 5 | 320 |
| 6 | 400 |
| 7 | 480 |
| 8 | 560 |
Si se conoce el área del techo, entonces no será difícil determinar el peso de la nieve; solo debe dividirlo por el valor tabular para esta región. Pero el valor resultante muestra la carga en el plano horizontal. Se utiliza un factor de corrección para tener en cuenta el ángulo de inclinación. Se encontró empíricamente y tiene los siguientes significados:
En ángulo de inclinación hasta 25° - 1.
En ángulo de inclinación de 25 a 60 ° - 0,7.
En ángulo de inclinación más de 75° - 0.
Se adoptó el valor cero del factor de corrección porque se cree que dicha pendiente proporciona un flujo de nieve independiente de las pendientes y no hay presión. Para tales techos, los retenedores de nieve se usan a menudo para evitar que caiga demasiada nieve.
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Calculadora en línea de cálculo de carga de nieve
Hay otra forma de calcular el peso de la nieve en el techo. Se trata del uso de una calculadora en línea, un recurso especializado que automáticamente realiza cálculos en base a los datos iniciales del usuario. El debate sobre los beneficios de las calculadoras en línea ha estado ocurriendo desde el primer día de su aparición. La mayoría de los usuarios están convencidos de que, si es necesario realizar un cálculo cualitativo de la carga de nieve en el techo, la calculadora es inútil.
Confiar en un algoritmo desconocido para un problema tan crucial es peligroso. Los defensores del uso de estos recursos argumentan que el criterio para la calidad del trabajo de dichos recursos puede ser la duplicación del cálculo en otras calculadoras. Es difícil decir con certeza cuál de ellos tiene razón. Sin embargo, dada la relativa simplicidad del autocálculo, es mucho más correcto realizar estas pocas operaciones aritméticas por tu cuenta.
Cálculo de la carga de nieve en el techo en la región de Moscú
Como ejemplo, considere cómo se calcula la carga de nieve en el techo en la región de Moscú. Datos iniciales:
casa desde dos pendientes, superficie total techada 64 m 2 .
ángulo de pendiente es 36°.
En el mapa de regiones nevadas, determinamos a cuál de ellas pertenece la región de Moscú. Este es el distrito 3. De acuerdo con la tabla, obtenemos un valor de carga específica igual a 180 mg / m 2.
64 × 180 = 11520 kg.
El valor resultante debe multiplicarse por el factor de pendiente. En el caso que nos ocupa, es igual a 0,7. Entonces obtenemos:
11520 × 0,7 = 8064 kg.
El peso de la nieve será de 8t y 64 kg. Como puede ver, este cálculo no presenta ninguna complejidad, se requiere realizar literalmente 2 pasos.
Operaciones aritméticas simples y claras para calcular la magnitud de la carga de nieve Fuente domik.ua
Descripción del video
En la lección de video, se lleva a cabo un programa educativo sobre el tema de sopromat. De forma accesible, se presenta el material para calcular las estructuras de la casa, teniendo en cuenta la carga de nieve:
Calculadora de techos en línea
Para conocer el costo aproximado de varios tipos de techos, use la siguiente calculadora.:
Finalmente
Cabe recordar una vez más la importancia y responsabilidad de tales cálculos. Se necesitarán en varias situaciones, afectarán la capacidad de carga de los cimientos y las vigas. La magnitud de la carga de nieve no debe olvidarse ni descuidarse: el cálculo que se acaba de considerar mostró que 8 toneladas de nieve yacen en el techo de una pequeña casa en la relativamente poca nieve de la región de Moscú. Si la cantidad de precipitación en la región es mayor, como lo es el área del techo, el impacto será mucho más intenso, lo que puede llevar a la destrucción. No tiene sentido correr riesgos, es mejor completar todos los cálculos necesarios a tiempo.