Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-EN i PN-EN

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-EN i PN-EN"

Beata Maciejewska
7 lat temu
Przeglądów:

1 Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN Jerzy Bobiński Gdańsk, wersja 0.32 (2014) Obciążenie śniegiem Obciążenie śniegiem gruntu Obciążenie charakterystyczne śniegiem gruntu s k [kn/m 2 ]: Strefa s k [kn/m 2 ] 1 max{0,007a 1,4; 0,7} max{0,006a 0,6; 1,2} max{0,93 exp(0,00134a); 2,0} A wysokość nad poziomem morza (w [m]) Na granicy stref, w pasmach o szerokości 10 km po obu stronach granicy, można przyjmować wartość średnią z dwóch sąsiadujących ze sobą stref. Norma może być stosowana do miejsc powyżej 1500 m. n. p. m. Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19

2 Obciążenie śniegiem Współczynnik kształtu dachu µ i Kąt spadku dachu < 60 > 60 Współczynnik µ 1 0,8 ( ) 60 0, ,0 Współczynnik µ 2 0, 8 + 0,8 30 1,6 µ µ 2 µ Barierki śnieżne lub attyka lub inne przeszkody: µ i 0.8 Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19 Obciążenie śniegiem Przypadki obciążenia µ 1 µ 1 ( 1 ) 0.5µ 1 ( 1 ) µ 1 ( 1 ) 0.5µ 1 ( 2 ) µ 1 ( 2 ) µ 1 ( 2 ) 1 2 Współczynnik termiczny C t Do oceny zmniejszenia obciążenia śniegiem dachów o współczynniku przenikania ciepła (> 1 W/(m 2 K)), w szczególności niektórych dachów krytych szkłem, z powodu topnienia śniegu przez przechodzące ciepło. Dla wszystkich innych przypadków C t = 1,0. Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19

3 Obciążenie śniegiem Współczynnik ekspozycji C e Uwzględnia warunki terenowe i rodzaj otoczenia obiektu. Teren wystawiony na działanie u: C e = 0,8 - płaskie obszary bez przeszkód, otwarte ze wszystkich stron, bez osłon lub z niewielkimi osłonami uformowanymi przez teren, wyższe budowle lub drzewa. Teren normalny: C e = 1,0 obszary, na których z powodu ukształtowania terenu nie występuje znaczne przenoszenie śniegu przez na budowle. Teren osłonięty: C e = 1,2 - obszary, na których rozpatrywana budowla jest znacznie niższa niż otaczający teren, albo otoczona wysokimi drzewami lub wyższymi budowlami. Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19 Obciążenie śniegiem Obciążenie obliczeniowe śniegiem Obciążenie charakterystyczne śniegiem dachu: s = µ i C e C t s k (E-100) Obciążenie obliczeniowe śniegiem dachu: s d = s γ f (E-101) γ f częściowy współczynnik bezpieczeństwa, γ f = 1,5. Uwaga: obciążenie śniegiem na 1 m 2 rzutu poziomego Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19

4 Wartość podstawowa bazowej prędkości u v b,0 m/s Strefa a < 300 a > 300 I [1 + 0,0006 (a 300) 2] II III [1 + 0,0006 (a 300) 2] a - wysokość nad poziomem morza w [m]. Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19 Podstawowa wartość ciśnienia prędkości u q b,0 kn/m 2 Strefa a < 300 a > 300 I 0,30 0,30 [1 + 0,0006 (a 300) 2] II 0,42 0,42 III 0,30 [ 0, ,0006 (a 300) 2] a a a - wysokość nad poziomem morza w [m]. Konwersja v b,0 do q b,0 : wg wzoru (E-105) Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19

5 Bazowa prędkość u v b = c dir c season v b,0 c season współczynnik sezonowy; wartość zalecana 1,0, c dir współczynnik kierunkowy; wartość zalecana 1,0, (E-102) Kierunek u Strefa ,8 0,7 0,8 0,9 1,0 0,9 2 1,0 0,9 0,8 0,7 0,8 0,9 1,0 3 0,8 0,7 0,9 1,0 Kierunek 0 (strefa 1): z północy Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19 Średnia prędkość u v m (z) = c r (z) c o (z) v b z wysokość nad poziomem terenu, c r współczynnik chropowatości, c o współczynnik rzeźby terenu (orografii); wartość zalecana 1,0, Wartość szczytowa ciśnienia prędkości u q p (z) = (E-103) [ 1 + 7I v (z)] 1 2 ρ v 2 m(z) = c e (z) q b (E-104) I v c e q b intensywność turbulencji, współczynnik ekspozycji, wartość bazowa ciśnienia prędkości: q b = 1 2 ρ v 2 b (E-105) ρ gęstość powietrza, ρ = 1,25 kg/m 3 (zalecane). Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19

6 Współczynnik chropowatości i ekspozycji Kategoria terenu c r (z) ( z 0 1,27 10 ( z I 1,18 10 ( z II 10 ( z III 0,81 10 ( z IV 0,62 10 c e (z) ) 0,11 ( z 0,176 2,98 10) ) 0,13 ( z 0,205 2,78 10) ) 0,17 ( z 0,265 2,29 10) ) 0,19 ( z 0,26 1,89 10) ) 0,24 ( z 0,30 1,47 10) Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19 Kategorie terenu (załącznik A) 0 morze, obszar brzegowy otwarty na morze, I jeziora albo obszary z pomijalnie niewielką roślinnością i bez przeszkód, II obszary z niską roślinnością taką jak trawa, oraz pojedynczymi przeszkodami (drzewa, budynki) oddalonymi od siebie na odległość nie mniejszą niż 20 ich wysokości, III obszary regularnie pokryte roślinnością albo budynkami lub z pojedynczymi przeszkodami oddalonymi od siebie na odległość nie większą niż 20 ich wysokości (jak wsie, tereny podmiejskie, stałe lasy), IV obszary, na których przynajmniej 15% powierzchni pokrywają budynki o średniej wysokości przekraczającej 15 m. Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19

7 na powierzchnię i konstrukcję Ciśnienie u działające na powierzchnie zewnętrzne: w e = q p (z e ) c pe (E-106) z e c pe wysokość odniesienia dla ciśnienia zewnętrznego, współczynnik ciśnienia zewnętrznego. Siła zewnętrzna wywierana na całą konstrukcję lub element konstrukcyjny: w,e = c s c d we A ref (E-107) c s c d współczynnik konstrukcyjny (wartość domyślna c s c d = 1,0), A ref pole rozpatrywanego elementu konstrukcji. γ f częściowy współczynnik bezpieczeństwa, γ f = 1,5. Uwaga: występowanie sił tarcia fr. Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19 Współczynnik c ep dach jednospadowy (1) widok z boku θ = 0 niska krawędź wysoka krawędź wysoka θ = 180 krawędź niska krawędź h h kierunek u θ = 0 i θ = 180 kierunek u θ = 90 up wysoka krawędź G H b G H I b low e/10 e/10 e/2 niska krawędź Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19

8 Współczynnik c ep dach jednospadowy (2) Kąt Pole dla kierunku u θ = 0 Pole dla kierunku u θ = 180 spadku G H G H c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 5 1,7 2,5 1,2 2,0 0,6 1,2 +0,0 +0,0 +0,0 2,3 2,5 1,3 2,0 0,8 1,2 15 0,9 2,0 0,8 1,5 0,3 +0,2 +0,2 +0,2 2,5 2,8 1,3 2,0 0,9 1,2 30 0,5 1,5 0,5 1,5 0,2 +0,7 +0,7 +0,4 1,1 2,3 0,8 1,5 0,8 45 0,0 0,0 0,0 +0,7 +0,7 +0,6 0,6 1,3 0,5 0, ,7 +0,7 +0,7 0,5 1,0 0,5 0, ,8 +0,8 +0,8 0,5 1,0 0,5 0,5 Dla θ = 0 i [5, 45 ] rozpatrzyć 2 przypadki: a) parcie na całej połaci b) ssanie na całej połaci Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19 Współczynnik c ep dach jednospadowy (3) Kąt Pole dla kierunku u θ = 90 spadku up low G H I c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 5 2,1 2,6 2,1 2,4 1,8 2,0 0,6 1,2 0,5 15 2,4 2,9 1,6 2,4 1,9 2,5 0,8 1,2 0,7 1,2 30 2,1 2,9 1,3 2,0 1,5 2,0 1,0 1,3 0,8 1,2 45 1,5 2,4 1,3 2,0 1,4 2,0 1,0 1,3 0,9 1,2 60 1,2 2,0 1,2 2,0 1,2 2,0 1,0 1,3 0,7 1,2 75 1,2 2,0 1,2 2,0 1,2 2,0 1,0 1,3 0,5 Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19

9 Współczynnik c ep dach dwuspadowy (1) θ = 0 > 0 połać nawietrzna połać zawietrzna h widok z boku θ = 0 < 0 h połać nawietrzna połać zawietrzna dach dwuspadowy dach zagłębiony kierunek u θ = 0 kierunek u θ = 90 połać nawietrzna połać zawietrzna G kalenica albo niecka H J I e/10 e/10 b G G e/10 H H e/2 I kalenica albo niecka I b Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19 Współczynnik c ep dach dwuspadowy (2) Kąt Pole dla kierunku u θ = 0 spadku G H I J c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 45 0,6 0,6 0,8 0,7 1,0 1,5 30 1,1 2,0 0,8 1,5 0,8 0,6 0,8 1,4 15 2,5 2,8 1,3 2,0 0,9 1,2 0,5 0,7 1,2 5 2,3 2,5 1,2 2,0 0,8 1,2 +0,2 +0,2 0,6 0,6 5 1,7 2,5 1,2 2,0 0,6 1,2 +0,2 0,6 +0,0 +0,0 +0,0 0,6 15 0,9 2,0 0,8 1,5 0,3 0,4 1,0 1,5 +0,2 +0,2 +0,2 +0,0 0,0 0,0 30 0,5 1,5 0,5 1,5 0,2 0,4 0,5 +0,7 +0,7 +0,4 +0,0 +0,0 45 0,0 0,0 0,0 0,2 0,3 +0,7 +0,7 +0,6 +0,0 +0, ,7 +0,7 +0,7 0,2 0, ,8 +0,8 +0,8 0,2 0,3 Pośrednie kąty spadku: interpolacja liniowa (wartości tego samego znaku). Nachylenie [ 5, 5 ]: dane jak dla dachu płaskiego. Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19

10 Współczynnik c ep dach dwuspadowy (3) Kąt Pole dla kierunku u θ = 90 spadku G H I c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 45 1,4 2,0 1,2 2,0 1,0 1,3 0,9 1,2 30 1,5 2,1 1,2 2,0 1,0 1,3 0,9 1,2 15 1,9 2,5 1,2 2,0 0,8 1,2 0,8 1,2 5 1,8 2,5 1,2 2,0 0,7 1,2 0,6 1,2 5 1,6 2,2 1,3 2,0 0,7 1,2 0,6 15 1,3 2,0 1,3 2,0 0,6 1,2 0,5 30 1,1 1,5 1,4 2,0 0,8 1,2 0,5 45 1,1 1,5 1,4 2,0 0,9 1,2 0,5 60 1,1 1,5 1,2 2,0 0,8 1,0 0,5 75 1,1 1,5 1,2 2,0 0,8 1,0 0,5 Dla θ = 0 i [5, 45 ] rozpatrzyć 4 przypadki: największych/najmniejszych wartości w polach, G i H z największymi/najmniejszymi wartościami w polach I i J (na połaci nie może jednocześnie wystąpić parcie i ssanie). Nowoczesne konstrukcje drewniane Obciążenia środowiskowe: śnieg i wg PN-EN i PN-EN / 19

Podobne dokumenty

Przykład obliczeniowy

Przykład obliczeniowy α= 35 0 h d = 290 350 H b =1350 H = 300 3H= 900 b= 1700 a b = 1000 h p = 100 a = 1100 Lokalizacja Gdańsk Morena, A = 100 m.n.p.m. 2015-05-30 1 SNIEG Gdańsk 3 strefa Obciążenie śniegiem