Com calcular la càrrega de neu i de vent al sostre

Per dissenyar un sostre, cal tenir en compte les càrregues que hi actuen: neu i vent. Per determinar els indicadors d’aquests valors, podeu contactar amb una organització especial de la construcció, on els enginyers us ajudaran amb els càlculs. Però si voleu fer-ho tot vosaltres mateixos i no dubteu de la vostra força, aquí trobareu les fórmules necessàries amb una descripció detallada de les quantitats que es necessitaran en el càlcul. Així doncs, per començar, entendrem quines són aquestes càrregues i per què s’han de tenir en compte.

El clima rus és molt divers. És important comprendre que el canvi de temperatura, la pressió del vent, la precipitació i altres factors físics i mecànics influiran en el sostre d’una casa en construcció. A més, el grau d’influència dependrà directament de l’àrea de construcció. Tot això farà una pressió no només sobre el tancament del sostre, sinó també sobre les estructures de suport, com les campanes i les caixes. S’ha d’entendre que la casa és d’una sola estructura. Segons una reacció en cadena, la càrrega del sostre es transfereix a les parets i d’elles a la base. Per tant, és important calcular-ho tot fins al més mínim detall.

Càrrega de neu

La coberta de neu que es forma a l’hivern al terrat de la casa exerceix una certa pressió sobre ell. Com més al nord hi ha, més neu. Sembla que el risc d’avaries és més elevat, però hauríeu d’anar amb més cura a l’hora de dissenyar una casa en una zona on hi hagi un canvi periòdic de temperatura, que pot provocar la fusió de la neu i la seva posterior congelació. El pes mitjà de la neu és de 100 kg / m3, però en estat humit pot arribar als 300 kg / m3. En aquests casos, la massa de neu pot provocar la deformació del sistema de ràfega, l’aïllament hidroelèctric i tèrmic, cosa que provocarà fuites del sostre. Aquestes condicions meteorològiques afectaran la ràpida i desigual baixada de neu del terrat, cosa que pot ser perillosa per als humans.

Com més gran sigui la pendent del sostre, menys dipòsits de neu es retardarà. Però si la teulada té una forma complexa, aleshores a la cruïlla del sostre, on es formen les cantonades interiors, pot aparèixer neu, cosa que contribuirà a la formació d’una càrrega desigual. És millor instal·lar retencions de neu a les zones on la quantitat de precipitació sigui prou gran perquè la neu recollida a la vora de la cornisa no pugui danyar el sistema de drenatge. Es pot netejar neu de forma independent, però aquest procés no es pot dir del tot segur.

Per tal de garantir un flux de neu segur i evitar la formació d’icicles, s’utilitza un sistema de calefacció per cable. Es pot controlar de forma automàtica o manual. Depèn del vostre desig i elecció. Els elements de calefacció d’aquest sistema es situen al llarg de tota la vora del terrat davant del canaló.

A Rússia, el valor de càrrega de neu dependrà de la zona de construcció. Per determinar quina cobertura de neu hi haurà a la vostra zona, us ajudarà un mapa especial.

La tecnologia per calcular la càrrega de neu: S = Sg * m, on Sg és el valor calculat del pes de la coberta de neu per 1 m2 de la superfície horitzontal de la terra, pres segons la taula, i m és el coeficient de transició del pes de la coberta de neu de la terra a la càrrega de neu de la coberta.

El pes estimat de cobertura de neu Sg es pren en funció de la regió de neu de la Federació Russa.

Determinació de la càrrega de neu

Districte de neu	Jo	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Pes cobert de neu Sg (kgf / m2)	80	120	180	240	320	400	480	560

El coeficient m depèn de l’angle d’inclinació de la inclinació del sostre, amb els angles d’inclinació de la inclinació del sostre:

• menys de 25 graus m es igual a 1

• de 25 a 60 graus, el valor de m es pren igual a 0,7 (aproximadament, per a cada pendent el seu propi valor)

• més de 60 graus, no es té en compte el valor de m, en el càlcul de la càrrega total de neu.

Càrrega del vent

El vent exerceix una pressió lateral a les parets de la casa i al terrat. En xocar amb un obstacle, el flux d'aire es distribueix baixant fins a la base i fins al ràfec del sostre. Si no calculeu la pressió del vent, el sostre pot simplement interrompre el vent de l’huracà. Aquesta destrucció no sempre es pot arreglar mitjançant una reparació cosmètica, sovint això comporta la necessitat de substituir el sostre. Un indicador important a l’hora de calcular l’impacte del vent té en compte el coeficient aerodinàmic. Depèn de l’angle del sostre. Com més forta sigui la rampa, més gran serà la càrrega i el vent intentarà "assolar" el sostre. Si l’angle del sostre és petit, el vent actuarà sobre el sostre com una força d’elevació, intentant esquinçar-lo i allunyar-lo. Per evitar que això passi, cal observar adequadament el disseny del sostre. L’estabilitat del sistema de la bassa depèn de proporcionar una rigidesa espacial, que consisteix en la correcta combinació d’enganxes, mènsules i enllaços en diagonal en ell, així com la seva fixació rígida entre ells. A més, el vent pot portar objectes que, en col·lisió amb el sostre, deixaran danys mecànics. Per evitar-ho, heu d'escollir amb cura les cobertes i organitzar adequadament la caixa per a la seva instal·lació.

La pressió del vent, així com el pes de la coberta de neu, dependrà de la zona de construcció. El zonatge es pot determinar pel mapa següent.

Tecnologia de càlcul del vent

El coeficient k, tenint en compte el canvi de la pressió del vent amb l’altura z, es determina mitjançant la taula següent, segons el tipus de terreny. S'accepten els següents tipus de terreny:

• A - costes obertes de mars, llacs i embassaments, deserts, estepes, estepes de bosc, tundra;

• B - zones urbanes, boscos i altres zones cobertes uniformement amb obstacles de més de 10 m d'altura;

• C - zones urbanes amb edificis amb una alçada superior a 25 m.

Es considera que s’estableix una estructura situada en un terreny d’aquest tipus si aquest terreny es manté al costat del vent de l’estructura a una distància de 30h - amb una alçada de l’edifici de fins a 60 m i 2 km. - a una alçada més alta.

Alçada z, m	Coeficient de K per a tipus de terreny
≤ 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: a l'hora de determinar la càrrega del vent, els tipus de terreny poden ser diferents per a les diferents direccions del vent de disseny.

Càrrega de vent i neu a l’hora de dissenyar marquesines

Cal prestar una atenció especial al càlcul dels que pensen en dissenyar una marquesina, per exemple, per a una glorieta o per aparcar un cotxe. Normalment en aquests casos s’utilitza una construcció econòmica que no té la rigidesa suficient. Per tant, la pressió de neu no es pot ignorar. Es recomana netejar la neu a temps, evitant que es formi una coberta de neu de més de 30 cm de gruix.Per un dosser de fusta, serà més fiable fer una cassa contínua i les campanes reforçades. Si escolliu una estructura metàl·lica, hauria de tenir un gruix de perfil adequat. En qualsevol cas, per seleccionar materials amb la rigidesa necessària, és millor utilitzar els resultats del càlcul.

Exemples de càlcul de càrregues de neu i vent per a Moscou i la regió de Moscou

Exemple nº 1: càlcul de la càrrega de neu

Dades d'origen:

• regió: Moscou

• pas del terrat: 35 graus

Trobeu el valor complet calculat de la càrrega de neu S:

• el valor estimat complet de la càrrega de neu està determinat per la fórmula: S = Sg * m

• al mapa de les zones de cobertura de neu del territori de la Federació Russa, determinem el nombre de la regió de neu per a Moscou: en el nostre cas, es tracta de III, que correspon a la taula amb el pes de la coberta de neu Sg = 180 (kgf / m2);

• el coeficient de transició del pes de la coberta de neu de la terra a la càrrega de neu del revestiment per a un angle de sostre de 35 graus m = 0,7

• obtenim: S = Sg * m = 180 * 0,7 = 126 (kgf / m2)

Exemple núm. 2: càlcul de la càrrega del vent

Dades d'origen:

• regió: Moscou

• pas del terrat: 35 graus

• alçada de l’edifici: 20 metres

• tipus de terreny: zones urbanes

Trobeu el valor total estimat de la càrrega del vent W:

• El valor calculat del component mitjà de la càrrega del vent a una altura z per sobre de la superfície de la terra es determina mitjançant la fórmula: W = Wo * k,

• Segons el mapa de zones de pressió del vent al territori de la Federació Russa, determinem la regió I per Moscou

• Es pren el valor estàndard de la càrrega del vent corresponent a la regió I Wo = 23 (kgf / m2)

• El coeficient k, tenint en compte el canvi de la pressió del vent amb l'altura z, es determina a la taula. 6 k = 0,85

• Obtenim: W = Wo * k = 23 * 0,85 = 19,55 (kgf / m2)