Como calcular a carga de neve e vento no telhado

Ao projetar um telhado, é necessário levar em consideração as cargas que atuam nele - neve e vento. Para determinar os indicadores desses valores, você pode entrar em contato com uma organização especial de construção, onde os engenheiros o ajudarão nos cálculos. Mas se você quiser fazer tudo sozinho e não duvidar de sua força, aqui você encontrará as fórmulas necessárias com uma descrição detalhada das quantidades que serão necessárias no cálculo. Portanto, para começar, entenderemos o que são essas cargas e por que elas devem ser levadas em consideração.

O clima russo é muito diverso. É importante entender que a mudança de temperatura, pressão do vento, precipitação e outros fatores físicos e mecânicos influenciarão o telhado de uma casa em construção. Além disso, o grau de sua influência dependerá diretamente da área de construção. Tudo isso pressionará não apenas a estrutura do telhado - o telhado, mas também as estruturas de suporte, como vigas e caixotes. Deve-se entender que a casa é uma estrutura única. De acordo com uma reação em cadeia, a carga do telhado é transferida para as paredes e delas para a fundação. Portanto, é importante calcular tudo nos mínimos detalhes.

Carga de neve

A cobertura de neve que se forma no inverno no telhado da casa exerce certa pressão sobre ela. O norte da área, mais neve. Parece que o risco de avarias é maior, mas você deve ter mais cuidado ao projetar uma casa em uma área onde haja uma mudança periódica de temperatura, o que pode causar o derretimento da neve e seu subsequente congelamento. O peso médio da neve é ​​de 100 kg / m3, mas no estado úmido pode atingir 300 kg / m3. Nesses casos, a massa de neve pode causar deformação do sistema de vigas, isolamento hidráulico e térmico, o que levará a vazamentos do telhado. Tais condições climáticas afetarão a descida rápida e desigual da neve do telhado, o que pode ser perigoso para os seres humanos.

Quanto maior a inclinação do telhado, menos depósitos de neve serão adiados. Mas se o seu telhado tiver uma forma complexa, na junção do telhado, onde são formados cantos internos, a neve poderá se acumular, o que contribuirá para a formação de uma carga desigual. É melhor instalar retentores de neve em áreas onde a quantidade de precipitação é grande o suficiente para que a neve coletada perto da borda da cornija não possa danificar o sistema de drenagem. A neve pode ser limpa de forma independente, mas esse processo não pode ser considerado absolutamente seguro.

Para garantir o fluxo seguro de neve e impedir a formação de gelo, é utilizado um sistema de aquecimento por cabo. Pode ser controlado automaticamente ou manualmente. Depende do seu desejo e escolha. Os elementos de aquecimento desse sistema estão localizados ao longo de toda a borda do telhado, em frente à calha.

Para a Rússia, o valor da carga de neve dependerá da área de construção. Para determinar quanta neve estará em sua área, um mapa especial ajudará.

A tecnologia para calcular a carga de neve: S = Sg * m, em que Sg é o valor calculado do peso da cobertura de neve por 1 m2 da superfície horizontal da terra, tomada de acordo com a tabela, e m é o coeficiente de transição do peso da cobertura de neve da terra para a carga de neve na cobertura.

O peso estimado da cobertura de neve Sg é calculado dependendo da região de neve da Federação Russa.

Determinação da carga de neve

Distrito de neve	Eu	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Peso da cobertura de neve Sg (kgf / m2)	80	120	180	240	320	400	480	560

O coeficiente m depende do ângulo de inclinação da inclinação do telhado, com os ângulos de inclinação da inclinação do telhado:

• menos de 25 graus m igual a 1

• de 25 a 60 graus, o valor de m é igual a 0,7 (aproximadamente, para cada inclinação, seu próprio valor)

• mais de 60 graus, o valor de m, no cálculo da carga total de neve, não é levado em consideração.

Carga do vento

O vento exerce pressão lateral nas paredes da casa e no telhado. Colidindo com um obstáculo, o fluxo de ar é distribuído, descendo até a fundação e subindo para os beirais do telhado. Se você não calcular a pressão do vento, a cobertura pode simplesmente atrapalhar o vento do furacão. Essa destruição nem sempre pode ser reparada por algum reparo cosmético, geralmente isso leva à necessidade de substituir o telhado. Um indicador importante ao calcular o impacto do vento leva em consideração o coeficiente aerodinâmico. Depende do ângulo do telhado. Quanto mais íngreme a rampa, maior a carga e o vento tentará "derrubar" o teto. Se o ângulo do seu teto for pequeno, o vento atuará no teto como uma força de elevação, tentando rasgá-lo e carregá-lo embora. Para evitar que isso aconteça, é necessário observar corretamente o design do telhado. A estabilidade do sistema de vigas depende do fornecimento de rigidez espacial, que consiste na combinação correta de chaves, chaves e laços diagonais nele, bem como em sua fixação rígida uma à outra. Além disso, o vento pode transportar objetos que, em colisão com o teto, causam danos mecânicos. Para evitar isso, você precisa escolher cuidadosamente a cobertura e organizar adequadamente a caixa para sua instalação.

A pressão do vento, assim como o peso da cobertura de neve, dependerão da área de construção. O zoneamento pode ser determinado pelo mapa abaixo.

Tecnologia de cálculo de vento

O coeficiente k, considerando a variação da pressão do vento com a altura z, é determinado pela tabela abaixo, dependendo do tipo de terreno. Os seguintes tipos de terreno são aceitos:

• A - costas abertas dos mares, lagos e reservatórios, desertos, estepes, estepes-florestais, tundra;

• B - áreas urbanas, florestas e outras áreas uniformemente cobertas por obstáculos com mais de 10 m de altura;

• C - áreas urbanas com edifícios com uma altura superior a 25 m.

Considera-se que uma estrutura está localizada em um terreno desse tipo se esse terreno for mantido no lado de barlavento da estrutura a uma distância de 30h - com uma altura de construção de até 60 me 2 km. - a uma altura mais alta.

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: ao determinar a carga do vento, os tipos de terreno podem ser diferentes para diferentes direções do vento do projeto.

Cargas de vento e neve ao projetar coberturas

Atenção especial deve ser dada ao cálculo daqueles que estão pensando em projetar uma cobertura - por exemplo, para um mirante ou estacionar um carro. Normalmente, nesses casos, é usada uma construção econômica que não possui rigidez suficiente. Portanto, a pressão da neve não pode ser ignorada. Recomenda-se limpar a neve a tempo, evitando a formação de uma cobertura de neve com mais de 30 cm de espessura.Para um dossel de madeira, será mais confiável fazer uma caixa contínua e vigas reforçadas. Se você escolheu uma estrutura metálica, ela deve ter uma espessura de perfil apropriada. De qualquer forma, para selecionar materiais com a rigidez necessária, é melhor usar os resultados do cálculo.

Exemplos de cálculo de cargas de neve e vento para Moscou e a região de Moscou

Exemplo nº 1: Cálculo da carga de neve

Dados de origem:

• região: Moscow

• inclinação do telhado: 35 graus

Encontre o valor calculado completo da carga de neve S:

• o valor total estimado da carga de neve é ​​determinado pela fórmula: S = Sg * m

• no mapa das zonas de cobertura de neve do território da Federação Russa, determinamos o número da região de neve para Moscou: no nosso caso, este é III, que corresponde à tabela com o peso da cobertura de neve Sg = 180 (kgf / m2);

• o coeficiente de transição do peso da cobertura de neve da terra para a carga de neve da cobertura, para um ângulo de 35 graus m = 0,7 no telhado

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

Exemplo nº 2: Cálculo da carga de vento

Dados de origem:

• região: Moscow

• inclinação do telhado: 35 graus

• altura do edifício: 20 metros

• tipo de terreno: áreas urbanas

Encontre o valor estimado total da carga de vento W:

• O valor calculado do componente médio da carga do vento a uma altura z acima da superfície da Terra é determinado pela fórmula: W = Wo * k,

• De acordo com o mapa das zonas de pressão do vento em todo o território da Federação Russa, determinamos a região I para Moscou

• O valor padrão da carga de vento correspondente à região I é obtido Wo = 23 (kgf / m2)

• O coeficiente k, considerando a variação da pressão do vento com a altura z, é determinado pela tabela. 6 k = 0,85

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