65545x

001542

Dipl.-Ing. (FH) Walter Fröhlich

31.10.2018

Výpočet zatížení přístřešků větrem podle EN 1991-1-4

Posouzení přístřešku bez trvalých stěn, jako například střechy čerpací stanice, vyžaduje výpočet zatížení s přihlédnutím k článku 7.3 normy EN 1991-1-4. V našem příspěvku nám jako příklad poslouží sedlová střecha s mírným sklonem.

Výpočet součinitelů

Pro výpočet zatížení se mají použít součinitele síly c_f a součinitele výsledného tlaku c_p,net podle tabulky 7.6 až 7.8. V případě uzavření konstrukce například skladovaným materiálem, který se nachází pod přístřeškem nebo bezprostředně vedle něj, je třeba stanovit stupeň uzavření a hodnoty mezi ϕ = 0 (prázdný přístřešek) a ϕ = 1 (obsahem úplně uzavřený přístřešek) určit z tabulek interpolací.

Pro výpočet součinitelů výsledného tlaku se plochy rozdělují podobně jako u uzavřených budov. Platí to ovšem pouze pro posouzení střešního pláště a jeho kotvicích prvků.

Rozdělení ploch pro stanovení součinitelů výsledného tlaku

Výsledná síla a její působiště

Pro posouzení nosné konstrukce se má působiště tlaku uvažovat ve vzdálenosti d/4 od návětrného okraje. Přitom d je rozměr plochy ve směru větru. Podle obrázku 7.17 se v závislosti na znaménku součinitele síly připouští šest možných uspořádání zatížení.

Uspořádání zatížení výslednou silou

Protože zatížení větrem působí na plášť střechy jako plošné a nikoli bodové zatížení, jehož těžiště se nachází ve čtvrtině délky střechy, je třeba nalézt odpovídající uspořádání, které danou situaci zohlední. Takové excentrické uspořádání zatížení vede k náročnějšímu posouzení stability případných středových sloupů. Možným řešením by bylo uspořádání plošného zatížení do kvadratické paraboly, neboť její těžiště leží přesně ve čtvrtině délky.

Příklad korýtkové střechy

Délka = 15 m
Šířka = 12 m
Výška úžlabí = 6 m
Sklon střechy = -5 °
Zatížení větrem = 0,5 kN/m²
Prázdný přístřešek → ϕ = 0
c_f = +0,3 maximum všech ϕ
c_f = -0,5 minimum ϕ = 0

Příklad

Výsledná síla

RFEM a RSTAB mají generátory zatížení pro uzavřené budovy s pravoúhlým půdorysem. Uvažovat lze přitom zatížení působící buď pouze na stěny anebo jen na střechu, případně na celý plášť budovy.

Tyto generátory nelze automaticky použít na nosné konstrukce přístřešků. Po výpočtu součinitelů ovšem můžeme použít generátor zatížení pomocí rovin.

F_{w, \max} = c_{f} \cdot q_{h} (ze) \cdot A_{ref} = 0, 3 \cdot 0, 5 \cdot \frac{15 \cdot 12}{\cos 5 °} = 27, 10 kN

Tlak větru

F_{w, \min} = c_{f} \cdot q_{h} (ze) \cdot A_{ref} = - 0, 5 \cdot 0, 5 \cdot \frac{15 \cdot 12}{\cos 5 °} = - 45, 17 kN

Sání větru

K třecím silám podle článku 7.5 se v našem příkladu nepřihlíží.

Největší pořadnice parabolického zatížení

Zabývat se budeme pouze působištěm zatížení 2 a 5. Vzhledem k symetrii není třeba posuzovat působiště zatížení 3 a 6.

\begin{array}{l} q (tlak) = \frac{27, 1}{(\frac{12}{3})} = 6, 775 kN / m = 0, 45 kN / m ² \\ q (sání) = \frac{- 45, 17}{(\frac{12}{3})} = - 11, 293 kN / m = - 0, 75 kN / m ² \end{array}

Souřadnice zatížení

Na základě těchto pořadnic zatížení lze pomocí kvadratické rovnice vypočítat (případně v Excelu) proměnné hodnoty zatížení po místech x a následně je převést do programu RFEM nebo RSTAB.