28113x

001530

Dipl.-Ing. (BA) Andreas Niemeier, M.eng.

2018-08-01

Снеговая нагрузка на односкатную и двускатную кровлю

В Германии снеговые нагрузки регулируются нормой DIN EN 1991-1-3 и Национальным приложением DIN EN 1991-1-3/NA. Данная норма применяется к строительным работам на отметке до 1500 м над уровнем моря.

Чтобы объединить снеговые нагрузки с иными воздействиями (временной, ветровой нагрузкой и т.д.), в определенных случаях расчета по норме комбинирования DIN EN 1990 нагрузка классифицируется как переменное, фиксированное и статическое воздействие [1], [ 2]. Dabei spielt es eine Rolle, ob an dem jeweiligen Bauort übliche oder außergewöhnliche Verhältnisse herrschen. Ein übliches Verhältnis wird angenommen, wenn an dem Ort das Auftreten von außergewöhnlichen Schneefällen unwahrscheinlich ist.

В этом случае необходимо задать нагрузку для постоянного/переходного расчетного случая. Ein außergewöhnliches Verhältnis wird angenommen, wenn an dem Ort außergewöhnliche Schneelastfälle auftreten. В Северо-Германской низменности в редких случаях были зарегистрированы снеговые нагрузки в несколько раз превышающие расчетные значения. В этом случае необходимо задать нагрузку для постоянного/переходного и чрезвычайного расчетного случая. Schneeverwehungen sind nach dem nationalen Anhang keine außergewöhnlichen Einwirkungen.

[3]	Übliche Verhältnisse	Außergewöhnliche Verhältnisse
Случай	Fall A – DIN EN 1991-1-3 3.2(1)	B1 – DIN EN 1991-1-3 3.3(1)
Описание работы	Keine außergewöhnlichen Schneefälle / Keine außergewöhnliche Verwehung	Außergewöhnliche Schneefälle / Keine außergewöhnliche Verwehung
Расчетный случай 1	Постоянные/переходные	Постоянные/переходные
Schneelast s auf dem Dach – unverweht	$μ_{i} \cdot C_{e} \cdot C_{t} \cdot s_{k}$ Формула 1	$μ_{i} \cdot C_{e} \cdot C_{t} \cdot s_{k}$ Формула 1
Schneelast s auf dem Dach – verweht	$μ_{i} \cdot C_{e} \cdot C_{t} \cdot s_{k}$ Формула 1	$μ_{i} \cdot C_{e} \cdot C_{t} \cdot s_{k}$ Формула 1
Bemessungssituation 2	-	Außergewöhnliche (wenn Schnee die außergewöhnliche Einwirkung ist)
Schneelast s auf dem Dach – unverweht	-	$μ_{i} \cdot C_{e} \cdot C_{t} \cdot s_{Ad}$ Формула 2 где $s_{Ad} = C_{esl} \cdot s_{k}$ Формула 3
Schneelast s auf dem Dach – verweht	-	$μ_{i} \cdot C_{e} \cdot C_{t} \cdot s_{Ad}$ Формула 2 где $s_{Ad} = C_{esl} \cdot s_{k}$ Формула 3

где

μ_i	коэффициент формы крыши для снеговых нагрузок
C_e	Umgebungskoeffizient (gemäß NA ist C_e = 1,0 anzusetzen)
C_t	Temperaturbeiwert (gemäß NA ist C_t = 1,0 anzusetzen)
s_k	Характеристическое значение снеговой нагрузки на грунт
s_Ad	Bemessungswert für außergewöhnliche Schneelasten am Boden
C_esl	Beiwert für außergewöhnliche Schneelasten (gemäß [5] ist C_esl = 2,3 im norddeutschen Tiefland)

Характеристическое значение снеговой нагрузки на грунт

«Характеристическое значение снеговой нагрузки на грунт представляет собой значение квантиля 98% со значением превышения годовой вероятности 0,02 и периодом повторяемости 50 лет».[3] Данное значение определяется Национальным приложением Германии и рассчитывается в зависимости от зоны снеговой нагрузки и высоты над уровнем моря. Национальное приложение [2] содержит рисунок NA.1 с картой Германии и указанием данных зон. Die exakte Schneelastzonenzuordnung der Verwaltungseinheiten, insbesondere im Bereich der Zonengrenzen, ist bei den zuständigen Behörden zu erfragen [5]. Немецкий институт строительной технологии (DIBt) предлагает на немецком языке на своем веб-сайте таблицу «Категоризация зон снеговой нагрузки в соответствии с административными разграничениями» для каждого региона. Кроме того, в данной таблице указывается соотношение к Северо-Германской низменности по применению чрезвычайного расчетного случая для каждой административной области.

Зоны снеговой нагрузки в Германии

Zone [2],[4]	Charakteristischer Wert der Schneelast s_k auf dem Boden in kN/m²
1	$0, 19 0, 91 \cdot {(\frac{A 140}{760})}^{2} \geq 0, 65$ Формула 13
1a	$1, 25 \cdot [0, 19 0, 91 \cdot {(\frac{A 140}{760})}^{2}] \geq 0, 81$ Формула 14
2	$0, 25 1, 91 \cdot {(\frac{A 140}{760})}^{2} \geq 0, 85$ Формула 15
2a	$1, 25 \cdot [0, 25 1, 91 \cdot {(\frac{A 140}{760})}^{2}] \geq 1, 06$ Формула 16
3¹⁾	$0, 31 2, 91 \cdot {(\frac{A 140}{760})}^{2} \geq 1, 10$ Формула 17
3a und > 3a²⁾	$1, 25 \cdot [0, 31 2, 91 \cdot {(\frac{A 140}{760})}^{2}] \geq 1, 10$ Формула 18

одного	Geländehöhe über dem Meeresboden in m
¹⁾	In Zone 3 können für bestimmte Lagen (zum Beispiel Oberharz, Hochlagen des Fichtelgebirges, Reit im Winkl, Obernach/Walchensee) höhere Werte als nach der oben angegebenen Gleichung maßgebend sein. Angaben über die Schneelast in diesen Regionen sind bei den zuständigen Stellen einzuholen.
²⁾	Neue Zonen 3a und > 3a auf Basis von [4] laut Mitteilung der Obersten Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Innern vom 19.01.2018

Задание данных с онлайн-службой Dlubal

Der Dlubal-Online-Dienst Schneelastzonen, Windzonen und Erdbebenzonen vereint die Normung mit der digitalen Technik des Internets.

Карты зон снеговой, ветровой и сейсмической нагрузок

Der Service legt abhängig von der gewählten Lastart (Schnee, Wind, Erdbeben) und der landesspezifischen Normung die jeweilige Zonenkarte über die digitale Google-Maps-Landkarte. Über die Suche kann der Anwender mit Angabe der Bauortadresse, der Geokoordinaten oder der örtlichen Gegebenheiten einen Marker auf den geplanten Bauort setzen. Die Anwendung ermittelt dann über die exakte Höhe über Meeresniveau und die gegebenen Zonendaten die charakteristische Last beziehungsweise Beschleunigung an dieser Stelle. Kann der neue Bauort noch nicht über eine eindeutige Adresse definiert werden, kann die Karte vergrößert und der Fokus an den richtigen Bauort verschoben werden. После выбора требуемого местоположения на карте, расчет приспособится новой высоте и отобразит обновленные нагрузки.

Сетевые средства доступны на сайте Dlubal в секции Применения → Сетевые средства.

Mit Vorgabe der Parameter (1-4) erhält man für die ausgewählte Stelle (5-7):

Тип нагрузки = снеговая
Норма = EN 1991-1-3
Приложение = Германия | DIN EN 1991-1-3
Адрес = Zellweg 2, Tiefenbach
Зона снеговой нагрузки
Gegebenenfalls Zusatzhinweise
Den charakteristischen Wert der Schneelast s_k

Онлайн-сервис Dlubal

Wählt man eine Stelle in der norddeutschen Tiefebene, gibt der Online-Dienst bei 6. den Hinweis "Norddeutsches Tiefland". В этом случае расчетная нагрузка должна учитываться как исключительная снеговая нагрузка в исключительном расчетном случае.

Коэффициент выбранной формы кровли

Schnee kann auf dem Dach in vielen unterschiedlichen Lastverteilungen auftreten [1]. Unter anderem ist die Schneelast abhängig von der Form des Daches, den wärmedämmenden Eigenschaften, der Oberflächenrauheit, dem Wärmestau unter dem Dach, der benachbarten Bebauung, dem umgebenden Gelände und natürlich dem örtlichen Klima. Im Wesentlichen muss daher in der Bemessung eine unverwehte und verwehte Verteilung der Schneelast berücksichtigt werden. Die anzusetzende Schneelast wirkt lotrecht und bezieht sich auf die horizontale Projektion der Dachfläche.

Расчетная снеговая нагрузка

Der Formbeiwert μ_i hängt grundsätzlich von der Neigung α der betrachteten Dachfläche ab.

коэффициент формы	Dachneigung in α
μ_i	$0 ° \leq α \leq 30 °$ Формула 20	$30 ° \leq α \leq 60 °$ Формула 21	$α > 60 °$ Формула 22
μ_i(α)	0,8	$\frac{0, 8 \cdot (60 ° - α)}{30 °}$ Формула 24	0

Bemerkung: Die Formbeiwerte gelten, wenn der Schnee ungehindert vom Dach abrutschen kann. Wird das Abrutschen zum Beispiel durch ein Schneefanggitter, Attika etc. behindert, ist der Formbeiwert 0,8 anzusetzen.

Для плоских и односкатных крыш нужно задать равномерно распределенную нагрузку со снеговым заносом и без заноса.

Коэффициент формы плоской и односкатной кровли

У двускатной кровли должны быть рассчитаны три типа нагрузки. Случай а) показывает распределение без воздействия ветра. Случаи b) и c) показывают распределение с воздействием заноса и таяния. Diese beiden Zusatzverteilungen sind meist bei Tragwerken maßgebend, die bei ungleich verteilten Lasten sensibel reagieren.

Коэффициент формы двускатной кровли

Автор

Г-н Нимейер отвечает за разработку программ RFEM, RSTAB, RWIND Simulation, а также за расчеты мембранных конструкций. Кроме того, он обеспечивает также контроль качества наших программ и поддержку пользователей.

Ссылки

Европейский комитет по стандартизации (CEN). (2010). Еврокод 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-3: Allgemeine Einwirkungen, Schneelasten; EN 1991-1-3:2003 + AC:2009
Немецкий институт нормирования (DIN). (2010). Национальное приложение - Национальные параметры - Еврокод 1: Воздействия на конструкции - Часть 1‑3: Общие воздействия - снеговые нагрузки; DIN EN 1991-1-3/НП:2010-12
Albert, A.: (2018). Schneider - Bautabellen für Ingenieure mit Berechnungshinweisen und Beispielen (23-я издание. Кельн: Bundesanzeiger, 2016
Wichura, B .; Hoffmann, K.: Обширный анализ результатов измерений снеговой нагрузки в пяти районах и их сравнение с данными зон снеговой нагрузки согласно норме DIN 1055‑5:2005 в качестве пробного исследования для пересмотра карты зонирования снеговой нагрузки. Штутгарт: RFEM IRB (английская версия)
Немецкий институт проектирования конструкций: Присвоение зон снеговой нагрузки по административным границам. Берлин: Немецкий строительный институт

;