Eine Anleitung zur Berechnung der Dachschneelasten pro ASCE 7-10
Die Auswirkungen von Schneelasten auf eine Struktur können schwerwiegende Folgen haben, wenn sie während des Entwurfszeitraums nicht berücksichtigt werden. Verfahren und Richtlinien, die von ASCE in ASCE festgelegt wurden 7-10 Geben Sie dem Statiker Anweisungen zu diesen Lasten, abhängig von Ihrem Standort in den USA, und wie man sie anwendet.
Alle gezeigten oder referenzierten Abschnitte und Abbildungen stammen von ASCE 7-10.
SkyCiv Structural 3D (S3D) gibt Benutzern die Möglichkeit, ihre Strukturen einfach und effizient zu laden, um die Entwurfsanforderungen zu erfüllen. In diesem Abschnitt, Wir werden skizzieren, wie Schneelasten berechnet und auf Ihre Struktur angewendet werden, wie von ASCE geführt 7-10.
Wir werden verwenden Madison, Wisconsin als unser Beispielstandort in den Vereinigten Staaten, um den Durchgang der Berechnungen zu erleichtern.
Bevor wir Schneelasten auf unsere Struktur auftragen können, Wir müssen die Bodenschneelast an unserem Standort kennen, die mit Abbildung gefunden werden kann 7.1 von ASCE 7-10. In unserem Fall, Die Bodenschneelast ist 30 psf.
Abbildung 1: Standort des Beispielprojekts in Madison, Wisconsin auf Abbildung 7.1 in ASCE 7-10
In einigen besonderen Fällen, Standortspezifische Fallstudien sind zur Bestimmung der Bodenschneelasten erforderlich und können daher nicht direkt auf der bereitgestellten Karte gefunden werden. Siehe Sektion 7.2 für mehr Informationen.
Ebenfalls, Sie können die Bodenschneelast für Ihren Standort direkt online finden Gefahren nach Standort Werkzeug, bereitgestellt von ATC.
Flachdach-Schneelasten, \({p}_{f}\)
Die Schneelast, die auf unsere Struktur angewendet wird, ist nicht die Bodenschneelast, aber in den meisten Fällen, die Flachdachschneelast. Weitere Überlegungen zu geneigten Dächern finden Sie im gesamten Kapitel 7 von ASCE 7-10. In unserem Fall, Nehmen wir an, unsere Struktur hat ein Flachdach (Dachneigung ≤ 5 °).
Die Flachdachschneelast wird nach Formel berechnet 7.3-1:
\({p}_{f} = 0.7{C.}_{e}{C.}_{t}{I}_{s}{p}_{G}\)
Wo:
\({C.}_{e}\) = Belichtungsfaktor
\({C.}_{t}\) = Wärmefaktor
\({I}_{s}\) = Wichtigkeitsfaktor
\({p}_{G}\) = Grundschneelast
Belichtungsfaktor, \({C.}_{e}\)
Der Expositionsfaktor wird anhand der Tabelle bestimmt 7-2 in ASCE 7-10. In unserem Fall, die Expositions- / Geländekategorie für die Mehrheit von Madison, Wisconsin ist Kategorie B.; Wir gehen davon aus, dass das Dach teilweise freigelegt ist. Deshalb, Unser Expositionsfaktor ist 0.9.
Abbildung 2: Tabelle 7-2 von ASCE 7-10 mit unserem Beispielfall hervorgehoben
Temperaturfaktor, \({C.}_{t}\)
Der Temperaturfaktor wird aus der Tabelle bestimmt 7-3 in ASCE 7-10. In den meisten Fällen, der Temperaturfaktor ist gleich 1.0, Das ist, was wir für unseren Fall annehmen werden. Andere Fälle finden Sie unten:
Abbildung 3: Tabelle 7-3 von ASCE 7-10 mit unserem Beispielfall hervorgehoben
Schnee-Wichtigkeitsfaktor, \({I}_{s}\)
Der Wichtigkeitsfaktor ist etwas, das nicht nur für die Berechnung der Schneelast gilt, Es gibt auch Eis- und seismische Wichtigkeitsfaktoren. Um den Schnee-Wichtigkeitsfaktor für Ihre Struktur zu finden, Finden Sie zuerst die Risikokategorie aus der Tabelle 1.5-1. In unserem Fall, Wir gehen davon aus, dass die Risikokategorie die Risikokategorie II ist, das Üblichste. Als nächstes, Gehe zum Tisch 1.5-2 um den Wichtigkeitsfaktor zu finden. Für diese Übung, Der Schnee-Wichtigkeitsfaktor ist 1.00.
Abbildung 4: Tabelle 1.5-2 von ASCE 7-10 mit unserem Beispielfall hervorgehoben
Gleichung verwenden 7.3-1, Wir können jetzt die Flachdach-Schneelast für unseren Beispielstandort berechnen:
\({p}_{f} = 0.7{C.}_{e}{C.}_{t}{I}_{s}{p}_{G}\)
\({p}_{f} = 0.7*(1.0)*(1.0)*(1.0)*(30 lb / ft ^ 2)\)
\({p}_{f} = 21 lb / ft ^ 2 )
In unserem Fall, Das ist unser Unfaktor, ausgewogen Entwerfen Sie die Schneelast, die auf die Struktur angewendet wird. Die ausgeglichene Schneelast wird überall dort angewendet, wo sich die Dachkonstruktion befindet. Dies umfasst Überhänge und mehrere Dachebenen.
Wenn das Dach unserer Struktur geneigt werden soll, Es gibt zusätzliche Bestimmungen, um die Bemessungsschneelast zu ermitteln. Wir werden diese unten untersuchen:
Schneelasten mit geneigtem Dach, \({I}_{s}\)
Wenn die Dachneigung größer als 5 ° ist, Das Dach gilt als geneigt. Es wird angenommen, dass geneigte Dachschneelasten auf die horizontale Projektion der Oberfläche wirken.
Die geneigte Dachschneelast wird unter Verwendung der Gleichung berechnet 7.4-1:
\({p}_{s} = {C.}_{s}{p}_{f}\)
Wo:
\({C.}_{s}\) = Dachneigungsfaktor
\({p}_{f}\) = Flachdach-Schneelast
Dachneigungsfaktor, \({C.}_{s}\)
Der Dachneigungsfaktor ist abhängig von verschiedenen Dacheigenschaften einschließlich der Temperatur, Form und Material. Der Dachneigungsfaktor kann durch Abschnitte bestimmt werden 7.4.1 durch 7.4.4 von ASCE 7-10 und kann bekannt sein als:
Warmer Dachneigungsfaktor
Kaltdachneigungsfaktor
Dachneigungsfaktor für gekrümmte Dächer
Dachneigungsfaktor für mehrfach gefaltete Platte, Sägezahn, und Tonnengewölbedächer.
Flachdach-Schneelast, \({p}_{f}\)
Dies ist die im vorherigen Abschnitt berechnete Schneelast. Wenn Ihre Struktur ein geneigtes oder flaches Dach hat, Sie müssen noch die Flachdach-Schneelast berechnen.
Nachdem Sie den Dachneigungsfaktor aus diesen Abschnitten in ASCE erhalten haben 7-10, bleibt die ausgewogen Die Bemessungsschneelast für das geneigte Dach kann leicht unter Verwendung der Gleichung berechnet werden 7.4-1. Die ausgeglichene Schneelast wird überall dort angewendet, wo sich die Dachkonstruktion befindet. Dies umfasst Überhänge und mehrere Dachebenen.
Teilweise, Unausgeglichene und driftende Belastung
Neben der ausgeglichenen Schneelast, Es gelten bestimmte Belastungsszenarien, die auch bei der Planung von Schneelasten auf einer Struktur berücksichtigt werden müssen.
Liegt es in der Verantwortung des Statikers, sicherzustellen, dass alle möglichen Lastfälle und Kombinationen, die für eine Struktur möglich sind, korrekt angewendet und analysiert werden?. Lesen Sie die letzten Abschnitte des Kapitels sorgfältig durch 7 – Abschnitte 7.5 – 7.12 – von ASCE 7-10 um zusätzlich zu den ausgeglichenen Schneebelastungsbedingungen alle zutreffenden Ladezusätze oder -bedingungen zu finden.
Teilladung
Bei kontinuierlichen Trägersystemen muss eine Teilbelastung gemäß Abschnitt angewendet werden 7.5-1. Es müssen drei getrennte Fälle angewendet werden, Diese Fälle sind in Abbildung dargestellt 7-4. In manchen Fällen, Die größten Auswirkungen auf ein Mitglied werden dort festgestellt, wo nur die Hälfte der ausgeglichenen Schneelast aufgebracht wird. Siehe Sektion 7.5 für mehr Informationen.
Unausgeglichene Schneelasten
Aufgrund der Variabilität der Formen und Geometrien von Dächern, und ihre Wechselwirkung mit unterschiedlichen Windrichtungen, Unausgeglichene Schneelasten können sehr unterschiedlich sein. Für Hüft- und Satteldächer gibt es unterschiedliche Bestimmungen für unausgeglichene Belastungen, gekrümmte Dächer, Sägezahndächer, und Kuppeldächer.
Diese unausgeglichenen Schneelasten werden getrennt vom Fall der ausgeglichenen Schneelast analysiert, und deshalb, sind nicht additiv. Siehe Sektion 7.6 für mehr Informationen.
Schneeverwehungen
Dachkonstruktionen weisen normalerweise eine Vielzahl von Dachhöhen auf und bieten selten eine einzige Dachhöhe. Aus diesem Grund, Es gibt Dachflächen, die höher und niedriger als die anderen sind und Schneeverwehungen ausgesetzt sind. Schnee kann entweder von der niedrigen Seite des Daches zur hohen Seite geweht werden, oder wird vom oberen Bereich des Daches auf die untere projizierte Seite geblasen. Die Menge der zusätzlichen Schneelast, oder Zuschlag, hängt vom Höhenunterschied der beiden benachbarten Dächer und den Dachlängen senkrecht zum Höhenabfall ab. Siehe Sektion 7.7 sowie 7.8 für mehr Informationen.
Verweise:
- Minimale Bemessungslasten für Gebäude und andere Strukturen. (2013). ASCE / SEI 7-10. Amerikanische Gesellschaft der Bauingenieure.
