Eine Anleitung und ein Beispiel für die Berechnung von Schneeverwehungslasten und deren Anwendung
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. Die Menge der zusätzlichen Schneelast, oder Zuschlag, kann und wird einen großen Einfluss auf die Gestaltung der Mitglieder in diesen Bereichen haben.
Dachgeometrie und Windrichtung sind die beiden Treiber, die zu Schneeverwehungen führen. Die zwei Windrichtungen, die Schneeverwehungen verursachen, sind “Luv” sowie “Lee-”. Schneeverwehungen in Windrichtung treten auf, wenn der Wind Schnee von einem niedrigeren Dach in Richtung der Wand eines angrenzenden, höheres Dach. Schneeverwehungen in Lee treten auf, wenn der Wind Schnee von einem höher gelegenen Dach auf ein angrenzendes niedrigeres Dach bläst. Siehe Abbildung 7-7 von ASCE 7-10 unten für eine prägnante Darstellung:
Nehmen wir an, unser Projekt ist in Madison, Wisconsin und wir haben unseren Saldo schon durchgerechnet, Dachschneelast Hier. Aus unserem Beispiel, unsere Bodenlast und Flachdachschneelast wurden festgestellt 30 psf sowie 21 psf, beziehungsweise. Regelungen zur Berechnung des Schneeverwehungszuschlags für Bauwerke finden Sie in Abschnitt 7.8 von ASCE 7-10.
Das Dach unserer Beispielkonstruktion hat zwei unterschiedliche Dachhöhen und daher müssen wir den Schneeverwehungszuschlag berechnen und auf unsere Mitglieder anwenden. In unserem Fall, unsere Balken haben einen Abstand von 10 Füße.
Abbildung 1: Isometrische Ansicht unserer Beispielstruktur
Lassen Sie uns zuerst die relevanten geometrischen Informationen über unsere Struktur sammeln. Die untere und obere Buchtgröße beträgt 25 Füße und 37 Füße, beziehungsweise. Die niedrigeren und höheren Dacherhöhungen sind 15 Füße und 30 Füße von der Klasse, beziehungsweise. Die meisten geometrischen Werte können mit Variablen verknüpft werden. Werfen wir einen Blick auf alle relevanten Variablen für diese Berechnung.
\({p}_{G}\) = Schneelast am Boden
\({l}_{u}\) = Länge Oberdach
\({l}_{l}\) = Länge des unteren Daches
\({h}_{d}\) = Höhe der Schneeverwehung
\({w}\) = Breite der Schneeverwehung
\({h}_{b}\) = Höhe der ausgeglichenen Schneelast
\({h}_{c}\) = lichte Höhe von der Oberkante der ausgeglichenen Schneelast bis zum nächsten Punkt des angrenzenden Dachs
\({h}_{r}\) = Höhenunterschied zwischen Dächern
\({p}_{s}\) = Auslegungsschneelast aus Kapitel 7
\({γ }\) = Schneedichte
\({p}_{d}\) = Schneeverwehungslast
Schauen Sie sich die Abbildung an 7-8 von ASCE 7-10 für eine Darstellung vieler dieser Begriffe und was sie visuell darstellen:
Ermittlung der Schneeverwehungszuschlagslast
Nachdem wir nun die Variablen identifiziert haben, die Schneeladekonfigurationen, und die geometrischen Beschränkungen unserer Struktur, lass uns die Schneeverwehung berechnen.
Zuerst, Finden Sie heraus, ob eine Schneeverwehungsladung erforderlich ist, für ASCE 7.7-1:
Wenn \({h}_{c}/{h}_{b} < 0.2\), dann ist keine Schneeverwehung erforderlich.
\({h}_{b} = {p}_{s}/{γ }\), wo:
\({γ } = 0.13{p}_{G} + 14 ≤ 30 PCF)
\({γ } = 0.13*(30) + 14 = 17.9 PCF 30 PCF \)
\({h}_{b} = {21 psf}/{17.9 PCF} = 1.17 f)
\({h}_{c} = {h}_{r}-{h}_{b}\)
\({h}_{c} = 15 ft – 1.17 ft = 13.8 f)
\({h}_{c}/{h}_{b} = 13.8 ft/1,17ft = 11.8 > 0.2\) und deshalb, Schneeverwehungsladen ist notwendig.
Sekunde, Finden Sie die maximale Drifthöhe zwischen Luv- und Lee-Richtungen:
Die Höhe der Drift für beide Windrichtungen kann mit der Gleichung in Abbildung ermittelt werden 7-9 von ASCE 7-10, unten gezeigt:
\({h}_{d} = 3/4*(0.43({l}_{l})^{1/3}({p_g}+10)^{1/4}-1.5)\) für Luvdrift
\({h}_{d} = 0.43({l}_{u})^{1/3}({p_g}+10)^{1/4}-1.5\) für Leedrift
Abdrifthöhe in Luv:
\({h}_{d} =3/4*(0.43(25 ft)^{1/3}(30 psf+10)^{1/4}-1.5)\)
\({h}_{d} = 1.25 f)
Drifthöhe unter dem Winde:
\({h}_{d} = 0.43(37 ft)^{1/3}(30 psf+10)^{1/4}-1.5\)
\({h}_{d} = 2.1 f)
Für die Auslegung wird die maximale Abdrifthöhe zwischen Luv- und Lee-Abtriebshöhe verwendet, deshalb:
\({h}_{d} = 2.1 f)
Als nächstes, finden Sie die Breite der Schneeverwehung gegen Aufpreis:
Die Breite der Schneeverwehungslast, \({w}\), kommt drauf an \({h}_{c}\) sowie \({h}_{d}\)
Pro Abschnitt 7.7.1,
Wenn \({h}_{d} ≤ {h}_{c}\), dann \({w} = 4{h}_{d}\)
Wenn \({h}_{d} > {h}_{c}\), dann \({w} = 4{h}_{d}^2/{h}_{c}) und folglich \({h}_{d} = {h}_{c}\)
In unserem Fall, \({h}_{c} = 13.8 f) sowie \({h}_{d} = 2.1 f), und deshalb:
\({h}_{d} ≤ {h}_{c}\), sowie
\({w} = 4*(2.1 ft)\)
\({w} = 8.4 f)
Hinweis, für ASCE 7-10 bleibt die Schneeverwehungsbreite darf nie überschreiten \(8{h}_{c}\)
Zuletzt, Berechnen Sie die Schneeverwehungszuschlagslast:
So ermitteln Sie die maximale Zuladung, multiplizieren Sie die Abtriebshöhe mit der Schneedichte:
\({p}_{d} = {h}_{d}{γ }\)
In unserem Fall,
\({p}_{d} = (2.1 ft)*(17.9 PCF)\)
\({p}_{d} = 37.6 psf)
Die maximale Schneeverwehungszuschlagslast wird dann der ausgeglichenen Schneelast überlagert:
\({p}_{max} = {p}_{d}+{p}_{s}\)
\({p}_{max} = 58.6 psf)
Anwenden der Schneeverwehungszuschlagslasten
Schauen wir uns den mittleren Rahmen unserer Struktur an. Die verteilte Fläche für die Balken in dieser Ebene ist 10 ft wegen der Konstante 10 ft Balkenabstand. Abbildung 2 unten abgebildet zeigt die ausgewogene Schneelast von 21 psf auf das Dach unserer Struktur aufgetragen. Hinweis, alle Werte sind nicht faktorisiert, Dienstlasten.
Abbildung 2: Typischer Beladungszustand bei ausgewogener Schneelast
Jetzt, Nehmen wir die Schneeverwehungszuschlagslast und überlagern sie unsere Struktur. Abbildung 3 bildet die zusätzliche Driftbelastung an der richtigen Stelle ab. Wie du siehst, unsere Gesamtschneelast beträgt 58.6 psf – aufgerundet auf 59 psf – befindet sich an der Stirnseite der Wand und nimmt dann linear über die 8.4 ft Abtriebsbreite zurück zur konstant ausgeglichenen Schneelast. Dieser Belastungszustand folgt der gesamten Wandlänge, in unserem Kurs, die Länge der Struktur.
Abbildung 3: Auslegungslasten des typischen Beladungszustands für den Servicelevel Schnee
An dieser Stelle stehen die Schneelasten in Verbindung mit anderen Lastfällen und Lastkombinationen nach ASCE . zur Berechnung bereit 7-10 und andere einschlägige Bauvorschriften. Lesen Sie unbedingt Kapitel 7 von ASCE 7-10 für weitere Informationen über aufeinanderfolgende Bestimmungen für teilweise Schneelast und unausgeglichene Schneelast, da diese Bedingungen hier nicht bewertet wurden.
Verweise:
- Minimale Bemessungslasten für Gebäude und andere Strukturen. (2013). ASCE / SEI 7-10. Amerikanische Gesellschaft der Bauingenieure.
