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ASCEを使用した屋根雪荷重の計算 7-10

ASCEごとの屋根の積雪荷重を計算する方法のウォークスルー 7-10

構造物への積雪荷重の影響は、設計期間中に考慮されない場合、悲惨な影響を与える可能性があります. ASCEがASCEで定めた手順とガイドライン 7-10 これらの荷重が米国内の場所に応じてどのようになるかについて、構造エンジニアに指示を与えます, とそれらを適用する方法.

示されている、または参照されているすべてのセクションと図は、ASCEのものです。 7-10.

SkyCiv構造3D (S3D) 設計要件を満たすために、構造を簡単かつ効率的にロードする能力をユーザーに提供します. このセクションで, 積雪荷重を計算して構造に適用する方法の概要を説明します, ASCEの指導に従って 7-10.

我々は使用するだろう マディソン, ウィスコンシン 計算のウォークスルーを支援するための米国内の場所の例として.

構造物に雪荷重を適用する前に, 私達は私達の場所で地面の積雪量を知る必要があります, これは図を使用して見つけることができます 7.1 ASCEから 7-10. 私たちの場合には, 地上の積雪量は 30 psf.

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図 1: マディソンのサンプルプロジェクトの場所, 図のウィスコンシン 7.1 ASCEで 7-10

いくつかの特別な場合, 地上の積雪荷重を決定するには、サイト固有のケーススタディが必要であるため、提供されたマップ上で直接見つけることはできません。. セクションを参照 7.2 詳細については.

また, あなたはオンラインを通してあなたの場所の地面の積雪量を直接見つけることができます 場所別の危険 ツール, ATC提供.

陸屋根の積雪荷重, \({p}_{f}\)

私たちの構造に適用される積雪荷重は、地上の積雪荷重ではありません, しかしほとんどの場合, 陸屋根の積雪量. 傾斜した屋根に関するその他の考慮事項は、章全体に記載されています。 7 ASCEの 7-10. 私たちの場合には, 私たちの構造が平らな屋根を持っていると仮定しましょう (屋根の傾斜≤5°).

陸屋根の積雪荷重は、式を使用して計算されます 7.3-1:

\({p}_{f} = 0.7{C}_{e}{C}_{t}{私}_{s}{p}_{g}\)

どこ:

\({C}_{e}\) =露出係数

\({C}_{t}\) =熱係数

\({私}_{s}\) =重要度

\({p}_{g}\) =地上積雪荷重

ばく露係数, \({C}_{e}\)

暴露係数は表を使用して決定されます 7-2 ASCEで 7-10. 私たちの場合には, マディソンの大部分の露出/地形カテゴリ, ウィスコンシンはカテゴリーBです; 屋根が部分的に露出していると仮定します. したがって, 私たちの露出係数は 0.9.

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図 2: テーブル 7-2 ASCEから 7-10 例のケースが強​​調表示されています

温度係数, \({C}_{t}\)

温度係数は表から決定されます 7-3 ASCEで 7-10. ほとんどの場合, 温度係数はに等しい 1.0, これが私たちの場合に想定することです. その他のケースは以下にあります:

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図 3: テーブル 7-3 ASCEから 7-10 例のケースが強​​調表示されています

雪の重要度, \({私}_{s}\)

重要な要素は、積雪量の計算だけではありません。, 氷や地震の重要な要素もあります. 構造物の雪の重要度を見つけるには, 最初に表からリスクカテゴリを見つけます 1.5-1. 私たちの場合には, リスクカテゴリはリスクカテゴリIIであると想定します, 最も一般的な. 次, 表に移動 1.5-2 重要度を見つけるために. この演習では, 雪の重要度は 1.00.

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図 4: テーブル 1.5-2 ASCEから 7-10 例のケースが強​​調表示されています

方程式の使用 7.3-1, これで、例の場所の陸屋根の積雪荷重を計算できます:

\({p}_{f} = 0.7{C}_{e}{C}_{t}{私}_{s}{p}_{g}\)

\({p}_{f} = 0.7*(1.0)*(1.0)*(1.0)*(30 lb / ft ^ 2)\)

\({p}_{f} = 21 lb/ft^2\)

私たちの場合には, これは私たちのファクタリングされていない, バランスの取れた 構造物に適用される積雪荷重を設計する. バランスの取れた積雪荷重は、屋根構造が配置されているすべての場所に適用されます. これには、オーバーハングと複数の屋根レベルが含まれます.

構造物の屋根を傾斜させる場合, 設計積雪荷重を見つけるための追加の規定があります. これらについて以下で説明します:

傾斜した屋根の積雪荷重, \({私}_{s}\)

屋根の傾斜が5°より大きい場合, 屋根は傾斜していると見なされます. 傾斜した屋根の積雪荷重は、表面の水平投影に作用していると想定されます.

傾斜屋根の積雪荷重は、式を使用して計算されます 7.4-1:

\({p}_{s} = {C}_{s}{p}_{f}\)

どこ:

\({C}_{s}\) =屋根の勾配係数

\({p}_{f}\) =陸屋根の積雪荷重

屋根の勾配係数, \({C}_{s}\)

屋根の勾配係数は、温度を含むさまざまな屋根のプロパティに依存します, 形状と素材. 屋根の勾配係数は、セクションから決定できます。 7.4.1 使って 7.4.4 ASCEの 7-10 として知られていることができます:

暖かい屋根の勾配係数

コールドルーフスロープファクター

湾曲した屋根の屋根勾配係数

複数の折り畳みプレートの屋根勾配係数, のこぎり歯, とバレルヴォールトの屋根.

陸屋根積雪荷重, \({p}_{f}\)

これは前のセクションで計算された積雪荷重です. 構造物の屋根が傾斜または平らな場合, あなたはまだ平らな屋根の雪の負荷を計算する必要があります.

ASCEのこれらのセクションから屋根の勾配係数を取得した後 7-10, の バランスの取れた 傾斜屋根の設計積雪荷重は、式を使用して簡単に計算できます。 7.4-1. バランスの取れた積雪荷重は、屋根構造が配置されているすべての場所に適用されます. これには、オーバーハングと複数の屋根レベルが含まれます.

部分的, 不均衡およびドリフトローディング

バランスの取れた積雪に加えて, 特定の荷重シナリオが適用されます。これは、構造物の積雪荷重を設計するときにも考慮する必要があります。.

構造物に可能なすべての荷重ケースと組み合わせが正しく適用および分析されるようにするのは、構造エンジニアの責任ですか?. 章の後半のセクションを注意深く読んでください 7 – セクション 7.5 – 7.12 – ASCEの 7-10 バランスの取れた積雪条件に加えて、適用可能な積雪の追加または条件を見つけるため.

部分的な読み込み

部分荷重は、セクションに従って連続ビームシステムに適用する必要があります 7.5-1. 3つの別々のケースを適用する必要があります, これらのケースを図に示します 7-4. ある場合には, メンバーに最大の影響を与えるのは、バランスの取れた積雪荷重の半分だけが適用される場合です。. セクションを参照 7.5 詳細については.

不均衡な積雪荷重

屋根の形状や形状はさまざまであるため, 異なる風向との相互作用, 不均衡な積雪荷重はかなり異なる可能性があります. ヒップルーフと切妻屋根には、さまざまな不均衡な荷重対策があります。, 湾曲した屋根, のこぎり屋根, とドーム屋根.

これらの不均衡な積雪荷重は、平衡積雪荷重の場合とは別に分析されます, したがって, 相加的ではありません. セクションを参照 7.6 詳細については.

雪の漂流

屋根の設計は通常、多数の屋根の高さを示し、単一の屋根の高さを提供することはめったにありません. このため, 互いに上下の屋根領域があり、雪のドリフトの影響を受けやすい. 雪は屋根の下側から高い側に向かって吹くことができます, または、屋根の高い部分から下側の投影側に吹き飛ばされます. 追加の雪の負荷の量, または追加料金, 隣接する2つの屋根の高さの違いと、高さの低下に垂直な屋根の長さに依存します. セクションを参照 7.7 そして 7.8 詳細については.

参考文献:

  • 建物およびその他の構造物の最小設計荷重. (2013). ASCE / SEI 7-10. アメリカ土木学会.
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