Расчет снеговой и ветровой нагрузки на ангар в Центральной России

Расчет снеговой и ветровой нагрузки на ангар в Центральной России – это критически важный этап проектирования, обеспечивающий безопасность и долговечность конструкции. Эти расчеты необходимо проводить в соответствии с действующими нормативными документами – СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» (с изменениями) и соответствующими региональными нормативными документами (если есть).

1. Определение снеговой нагрузки:

1.1. Исходные данные:

Район строительства: Важно точно определить местоположение объекта, так как снеговые нагрузки меняются в зависимости от района и высоты над уровнем моря.
Нормативное значение снеговой нагрузки (Sg): Определяется по карте снегового районирования территории России в СНиП 2.01.07-85* (Приложение 5). Центральная Россия обычно относится к I, II или III снеговым районам.
Угол наклона кровли (α): Необходимо знать угол наклона скатов кровли ангара.
Коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие (μ): Зависит от угла наклона кровли и определяется по таблице 4 СНиП 2.01.07-85*.
- Для плоских (α ≤ 25°) — μ = 1.0
- Для скатных (25° < α ≤ 60°) — μ = 0.7
- Для крутых (α > 60°) — μ = 0.0

1.2. Формула расчета:

Расчетная снеговая нагрузка (S) определяется по формуле:

S = Sg * μ * Ce

Где:

Sg – нормативное значение снеговой нагрузки, кПа (кгс/м²)
μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие (зависит от угла наклона кровли)
Ce – коэффициент, учитывающий влияние степени открытости местности (рассматривается ниже).

1.3. Коэффициент, учитывающий влияние степени открытости местности (Ce):

Этот коэффициент учитывает степень защиты здания от снега другими объектами (деревья, здания и т.д.) и определяется по таблице 5 СНиП 2.01.07-85*:

A – Открытая местность (степи, тундра, морские побережья, крупные озера, водохранилища). Ce = 1,0
B – Лесополосы, населенные пункты с равномерной застройкой высотой не более 10 м. Ce = 0,85
C – Застроенные районы с высотой зданий более 10 м. Ce = 0,5

Пример расчета снеговой нагрузки:

Предположим:

Ангар строится в Московской области (II снеговой район). Sg = 1.2 кПа (120 кгс/м²)
Угол наклона кровли α = 30°
Местность – лесополоса (тип B). Ce = 0,85

Тогда:

μ = 0.7 (для α = 30°)
S = 1.2 кПа * 0.7 * 0.85 = 0.714 кПа (71.4 кгс/м²)

2. Определение ветровой нагрузки:

2.1. Исходные данные:

Район строительства: Как и для снеговой нагрузки, необходимо точно определить местоположение объекта.
Нормативное значение ветрового давления (Wg): Определяется по карте ветрового районирования территории России в СНиП 2.01.07-85* (Приложение 4). Центральная Россия обычно относится к I, II или III ветровым районам.
Высота ангара (z): Расстояние от поверхности земли до верхней точки ангара.
Коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте (k): Зависит от типа местности и высоты ангара. Определяется по таблице 3 СНиП 2.01.07-85*.
Аэродинамический коэффициент ©: Зависит от формы здания и направления ветра. Определяется по таблице 6 СНиП 2.01.07-85* и специализированным справочникам. Для ангаров арочного типа и прямоугольных обычно принимают несколько значений для разных зон поверхности (наветренная, подветренная, боковые).

2.2. Формула расчета:

Расчетная ветровая нагрузка (W) определяется по формуле:

W = Wg * k * Ce * C

Где:

Wg – нормативное значение ветрового давления, кПа (кгс/м²)
k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте.
Ce – коэффициент, учитывающий влияние степени открытости местности (рассматривается ниже).
C – аэродинамический коэффициент.

2.3. Коэффициент, учитывающий влияние степени открытости местности (Ce):

Этот коэффициент учитывает степень открытости местности для ветра и определяется по таблице 3 СНиП 2.01.07-85*:

A – Открытая местность (степи, тундра, морские побережья, крупные озера, водохранилища). Ce = 1,0
B – Лесополосы, сельская местность с редкими постройками высотой не более 10 м. Ce = 0,65
C – Застроенные районы с высотой зданий более 10 м. Ce = 0,4

Пример расчета ветровой нагрузки:

Предположим:

Ангар строится в Тверской области (II ветровой район). Wg = 0.38 кПа (38 кгс/м²)
Высота ангара z = 8 м
Местность – сельская местность (тип B). Ce = 0,65
Аэродинамический коэффициент C = 0.8 (для наветренной стороны)

Определяем коэффициент k по таблице 3 СНиП 2.01.07-85* для типа местности B и высоты 8 м: k = 0.85

Тогда:

W = 0.38 кПа * 0.85 * 0.65 * 0.8 = 0.168 кПа (16.8 кгс/м²)

Важные замечания:

Региональные нормы: Обязательно проверьте наличие и требования региональных нормативных документов, которые могут уточнять или дополнять общие положения СНиП.
Сложные формы: Для ангаров сложной формы (например, арочные с криволинейной крышей) определение аэродинамических коэффициентов требует консультации специалистов и может потребовать проведения испытаний в аэродинамической трубе.
Комбинированные нагрузки: Необходимо учитывать одновременное воздействие снеговой и ветровой нагрузки, а также других нагрузок (собственный вес конструкции, вес оборудования и т.д.).
Надежность: При проектировании следует применять коэффициенты запаса по надежности, учитывающие возможные отклонения фактических нагрузок от расчетных.
Проектирование: Эти расчеты являются упрощенным примером. Реальное проектирование должно выполняться квалифицированными специалистами с использованием специализированного программного обеспечения.

Внимание! Приведенные примеры расчетов являются упрощенными и служат только для иллюстрации принципов. Для реального проектирования ангара необходимо обращаться к квалифицированным специалистам, имеющим опыт в расчете строительных конструкций. Неправильный расчет нагрузок может привести к разрушению здания и серьезным последствиям.

Заказать