Das Gebiet Russlands nimmt ein riesiges Gebiet ein. Abhängig von der Intensität der Wind- und Schneeexposition ist es üblich, zwischen Wind- und Schneeregionen Russlands zu unterscheiden, denen nach den Ergebnissen umfassender Studien jeweils eine bestimmte Kategorie zugeordnet ist.
Schneezonen Russlands
Die Lage bestimmter Zonen auf der Karte Russlands sowie ihre geologischen und geografischen Merkmale dienten als Ausgangspunkt für die Zonierung des gesamten Territoriums des Landes nach dem Grad der Niederschlagsintensität. Es gibt 8 Schneezonen. Mit zunehmender Belastung des Gebiets wird ein Index mit einem großen digitalen Wert zugewiesen. Die kleinste Niederschlagsmenge entspricht dem Index "1". Die Schneedeckendichte in solchen Gebieten beträgt 70–80 kg / m 2. Die maximale Schneelast in den Regionen Russlands entspricht der achten Kategorie. In diesem Fall wird die höchste Niederschlagsdichte beobachtet, die 550 kg / m 2 erreichen kann. Eine detaillierte Klassifizierung solcher Gebiete ist in der Tabelle der Schneeregionen Russlands dargestellt.
Russische Windzonen
Die Bewegung der Luftmassen über das Territorium der Russischen Föderation ist ungleichmäßig. Einer der Schlüsselfaktoren, die die Bewegung der Luftströme beeinflussen, ist die Topographie des Standorts. Geografische Merkmale des Gebiets und eine Reihe anderer Merkmale bildeten die Grundlage für die Klassifizierung der Windzonen in Russland. Das Kriterium für diese Unterscheidung ist das Niveau des Winddrucks. Es ist üblich, 7 Bezirke zu unterscheiden.
Der Mindestdruck ist in Zonen mit einem Index "1" festgelegt. Die höchste Note wird in Bereichen unter der Nummer "7" beobachtet.
Konzept laden
Die Rangfolge der russischen Regionen nach dem Grad der Schnee- und Windintensität ist für die Planung und den Bau von Wohngebäuden, Industrieanlagen und anderen Bauwerken von großer Bedeutung. Die Zugehörigkeit eines bestimmten Gebiets zu einer bestimmten Zone ist ein entscheidender Faktor bei der Auswahl der geeigneten Methoden zur Errichtung eines Fundaments, der tragenden Strukturen und der Dachelemente eines Gebäudes.
1. Windlast
Unter der Windlast verstehen wir zunächst den Gesamtindikator für den Druck, der auf die Elemente des Gebäudes ausgeübt wird. Bei der Berechnung der durchschnittlichen Windlast werden eine Reihe von Schlüsselfaktoren berücksichtigt. Unter ihnen:
- die Bewegungsgeschwindigkeit von Luftmassen;
- Designmerkmale;
- Hochhausmerkmale des Gebäudes.
Der Endwert der Windlast besteht bis zu dem einen oder anderen Grad aus zwei Hauptparametern: dem Mittelwert und der Welligkeitskomponente. Die erste Komponente wird aus dem Standardwert des Winddrucks in Abhängigkeit von den Höhenmerkmalen des Gebäudes berechnet. Die zweite Komponente wird unter Berücksichtigung der Konfiguration der Struktur und der dynamischen Druckparameter bestimmt.
Es ist auch erwähnenswert, dass der Windeffekt auch beim Betrieb verschiedener Geräte in großer Höhe berücksichtigt wird, beispielsweise eines Krans. In diesem Fall werden die maximal zulässigen Grenzwerte als Betriebsparameter der Last an allen Knoten und Mechanismen verwendet.
2. Schneelast
Diese Art der natürlichen Einwirkung spielt beim Bau von Dachelementen eine herausragende Rolle. Die berechneten Daten bestehen in diesem Fall aus zwei Größen: der Dichte der Schneedecke und ihrem Druck.
Nach den Niederschlagsraten ist es üblich, 5 Schneeregionen Russlands zu unterscheiden. Zu den Regionen mit hohen Niederschlagsmengen zählen die Region Murmansk, die Region Kirow, die Republik Komi und Baschkortostan. Die geringste Intensität ist in der Region Amur, in Burjatien und im Transbaikalgebiet zu verzeichnen.
Ein erheblicher Einfluss auf die Schneelast hat einen Wind. In Gebieten, in denen letztere überwiegen, wird die Belastung spürbar reduziert. Dies liegt daran, dass der Schnee keine Zeit hat, sich auf dem Dach des Gebäudes anzusammeln, sondern einfach von Windböen weggeblasen wird.
Wind- und Schneelasten in den Regionen Russlands werden auf den entsprechenden Karten grafisch dargestellt.
Schneelast
Bei der Installation von Dachelementen von Gebäuden muss diese Belastung berechnet werden. Dieser Ansatz bewahrt die Unversehrtheit der tragenden Elemente des Daches und erspart dem Eigentümer ungerechtfertigte Kosten.
Für die Durchführung der Siedlungsarbeiten sind eine Reihe von Parametern erforderlich: das Gewicht der Schneedecke P pro 1 m 2, der Grad der Dachneigung u.
Die Formel zur Berechnung der Gesamtschneelast lautet wie folgt:
S = P * u
Vorhandene Daten in SNiP zur Schneelast nach Regionen Russlands können sowohl von Fachleuten als auch von normalen Menschen verwendet werden. Der Wert von u ist variabel. Dieser Koeffizient wird nur für Dächer mit einem Neigungswinkel von nicht mehr als 60 ° berücksichtigt.
Windlast
Der vorgestellte Parameter ist vor allem bei der Gestaltung von Dachsystemen von Häusern erforderlich. Gemäß SNiP ist die Windlast eine Kombination der folgenden physikalischen Größen:
- Nenndruck, der das Innere des Gebäudes beeinflusst;
- Reibungskräfte, die tangential auf die Oberfläche des Gebäudes wirken;
- Druck auf die Außenseite des Gebäudes.
Zur Berechnung des Durchschnittswerts der Windlast sind zwei Größen erforderlich: ein Koeffizient, der den Grad des ausgeübten Drucks in Abhängigkeit von einer bestimmten Höhe k angibt, und der für eine bestimmte Fläche festgelegte Druck P 0. Die endgültige Formel lautet wie folgt:
P = P 0 * k
Der Wert von P 0 ist in der Tabelle angegeben, die für die meisten Regionen Russlands zusammengestellt wurde.
Es gibt jedoch einige Gebiete des Landes, für die dieser Parameter in der Tabelle nicht angegeben ist. Wir sprechen von Gebirgsregionen und -gebieten, die sich in rauen klimatischen Bedingungen unterscheiden. Der Standardgrad der Windlast für solche Zonen wird durch die Formel abgeleitet:
P 0 = 0, 61 V 2, Dabei ist V ein Indikator für die Geschwindigkeit von Luftmassen in einer Höhe von 10 m, was einer geschätzten Zeit von 10 Minuten entspricht.
Zusätzliche Berechnungsmethoden
Zusätzlich zu der vorgestellten Methode zur Berechnung des Durchschnittswerts der Wind- und Schneelast in einer bestimmten Region Russlands gibt es eine Reihe von Techniken, mit denen wir diesen Parameter unter Verwendung anderer physikalischer Größen berechnen können.
Die erste Methode ist anwendbar, um die Windlast zu bestimmen. Zunächst muss der Winddruck nach folgender Formel ermittelt werden:
Pr = 0, 00256 * V 2, wobei V die Windgeschwindigkeit ist.
Der nächste Schritt besteht darin, den Luftwiderstandsbeiwert zu ermitteln. Je nach Dachart kann der Wert variieren:
- für längliche Vertikale - 1, 2;
- für verkürzte Vertikale - 0, 8;
- für längliche horizontale - 2, 0;
- für eine verkürzte Horizontale - 1.4.
Die letzte Stufe der Berechnungen ist die Kombination der obigen Werte zu einer einzigen Formel:
P = A * Pr * C, wobei A die freiliegende Oberfläche ist;
C - Frontalwiderstand.
Um ein zuverlässigeres Ergebnis bei der Berechnung der Schneelast zu erhalten, kann die obige Formel durch mehrere Hilfswerte ergänzt werden:
S = P * u * s t * c e, wobei c t der Wärmekoeffizient ist;
c e - Koeffizient unter Berücksichtigung des Fehlers während der Schneeverwehung unter Windeinfluss.
Alle dargestellten Parameter sind in auf gesetzlicher Ebene genehmigten Regulierungsdokumenten öffentlich zugänglich.
