Auto-calcul de la charge de neige sur le toit - quelle doit être la précision du calcul. Calcul de la charge de neige sur le toit: comment ne pas commettre d'erreurs dans la conception et le fonctionnement du toit Comment calculer la charge de neige sur le toit

La neige est une joie agréable pour beaucoup, et parfois c'est un grand désastre pour eux, surtout quand il y en a beaucoup. Pour déterminer le poids, il est important de comprendre selon ses calculs, principalement pour les constructeurs, afin que les toits ne s'effondrent pas.

Poids spécifique de neige par 1m³ selon les caractéristiques
Caractéristique de la neige	Gravité spécifique (g / cm³)	Poids 1 m³ (kg)
Neige sèche	0.125	125
Fraîchement tombé duveteux sec	de 0,030 à 0,060	de 30 à 60
Neige humide	jusqu'à 0,95	jusqu'à 950
Mouillé fraîchement tombé	de 0,060 à 0,150	de 60 à 150
Fraîchement tombé installé	de 0,2 à 0,3	de 200 à 300
Transfert par vent (blizzard)	de 0,2 à 0,3	de 200 à 300
Séchage arrangé vieux	de 0,3 à 0,5	de 300 à 500
Sapin sec (neige dense)	de 0,5 à 0,6	de 500 à 600
Firn humide	de 0,4 à 0,8	de 400 à 800
Nous avons dit	0,6 à 0,8	de 600 à 800
Glace glaciaire	0,8 à 0,96	de 800 à 960
Neige couchée pendant plus de 30 jours		340-420

Dans certains pays, la neige est un excellent matériau de construction, par exemple pour la construction de l'igloo par les Esquimaux, et en vacances pour la construction de sculptures originales.

Formation de neige en tant que phénomène naturel

La neige est un phénomène naturel formé par la cristallisation de petites gouttelettes d'eau dans l'atmosphère et tombant au sol sous forme de précipitations. La neige se forme dans l'atmosphère lorsque des particules microscopiques d'eau commencent à se regrouper autour de la même taille de particules de poussière et à se cristalliser. Au départ, la taille des cristaux de glace formés ne dépasse pas 0,1 mm. Mais en train de tomber à la surface de la terre, en fonction de la température environnement externe, ils commencent à "envahir" avec d'autres cristaux d'eau gelés et augmentent proportionnellement.

La forme à motifs des flocons de neige est formée en raison de la structure spécifique des molécules d'eau. Il s'agit généralement de figures à six pointes, avec angle possible entre les faces, 60 ou 120 degrés. Dans ce cas, le cristal "central" principal a la forme d'un hexagone à faces régulières. Et les rayons cristallins joints en cours de chute peuvent donner au flocon de neige les formes les plus diverses. Étant donné qu'en cours de chute, les flocons de neige sont exposés au vent, aux changements de température et peuvent faire croître à nouveau le nombre de cristaux, ils acquièrent en fin de compte non seulement des formes plates, mais aussi tridimensionnelles. À première vue, cela peut ressembler à un tas de gouttelettes d'eau gelées, mais si vous regardez de près, alors dans la structure d'origine, toutes ces connexions auront angles corrects.

En règle générale, la couleur de la neige est blanche. Cela est dû à la présence en elle structure interne air. En fait, la neige est composée à 95% d'air. C'est ce qui détermine la «légèreté» des flocons de neige, ainsi qu'un atterrissage en douceur sur des surfaces dures. Plus tard, lorsque la lumière passe à travers l'eau cristallisée, en tenant compte des couches d'air et commence à se disperser, le flocon de neige acquiert un visible couleur blanche... Mais ça version classique... S'il y a d'autres éléments dans l'atmosphère, notamment de minuscules particules de poussière, brûlantes, polluées par les émissions industrielles avec des mélanges d'air, la neige peut acquérir d'autres nuances.

Les flocons de neige ne mesurent généralement pas plus de 5 mm de diamètre. Mais dans l'histoire, il existe des cas connus de formation de flocons de neige "géants", lorsque la taille de chaque "spécimen atteignait un diamètre allant jusqu'à 30 cm. En même temps, étant donné les nombreux facteurs influençant la formation de ces créations naturelles, il on pense qu'il est tout simplement impossible de trouver deux flocons de neige identiques. Et même si visuellement il vous semble qu'ils sont complètement similaires, en les regardant de près au microscope, vous comprendrez que c'est loin d'être le cas. Les variations de leurs formes possibles sont aujourd'hui illimitées.

Combien pèse 1 cube de neige - selon les dépendances

• De la température ambiante
• Depuis le temps depuis les précipitations
• Précipitations supplémentaires sous forme de pluie
• De la densité de l'agglomération

Beau temps à la maison!

Le toit protège en permanence le bâtiment de toutes les manifestations météorologiques et climatiques, excluant le contact de tous les matériaux avec l'eau atmosphérique ou de pluie et étant une couche limite qui coupe l'effet de l'air givré sur le grenier.

Ce sont les fonctions principales et les plus importantes du toit dans l'esprit d'une personne non préparée, elles sont tout à fait correctes, mais ne reflètent pas liste complète charges fonctionnelles et contraintes testées.

Dans le même temps, la réalité est beaucoup plus dure qu'elle ne le paraît à première vue, et l'impact sur le toit n'est pas limité à certaines usures des matériaux.

Il est transmis à presque tous les éléments de support du bâtiment - tout d'abord, les murs du bâtiment, sur lesquels repose directement le toit entier, et finalement à la fondation.

Il est impossible de négliger toutes les charges créées, ce qui entraînera une destruction rapide (parfois soudaine) du bâtiment.

Les effets principaux et les plus dangereux sur le toit et sur l'ensemble de la structure dans son ensemble sont:

• Charges de neige.
• Charges de vent.

En même temps, les neiges agissent pendant certains mois d'hiver, absents pendant la saison chaude, tandis que le vent crée un effet toute l'année... Les charges de vent, ayant des fluctuations saisonnières de force et de direction, sont à un degré ou à un autre constamment présentes et sont dangereuses avec des amplifications occasionnelles de grains.

De plus, l'intensité de ces charges est de nature différente:

• La neige crée une pression statique constantequi peut être ajusté en nettoyant le toit et en éliminant les accumulations. La direction des efforts agissants est constante et ne change jamais.
• Le vent agit par intermittence, par saccades, augmentant ou diminuant soudainement. La direction peut être modifiée, ce qui fait que toutes les structures de toit ont une solide marge de sécurité.

De grandes masses de neige qui se détachent soudainement du toit peuvent causer des dommages aux biens ou aux personnes à l'automne. Outre, des phénomènes atmosphériques occasionnels à court terme mais extrêmement destructeurs se produisent - vents ouragans, fortes chutes de neige, particulièrement dangereuses en présence de neige mouillée, qui est d'un ordre de grandeur plus lourde que d'habitude. Il est presque impossible de prédire la date de tels événements et, en tant que mesures de protection, vous ne pouvez qu'augmenter la résistance et la fiabilité du système de toit et de chevrons.

Collecte des charges de toit

Dépendance des charges à l'angle d'inclinaison du toit

L'angle d'inclinaison du toit détermine la surface et la puissance du contact du toit avec le vent et la neige. En même temps, la masse de neige a un vecteur de force orienté verticalement et la pression du vent, quelle que soit la direction, est horizontale.

Par conséquent, en prenant l'angle d'inclinaison plus raide, il est possible de réduire la pression des masses de neige, et parfois d'éliminer complètement l'occurrence d'accumulations de neige, mais en même temps, le «vent» du toit augmente et les contraintes du vent augmenter.

Il est évident que pour réduire les charges de vent, un toit plat serait idéal, alors que c'est elle qui ne laissera pas glisser les masses de neige et contribuera à la formation de grosses congères qui, en fondant, peuvent mouiller tout le bâtiment. Le moyen de sortir de la situation est de choisir un tel angle d'inclinaison auquel les exigences pour les charges de neige et de vent sont satisfaites au maximum, et elles sont en différentes régions ont des significations individuelles.

Charge par rapport à l'angle du toit

Poids de neige par mètre carré de toiture selon la région

Les précipitations sont un indicateur qui dépend directement de la géographie région. Plus de régions du sud voient à peine la neige, plus de régions du nord ont une quantité saisonnière constante de masses de neige.

Dans le même temps, les régions de haute altitude, quelle que soit la latitude géographique, ont des taux de chutes de neige élevés, ce qui, combiné à des vents fréquents et forts, crée de nombreux problèmes.

Normes et règles de construction (SNiP),le respect des dispositions dont est obligatoire pour la mise en œuvre contiennent des tableaux spéciaux, montrant les indicateurs standards de la quantité de neige par unité de surface dans différentes régions.

REMARQUE!

L'état habituel des masses de neige dans la région doit être pris en compte. La neige mouillée est plusieurs fois plus lourde que la neige sèche.

Ces données servent de base au calcul des charges de neige, car elles sont assez fiables et sont également données non pas en moyenne, mais en valeurs limites, offrant une bonne marge de sécurité dans la construction du toit.

Néanmoins, il faut tenir compte de la structure du toit, de son matériau, ainsi que de la présence éléments supplémentairesprovoquant une accumulation de neige, car ils peuvent dépasser considérablement les indicateurs standard.

Poids de neige par mètre carré toitures selon la région dans le schéma ci-dessous.

Région de charge de neige

Calcul de la charge de neige sur un toit plat

La conception des structures porteuses est réalisée selon la méthode des états limites, c'est-à-dire celles où les efforts testés provoquent des déformations ou destructions irréversibles. Par conséquent, la résistance d'un toit plat doit dépasser la charge de neige pour une région donnée.

Il existe deux types d'états limites pour les éléments de toiture:

• La structure s'effondre.
• La structure est déformée, se décompose sans destruction complète.

Les calculs sont effectués pour les deux états, dans le but d'obtenir conception robuste, garanti pour résister à la charge sans conséquences, mais aussi sans coûts inutiles matériaux de construction et le travail. Pour les toits plats, les valeurs des charges de neige seront maximales, c'est-à-dire le facteur de correction de pente est 1.

Ainsi, selon les tableaux SNiP, le poids total de neige sur un toit plat sera la valeur de la norme multipliée par la surface du toit. Les valeurs peuvent atteindre des dizaines de tonnes, donc les bâtiments toits plats dans notre pays, ils ne construisent pratiquement pas, en particulier dans les régions à fort taux de précipitations en hiver.

Calcul de la charge de neige sur le toit en ligne

Un exemple de calcul de la charge de neige aidera à démontrer clairement la procédure et à montrer également la valeur possible de la pression de la neige sur la structure de la maison.

La charge de neige sur le toit est calculée à l'aide de la formule suivante:

S \u003d Sg * µ;

où S - la pression de la neige par mètre carré de toit.

Sg - valeur standard de la charge de neige pour une région donnée.

µ - un facteur de correction qui prend en compte le changement de charge à différents angles d'inclinaison du toit. De 0 ° à 25 ° la valeur de µ est prise égale à 1, de 25 ° à 60 ° - 0,7. Aux angles d'inclinaison du toit supérieurs à 60 °, la charge de neige n'est pas prise en comptebien qu'en réalité il y ait des accumulations de neige mouillée sur des surfaces plus escarpées.

Calculons la charge sur le toit d'une superficie de 50 mètres carrés, l'angle d'inclinaison est de 28 ° (µ \u003d 0,7), la région est la région de Moscou.

Ensuite, la charge standard est (selon les données SNiP) 180 kg / m2.

Multipliez 180 par 0,7 - nous obtenons une charge réelle de 126 kg / m2.

La pression totale de la neige sur le toit sera: 126 fois la surface du toit - 50 m2. Résultat - 6300 kg... Il s'agit du poids estimé de la neige sur le toit.

Impact de la neige sur le toit

Le calcul de la charge du vent se fait de manière similaire. Il est basé sur la valeur normative de la charge de vent en vigueur dans la région donnée, qui est multipliée par le facteur de correction de la hauteur du bâtiment:

W \u003d Wo * k;

Wo - valeur standard pour la région.

k - un facteur de correction qui tient compte de la hauteur au-dessus du sol.

Rose du vent

Il existe trois groupes de valeurs:

• Pour les zones ouvertes de la surface de la terre.
• Pour les zones boisées ou urbaines avec des hauteurs d'obstacles à partir de 10 m.
• Pour les agglomérations urbaines ou les zones à terrain difficile avec une hauteur d'obstacle de 25 m.

Toutes les valeurs normatives, ainsi que les facteurs de correction, sont contenus dans les tableaux SNiP et doivent être pris en compte lors du calcul des charges.

MISE EN GARDE!

Lors de la réalisation de calculs, il convient de prendre en compte l'indépendance des charges de neige et de vent l'une par rapport à l'autre, ainsi que la simultanéité de leur impact. La charge totale du toit est la somme des deux valeurs.

En conclusion, il est nécessaire de souligner la grande ampleur et l'inégalité des charges créées par la neige et les vents. Les valeurs comparables au poids propre du toit ne peuvent être ignorées, ces valeurs sont trop graves. L'incapacité de réguler ou d'éliminer leur présence les oblige à réagir en augmentant la force et le bon choix angle d'inclinaison.

Tous les calculs doivent être basés sur SNiP, pour clarifier ou vérifier les résultats, il est recommandé d'utiliser des calculatrices en ligne, dont il y en a beaucoup sur le réseau. De la meilleure façon sera l'utilisation de plusieurs calculatrices avec la comparaison ultérieure des valeurs obtenues. Un calcul correct est la base d'un service fiable et à long terme de la toiture et de l'ensemble du bâtiment.

Vidéo utile

Vous pouvez en savoir plus sur les charges sur le toit dans cette vidéo:

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Allez-vous concevoir et construire une maison vous-même? Ensuite, vous, sans la procédure de collecte des charges sur le toit (ou en d'autres termes, sur structures porteuses toit) est indispensable. Après tout, ne connaissant que les charges qui agiront sur le toit, vous pouvez déterminer l'épaisseur minimale de la dalle en béton armé, calculer le pas et la section des chevrons en bois ou en métal, ainsi que les lattes.

Cet événement est régi par SNiP 2.01.07-85 * (SP 20.13330.2011) "Edition mise à jour".

La collecte des charges sur le toit est effectuée dans l'ordre suivant:

1. Détermination du poids propre des structures du toit.

Ici, par exemple, pour toit en bois comprend le poids du revêtement (métal, carton ondulé, onduline, etc.), le poids du lattage et des chevrons, ainsi que le poids matériau d'isolation thermiquesi envisagé grenier chaleureux ou grenier.

Afin de déterminer le poids des matériaux, vous devez connaître leur densité, qui peut être trouvée.

2. Détermination de la charge de neige (temporaire).

La Russie est située dans de telles latitudes où la neige tombe inévitablement en hiver. Et cette neige doit être prise en compte lors de la conception d'une toiture, à moins bien sûr que vous ne souhaitiez sculpter des bonhommes de neige dans votre salon et dormir au grand air.

La valeur standard de la charge de neige peut être déterminée par la formule 10.1:

S 0 \u003d 0,7 s c t μS g,

où: с в - coefficient de réduction, qui prend en compte la dérive de neige du toit sous l'influence du vent ou d'autres facteurs; il est accepté conformément aux clauses 10.5-10.9. Dans la construction privée, il est généralement égal à 1, car la pente du toit d'une maison y est le plus souvent supérieure à 20%. (Par exemple, si la projection du toit est de 5 m et sa hauteur de 3 m, la pente sera de 3/5 * 100 \u003d 60%. Dans le cas où, par exemple, vous avez un toit en cabanon avec une pente de 12 à 20 sur un garage ou un porche%, alors avec b \u003d 0,85.

avec t - coefficient thermique, en tenant compte de la possibilité de fonte de la neige par excès de chaleur, qui est libérée à travers un toit non isolé. Il est accepté conformément à la clause 10.10. Dans la construction privée, il est égal à 1, car il n'y a pratiquement personne qui mettra des batteries dans un grenier non isolé.

μ - coefficient adopté conformément au paragraphe 10.4 et à l'appendice D, en fonction du type et de l'angle d'inclinaison du toit. Il vous permet de passer du poids de la couverture de neige au sol à la charge de neige sur la couverture. Par exemple, pour les angles de pente suivants d'un toit en pente et d'un toit à pignon, le coefficient μ a des valeurs:

- α≤30 ° → μ \u003d 1;

- α≤45 ° → μ \u003d 0,5;

- α≤60 ° → μ \u003d 0.

Le reste des valeurs est déterminé par interpolation.

Noter: le coefficient μ ne peut être inférieur à 1 que s'il n'y a pas de structures sur le toit pour retenir la neige.

S g - poids de neige pour 1 m2 de surface horizontale; est prise en fonction de la région enneigée de la Fédération de Russie (annexe G et données du tableau 10.1). Par exemple, la ville de Nizhny Novgorod est située dans la région des neiges IV, et, par conséquent, S g \u003d 240 kg / m2.

3. Détermination de la charge due au vent.

Le calcul de la valeur standard de la charge de vent est effectué conformément à l'article 11.1. Je ne décrirai pas la théorie ici, car l'ensemble du processus est décrit dans SNiP.

Noter: Vous trouverez ci-dessous 2 exemples où cette procédure est décrite en détail.

4. Détermination de la charge opérationnelle (temporaire).

Dans le cas où vous souhaitez utiliser le toit comme lieu de repos, vous devrez alors prendre en compte la charge égale à 150 kg / m2 (conformément au tableau 8.3 et à la ligne 9).

Cette charge est prise en compte sans charge de neige, c'est-à-dire dans le calcul est considéré comme l'un ou l'autre. Par conséquent, du point de vue du gain de temps dans le calcul, il est conseillé d'en utiliser un grand (le plus souvent c'est de la neige).

5. Transition de la charge standard à la charge nominale.

Cette transition est réalisée en utilisant des facteurs de sécurité. Pour les charges de neige et de vent, il est de 1,4. Par conséquent, pour passer par exemple de la charge de neige standard à celle calculée, il faut multiplier S 0 par 1,4.

En ce qui concerne les charges de poids propre des structures du toit et de son revêtement, le coefficient de sécurité est ici pris conformément au tableau 7.1 et au paragraphe 8.2.2.

Ainsi, conformément à ce paragraphe, le facteur de fiabilité pour les charges temporairement réparties est pris:

1.3 - avec une charge standard inférieure à 200 kg / m2;

1.2 - avec une charge standard de 200 kg / m2 ou plus.

6. Sommation.

La dernière étape est l'addition de toutes les valeurs standard et calculées pour toutes les charges afin d'obtenir des valeurs générales qui seront utilisées dans les calculs.

Noter: si vous supposez que quelqu'un va grimper sur un toit enneigé, alors aux charges répertoriées pour plus de fiabilité, vous pouvez ajouter une charge vive d'une personne. Par exemple, il peut être de 70 kg / m2.

Afin de connaître la charge sur les chevrons ou il est nécessaire de convertir kg / m2 en kg / m. Cela se fait en multipliant la valeur calculée de la charge standard ou de conception par demi-portée de chaque côté. De même, la charge sur les lattes est collectée.

Par exemple, les chevrons sont par incréments de 500 mm et les pannes sont par incréments de 300 mm. La charge totale du toit est de 200 kg / m2. Ensuite, la charge sur les chevrons sera de 200 * (0,25 + 0,25) \u003d 100 kg / m et sur les panneaux de revêtement - 200 * (0,15 + 0,15) \u003d 60 kg / m (voir figure).

Maintenant, pour plus de clarté, considérons deux exemples de collecte de charges sur le toit.

Exemple 1. Collecte de charges sur un toit en béton armé monolithique à une seule pente.

Donnée initiale.

Zone de construction - Nizhny Novgorod.

La structure du toit est à une seule pente.

Pente du toit - 3,43 ° ou 6% (0,3 m - hauteur du toit; 5 m - longueur de la pente).

Les dimensions de la maison sont de 10x9 m.

La hauteur de la maison est de 8 m.

Type de terrain - village de chalets.

Composition du toit:

1. Dalle monolithique en béton armé - 100 mm.

2. Chape ciment-sable - 30 mm.

3. Pare-vapeur.

4. Isolation - 100 mm.

5. La couche inférieure du tapis imperméabilisant.

6. Couche supérieure de tapis imperméabilisant soudé.

Collection de charges.

Type de charge	Norme.	Coef.	Calc.
Charges constantes: Dalle monolithique en béton armé (ρ \u003d 2500 kg / m3) 100 mm d'épaisseur Chape ciment-sable (ρ \u003d 1800 kg / m3) épaisseur 30 mm Polystyrène expansé (ρ \u003d 35 kg / m3) 100 mm d'épaisseur Charges temporaires:	250 kg / m2 3,5 kg / m2		275 kg / m2 70,2 kg / m2 4,6 kg / m2
TOTAL	489,1 kg / m2		604 kg / m2

S 0 \u003d 0,7 s t s en μS g \u003d 0,7 1 1 1 1240 \u003d 168 kg / m2.

où: avec t \u003d 1, puisque notre toit est isolé et, par conséquent, une telle quantité de chaleur n'est pas émise à travers elle, ce qui pourrait entraîner la fonte de la neige sur le toit; le coefficient thermique est pris conformément à la clause 10.10.

avec in \u003d 1; le coefficient de dérive de la neige est pris conformément à la clause 10.9.

μ \u003d 1, car le toit est incliné avec une pente inférieure à 30 °; prises conformément au schéma G1 de l'annexe D,

Sg \u003d 240 kg / m2; est adoptée conformément à l'article 10.2 et au tableau 10.1, puisque Nizhny Novgorod appartient à la région des neiges IV.

W \u003d W m + W p \u003d 13,6 kg / m2.

W m \u003d W 0 k (z in) c \u003d 23 · 0,59 · 1 \u003d 13,6 kg / m2.

où: W 0 \u003d 23 kg / m2, puisque Nizhny Novgorod appartient à la région des vents I; la valeur standard de la pression du vent est prise conformément au paragraphe 11.1.4, tableau 11.1 et appendice G

k (z in) \u003d k 10 (z in / 10) 2α \u003d 0,59, puisque la condition du paragraphe 11.1.5 h≤d → z in \u003d h \u003d 8 m et le type de chantier B; les coefficients sont pris conformément à l'article 11.1.6, tableau 11.3, et le coefficient k (z in) peut être déterminé par interpolation conformément au tableau 11.2.

c \u003d 1, puisque le toit calculé a une petite surface et est situé à un angle par rapport à l'horizon, on néglige ce coefficient; est adopté conformément à la clause 11.1.7 et à l'annexe D.

Exemple 2. Collecte de charges sur un toit en bois à pignon (collecte de charges sur chevrons et lattes).

Donnée initiale.

Zone de construction - Ekaterinbourg.

La structure du toit est un chevron à pignon avec une caisse pour les tuiles métalliques.

Angle de pente du toit - 45 ° ou 100% (5 m - hauteur du toit, 5 m - longueur de projection d'une pente).

Les dimensions de la maison sont de 8x6 m.

Largeur du toit - 11 m.

La hauteur de la maison est de 10 m.

Type de terrain - champ.

Le pas des chevrons est de 600 mm.

Le pas de tournage est de 200 mm.

Il n'y a pas de structures pour retenir la neige sur le toit.

Composition du toit:

1. Revêtement en planches (pin) - 12x100 mm.

2. Pare-vapeur.

3. Chevrons (pin) - 50x150 mm.

4. Isolation (dalle minérale) - 150 mm.

5. Imperméabilisation.

6. Lattage (pin) - 25x100 mm

7. Tuiles métalliques - 0,5 mm.

Collection de charges.

Déterminons les charges agissant sur 1 m2 de la zone de chargement (kg / m2) du toit.

Type de charge	Norme.	Coef.	Calc.
Charges constantes: Revêtement de planches (pin ρ \u003d 520 kg / m3) Chevrons (pin ρ \u003d 520 kg / m3) Isolation (dalle minérale ρ \u003d 25 kg / m3) Lattage (pin ρ \u003d 520 kg / m3) Tuile métallique (ρ \u003d 7850 kg / m3) Remarque: le poids du pare-vapeur et de l'étanchéité n'est pas inclus en raison de leur faible poids. Charges temporaires:
TOTAL	112,4 kg / m2		152,4 kg / m2

Poids du chevron:

M st \u003d 1 · 0,05 · 0,15 · 520 \u003d 3,9 kg - le poids des chevrons pour 1 m2 de surface du toit, car en relation avec le pas de 600 mm, un seul chevron tombe.

Poids de la caisse:

M st \u003d 1 0,025 0,1 520 1 / 0,2 \u003d 6,5 kg - le poids du lattage pour 1 m2 de la surface du toit, car le pas du lattage est de 200 mm (5 planches tombent).

Détermination de la charge de neige standard:

S 0 \u003d 0,7 s t s en μS g \u003d 0,7 1 1 0,625 180 \u003d 78,75 kg / m2.

où: avec t \u003d 1; comme aucune chaleur n'est libérée à travers le toit, la clause 10.10.

avec in \u003d 1; p.10.9.

μ \u003d 1,25 · 0,5 \u003d 0,625, car le toit est à pignon avec un angle d'inclinaison par rapport à l'horizon de 30 ° à 60 ° (option 2); prises conformément au schéma G1 de l'annexe D,

Sg \u003d 180 kg / m2; étant donné qu'Ekaterinbourg appartient à la IIIe région des neiges (paragraphe 10.2 et tableau 10.1).

Détermination de la charge de vent standard:

W \u003d W m + W p \u003d 14,95 kg / m2.

où: W p \u003d 0, puisque le bâtiment est de faible hauteur.

W m \u003d W 0 k (z dans) c \u003d 23 0,65 1 \u003d 14,95 kg / m2.

où: W 0 \u003d 23 kg / m2, étant donné qu'Ekaterinbourg appartient à la région des vents I; conformément à l'article 11.1.4, au tableau 11.1 et à l'annexe G.

k (z in) \u003d 0,65, puisque la condition du paragraphe 11.1.5 h≤d (h \u003d 10 m est la hauteur de la maison, d \u003d 11 m est la largeur du toit) → z in \u003d h \u003d 10 m et le type de zone de construction A (aire ouverte); le coefficient est adopté conformément au tableau 11.2.

Détermination de la charge standard et de conception pour un chevron:

norme q \u003d 112,4 kg / m2 (0,3 m + 0,3 m) \u003d 67,44 kg / m.

q calculé \u003d 152,4 kg / m2 (0,3 m + 0,3 m) \u003d 91,44 kg / m.

Détermination de la charge standard et de conception sur une planche de latte:

q normes \u003d 112,4 kg / m2 (0,1 m + 0,1 m) \u003d 22,48 kg / m.

q calculé \u003d 152,4 kg / m2 (0,1 m + 0,1 m) \u003d 30,48 kg / m.

Voulez-vous calculer le système de chevrons rapidement, sans étudier la théorie et avec fiable Les resultats? Profiter de calculatrice en ligne sur le site!

Pouvez-vous imaginer une personne sans os? De la même manière, un toit en pente sans système de chevrons ressemble plus à un bâtiment d'un conte de fées d'environ trois cochons, qui seront facilement emportés par les éléments. Un système de chevrons solide et fiable est la clé de la durabilité de la structure du toit. Afin de concevoir de manière qualitative un système de chevrons, il est nécessaire de prendre en compte et de prévoir les principaux facteurs affectant la résistance de la structure.

Tenez compte de tous les courbures du toit, des facteurs de correction de la répartition inégale de la neige sur la surface, de la dérive de la neige par le vent, de la pente des pentes, de tous les coefficients aérodynamiques, des forces d'impact sur les éléments structurels du toit, etc. - calculer tout cela au plus près de la situation réelle, et aussi prendre en compte tout ce qui se charge et assembler habilement leurs combinaisons n'est pas une tâche facile.

Si vous voulez bien comprendre - une liste de littérature utile est donnée à la fin de l'article. Bien sûr, le cours de résistance des matériaux pour une compréhension complète des principes et un calcul impeccable du système de chevrons ne peut pas rentrer dans un seul article, nous allons donc donner les principaux points pour une version simplifiéecalcul.

Classification des charges

Les charges sur le système de chevrons sont classées en:

1) Le principal:

• charges constantes: poids d'eux-mêmes structures de toit et toitures,
• charges à long terme - les charges de neige et de température avec une valeur de calcul réduite (utilisées lorsqu'il est nécessaire de prendre en compte l'effet de la durée des charges, lors des essais d'endurance),
• influence variable à court terme - impact de la neige et de la température sur la valeur totale calculée.

2) Supplémentaire- pression du vent, poids des constructeurs, charges de glace.

3) Force majeure - explosions, activité sismique, incendie, accidents.

Pour calculer le système de chevrons, il est habituel de calculer les charges ultimes, de sorte qu'ensuite, sur la base des valeurs calculées, déterminez les paramètres des éléments du système de chevrons qui peuvent résister à ces charges.

Calcul du système de chevrons toits en pente produit par deux états limites:

a) La limite à laquelle la rupture structurelle se produit. La charge maximale possible sur la résistance de la structure du chevron doit être inférieure à la charge maximale autorisée.

b) L'état limite auquel se produisent les flèches et les déformations. La déformation résultante du système sous charge doit être inférieure au maximum possible.

Pour un calcul plus simple, seule la première méthode est utilisée.

Calcul des charges de neige sur le toit

Compter charge de neige utilisez la formule suivante: Ms \u003d Q x Ks x Kc

Q - le poids de l'enneigement couvrant 1 m2 d'une surface de toit horizontale plate. Dépend du territoire et est déterminé par la carte de la figure n ° X pour le deuxième état limite - calcul de la déviation (lorsque la maison est située à la jonction de deux zones, une charge de neige de grande valeur est sélectionnée).

Pour le calcul de la résistance du premier type, la valeur de la charge est sélectionnée en fonction de la zone de résidence sur la carte (le premier chiffre de la fraction spécifiée est le numérateur), ou est tirée du tableau n ° 1:

La première valeur du tableau est mesurée en kPa, entre parenthèses la valeur convertie requise en kg / m2.

Ks - facteur de correction de l'angle d'inclinaison du toit.

• Pour les toits à fortes pentes avec un angle de plus de 60 degrés, les charges de neige ne sont pas prises en compte, Ks \u003d 0 (la neige ne s'accumule pas sur les toits à forte pente).
• Pour les toits avec un angle de 25 à 60, le coefficient est pris égal à 0,7.
• Pour le reste, c'est 1.

L'angle d'inclinaison du toit peut être déterminé calculateur de toit en ligne du type approprié.

Kc - coefficient de dérive du vent de la neige des toits. En supposant un toit plat avec un angle de pente de 7 à 12 degrés dans les zones de la carte avec une vitesse du vent de 4 m / s, Kc est pris \u003d 0,85. La carte montre le zonage par vitesse du vent.

Taux de dérive Kcpas pris en compte dans les régions où les températures de janvier sont supérieures à -5 degrés, car une croûte de glace se forme sur le toit et la neige n'est pas soufflée. Le coefficient n'est pas pris en compte dans le cas d'un bâtiment fermé au vent par un bâtiment adjacent plus haut.

La neige tombe de manière inégale. Souvent, un soi-disant sac à neige se forme du côté sous le vent, en particulier au niveau des joints, des ruptures (vallée). Par conséquent, si vous voulez un toit solide, gardez le pas de chevron minimum à cet endroit, suivez également attentivement les recommandations du fabricant. matériau de toiture - La neige peut casser le surplomb s'il n'est pas de la bonne taille.

Nous vous rappelons que le calcul ci-dessus est présenté à votre attention sous une forme simplifiée. Pour un calcul plus fiable, nous vous conseillons de multiplier le résultat par le coefficient de sécurité de charge (pour une charge de neige \u003d 1,4).

Calcul des charges de vent sur le système de chevrons

Nous avons déterminé la pression de la neige, passons maintenant au calcul de l'effet du vent.

Indépendamment de l'angle de la pente, le vent affecte fortement le toit: il essaie de jeter le toit raide, plus toit plat - soulever du côté sous le vent.

Pour calculer la charge de vent, sa direction horizontale est prise en compte, tandis qu'elle souffle de manière bidirectionnelle: sur la façade et sur la pente du toit. Dans le premier cas, le flux est divisé en plusieurs - une partie descend jusqu'à la fondation, une partie du flux le long de la tangente du bas appuie verticalement sur l'avant-toit du toit, en essayant de le soulever.

Dans le second cas, agissant sur les pentes du toit, le vent appuie perpendiculairement à la pente du toit en la pressant; un vortex est également formé tangentiellement du côté au vent, se pliant autour de la crête et se transformant en une portance déjà du côté sous le vent, en raison de la différence de pression du vent des deux côtés.

Pour calculer la moyenne charge de vent utiliser la formule

Mv \u003d Wo x Kv x Kc x facteur de résistance,

où Wo - charge de pression du vent, déterminée à partir de la carte

Kv - coefficient de correction de la pression du vent, en fonction de la hauteur du bâtiment et du terrain.

Kc - coefficient aérodynamique, dépend de la géométrie de la structure du toit et de la direction du vent. Les valeurs sont négatives pour le côté sous le vent, positives pour le côté au vent

Tableau des coefficients aérodynamiques en fonction de la pente du toit et du rapport entre la hauteur du bâtiment et la longueur (pour un toit à pignon)

Pour toit en cabanon il est nécessaire de prendre le coefficient du tableau pour Ce1.

Pour simplifier le calcul, il est plus facile de prendre la valeur maximale de C égale à 0,8.

Calcul du poids mort, gâteau de toiture

Pour calculer la charge constante vous devez calculer le poids du toit (gâteau de toiture - voir figure X ci-dessous) pour 1 m2, le poids résultant doit être multiplié par un facteur de correction de 1,1 - le système de chevrons doit résister à une telle charge pendant toute sa durée de vie.

Le poids du toit se compose de:

1. le volume de bois (m3) utilisé comme latte multiplié par la densité de l'arbre (500 kg / m3)
2. poids du système de chevrons
3. poids de 1 m2 de matériau de toiture
4. poids d'isolation de 1m2
5. poids de 1m2 de matériau de finition
6. poids de 1m2 d'imperméabilisation.

Tous ces paramètres peuvent être facilement obtenus en clarifiant ces données auprès du vendeur, ou en regardant les principales caractéristiques de l'étiquette: m3, m2, densité, épaisseur, - effectuer des opérations arithmétiques simples.

Exemple: pour les isolants d'une densité de 35 kg / m3, emballés en rouleau de 10 cm ou 0,1 m d'épaisseur, 10 m de long et 1,2 m de large, poids 1 m2 sera égal à (0,1 x 1,2 x 10) x 35 / (0,1 x 1,2) \u003d 3,5 kg / m2. Le poids des autres matériaux peut être calculé selon le même principe, n'oubliez pas de convertir les centimètres en mètres.

Le plus souvent la charge du toit pour 1 m2 ne dépasse pas 50 kg, par conséquent, dans les calculs, cette valeur est multipliée par 1,1, c'est-à-dire utiliser 55 kg / m2, qui lui-même est pris en réserve.

Plus de données peuvent être tirées du tableau ci-dessous:

	10 à 15 kg / m²
Carreaux de céramique	35 à 50kg / m²
Carreau de ciment-sable	40 à 50 kg / m²
Bardeaux bitumineux	8 à 12 kg / m²
Tuile en métal
Carton ondulé
Poids brut du pont	18 à 20 kg / m²
Poids de la caisse	8 à 12 kg / m²
Poids du système de toit	15 à 20 kg / m²

Nous collectons des charges

Selon la version simplifiée, il faut maintenant additionner toutes les charges trouvées ci-dessus par simple sommation, nous obtiendrons la charge finale en kilogrammes pour 1 m2 de toit.

Calcul du système de chevrons

Après avoir collecté les charges principales, vous pouvez déjà déterminer les principaux paramètres des chevrons.

tombe sur chaque pied de chevron séparément, nous traduisons kg / m2 en kg / m.

On compte par la formule: N \u003d pas des chevrons x Qoù

N - charge uniforme sur la jambe du chevron, kg / m
pas des chevrons - distance entre les chevrons, m
Q est la charge totale du toit calculée ci-dessus, en kg / m²

D'après la formule, il est clair qu'en modifiant la distance entre les chevrons, vous pouvez ajuster la charge uniforme sur chaque pied de chevron. Habituellement, le pas des chevrons est compris entre 0,6 et 1,2 m. Pour un toit avec isolation, lors du choix d'un pas, il est raisonnable de se concentrer sur les paramètres de la feuille d'isolation.

En général, lors de la détermination de l'étape d'installation des chevrons, il est préférable de partir de considérations économiques: calculez toutes les options pour l'emplacement des chevrons et choisissez le moins cher et le plus optimal en termes de consommation quantitative de matériaux pour la structure de chevrons .

• Calcul de la section et de l'épaisseur du pied de chevron

Dans la construction de maisons privées et de chalets, lors du choix de la section et de l'épaisseur des chevrons, ils sont guidés par le tableau ci-dessous (la section des chevrons est indiquée en mm). Le tableau montre les valeurs moyennes pour le territoire de la Russie et prend également en compte les tailles des matériaux de construction sur le marché. En général, ce tableau suffit pour déterminer la section dont vous avez besoin pour acheter un bois.

Cependant, il ne faut pas oublier que les dimensions du pied de chevron dépendent de la conception du système de chevrons, de la qualité du matériau utilisé, des charges constantes et variables exercées sur le toit.

Dans la pratique, lors de la construction d'une maison d'habitation privée, des planches d'une section de 50x150 mm (épaisseur x largeur) sont le plus souvent utilisées pour les chevrons.

Auto-calcul de la section de chevron

Comme mentionné ci-dessus, les chevrons sont calculés pour la charge et la flèche maximales. Dans le premier cas, le moment de flexion maximal est pris en compte, dans le second, la section transversale de la jambe de chevron est vérifiée pour la stabilité en flexion à la section la plus longue de la travée. Les formules sont assez complexes, nous avons donc choisi pour vous version simplifiée.

L'épaisseur (ou hauteur) de la section est calculée par la formule:

a) Si le coin du toit< 30°, стропила рассматриваются как изгибаемые

H ≥ 8,6 x Lm x √ (N / (B x Rben))

b) Si la pente du toit est\u003e 30 °, les chevrons sont pliés-comprimés

H ≥ 9,5 x Lm x √ (N / (B x Rben))

Légende:

H, cm - hauteur des chevrons
Lm, m- zone de travail de la plus longue jambe de chevron
N, kg / m - charge répartie sur la jambe du chevron
B, cm- largeur des chevrons
Rben, kg / cm² - résistance du bois à la flexion

Pour le pin et l'épicéa Rbenselon le type de bois est:

Il est important de vérifier si la flèche dépasse la valeur autorisée.

La quantité de déflexion des chevrons doit être inférieure L / 200- la longueur de la portée maximale à vérifier entre les supports en centimètres divisée par 200.

Cette condition est vraie si l'inégalité suivante est remplie:

3,125 xNx(Lm)³ / (BxH³) ≤ 1

N (kg / m) - charge répartie par mètre linéaire de pied de chevron
Lm (m) - longueur maximale de la jambe du chevron
B (cm) - largeur de section
H (cm) - hauteur de la section

Si la valeur sort plus d'un, il est nécessaire d'augmenter les paramètres du chevron B ou H.

Sources utilisées:

1. SNiP 2.01.07-85 Charges et impacts avec les derniers amendements 2008.
2. SNiP II-26-76 "Toits"
3. SNiP II-25-80 "Structures en bois"
4. SNiP 3.04.01-87 "Revêtements d'isolation et de finition"
5. A.A. Savelyev " Systèmes de chevrons"2000
6. K-G. Götz, Dieter Hoor, Karl Möhler, Julius Natterer «Atlas structures en bois»

Comme son nom l'indique, c'est la pression externe qui sera exercée sur le hangar par la neige et le vent. Les calculs sont effectués afin de poser dans les futurs matériaux de construction des caractéristiques qui résisteront à toutes les charges dans leur ensemble.
Le calcul de la charge de neige se fait selon SNiP 2.01.07-85 * ou selon SP 20.13330.2016... Pour le moment, SNiP est obligatoire, et SP porte caractère consultatif, mais en général, les deux documents disent la même chose.

Dans SNIP, 2 types de charges sont indiqués - Normative et Design, nous allons déterminer quelles sont leurs différences et quand elles sont appliquées: - c'est la plus grande charge correspondant à conditions normales opération prise en compte lors du calcul du 2ème état limite (par déformation). La charge standard est prise en compte lors du calcul des flèches des poutres et de l'affaissement de l'auvent lors du calcul de l'ouverture des fissures dans le béton armé. poutres (lorsque l'exigence d'imperméabilisation ne s'applique pas), ainsi que la déchirure de la toile de l'auvent.
est le produit de la charge standard et du facteur de sécurité de charge. Ce coefficient prend en compte l'éventuel écart de la charge réglementaire dans le sens de l'augmentation dans une combinaison de circonstances défavorable. Pour la charge de neige, le facteur de sécurité de charge est de 1,4, c'est-à-dire la charge calculée est 40% plus élevée que la charge standard. La charge de conception est prise en compte lors du calcul du 1er état limite (pour la résistance). Dans les programmes de conception, en règle générale, c'est la charge de conception qui est prise en compte.

Un grand avantage de la technologie de construction à ossature-tente dans cette situation est sa propriété "d'exclure" cette charge. L'exception implique que les précipitations ne s'accumulent pas sur le toit du hangar, en raison de sa forme, ainsi que des caractéristiques du matériau de revêtement.

Matériel de couverture
Le hangar est équipé d'une toile de store avec une certaine densité (un indicateur affectant la résistance) et les caractéristiques dont vous avez besoin.

Formes de toit
Tous les bâtiments à ossature de tente ont une forme de toit en pente. C'est la forme en pente du toit qui soulage la charge des précipitations du toit du hangar.

De plus, il convient de noter que le matériau de l'auvent est recouvert d'une couche protectrice en polyvinyle. Le polyvinyle protège le tissu des influences chimiques et physiques, et possède également une bonne anti-adhérence, ce qui contribue à
neige qui roule sous son propre poids.

Charge de neige.

Il existe 2 options pour déterminer la charge de neige pour un emplacement spécifique.

Option I- voir votre emplacement dans le tableau
Option II- déterminez sur la carte le numéro de la région enneigée, l'emplacement qui vous intéresse et convertissez-les en kilogrammes, selon le tableau ci-dessous.

1. Trouvez le numéro de votre zone de neige sur la carte
2. faire correspondre le chiffre avec le chiffre du tableau

Difficile de voir? Téléchargez toutes les cartes dans une archive en bonne résolution (format TIFF).

Région du vent	Ia	je	II	III	IV	V	VI	Vii
Wo (kgf / m2)	17	23	30	38	48	60	73	85

La valeur calculée de la composante moyenne de la charge de vent à une hauteur z au-dessus du sol est déterminée par la formule:

W \u003d Wo * k

Wo - la valeur normative de la charge du vent, prise selon le tableau de la région du vent de la Fédération de Russie.

k- le coefficient tenant compte de l'évolution de la pression du vent le long de la hauteur est déterminé à partir du tableau, en fonction du type de terrain.

• ET - les côtes ouvertes des mers, lacs et réservoirs, déserts, steppes, forêt-steppe et toundra.
• B - zones urbaines, forêts et autres zones, uniformément couvertes d'obstacles de plus de 10 m.

* Lors de la détermination de la charge de vent, les types de terrain peuvent être différents pour différentes directions de vent calculées.

• 5 m - 0,75 A / 0,5 V.
• 10 m - 1 A / 0,65 B °.
• 20 m - 1,25 A / 0,85 B

Charges de neige et de vent dans les villes russes.

Ville	Région de neige	Région du vent
Angarsk	2	3
Arzamas	3	1
Artem	2	4
Arkhangelsk	4	2
Astrakan	1	3
Achinsk	3	3
Balakovo	3	3
Balashikha	3	1
Barnaoul	3	3
Bataysk	2	3
Belgorod	3	2
Biysk	4	3
Blagovechtchensk	1	2
Bratsk	3	2
Briansk	3	1
Velikie Luki	2	1
Velikiy Novgorod	3	1
Vladivostok	2	4
Vladimir	4	1
Vladikavkaz	1	4
Volgograd	2	3
Volzhsky Volgogr. Obl	3	3
Volzhsky Samarsk. Obl	4	3
Volgodonsk	2	3
Vologda	4	1
Voronej	3	2
Grozny	1	4
Derbent	1	5
Dzerzhinsk	4	1
Dimitrovgrad	4	2
Ekaterinbourg	3	1
Dace	3	2
Chemin de fer	3	1
Joukovski	3	1
Zlatoust	3	2
Ivanovo	4	1
Izhevsk	5	1
Yoshkar-Ola	4	1
Irkoutsk	2	3
Kazan	4	2
Kaliningrad	2	2
Kamensk-Uralsky	3	2
Kaluga	3	1
Kamyshin	3	3
Kemerovo	4	3
Kirov	5	1
Kiselevsk	4	3
Tapis	4	1
Kolomna	3	1
Komsomolsk-sur-Amour	3	4
Kopeysk	3	2
Krasnogorsk	3	1
Krasnodar	3	4
Krasnoïarsk	2	3
Monticule	3	2
Koursk	3	2
Kyzyl	1	3
Leninsk-Kuznetsky	3	3
Lipetsk	3	2
Lyubertsy	3	1
Magadan	5	4
Magnitogorsk	3	2
Maykop	2	4
Makhatchkala	1	5
Miass	3	2
Moscou	3	1
Mourmansk	4	4
Murom	3	1
Mytishchi	1	3
Naberezhnye Chelny	4	2
Trouver	2	5
Nevinnomyssk	2	4
Neftekamsk	4	2
Nefteyugansk	4	1
Nizhnevartovsk	1	5
Nizhnekamsk	5	2
Nizhny Novgorod	4	1
Nizhny Tagil	3	1
Novokuznetsk	4	3
Novokuibyshevsk	4	3
Novomoskovsk	3	1
Novorossiysk	6	2
Novossibirsk	3	3
Novocheboksarsk	4	1
Novotcherkassk	2	4
Novoshakhtinsk	2	3
Nouvel Urengoy	5	3
Noginsk	3	1
Norilsk	4	4
Noyabrsk	5	1
Obnisk	3	1
Odintsovo	3	1
Omsk	3	2
Aigle	3	2
Orenbourg	3	3
Orekhovo-Zuevo	3	1
Orsk	3	3
Penza	3	2
Pervouralsk	3	1
permien	5	1
Petrozavodsk	4	2
Petropavlovsk-Kamtchatsky	8	7
Podolsk	3	1
Prokopyevsk	4	3
Pskov	3	1
Rostov-sur-le-Don	2	3
Rubtsovsk	2	3
Rybinsk	1	4
Ryazan	3	1
Salavat	4	3
Samara	4	3
Saint-Pétersbourg	3	2
Saransk	4	2
Saratov	3	3
Severodvinsk	4	2
Serpoukhov	3	1
Smolensk	3	1
Sotchi	2	3
Stavropol	2	4
Stary Oskol	3	2
Sterlitamak	4	3
Surgut	4	1
Sizran	3	3
Syktyvkar	5	1
Taganrog	2	3
Tambov	3	2
Tver	3	1
Tobolsk	4	1
Tolyatti	4	3
Tomsk	4	3
Tula	3	1
Tioumen	3	1
Oulan-Ude	2	3
Oulianovsk	4	2
Ussuriysk	2	4
Ufa	5	2
Ukhta	5	2
Khabarovsk	2	3
Khasavyurt	1	4
Khimki	3	1
Cheboksary	4	1
Tcheliabinsk	3	2
Chita	1	2
Cherepovets	4	1
Les mines	2	3
Schelkovo	3	1
Elektrostal	3	1
Engels	3	3
Elista	2	3
Yuzhno-Sakhalinsk	8	6
Yaroslavl	4	1
Iakoutsk	2	1