Объем выпадающих осадков и ветровое давление отличаются разных областях страны. При расчете этих атмосферных воздействий учитываются климатические особенности конкретного региона, полученные путем многолетних наблюдений, а также специальные формулы с коэффициентами. Снеговые нагрузки для быстровозводимого тентового сооружения вычисляются по СНиП 2.01.07-85. Этот документ считается обязательным. Также учитываются рекомендации другого нормирующего документа — СП 20.13330.2016.
При проведении расчетов во время проектирования для достижения требуемого уровня безопасности и прочности конструкции рекомендуется считать оба вида нагрузок по отдельности, а затем учесть их одновременное воздействие. Для этого полученные результаты суммируются.
Расчет ветровой нагрузки
Движение воздушных масс непредсказуемо, поэтому лучше предусмотреть запас прочности, чтобы ангар выдержал случайную бурю. Воздействие ветровых нагрузок влияет на постройку целиком, начиная от стен и кровли, и заканчивая основанием. На то, как сильно воздушный порыв надавит на конструкцию, влияет и положение крыши. Чем круче скат, тем больше давление. Однако пологие кровли тоже подвергаются воздействию — ветер становится подъемной силой, способной сорвать и унести покрытие. Это повышает важность точных расчетов.
Для определения ветровой нагрузки на конструкцию здания используется карта, которая разделяет страну на восемь регионов, отличающихся силой ветров. Каждому номеру региона соответствует нормальное значение искомого показателя.
Чтобы получить более точную характеристику ветровой нагрузки, учитывается высотный коэффициент — высотность сооружения. Для этого используется формула:
W=Wo×k, где:
W — искомая величина;
Wo — табличное региональное значение;
k — справочный коэффициент, зависящий от вида территории и высотности постройки. Он задается в табличном виде:
Буквами обозначаются регионы:
- А — открытые пространства — берега крупных водоемов, а также пустынные, степные, лесостепные регионы и тундра;
- В — города, леса и другие типы местностей, имеющие препятствия выше 10 м;
- С — урбанистические районы с высотками от 25 м.
При этом типы местности могут разниться в зависимости от направления ветра.
Расчет снеговой нагрузки
Осадки, особенно зимой — одна из главных угроз для быстровозводимых зданий. Они способны промять купол, разрушить несущие конструкции, принеся непоправимый урон оборудованию, тепличным посадкам или товарам, если ангар используется как склад. Есть риск получения травм у персонала.
Учет снеговых нагрузок проводится по схожему принципу. Россия делится на восемь регионов, каждый из которых имеет свое значение.
Давление снежной массы на квадратный метр крыши (S) рассчитывается так:
S=Sg×. Здесь:
Sg — табличное значение, соответствующее региону;
µ — коэффициент, отображающий то, как изменяется снеговая нагрузка при разном положении крыши. При наклоне от 0-25 градусов он становится равным 1, при 26-60 градусах — 0,7. Если он выше 60 градусов, этот коэффициент не применяется.
Также важно учитывать консистенцию снежной массы. Сухой снег легче, его усредненный вес — 100 кг/м3, влажный же тяжелеет до 300 кг/м3.
Технология каркасно-тентового строительства способствует уменьшению влияния осадков на прочность конструкции. На покатых крышах, характерных для ангаров, снежные шапки практически не задерживаются. Надежность возрастает и благодаря плотности тентового укрывающего материала. Однако запасом прочности нельзя пренебрегать.
Чем отличаются нормативная и расчетная нагрузка
Санитарные нормы делят ветровую и снеговую нагрузку на две разновидности — нормативную и расчетную.
Первой, нормативной, называется максимальная нагрузка, при которой сохраняется нормальное использование здания до деформации. Это предельное значение, при котором не прогибаются балки, не провисает и не разрывается тент.
Вторая, расчетная нагрузка выше нормативной. Она получается путем перемножения нормативного значения на коэффициент нагрузочной надежности. Такая поправка делается, чтобы учесть экстренные случаи, например, ураганы или нетипичное увеличение осадков. Так, для снеговой нагрузки этот коэффициент равен 1,4, то есть он увеличивает нормативную на 40%.
Расчетная нагрузка рассчитывается по первому предельному состоянию, то есть на прочность. Обычно в утилитах и онлайн-формах для вычислений используется именно этот тип значения.
Как подтвердить прочность при ветровой нагрузке?
Мы выполняем расчеты методом конечных элементов в программном комплексе Ansys. Для выполнения расчета и получения сертификата на его основании необходимо предоставить габаритный чертеже исследуемого объекта, а также указать район его эксплуатации