Сравнение величин снеговых мешков, вычисленных по СП 20.13330.2011 и СП 20.13330.2016, для покрытий с одним перепадом высот в г. Казани



В данной статье проведены анализ и сравнение величин снеговых нагрузок, возникающих у перепадов высот зданий, определяемых согласно указаниям СП 20.13330.2011 [1, п. Г.8] и СП 20.13330.2016 [2, п. Б.8] для условий г. Казани.

Ключевые слова: техническое регулирование, актуализация норм, оптимальное проектирование, снеговая нагрузка

При проектировании в соответствии с СП 20.13330.2011 [1, прил. Ж, карта 1] г. Казань расположен в IV снеговом районе. В соответствии с [1, табл. 10.1]:

(1)

При проектировании в соответствии с СП 20.13330.2016 [2, табл. К.1] S ₀ = 2,3 кПа.

В общем случае, коэффициент μ, используемый для учета повышенных снегоотложений, является некоторой функцией, зависящей от геометрии примыкающих покрытий, величины перепада высот и значения S ₀ . Далее последовательно рассмотрим влияние всех указанных аргументов.

Первоначально, коэффициент μ, согласно [1, п. Г.8.б] и [2, ф. Б.5] вычисляют по формуле:

, (2)

где, по [1, 2] h — высота перепада, м. При h более 8 м при определении μ принимают h=8 м;

, — длины участков верхнего и нижнего покрытия, с которых переносится снег в зону перепада высоты, м;

m ₁ , m ₂ — доли снега, переносимого ветром к перепаду высоты.

Так как в [1] и [2] отсутствуют отличия в определении величин h, , , m ₁ , m ₂ , величина коэффициента μ так же принимает одинаковые значения. При этом, принимая , значение коэффициента μ может быть представлено в виде зависимости от величины перепада высоты h. График данной зависимости имеет вид гиперболы, нижняя ветвь которой (с учетом указанного выше ограничения) после прохождения точки h=8м становится параллельной оси абсцисс (см. рис. 1).

Рис. 1 График зависимости коэффициента μ от перепада высоты h согласно [1, п. Г.8.б] и [2, ф. Б.5]

Затем, своды правил [1, п. Г.8.д] и [2, п. Б.8.д] накладывают ограничения на величину коэффициента μ, принимаемую для расчетов:

1. В зависимости от величины перепада h (м) и нормативного значения снеговой нагрузки S ₀ (кПа):

(3)

2. В зависимости от вида конструкций ниже покрытия (здание или навес) и длин участков верхнего и нижнего покрытия , коэффициент μ ограничивают значением от 4 до 6.

Обобщая указания [1, п. 10.1, 10.12] и [2, п. 10.1, 10.12], и исключив из рассмотрения коэффициент сноса снега с _e и термический коэффициент c _t, принимаем S ₀ = S _g .

Для дальнейшего анализа, вводим следующие обозначения:

[μ] — предельное значение коэффициента μ, учитываемое в расчетах;

[μ] ₂₀₁₁ , [μ] _{2016 —} предельное значение коэффициента μ, учитываемое в расчетах, согласно указаниям [1, п. Г.8.д] и [2, ф. Б.8.д] соответственно.

Таким образом, возможные значения коэффициента μ, графически представляют собой область, ограниченную графиками расчетного значения μ согласно [1, п. Г.8.б; 2, ф. Б.5] и предельного значения [μ] по [1, п. Г.8.д; 2, п. Б.8.д] — верхней границей допустимых (возможных) значений коэффициента μ служит кривая μ _в на рис. 2

Рис. 2 График зависимости коэффициента μ (с учетом ограничения) от перепада высоты h

Графики для [μS] ₂₀₁₁ , [μS] _{2016 —} максимальных величина снеговой нагрузки, принимаемых для расчетов, с учетом ограничения величины μ представлены на рис. 3.

Рис. 3 Зависимость максимальных значений снеговой нагрузки μS, принимаемой в расчетах по [1, п. Г.8.д] и [2, ф. Б.8.д], от перепада высоты (для г. Казани)

Как видно из рис. 3, для некоторых значений перепадов высот, графики μS сливаются в одну линию.

Для дальнейшего анализа вводим коэффициент K _{[ μS ]} , равный отношению предельной снеговой нагрузки [μS] ₂₀₁₆ к предельной нагрузке [μS] ₂₀₁₁ :

K _{[ μS ]} = [μS] ₂₀₁₆ / [μS] ₂₀₁₁ (4)

И так же строим график зависимости коэффциеикнта K _{[ μS ]} от величины перепада высоты (см. рис. 4).

Рис. 4 Зависимость коэффициента K _{[ μs ]} от перепада высоты (г. Казань)

Как видно из рис. 4, для г. Казани, при перепадах высот от 1,5 до 3м (при [μ] = 4) и от 1,5 до 5м (при [μ] = 6) коэффициент K _{[ μs ]} равен единице, то есть максимальные величины снеговой нагрузки, вычисленные по [1] и [2] равны друг другу.

Из этого следует, что на участке K _{[ μS ]} =1 рис. 4, происходит увеличение величины лишь равномерно распределенной снеговой нагрузки (участки, где μ=1).

Следовательно, изменение величины снеговой нагрузки в зоне снегового мешка у перепада высот зависит в большей степени от геометрических параметров примыкающих участков покрытий (задают высоту перепада и ширину зон снегопереноса), чем от применяемых нормативных документов (задают значение S ₀ ). В ряде случаев (см. рис. 4), изменение снеговой нагрузки в зоне снегового мешка может не происходить.

Литература:

1. СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85*

2. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85* (с Изменениями N 1, 2, 3)