Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

39 страниц

В стандарте устанавливаются методы определения снеговой нагрузки на покрытия. ИСО 4355 может служить основой для разработки национальных стандартов по определению снеговых нагрузок на покрытия. Статистические данные по весу снегового покрова в виде карт районирования, таблиц или формул следует принимать по национальным стандартам. Коэффициенты формы, представленные в стандарте, предназначены для применения при проектировании и поэтому могут использоваться непосредственно в тех случаях, когда отсутствует обоснование применения иных значений. Для определения снеговых нагрузок на покрытия нестандартной формы или форм, не охватываемых стандартом, рекомендуется проводить специальные исследования. Такие исследования могут включать в себя испытания на масштабных моделях в аэродинамической трубе или в водяном лотке, специально оборудованных для воспроизведения явления снегонакопления, и должны включать в себя методы учета местных метеорологических статистических данных. Примеры использования численных методов, исследований на масштабных моделях и сопутствующих методов статистического анализа описаны в приложении G. Приложения, в которых описаны методы определения характеристического значения веса снегового покрова, коэффициента защищенности, термического коэффициента и нагрузок на снегозадерживающие преграды, являются справочными ввиду ограниченного количества документальных источников и доступных научных результатов. В некоторых регионах в отдельные зимы с аномальными погодными условиями могут быть жесткие условия нагружения, не предусмотренные стандартом. Указание стандартных процедур и средств измерений не входит в задачи настоящего стандарта.

 Скачать PDF

Идентичен ISO 4355:2013

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Снеговые нагрузки на покрытия

5 Характеристическое значение веса снегового покрова

6 Коэффициенты для задания снеговой нагрузки

Приложение А (справочное) Предпосылки определения некоторых параметров снеговой нагрузки

Приложение В (обязательное) Распределение снеговой нагрузки на отдельные типы покрытий

Приложение С (справочное) Определение коэффициента защищенности для малых покрытий

Приложение D (справочное) Определение термического коэффициента

Приложение Е (справочное) Снегозащитные устройства на покрытии

Приложение F (справочное) Снеговые нагрузки на покрытие с использованием системы контроля снегового покрова

Приложение G (справочное) Альтернативные методы определения снеговых нагрузок на покрытия, на которые методы, предписанные настоящим стандартом, не распространяются

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочного международного стандарта национальному стандарту

Библиография

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

ГОСТР

ИСО 4355-2016

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ

КОНСТРУКЦИЙ

Определение снеговых нагрузок на покрытия

(ISO 4355:2013,

Bases for design of structures — Determination of snow loads on roofs,

IDT)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2017


Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Акционерным обществом «Научно-исследовательский центр «Строительство» (АО «НИЦ «Строительство»), Центральным научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом им. В.А. Кучеренко (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко) на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 международного стандарта, который выполнен Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский научно-исследовательский центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2016 г. №2013-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 4355:2013 «Основы строительных конструкций. Метод определения снеговых нагрузок на крыши» (ISO 4355:2013 «Bases for design of structures — Determination of snow loads on roofs», IDT).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного европейского стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных европейских стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

©Стандартинформ, 2017

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

II

ГОСТРИСО 4355—2016

Приложение A (справочное)

Предпосылки определения некоторых параметров снеговой нагрузки

А.1 Карты районирования веса снегового покрова

В нормативных документах следует применять характеристическое (нормативное) значение веса снегового покрова s0 с ежегодной вероятностью превышения 0,02 или иные значения, учитывающие уровень ответственности сооружения и рассматриваемое предельное состояние1).

Вследствие изменчивого характера снеговой нагрузки предпочтительнее построение карт районирования веса снегового покрова с базовыми значениями для каждой зоны, обычно относящимися к фиксированной высоте над уровнем моря, а не использование непрерывного поля изолиний. Такой подход рекомендуется еще и потому, что в пределах климатологически заданных районов нередко может наблюдаться особое изменение снеговой нагрузки в зависимости от высоты.

Исследования показали, что в прибрежных зонах снеговая нагрузка зависит не только от высоты, но и от расстояния до береговой черты.

Примечание 1 — Если это более целесообразно, то ежегодную вероятность превышения допускается принимать меньше, чем 0,02.

Примечание 2 — Важные исследования, которые были выполнены по определению характеристических значений веса снегового покрова, описаны в работах [3], [4], [5] ,[6], [7]. Об обработке статистических данных см. А.З.

Районирование территории страны по характеристическим (нормативным) значениям веса снегового покрова s0 следует осуществлять через определенные интервалы. Рекомендуемые интервальные значения в килоньютонах на квадратный метр следующие: 0,5 — 1,0 — 1,5 — 2,0 — 2,5 — 3,0 — 3,5 — 4,0.

А.2 Использование базовых метеорологических данных

Для определения веса снегового покрова s0 используют ряд максимальных ежегодных значений. Параметр s0 можетопределяться на основе базовых регистрационных записей о запасах воды в снеговом покрове, о высоте снегового покрова, количестве осадков и т. п. Для регионов, в которыхснегвыпадаетежегодно, рекомендуется использовать записи за 20 лет. Для регионов с большей изменчивостью рекомендуется использовать значения за более длительный период. Оборудование для взятия проб снега и методика наблюдений должны соответствовать рекомендациям Всемирной метеорологической организации (ВМО) [8]. Предпочтительно использовать записи о запасах воды в снеговом покрове на участках снегосъемки. Однако в случае недостаточности сведений о запасах воды в снеговом покрове допускается использовать данные о высоте снегового покрова.

А.2.1 Соотношение между весом снегового покрова и его высотой

В США [9] используют следующую функциональную зависимость между весом снегового покрова и его высотой:

550 = 1.97<’о36,    (А-1)

где s50 — вес снегового покрова, кН/м2, с периодом повторяемости 50 лет;

с/50 — высота снегового покрова земли, м, с периодом повторяемости 50 лет.

В формуле (А.1) учтен факт того, что максимальный вес снегового покрова необязательно имеет место в тот же день, что и максимальная высота снегового покрова.

А.2.2 Плотность снега

Средняя плотность снегового покрова по-прежнему остается важным параметром для определения снеговой нагрузки, так как на многих метеостанциях предпочитают регистрировать высоту снегового покрова, а не значения запасов воды в снеговом покрове.

При определении ежегодных максимумов веса снегового покрова посредством высоты снегового покрова и его плотности следует учитывать, что два этих параметра обычно имеют значительную положительную корреляцию. До образования максимальной ежегодной высоты снегового покрова она положительна, а после этого собы-

^ Характеристическое (нормативное) значение веса снегового покрова So с ежегодной вероятностью превышения 0,02 принимают по таблице 10.1 СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07—85* Нагрузки и воздействия» с коэффициентом надежности по снеговой нагрузке 1,4. Районирование территории РФ по весу снегового покрова принимается по карте 1 приложения Ж. (прим, пер.)

7

тия — отрицательна. В регионах с обильными снегопадами, как правило, наблюдается существенный временной сдвиг между максимальным ежегодным значением высоты снегового покрова и ежегодным максимумом веса снегового покрова. Эта разница возникает по причине уплотнения снежных слоев. Вследствие этого для определения sпо данным о максимальной ежегодной высоте снегового покрова необходимо использовать эквивалентную плотность снега [11].

Для различных климатических условий разных стран было предложено множество формул. При отсутствии сведений следует использовать плотность р = 300 кг/м3.

В России и бывшем СССР [10] была предложена формула (А.2):

р = (90 + 130Vd)(1,5 + 0,17^0(1 + 0,1дЛ7),    (А.2)

где р — плотность снега, кг/м3;

d — высота снегового покрова, м;

Т — средняя температура, °С, за период снегонакопления (предположительно не ниже минус 25 °С); v— средняя скорость ветра, м/с, за тот же период.

В Японии [11 ] используют формулу для эквивалентной плотности снегового покрова земли с периодом повторяемости 100 лет:

pe = 73Af%7 + 240,    (А-3)

где ре — эквивалентная плотность снега, кг/м3; d — высота снегового покрова, м; dref — нормативная плотность снегового покрова высотой 1 м.

В США для выражения плотности снега используется формула (А.4), связывающая плотность снега в определенный момент времени с весом снегового покрова в тот же момент времени:

р = 43,5s0 + 224 < 480,    (А.4)

где р — плотность снега, кг/м3;

s0 — вес снегового покрова, кН/м2.

Формула (А.4), выраженная через высоту снегового покрова, примет вид:

[270/(1,2-0,51d) d < 1,25м    (А.5)

[480    d> 1,25 м’

где р — плотность снега, кг/м3;

d — высота снегового покрова, м.

Р

1 + — (expf\ -1) , Рю l^refy

В Германии на основе наблюдений Германской службы погоды (DeutscherWetterdienst DWD)[12]6bma разработана следующая формула:

(А.6)

где d — высота снегового покрова, м;

р0 — плотность снега на поверхности, кг/м3; р4 — верхняя допустимая граница плотности снега; c/ref — нормативная плотность снегового покрова высотой 1 м.

Для Германии поверхностная плотность снега обычно находится в диапазоне от 170 до 190 кг/м3, а верхняя граница плотности — в пределах от 400 до 600 кг/м3; последнее значение справедливо для влажного климата.

На рисунке А.1 представлены в графической форме для сравнения формулы плотности снега (А.1), (А.2), (А.З), (А.5) и (А.6) [14].

Примечание 1 —Для формулы (А.2) показаны два варианта: а) для средней температуры Т = минус 10 °С при средней скорости ветра v = 4 м/с; Ь) для средней температуры Т = минус 20 °С при средней скорости ветра v = 4 м/с.

Примечание 2 — Для формулы (А.6): а) сухой климат, поверхностная плотность снега 170 кг/м3 и верхняя граница плотности 400 кг/м3; Ь) влажный климат, поверхностная плотность снега 190 кг/м3 и верхняя граница плотности 600 кг/м3.

ГОСТРИСО 4355—2016

Рисунок А. 1 — Плотность снега р как функция высоты снегового покрова d в формулах (А. 1), (А.2), (А.З), (А.5)

и (А.6)

А.2.3 Интенсивность снегопада за короткие периоды времени

Для корректного проектирования покрытий с высокими тепловыми потерями определенный интерес может представлять информация об интенсивности снегопада за короткие периоды времени (24 ч и менее).

Обычно в таких случаях доступны только показания дождемеров различного типа. Однако подобные показания применительно к снегопаду никогда не следует использовать без поправок на ветер, который воздействует на измерительный прибор. Рекомендации по корректировке указанных данных, разработанные на основе наблюдений в странах Северной Европы, приведены в [15].

А.2.4 Добавочная нагрузка от дождевых осадков поверх снегового покрова

Для регионов, в которых 0 < s0 < 1 кН/м2, все скатные покрытия с уклоном меньше И//15,2 (в градусах) следует рассчитывать с учетом дополнительной нагрузки 0,25 кН/м2 от дождевых осадков поверх снегового покрова. Такую добавочную расчетную нагрузку от дождя поверх снега применяют только к случаю базовой снеговой нагрузки и не используют в сочетании с нагрузками от переноса, сползания (скольжения), неравномерными или местными нагрузками.

Примечание — Этот пункт заимствован из нормативных документов Американского общества инженеров гражданского строительства ASCE 7-10.

А.2.5 Учет климатических изменений

При разработке национальных карт районирования по весу снегового покрова важно отметить, что некоторая совокупность ежегодных экстремальных или пиковых значений, превышающих определенный порог, может содержать случайный позитивный или негативный тренд. Оценка возможного влияния климатических изменений призвана учесть эту случайность, для чего могут быть разработаны различные сценарии климатических изменений, позволяющие получить информацию об основных формах трендов, подлежащих анализу.

А.З Статистическая обработка исходных данных

При использовании статистических методов обработки исходных данных об измерении веса снегового покрова следует иметь в виду, что значимость таких региональных данных во многом зависит от метода наблюдений и защищенности площадки наблюдений. Поэтому при расчете снеговой нагрузки необходимо обращать особое внимание на то, является ли метеорологическая станция типичной для данного региона.

А.3.1 Статистические распределения

Для климатических регионов с постоянным снеговым покровом в течение зимнего сезона наиболее подходящую основу для обработки данных о ежегодных максимумах веса снегового покрова представляет статистика экстремальных значений. Для климатических регионов, в которых наблюдается более одного независимого периода с постоянным снеговым покровом за зимний сезон, статистическая устойчивость оцениваемых параметров может быть улучшена за счет использования пиковых значений, превышающих определенный порог. Так как ограничен-

9

ные наборы параметров неизбежно несут в себе и случайную информацию, бывает крайне трудно выявить «истинное» вероятностное распределение и соответствующие ему «истинные» параметры. Поэтому для оценки ежегодных вероятностей непревышения рекомендуется использовать распределение экстремальных значений типа 1 (распределение Гумбеля). Для климатических регионов, в которых снеговой покров образуется не каждый год, при обработке данных следует использовать только ненулевые значения веса снегового покрова. При этом особое внимание нужно обращать на данные тех наблюдений, в которых зафиксированы аномально большие значения, причисляемые к статистическим выбросам.

А.3.2 Возможная климатическая зависимость при выборе распределений

Исследования показывают, что наилучшее соответствие местных данных логарифмически нормальному распределению или распределению типа 1 обусловлено определенными климатическими условиями региона [4].

Если детальный сравнительный анализ различных распределений оказывается невозможным, то для регионов, в которых ежегодные экстремальные значения веса снегового покрова формируются путем снегонакопления на протяжении длительного периода зимнего сезона, рекомендуется выбирать распределение типа 1. Для регионов, в которых экстремальные снеговые нагрузки являются результатом только одного или нескольких снегопадов, целесообразно использовать логарифмически нормальное распределение.

Консерватизм обоих указанных распределений зависит от значений коэффициента вариации, т. е. при вычислении значений веса снегового покрова с большим периодом повторяемости при низких значениях коэффициента вариации более консервативным является распределение типа 1, а при высоких значениях—логарифмически нормальное распределение.

При сравнении различных методов параметрической оценки для рассматриваемого периода повторяемости может быть использована стандартная ошибка вычислений.

Часто рассматриваемый период повторяемости превышает длину имеющегося ряда наблюдений для максимумов веса снегового покрова. Хорошая степень соответствия теоретического распределения выборочным данным при этом не всегда будет основана на экстраполированных значениях, соответствующих большим периодам повторяемости. При принятии решений рекомендуется также учитывать и реальные климатические условия.

10

ГОСТРИСО 4355—2016


Приложение В (обязательное)


Распределение снеговой нагрузки на отдельные типы покрытий


В.1 Простые двускатные покрытия

Распределение снеговой нагрузки на простые двускатные покрытия показано на рисунке В.1. Для несимметричных простых двускатных покрытий каждую сторону покрытия следует рассматривать как половину соответствующего симметричного покрытия.




Рисунок В.1 — Распределение снеговой нагрузки на простое двухскатное покрытие


Базовое нагружение:

-    для наветренной стороны — s = sb;

-    для подветренной стороны — s = sb. Неравномерное нагружение:

-    для наветренной стороны — s = 0;

-    для подветренной стороны — s = sb + sd. Базовая часть нагрузки:


Sb °’8s0SeStPb'


(В.1)


Часть нагрузки вследствие переноса:


Sd S0 Pd P b'


(B.2)


^ = (0,12 J- + 0,05)(-5Ce + 6),


(B.3)


где 5° <p<60°,


W W< 1,25m 20 m W > 1,25 м


0

S0PdPb


X >w


11



Рисунок В.2 — Произведение nb|id как функция уклона покрытия р при Ст = 1,0 В.2 Простые плоские и односкатные покрытия

Для покрытий такой формы следует учитывать только базовую снеговую нагрузку sb (см. рисунок В.З):

s = sb,    (В.4)

sb = 0,8s0CeCt b.

Рисунок В.З — Распределение снеговой нагрузки для односкатного покрытия


{

В.З Многопролетные покрытия

Для простого односкатного покрытия можно ожидать, что при достаточно крутом уклоне снег будет сползать с него. Однако для многопролетного покрытия сползание снега приводит к перераспределени ю снеговой нагрузки на самом покрытии. Это учитывается отдельно случаями базовой нагрузки и нагрузки от сползания, как показано на рисунке В.4. Случай нагрузки от сползания учитывает возможность каксползания, так и переноса снега. Рекомендуется устанавливать значение плотности снега р = 300 кг/м3. Внешние скаты многопролетных покрытий учитывают согласно В.1.

ГОСТРИСО 4355—2016




Рисунок В.4 — Распределение снеговой нагрузки для многопролетного покрытия


Случай базовой нагрузки: Нагрузка от сползания, случай 1:


sb “ 0,8s0CeCtpb.


h<


Q,8s0CeCtl/l/


_P(tg(90-p1)tg(90-p2))i d =


slmin


Q,4s0CeCt ^

P 2’ /0,4s0CeCt h v P 2

Ss1max “ 2 P^'


2p


Нагрузка от сползания, случай 2:


Q,8s0CeCtl4/

p(tg(90-Pi)tg(90-p2)).

Q,8s0CeCtl4/

P(tg(90-p1)tg(90-p2))


(B.5)

(B.6)

(B.7)

(B.8)

(B.9)

(B.10)

(B.11)


(В.12) (В.13)


Ss2max = 2 Pd-

В.4 Простые криволинейные покрытия, стрельчатые арки и купола

Для криволинейных покрытий и стрельчатых арок при h/b > 0,05 распределения базовой снеговой нагрузки и нагрузки от переноса определяют согласно рисунку В. 5. Если же h/b < 0,05, то снеговые нагрузки определяют согласно В.2. Стрельчатые арки с углом р> 5° вдоль линии конька (х = 0) следует рассматривать как односкатные покрытия (см. В.1).

Для куполов, имеющих в плане форму окружности, базовую нагрузку принимают согласно рисунку В.6 и прикладывают осесимметрично. Нагрузку от переноса, действующую вдоль центральной оси купола параллельно направлению ветра, принимают также, как для арок, а коэффициенту изменяется с расстоянием у от этой оси так, как показано на рисунке В.5.


13




Рисунок В.5 — Распределение базовой нагрузки и нагрузки от переноса для криволинейных покрытий


Случай базовой нагрузки:


Sb °’8s0CeCtPb'

Случай нагрузки от переноса:

sb = 0. sd = 0,8s0pbpd(x),

Pd = 2x1 x30 х^хзо|Ь>012 Pd =2    x ^хзоJb

Pd = 16,7(x /x30)(/7 lb) x <хзо1005 c<012 Pd = 16,7(Л /b)    x >x30J ’ ~ b ~


(В.14)

(В-15)

(В.16)

(В-17)

(В.18)


гдех30/хприр= 30° и х30<Ь/2.

Коэффициент переноса нагрузки для куполов (см. рисунок В.6):


(В.19)


Pd(x' У) = Pd(x- ОХ1 -у)-


Примечание — Стрелкой указано направление ветра.

Рисунок В.6 — Коэффициент переноса нагрузки на купола в плане


14


ГОСТРИСО 4355—2016


В.5 Покрытия с перепадами высот (нижние покрытия с уклоном р()

Для нижних покрытий (рисунок В.7) базовую часть нагрузки определяют по формуле


sb 0,8s0CeCtH0>

(В.20)

Се > 1,0 при X < 10/7,

(В.21)


здесь х — расстояние по горизонтали от перепада;

h — высота перепада.

Переносимая часть снеговой нагрузки sd(x) определяется как наихудший из трех возможных случаев, показанных на рисунке В.8.

Случай а: перепад расположен по направлению ветра, и снег сносится с верхнего покрытия на защищенную область у перепада.

Случай Ь: перепад обращен навстречу ветру, и снег переносится по нижнему покрытию в область перепада.

Случай с: концевая область перепада обращена по направлению ветра, и снег переносится в защищенную область перепада из-за угла.

sd(x) описывается треугольной функцией х, которая имеет максимум при х= 0 и линейно убывает до нуля в конце зоны снегоотложений при х = /d. Там, где конец зоны переноса распространяется за пределы нижнего покрытия, зона снегоотложений усекается до трапецеидальной формы.




се>1,0    Се    >    0,8



Рисунок В.7 — Распределение снега и коэффициенты по снеговой нагрузке для примыкающих покрытий нижнего уровня


Длину зоны повышенных снегоотложений определяют по формуле

/н=5


(В.22)


15


Максимальная нагрузка от переноса задается следующими выражениями:

sd(°) = s0^d(°)>

(B.23)

МО) = 0,35е1(/с~5/?р)Р9, V s0

(B.24)

cx^sW-8»,

s0^b

(B.25)

. 4Е,

- „2,5 ’

(B.26)

h' = h _?bs P P no’

(B.27)

где /?р — высота парапета по периметру исходной области покрытия, с которой сносится снег; sbs — базовая снеговая нагрузка на исходную область покрытия; р — плотность снега; д — ускорение силы тяжести.

Высоту hp принимают равной нулю, если парапеты имеются не по всему контуру исходной области покрытия. Рекомендуется приниматьр = 300 кг/м3. Альтернативные формулы для расчета плотности снега приведены в приложении А.

Таблица В.1 — Коэффициенты Се и да

X

ce

0

Ce>1,0

Pd(0)

0 < x < /d

Ce>1,0

Pd(0)

К 'd)

/d < x < 10h

Ce>1,0

0

X > 10/7

Ce>0,8

0

(В.28)


/сз = 2W~


L


Соответствующие значения параметра Е, для каждого из случаев а), Ь) и с) приведены в таблице В.2. / — характерная длина соответствующей исходной области переноса снега для каждого из трех случаев, представленных на рисунке В.8.

где L — больший размер исходной области переноса снега.

Если верхнее покрытие двускатное, то размеры И/и L основаны на общих размерах верхнего покрытия для случая а).

ГОСТРИСО 4355—2016

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Термины и определения................................................2

4    Снеговые нагрузки на покрытия............................................2

5    Характеристическое значение веса снегового покрова.............................3

6    Коэффициенты для задания снеговой нагрузки..................................4

Приложение А (справочное) Предпосылки определения некоторых параметров снеговой нагрузки . . 7 Приложение В (обязательное) Распределение снеговой нагрузки на отдельные типы покрытий ... 11 Приложение С (справочное) Определение коэффициента защищенности для малых покрытий. ... 22

Приложение D (справочное) Определение термического коэффициента..................24

Приложение Е (справочное) Снегозащитные устройства на покрытии....................26

Приложение F (справочное) Снеговые нагрузки на покрытие с использованием системы контроля

снегового покрова...........................................28

Приложение G (справочное) Альтернативные методы определения снеговых нагрузок на покрытия,

на которые методы, предписанные настоящим стандартом, не распространяются . . 29 Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочного международного стандарта

национальному стандарту.....................................30

Библиография........................................................31

ГОСТРИСО 4355—2016





а)


Ь)


с)


7 — нижнее покрытие; 2 — верхнее покрытие; 3 — длина перепада; □ — исходная область переноса снега;



зона «снегового мешка»;


направление ветра


Примечание — Измерения L и И/, показанные на рисунке, будут меняться местами в зависимости от того, какое из них больше.


Рисунок В.8 — Случаи снегопереноса и параметры для покрытий нижнего уровня


Таблица В.2 — Значения параметра для каждого из случаев а), Ь) и с)

Параметр

Случай а)

Случай Ь)

Случай с)

$

1,0

0,67

0,67

hP

Высота парапета верхнего покрытия

Высота парапета нижнего покрытия

Высота парапета нижнего покрытия

^cs

W и L — меньшее и большее измерения верхнего покрытия соответственно

W и L — меньшее и большее измерения исходной области сноса соответственно на нижнем покрытии для подветренного перепада

W и L — меньшее и большее измерения исходной области сноса соответственно на нижнем покрытии для наветренного перепада


На рисунке В.9 показана в графической форме зависимостьjid(0) OTpg/cs/s0 для случаев а) и Ь) для нескольких значений рgh?/s0. Для случая с) применим график для случая Ь) при pgh Js0 = 0.


17


Введение

Интенсивность и распределение снеговой нагрузки на покрытия могут быть описаны как функции климатических условий, топографических особенностей, формы сооружения, материала кровли, потока тепла через покрытие и времени. В настоящее время для определения таких функций имеется весьма ограниченный набор данных локального характера, вследствие чего в рамках настоящего стандарта было принято решение о рассмотрении вышеуказанной задачи в полувероятностной постановке.

Характеристическое (нормативное) значение снеговой нагрузки на площадь покрытия или на любую другую площадку над землей, подверженную накоплению снега, определено в настоящем стандарте как функция характеристического (нормативного) значения веса снегового покрова s0 для заданного района и коэффициента формы, описываемого мультипликативной функцией, в которой различные физические параметры представлены номинальными коэффициентами.

Значения коэффициентов формы будут зависеть от климатических условий, в особенности от продолжительности снегового сезона, от ветра, топографии местности, геометрии рассматриваемого сооружения и окружающих зданий, материала кровли, изоляции здания и т. п. Снег может перераспределяться под действием ветра; талая вода может стекать на отдельные участки и снова замерзать; снег может сползать или перемещаться.

Для обеспечения возможности применения ИСО 4355 в каждой стране должны быть установлены национальные данные о географическом распределении веса снегового покрова на ее территории в виде карт и/или другой информации. Процедуры статистической обработки метеорологических данных описаны в приложении А.

IV

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Определение снеговых нагрузок на покрытия

Bases for design of structures. Determination of snow loads on roofs

Дата введения — 2017—07—01

1    Область применения

В настоящем стандарте устанавливаются методы определения снеговой нагрузки на покрытия.

ИСО 4355 может служить основой для разработки национальных стандартов по определению снеговых нагрузок на покрытия.

Статистические данные по весу снегового покрова в виде карт районирования, таблиц или формул следует принимать по национальным стандартам.

Коэффициенты формы, представленные в настоящем стандарте, предназначены для применения при проектировании и поэтому могут использоваться непосредственно в тех случаях, когда отсутствует обоснование применения иных значений.

Для определения снеговых нагрузок на покрытия нестандартной формы или форм, не охватываемых настоящим стандартом, рекомендуется проводить специальные исследования. Такие исследования могут включать в себя испытания на масштабных моделях в аэродинамической трубе или в водяном лотке, специально оборудованных для воспроизведения явления снегонакопления, и должны включать в себя методы учета местных метеорологических статистических данных.

Примеры использования численных методов, исследований на масштабных моделях и сопутствующих методов статистического анализа описаны в приложении G.

Приложения, в которых описаны методы определения характеристического значения веса снегового покрова, коэффициента защищенности, термического коэффициента и нагрузок на снегозадерживающие преграды, являются справочными ввиду ограниченного количества документальных источников и доступных научных результатов.

В некоторых регионах в отдельные зимы с аномальными погодными условиями могут быть жесткие условия нагружения, не предусмотренные настоящим стандартом.

Указание стандартных процедур и средств измерений не входит в задачи настоящего стандарта.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт, целиком или по частям, который является обязательным к применению. Для датированной ссылки применяют только указанное издание. Для недатированной ссылки применяют последнее издание документа, на который имеется ссылка (включая все поправки).

ISO 23941), General principles on reliability for structures (Общие принципы надежности конструкций)

^ На момент подготовки к печати ИСО 2394:1998 находился на стадии пересмотра. В настоящее время действует ИСО 2394:2015.

Издание официальное

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    характеристическое (нормативное) значение веса снегового покрова (characteristic value of snow load on the ground) s0: Нагрузка с заданной ежегодной вероятностью ее превышения.

Примечание 1 — Ее значение выражается в килоньютонах на квадратный метр, кН/м2.

Примечание 2 — В метеорологии применяется также термин-эквивалент «вес снегового покрова земли» (weight of the ground snow cover).

3.2    коэффициент формы (shape coefficient) p: Коэффициент, определяющий значение и распределение снеговой нагрузки на покрытие по поперечному сечению строительного объекта и зависящий в основном от геометрических свойств покрытия.

3.3    значение снеговой нагрузки на покрытия (value of snow load on roofs) s: Функция характеристического (нормативного) значения веса снегового покрова s0 и соответствующих коэффициентов формы.

Примечание 1 — Значение s зависит также от защищенности кровли и теплового режима здания.

Примечание 2 — Данное определение относится к площади горизонтальной проекции покрытия.

Примечание 3 — Данное значение выражается в килоньютонах на квадратный метр, кН/м2.

3.4    базовый коэффициент по нагрузке (basic load coefficient) дь: Коэффициент, определяющий снижение снеговой нагрузки на покрытие в зависимости отуклона кровлир и от коэффициента Ст, характеризующего материал поверхности кровли.

3.5    коэффициент переноса нагрузки (drift load coefficient) |ud: Коэффициент, определяющий значение и перераспределение дополнительной нагрузки на подветренную сторону или часть покрытия в зависимости от защищенности покрытия от ветра Се и от геометрического профиля покрытия.

3.6    коэффициент сползания нагрузки (slide load coefficient) ц.3: Коэффициент, определяющий значение и распределение нагрузки, сползающей на нижнюю часть покрытия или на кровлю нижнего уровня.

3.7    коэффициентзащищенности (exposure coefficient) Се: Коэффициент, учитывающий влияние открытости кровли воздействию ветра.

3.8    коэффициентзащищенности для малых покрытий (exposure coefficient for small roofs) Ce0: Коэффициент защищенности для покрытий длиной менее 50 м.

3.9    эффективная длина покрытия (effective roof length) /с: Длина покрытия, определяемая коэффициентом защищенности, заданным как функция размеров покрытия.

3.10    термический коэффициент (thermal coefficient) Ct: Коэффициент, определяющий изменение снеговой нагрузки на покрытие как функцию теплового потока через кровлю.

Примечание — В некоторых случаях Ct может быть больше единицы. Порядок действий в этих случаях описывается в 6.2 и приложении D.

3.11    коэффициент по материалу поверхности кровли (surface material coefficient) Cm: Коэффициент, определяющий снижение снеговой нагрузки на наклонные покрытия из кровельных материалов с малой шероховатостью поверхности.

3.12    эквивалентная плотность снега (equivalent snowdensity)pe: Значение плотности при вычислении ежегодного максимума веса снегового покрова по ежегодному максимуму высоты снегового покрова.

3.13    плотность снега (snow density) р: Отношение веса снегового покрова к высоте снегового покрова.

4 Снеговые нагрузки на покрытия

4.1 Обобщенная функция, описывающая интенсивность и распределение снеговой

нагрузки на покрытия

(1)

Формально снеговую нагрузку на покрытия можно определить как функцию F нескольких параметров:

® F (S0, Се, С(, Ст, ць, ps)

2

ГОСТРИСО 4355—2016

где обозначения представлены в разделе 3.

Если параметры Се, Ct и Ст принимаются постоянными для покрытия или поверхности кровли, то дь, pd, и ps обычно изменяются в пределах кровли.

4.2 Приближенные формы представления снеговой нагрузки на покрытия

(2)

В настоящем стандарте полная снеговая нагрузка на покрытие представлена комбинацией трех составляющих: базовой sb, от переноса sd и от сползания ss. Таким образом, для наихудших условий (подветренная сторона нижней кровли):

s = sb «+» sd «+» Sg,

где «+» обозначает совместное действие.

(3)

(4)

(5)

Воздействие различных параметров упрощается при введении мультипликативных функций:

sb - 0,8 s0CeCt pb,

sd = s0 M-ь M-d>

Ss = Sq hr

Базовая снеговая нагрузка на покрытие sb во всех случаях является равномерно распределенной, за исключением криволинейных покрытий, применительно к которым распределение меняется в зависимости от уклона р(см. В.4 приложения В).

Базовая нагрузка характеризует нагрузку на горизонтальное покрытие и нагрузку на наветренную сторону скатного покрытия. Поскольку ветер может иметь любое направление, в качестве базовой рассматривается симметричная нагрузка на симметричное покрытие и, следовательно, определяется также основная часть общей нагрузки на подветренную сторону покрытия.

Нагрузкой от переноса называется дополнительная нагрузка, которая может накапливаться на подветренной стороне покрытия вследствие перемещения снежной массы по покрытию.

Нагрузкой от сползания (скольжения) называется нагрузка, которая образуется в результате соскальзывания снега с верхнего покрытия на нижнее покрытие или на нижнюю часть покрытия.

4.3    Частичное загружение, вызванное таянием, сползанием, перераспределением

и удалением снега

Всегда следует учитывать снеговую нагрузку, возникающую из-за значительной неравномерности вследствие удаления снега, его перераспределения, сползания, таяния и т. п. (например, отсутствие снеговой нагрузки на отдельных частях покрытия).

Учет этих факторов особенно важен для конструкций, чувствительных к неравномерному нагружению (например, криволинейные покрытия, арки, купола, ригельные покрытия, неразрезные балочные системы), которые рассматриваются в других разделах настоящего стандарта.

4.4    Неустойчивость при затоплении водой

Покрытия следует проектировать таким образом, чтобы предотвратить неустойчивость при затоплении водой. Для плоских покрытий (или покрытий с малым уклоном) необходимо исследовать их прогибы под действием снеговых нагрузок с оценкой вероятности неустойчивости при затоплении покрытия дождем поверх снега или образующейся талой водой.

5 Характеристическое значение веса снегового покрова

Характеристическое (нормативное) значение веса снегового покрова s0 определяют путем статистической обработки данных по снегу.

Измерения веса снегового покрова следует проводить на ненарушенном участке, не подверженном локальному переносу.

Методы определения характеристического значения веса снегового покрова s0 описаны в приложении А.

При практическом применении характеристическое значение веса снегового покрова следует определять стандартными пошаговыми значениями, которые принимают в качестве базовых значений при составлении карт районирования, как описано в приложении А.

3


6 Коэффициенты для задания снеговой нагрузки


6.1 Коэффициент защищенности

Коэффициент защищенности Се следует использовать при определении снеговой нагрузки на покрытие. При выборе этого коэффициента следует учитывать будущую окружающую застройку площадки. Для регионов, по которым нет достаточного объема доступных климатологических данных в зимний период, рекомендуется установить Се = 1,0.

В большинстве случаев коэффициент защищенности Се равен значению коэффициента защищенности для покрытий малого размера Се0, однако при очень больших размерах плоских покрытий влияние ветра на снос снега со всей площади кровли уменьшается. Чтобы это компенсировать, коэффициент защищенности для больших покрытий принимают выше, чем для малых покрытий.

ГСе0    /с > 50м    (6)


Се =


1,25-(1,25-Се0 )е"(/с"50)/200 /с >50м,


W

где/с — эффективная длина покрытия, м, равная 2 W——;

Сео — значение коэффициента защищенности для покрытий малого размера.

Методы определения Се0 приведены в приложении С.

В математическом выражении для /с параметр W—это более короткая сторона покрытия, а L — более длинная сторона (см. рисунок 1).

Для покрытий непрямоугольной формы в качестве размеров W и L могут приниматься меньшее и большее измерения по двум осям прямоугольной системы координат. Например, для эллиптической формы W измеряют по малой оси эллипса, a L — по его большой оси.

Общее представление о коэффициентах защищенности в графической форме приведено на рисун-Рисунок 1 — Прямоугольная форма покрытия    ке 2



- Сео = 1,2;    -    Се0    -1,0;...........■    —    Се0    -    0,8

Рисунок 2 — Коэффициент Се как функция эффективной длины покрытия /(


4


ГОСТРИСО 4355—2016


6.2    Термический коэффициент

Термический коэффициент Ct (см. 3.10) вводят в целях учета влияния теплопередачи покрытия на таяние снега.

Снеговая нагрузка на покрытия с высокой теплопередачей снижается благодаря таянию снега под влиянием тепловых потерь через покрытие. В таких случаях и, в частности, для остекленных покрытий коэффициент Ct может принимать значения меньше единицы.

Для зданий, в которых намеренно поддерживают внутреннюю температуру ниже 0 °С (например, в морозильных камерах и в помещениях ледовых арен), допускается использовать значение Ct, равное 1,2; во всех остальных случаях используют Ct = 1,0.

Значение Ct рассчитывают на основании учета коэффициента теплопередачи покрытия U, самой низкой ожидаемой температуры 6 подкровельного пространства и веса снегового покрова s0.

Методы определения Ct для покрытий, обладающих высокой теплопередачей, описаны в приложении D.

Примечание — Интенсивность кратковременного снегопада (примерно от одного до пяти дней) часто является для покрытий ссущественными тепловыми потерями более значимым параметром, чем s0, поскольку таяние в этом случае происходит очень быстро, препятствуя накоплению снега в течение зимнего периода. Однако в связи с тем, что имеется только значение sQ, оно используется с некоторыми модификациями, описанными в приложении D.

6.3    Коэффициент по материалу поверхности кровли

Количество снега, сползающего с покрытия, зависит в определенной мере от свойств материала кровли (см. 6.4.2).

Коэффициент по материалу поверхности кровли Ст (см. 3.11) определяется в диапазоне между единицей и 1,333 и принимает следующие фиксированные значения:

-    Ст = 1,333 для скользких свободных поверхностей с коэффициентом теплопередачи Ct < 0,9 (например, для стеклянных покрытий);

-    Ст = 1,2 для скользких свободных поверхностей с коэффициентом теплопередачи Ct > 0,9 (например, для стеклянных покрытий, расположенных частично над пространством с кондиционированием воздуха, металлических покрытий и т. п.);

-    Ст= 1,0 для всех других поверхностей.

Примечание — Допускается принимать Cm = 1,2 и при Ct < 0,9, если это более целесообразно.

6.4    Коэффициенты формы

6.4.1    Общие принципы

Коэффициенты формы определяют распределение снеговой нагрузки по поперечному сечению строительного объекта и зависят главным образом от геометрических свойств покрытия.

Для зданий, имеющих в плане прямоугольную форму, распределение снеговой нагрузки в направлении, параллельном карнизам, считается равномерным, что соответствует предполагаемому направлению ветра перпендикулярно карнизам.

Представленные в приложении В коэффициенты формы для отдельныхтипов покрытий иллюстрируются применительно копределенному направлению ветра. Так как преобладающие направления ветра могут не совпадать с направлениями ветра во время сильных снегопадов, все покрытия следует проектировать исходя из предположения, что ветер при снегопадах может иметь любое направление по отношению к расположению покрытия.

6.4.2    Базовый коэффициент по нагрузке

В тех случаях, когда снег может беспрепятственно соскальзывать с покрытий, имеющих уклоны, снеговая нагрузка на покрытие будет снижаться. Уменьшение снеговой нагрузки на покрытие вследствие уклона покрытиями коэффициента по материалу поверхности кровли Ст определено коэффициентом формы ць (см. 3.4), который рассчитывают по формуле


м


Р<30(1/ст)


ць = (60-CJJ)/ 30 30(1/Ст) < р < 60(1/ст).


(7)


о


р > 60(1/Ст)


Базовый коэффициент по нагрузке представлен графически на рисунке 3.


5


ГОСТ Р ИСО 4355-2016

Рисунок 3 — Базовый коэффициент по нагрузке ць как функция коэффициента по материалу поверхности кровли Ст

6.4.3    Коэффициент переноса нагрузки

Коэффициент переноса нагрузки^ (см. 3.5), зависящий от геометрии покрытия и от коэффициента защищенности Се, описан в приложении В.

6.4.4    Коэффициент сползания нагрузки

Нагрузка от снега, сползающего с верхней части покрытия на его нижнюю часть или на нижнюю часть многоуровневой кровли, будет зависеть от массы снега, которая может соскользнуть вниз, и от геометрии кровли.

Распределение нагрузки от сползания (скольжения) и ее распространение по покрытию будет зависеть помимо геометрической формы покрытия также от свойств сползающего снега и от силы трения на верхней поверхности кровли, с которой он сползает.

Значение нагрузки от сползания (скольжения) и ее распределение отображены в коэффициенте сползания нагрузки |o.s (см. 3.6).

Значения этого коэффициента для разных случаев, в которых должна быть учтена нагрузка от сползания, приведены в приложении В.

Одновременно с нагрузкой от сползания (скольжения) следует принимать во внимание и ударное воздействие от сползающей нагрузки.

6