Todo lo que necesita saber sobre la carga de nieve

Este artículo resume todo lo que necesita saber sobre la carga de nieve. Puede conocer el cálculo y la carga estándar por distrito según SNiP. También aquí puede obtener información sobre la carga de nieve calculada en las regiones de Rusia, aproximadamente 3, 4 y otras áreas de nieve, sobre la aplicación práctica de esta información.

En nuestro país, en invierno, el peligro no son solo los vientos fríos y penetrantes. La carga de nieve puede representar un riesgo grave. Este es el nombre del factor que tiene un impacto directo en la vida útil y la confiabilidad del funcionamiento de varios edificios. Incluso si el invierno es seco, la presión de la nieve sobre el techo y las estructuras de soporte puede ser muy significativa; cuando se humedece, la fuerza de presión aumenta significativamente.

La carga de nieve le permite calcular con precisión:

• techo;

• vigas

• muros de carga;

• Fundación del edificio.

Puede surgir la pregunta: ¿qué sucederá si, no obstante, ignora la normativa en la empresa conjunta por región o la carga calculada de la masa de nieve? A primera vista, sin tales regulaciones, la construcción y reparación de edificios se ha llevado a cabo durante siglos e incluso milenios. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que fue precisamente la imposibilidad de un cálculo preciso lo que perjudicó en gran medida a las personas, y es una tontería rechazar tal ventaja que tienen los constructores y planificadores modernos. Al calcular las estructuras portantes de un edificio, todos los especialistas proceden del llamado método de estado límite. Estos estados incluyen todos los eventos cuando los elementos del techo y otras partes dejan de realizar sus funciones (no pueden resistir nuevas influencias o agotar el margen de seguridad necesario).

Si se agota, el edificio se derrumba y se derrumba casi de inmediato. Pero incluso si esto no sucede, será imposible seguir operando el edificio. Se requerirá el desmantelamiento de estructuras dañadas o desgastadas. Se necesitará un reemplazo estrictamente completo de todos los materiales para techos, sin excluir las tejas metálicas y el cartón corrugado. También vale la pena señalar que a veces, bajo la influencia de fuerzas que actúan sobre el techo, se forman deformaciones estáticas o dinámicas, que no destruyen la estructura, sin embargo, la inutilizan.

Normalmente, y esto se explica claramente tanto en GOST como en los estándares de otros países, la carga de nieve se calcula de acuerdo con el primer estado. Esto le permite abordar el problema con la mayor seriedad posible. Debe entenderse que dicha carga en el nivel del techo suele ser mayor que en el suelo. Esto se debe a la dirección del viento dominante y la pendiente del techo. En algunas zonas, los copos de nieve se concentran en mayor medida que en otros lugares.

El valor del impacto de la nieve por 1 metro cuadrado. m. de la superficie del techo es por región (en pascales):

• 1 — 500;

• 2 — 1000;

• 3 — 1500;

• 4 — 2000;

• 5 — 2500;

• 6 — 3000;

• 7 — 3500;

• 8 — 4500.

A continuación, se muestran algunos ejemplos de ciudades de cada distrito con una carga de nieve específica:

• 1º Astracán, Blagoveshchensk;
• 2º Vladivostok, Volgogrado, Irkutsk;
• 3º Veliky Novgorod, Bryansk, Belgorod, Vladimir, Voronezh, Ekaterimburgo;
• 4to Arkhangelsk, Barnaul, Ivanovo, Zlatoust, Kazan, Kemerovo
• Quinto Kirov, Magadan, Murmansk, Naberezhnye Chelny, Novy Urengoy, Perm;
• Sexto fuera de las áreas densamente pobladas;
• 7º Petropavlovsk-Kamchatsky;
• 8º fuera de las zonas densamente pobladas.

El principio de cálculo requerido se da en el conjunto de normas vigentes desde 2016. Contiene la siguiente fórmula general (con multiplicación de factores): S 0 = c b x c t x µ x S g, donde:

• Sg - índice de carga estándar;

• cb - coeficiente de remoción de nieve por el viento;

• ct - coeficiente térmico (más correctamente, térmico) que determina la intensidad de la transferencia de calor a través del techo;

• µ es otro coeficiente que viene determinado por el grado de inclinación de la pendiente del techo en relación con la horizontal.

Un indicador importante es la proporción de la duración de la carga de nieve. Es útil calcular los factores de acción prolongada como menos intensos en términos de nivel. En este caso, se aplica un factor de corrección de 0,5 (siempre que la temperatura media anual supere los 5 grados). Pero los impactos a corto plazo se calculan principalmente con índices crecientes, cuyos valores son tomados por expertos de la literatura especializada. Se utilizan reglas similares para calcular la carga en los cobertizos.

Pero todo esto se aplica solo a casos extremadamente generales. Es útil analizar ejemplos específicos de cómo funcionan todas estas fórmulas. Sea un edificio con dimensiones inferiores a 100 m, que no tenga sofisticadas formas geométricas de cubierta. Para casas grandes o con terreno accidentado, se requerirán esquemas de cálculo más complejos. La dependencia de la intensidad de la presión de la nieve y el ángulo de inclinación de la pendiente del techo es bastante objetiva.

Los más bajos en términos de confiabilidad son planos o con una pendiente muy débil del techo. Para ellos, el coeficiente µ se toma igual a uno. Este indicador es válido cuando el techo no está inclinado más de 25 grados. Aumentar la pendiente con respecto a la horizontal del suelo aumenta el área del techo sobre la que se distribuye la nieve que cae. Para un rango de ángulos de 25 a 60 grados, µ se toma igual a 0,7.

Incluso en superficies más empinadas, la precipitación no se acumula en absoluto. Para ángulos superiores a 60 grados, el factor de carga se toma igual a 0. Estas sencillas reglas le permiten determinar con precisión el índice de transición del peso de la cobertura terrestre a la cobertura. Pero junto con él, también es necesario tener en cuenta el llamado coeficiente térmico. Se utiliza para juzgar con qué intensidad se derretirá la nieve cuando se libere calor a través de la superficie del techo.

Los requisitos previos son:

• falta de aislamiento del techo o su eficiencia extremadamente débil;

• inclinación de la superficie más de 3 grados;

• drenaje eficiente de aguas residuales y agua de deshielo.

Pero es imperativo recordar que el viento siempre sopla nieve desde la superficie del techo. De forma predeterminada, el factor correspondiente es uno porque la eficiencia de deriva es baja. A veces, el índice calculado se toma igual a 0,85. Primero debe asegurarse de que:

• en invierno, el viento sopla de manera constante a no más de 4 m / s;

• en promedio, durante un invierno normal, la temperatura del aire será inferior a 5 grados (solo en esta condición hay una cantidad suficiente de partículas fácilmente transportadas);

• el ángulo de la pendiente del techo no es inferior a 12 ni superior a 20 grados.

¡Pero eso no es todo! Antes de utilizarlo en diseño directo, se requiere multiplicar el resultado obtenido en la etapa anterior por el factor de seguridad (que es 1.4). El propósito de dicha operación es tener en cuenta la pérdida de resistencia de los materiales estructurales del edificio a lo largo del tiempo. En cuanto a la masa de nieve, en su estado normal pesa alrededor de 100 kg por 1 metro cúbico. m) Pero la nieve húmeda ya pesa 300 kg por 1 m3; dicha información es suficiente para comenzar en el cálculo solo a partir del grosor de la cubierta.

Este espesor debe medirse en un lugar abierto a lo largo de la superficie. Además, el indicador se multiplica por el ratio de reservas, es decir, se incrementa en un 50%. Esto generalmente permite compensar incluso las consecuencias del invierno más severo. Los mapas oficiales de carga de nieve ayudan a tener en cuenta con precisión las condiciones locales. Es sobre la base de estos mapas que se construyen los estándares SNiP.

Como ya se mencionó, al construir casas, la información sobre la carga en el techo le permite seleccionar correctamente el material principal. Casi todos los fabricantes en la descripción oficial de sus productos indican el nivel de exposición permitido. Una simple comparación con las características establecidas es suficiente para entender si la cobertura es adecuada o no. Por ejemplo, tan pronto como la nieve comienza a presionar con una fuerza de 480 kg por 1 m2, es completamente imposible usar baldosas blandas, pero para la ondulina este es un modo de funcionamiento completamente normal.

Pueden formarse bolsas de nieve en el lado de sotavento del techo. Al deslizarse, presionan con mucha fuerza la superficie del voladizo. Su borde puede destruirse mecánicamente. Sin embargo, prevenir tal desarrollo de eventos no es tan difícil, solo necesita limitar el tamaño del voladizo. A continuación se muestran solo algunos ejemplos que sugieren que en la construcción de edificios y especialmente en el diseño de cubiertas, la carga de nieve es necesaria no solo como valor teórico.

Hay algunas sutilezas más a considerar:

• idealmente, la carga de nieve debería realizarse en ambos estados límite;

• la nieve larga y compacta tiene un efecto mucho mayor que la masa fresca suelta;

• con una temperatura promedio de enero por encima de los -5 grados, la nieve se derretirá constantemente desde abajo y aumentará en gran medida la carga en la superficie cuando se solidifique.