Politechnika Gdańska

Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr

wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

Jerzy Bobiński

Gdańsk, wersja 0.32 (2014)

Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Obciążenie śniegiem

Obciążenie śniegiem gruntu

Podstawa: Norma PN-80/B-02010/Az1:2006.

Obciążenie charakterystyczne śniegiem gruntu Q

k

[kN/m

2

]:

Strefa

Q

k

[kN/m

2

]

1

max{0.007A − 1.4; 0.7}

2

0.9

3

max{0.006A − 0.6; 1.2}

4

1.6

5

max{0.93 exp(0.0134A); 2.0}

A – wysokość nad poziomem morza (w [m])

Konstrukcje drewniane – Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

2 / 12

Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Obciążenie śniegiem

Współczynnik kształtu dachu

Dach jedno- i dwu-spadowy:

C

1

(α) =















0, 8

α ¬ 30

◦

0, 8

60 − α

30

30

◦

< α ¬ 60

◦

0, 0

α > 60

◦

(P-89)

Dach dwuspadowy (obciążenie większe):

C

2

(α) =































0, 8

α ¬ 15

◦

0, 8 + 0, 4

α − 15

15

15

◦

< α ¬ 30

◦

1, 2

60 − α

30

30

◦

< α ¬ 60

◦

0, 0

α > 60

◦

(P-90)

α – kąt nachylenia połaci w [

◦

].

Konstrukcje drewniane – Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

3 / 12

Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Obciążenie śniegiem

Współczynnik kształtu dachu – wykresy

Dach jedno- i dwu-spadowy:

α

C

1

C

α

1

α

2

α

1

≥ α

2

C

2

C

1

C

0

◦

10

◦

20

◦

30

◦

40

◦

50

◦

60

◦

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

C

α

C

1

C

2

Konstrukcje drewniane – Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

4 / 12

Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Obciążenie śniegiem

Obciążenie obliczeniowe śniegiem

Obciążenie charakterystyczne śniegiem dachu:

S

k

= Q

k

· C

(P-91)

Obiekty niższe lub otoczone drzewami: zwiększenie o 20%.

Obciążenie obliczeniowe śniegiem dachu:

S = S

k

· γ

f

(P-92)

γ

f

– częściowy współczynnik bezpieczeństwa, γ

f

= 1.5

Uwaga:

obciążenie śniegiem – na 1 m

2

rzutu poziomego

Konstrukcje drewniane – Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

5 / 12

Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Obciążenie wiatrem

Charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru

Podstawa: Norma PN-77/B-02011/Az1:2009.

Strefa

q

k

kN/m

2

H < 300

H > 300

I

0.30

0.30

h

1 + 0.0006 (H − 300)

2

i

II

0.42

0.42

III

0.30

0.30

h

1 + 0.0006 (H − 300)

2

i

20000 − H

20000 + H

H - wysokość nad poziomem morza w [m].

Na granicy stref w pasach o szerokości 10 km po obu stronach granicy można
stosować średnią wartość prędkości z obu stref.

Konstrukcje drewniane – Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

6 / 12

Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Obciążenie wiatrem

Współczynnik ekspozycji – rozdzaje terenu

A

– otwarty z nielicznymi przeszkodami

B

– zabudowany przy wysokości istniejących budynków do 10 m lub zalesiony

C

– zabudowany przyz wysokości istniejących budynków powyżej 10 m

Teren rodzaju B lub C, gdy odpowiednie warunki w promieniu 30h;
h – wysokość budynku.

Wartość C

e

:

I

stała dla z = h, gdy h/L ¬ 2,

I

liniowo zmienna, gdy h/L > 2, (skokowa max. 10 m)

L – długość budowli (prostopadle do kierunku wiatru)

Konstrukcje drewniane – Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

7 / 12

Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Obciążenie wiatrem

Wartość współczynnika ekspozycji

A

z

¬ 2

2 − 10

10 − 20

C

e

0.6

0.5 + 0.05z

0.8 + 0.02z

z

20 − 40

40 − 100

100 − 280

C

e

0.9 + 0.015z

1.23 + 0.0067z

1.5 + 0.004z

Dla z > 280 m: C

e

= 2.6

B

z

¬ 5

5 − 20

20 − 100

C

e

0.65

0.55 + 0.02z

0.8 + 0.0075z

z

100 − 280

280 − 400

> 400

C

e

1.12 + 0.0042z

1.6 + 0.0025z

2.6

C

z

¬ 10

10 − 40

40 − 280

C

e

0.6

0.49 + 0.011z

0.75 + 0.0045z

z

280 − 500

> 500

C

e

1.25 + 0.0027z

2.6

Konstrukcje drewniane – Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

8 / 12

Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Obciążenie wiatrem

Współczynnik ekspozycji – wykresy

0

1

2

3

0

100

200

300

400

500

z [m]

C

e

Teren A

0

1

2

3

0

100

200

300

400

500

z [m]

C

e

Teren B

0

1

2

3

0

100

200

300

400

500

z [m]

C

e

Teren C

Konstrukcje drewniane – Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

9 / 12

Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Obciążenie wiatrem

Współczynnik aerodynamiczny

Współczynnik dla obciążeń normalnych:

C = C

p

= C

z

− C

w

(P-93)

C

z

– współczynnik ciśnienia zewnętrznego

C

w

– współczynnik ciśnienia wewnętrznego

Budowle zamknięte: C

w

= 0, C

p

= C

z

.

Ciekawostka: istnieje także współczynnik obciążenia stycznego C

t

.

Konstrukcje drewniane – Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

10 / 12

Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Obciążenie wiatrem

Współczynnik aerodynamiczny – dach dwuspadowy

Wariant I (α ­ 20

◦

):

połać nawietrzna i α ¬ 60

◦

C

z

= 0.015α − 0.2

połać nawietrzna i α > 60

◦

C

z

= 0.7

połać zawietrzna

C

z

= −0.4

(P-94)

Wariant II (α ¬ 40

◦

):

połać nawietrzna i α ¬ 20

◦

C

z

= −0.9

połać nawietrzna i α > 20

◦

C

z

= −0.045(40 − α)

połać zawietrzna

C

z

= −0.4

(P-95)

Powyższe warianty obowiązują, gdy h/L ¬ 2.

Dla h = 0 tylko wariant II.

Konstrukcje drewniane – Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

11 / 12

Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej

Obciążenie wiatrem

Obciążenie obliczeniowe wiatrem

Obciążenie charakterystyczne wiatrem:

p

k

= q

k

· C

e

· C · β

(P-96)

β - współczynnik działania porywów wiatru; zazwyczaj β = 1, 8.

Obciążenie obliczeniowe wiatrem:

p = p

k

· γ

f

(P-97)

γ

f

– częściowy współczynnik bezpieczeństwa, γ

f

= 1.5

Uwaga:

obciążenie wiatrem – prostopadłe do przegrody

Konstrukcje drewniane – Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

12 / 12