KLIMATICKÁ ZATÍŽENI A. ZATÍŽENÍ SNĚHEM Hodnoty normového zatížení sněhem s n na 1 m 2 půdorysné plochy zastřešení, popř. povrchové plochy budovy se určí podle vzorce: sn s0 s kde s 0 je základní tíha sněhu v knm -2 s tvarový součinitel součinitel stanovený v závislosti na tíze zastřešení (krytina, vaznice, světlíky, podhled aj.) v knm -2 půdorysné plochy hodnotami: a) při průměrné normové tíze zastřešení přenášeného posuzovaným prvkem do 0;5 knm -2 1,2, b) při průměrné normové tíze zastřešení přenášeného posuzovaným prvkem 1,0 knm -2 a více 1.0, mezilehlé hodnoty se stanoví interpolací podle přímky.
Součinitel zatížení f pro zatížení sněhem je dán hodnotou f 1, 4. Základní tíha sněhu Hodnoty základní tíhy sněhu s 0 se uvažují: a) podle tab. a podle mapy sněhových oblastí na území ČR, b) v místech, kde malá podrobnost mapy sněhových oblastí neposkytuje dost údajů o tíze sněhu, doporučuje se určit zatížení sněhem podle údajů Hydrometeorologického ústavu. Sněhová oblast 1 ) Tab. ZÁKLADNÍ TÍHA SNĚHU s 0. s 0 v knm -2 pro sněhovou oblast 1 ) I II III IV V Základní tíha Sněhu s 0 knm -2 0,5 0,7 1,0 1,5 >1,5 (podle údajů Hydrometeorologického ústavu) 1 ) Sněhové oblasti jsou vyznačeny na mapě sněhových oblastí
Součinitele sa zatěžovací schémata zastřešení Hodnoty součinitelů tvaru zastřešení s se stanoví takto: a) u jednolodních budov se vyhledá podle hlavních tvarů zastřešení základní zatěžovací schéma z tab. 13, a toto schéma se upraví s přihlédnutím k případným svět1íkům, parapetům a nástavbám podle tab. 14, b) u vícelodních budov se nejdříve určí příslušné zatěžovací schéma se součiniteli s pro každou loď jednotlivě jako v bodu a) a poté se postupně přihlíží k vlivu sousedních lodí zleva i zprava, popř. i k budoucím přístavbám a rozšířením budovy, podle schémat na:tab. 15; ve výpočtu se pak uvažují dva případy zatížení sněhem: ba) zatížení je stanoveno pro každou loď samostatně, bb) zatížení je stanoveno i s ohledem na vliv sousedních lodí. V případech, pro které není v tab. 13 až 15 uveden příslušný tvar zastřešení, se zatěžovací schéma stanoví ve smyslu uvedených schémat. Schéma zatížení a součinitele s je třeba volit tak, aby účinky příslušného zatížení sněhem byly pro výpočet konstrukce nebo jiné části co nejnepříznivější.
Tab.13. SOUČINITELE S PRO JEDNOLODNÍ BUDOVY Tab.1.
SOUČINITELE S PRO ZASTŘEŠENÍ SVĚTLÍKY, NÁSTAVBY, ATIKY
U zastřešení jednoduchých tvarů, tj. u zastřešení plochých, pultových, sedlových, obloukových apod., jednolodních a vícelodních budov bez světlíků, lze hodnoty součinitelů s vynásobit zmenšovacím součinitelem s Zmenšení součinitelem s se nevztahuje na: a) zastřešení budov chráněných před větrem sousedními vyššími budovami, porosty nebo jinými objekty, b) zastřešení budov umístěných v lese, c) úseky zastřešení podél rozdílných úrovní i parapetů, kde se uvažuje místní zvýšení tíhy sněhu. U budov, ve kterých jsou umístěny provozy se zdroji tepla, které vyvolávají tání sněhu na střešní konstrukci (teplárny, elektrárny, vytápěné skleníky apod.), u potrubí naplněných horkým mediem aj., lze hodnoty součinitelů s při zajištění řádného odvodu roztálé vody zmenšit.
U šikmých střech, kde nejsou učiněna opatření, která by zabránila náhlému sesunutí sněhu se střechy výše položené na přilehlou střechu níže položenou, je nutné při návrhu nižší střechy: a) zvětšit tíhu sněhu o tíhu sesunuté vrstvy úpravou součinitelů s přiměřeně podle rozlohy a tvaru střechy vyšší, ale nezávisle na zatěžovacích schématech podle tab. 14; b) uvážit možné dynamické účinky padající hmoty sněhu. Současnost působení tíhy sněhu s jiným zatížením Na zastřešení, terasách apod. se současně se zatížením sněhem stanoví: a) soustředěná zatížení, b) zatížení od trvale osazeného zařízení apod., c) zatížení větrem, d) zatížení průmyslovým spadem. Současné působení zatížení sněhem s námrazou se neuvažuje.
ZATÍŽENÍ VĚTREM Všeobecně Zatížení větrem může na konstrukci působit obecně všemi směry, ale v obvyklých případech a pokud není dále uvedeno jinak, se uvažuje, že působí vodorovně, a to v tom směru, který je pro posouzení konstrukce či její části nejnepříznivější. V případech, kdy objekt je umístěn v otevřeném skloněném terénu (alespoň v okruhu 100 m okolo objektu), je vhodné uvažovat při posouzení zastřešení nebo obnažených podhledových ploch též směr větru rovnoběžný s terénem. O pohybech vzdušného proudu se předpokládá, že obvykle probíhá bez tření o povrchové plochy objektu. Jen v některých případech dále uvedených se tření projevuje tangenciální silou, popř. jinými účinky. Zatížení větrem se projevuje složkou: a) statickou, která se projevuje jako tlak, sání nebo tření, b) dynamickou, která se projevuje především kmitáním konstrukcí ve směru větru; dynamická složka zatížení větrem se kromě toho může projevit u vysokých a štíhlých konstrukcí příčným kmitáním.
Účinky statické složky zatížení větrem na stavební objekty se prokazují ve všech případech. Účinky statické složky zatížení větrem se však nemusí posuzovat u obytných budov nejvýše dvoupodlažních (jednopatrových) a u jiných budov, jsou-li u nich současně splněny tyto podmínky: a) u budov dřevěných: aa) nosnou konstrukci tvoří svislé stěny, ab) vzdálenost mezi příčnými stěnami není větší než 6 m, ac) výška podlaží není větší než 4 m, b) u budov zděných s nosnými stěnami o nejmenší tloušťce 375 mm: ba) výška budovy h v 3b, kde h v je výška objektu od úrovně terénu v jeho okolí až po hřeben střechy nebo po horní hranu atiky u rovných střech; b průměrná šířka budovy bb) konstrukční výška jednotlivých pater není větší než 5 m, bc) budova je příčně vyztužena betonovými stěnami nebo alespoň 300 mm c) u konstrukčních soustav objektů bytové a občanské výstavby z panelů z prostého a železového obyčejného hutného betonu:
ca) jejichž výpočet vychází z teorie pružnosti za předpokladu lineárního průběhu normálových napětí, cb) počet montovaných podlaží, jako i všech podlaží vystavených účinkům zatížení větrem, nepřesahuje stanovené délky stěn cc) nosný systém je příčný, cd) objekt není situována v horských oblastech V. a VI. ce) osová vzdálenost příčných nosných stěn je nejvýše 6,6 m, cf) stěnové panely jsou plné a jejich tloušťka splňuje podmínky normy cg) konstrukční výška podlaží nepřesahuje 3,0 m, ch) konstrukce je v podélném směru spolehlivě vyztužena podélnými stěnami spolupůsobícími s nosnými příčnými stěnami ci) konstrukce je schopna přenášet smykové vodorovné síly
Vodorovné zatížení větrem, při kterém je ztužující stěna namáhána normálovým a smykovým napětím
Dynamická složka zatížení větrem se stanoví podle přílohy 2. Její účinky se uvažují odděleně od účinků statické složky zatížení větrem a nesčítají se s nimi. Účinky dynamické složky zatížení větrem na objekty se prokazují při posuzování účinků větru na konstrukci jako celek v těchto případech: a) u budov s výškou větší než 100 m, nebo s první vlastní frekvencí nižší než 1 Hz, nebo poměrem: h v 5 v případech vymezených normou b b) u jednopodlažních budov přesahující výšku hv 36 mza poměru výšky k šířce budovy h v : b 1, 5. c) u ostatních objektů s první vlastní frekvencí f 1 4 Hz (stožáry, věže, komíny apod.). Příčné kmitání vysokých válcových objektů způsobené odtrháváním vírů, se posuzuje podle přílohy 2. Posudek není třeba provádět, je-li splněna jedna z těchto podmínek: a) redukovaný logaritmický dekrement útlumu red konstrukce je. 2m red 80 d 2
kde m je hmotnost objektu na délkovou jednotku výšky v kgm -1, logaritmický dekrement útlumu konstrukce, d průměr objektu v m, -3 objemová hmotnost vzduchu je 1,25 kgm, b) kritická rychlost větru je v -1 3 ms nebo v -1 25 ms cr cr Příčné kmitání ostatních objektů (vysoké objekty s jiným než kruhovým průřezem, deskové konstrukce, lana s námrazou apod.) způsobené jinými jevy aerodynamické nestability a buzení se posuzuje podle příslušných norem pro navrhování, popř. je nutné zvláštní odborné posouzení zahrnující aerodynamické zkoušky. Součinitel zatížení f pro zatížení větrem je dán hodnotami: a) pro statickou a dynamickou složku zatížení větrem, s výjimkou případů podle bodu b), aa) obvykle 1,2 ; ab) u objektu, kde zatížení větrem má rozhodující význam (budovy vyšší než 40 m, stožáry, věže apod.) 1,3 ; b) pro všechny složky větru (statické i dynamické), uvažované při posouzení příčného kmitání vysokých objektů tvaru válce 1,0.
Statické zatížení větrem Hodnota normové statické složky zatížení větrem w působícího na povrchovou plochu objektu se stanoví ze vzorce: wn w0 w Cw kde w 0 je základní tlak větru v knm -2 w součinitel výšky C tvarový součinitel w Základní tlak větru w 0 se stanoví podle tabulky a podle mapy větrových oblastí na území (viz příloha 1). Základní tlak větru 0 w se doporučuje: a) zmenšit o 20 %, jsou-li objekty chráněny před přímými účinky větru (např. sousedními objekty, strmými svahy uzavřeného údolí, hustým lesním porostem) a jestliže se předpokládá, že chránění potrvá po celou dobu životnosti objektu. Rozsah chránění je vymezen rovinou proloženou horním okrajem zastiňující clony, skloněné o 20 od vodorovné (viz obr. 7),
b) zmenšit o 25 %, nepřesahuje-li výška objektu 5 m a nachází-li se v terénu typu A, c) zvětšit o 10 %, popř. i více s přihlédnutím k místnímu zvýšení rychlosti větru oproti předpokladům v místech, kde vlivem okolní zástavby nebo konfigurace terénu může dojít ke zvýšení rychlosti větru (např. v podjezdech, v prolukách, v hlubokém úzkém údolí při podélném směru větru).
Tab.18. ZÁKLADNÍ TLAK VĚTRU w0
Obr.7 Pro nízké a lehké objekty, jejichž destrukce není spojena s ohrožením lidských životů, ani s významnějšími škodami na majetku (např. skleníky, jež nejsou určeny pro výstavní účely a pro uchování botanických exponátů) se stanoví základní tlak větru w 0 těmito hodnotami: a) u objektů o výšce h v 4 m 0,25 knm -2, b) u objektů o výšce 4 m h v 6 m 0,40 knm -2. Výška h v má význam jako v předchozích případech.
Součinitel výšky w udávající závislost rychlosti větru a tím i tlaku větru výšce nad terénem z v m a na drsnosti zemského povrchu, se stanoví pro výšku 10 m a výše podle vzorců: a) u terénu typu A, tj. otevřených terénů (planiny, plošiny, pobřeží jezer a vodních nádrží apod.) i terénu s překážkami nepřevyšujícími 10 m 0,26 z w 10 s omezením 1,00 2, 42, w b) u terénů typu B, tj. terénů rovnoměrně pokrytých překážkami převyšujícími 10 m (města, lesní masívy apod.), Hodnoty w lze stanovit také z tab. 19, kde jsou uvedeny i hodnoty součinitelů w w 0, tj. základního tlaku větru v různých výškách a pro rozdílný terén. Pro výběr typu terénu je rozhodující výška překážek rozmístěných v širokém okruhu posuzovaného objektu, nikoliv jeho výška.
Výška h v se člení na pásma s přihlédnutím na členění konstrukce podle podlaží, podle konstrukčních celků a tak, aby šířka pásma nepřesahovala rozměr: 10 m - do výškové hranice objektu 50 m, 25 m - nad výškovou hranici objektu 50 m, (výška h v má stejný význam jako v předchozích příkladech). Tvarové součinitele C w, udávající účinnost a rozložení zatížení větrem po povrchu objektu ve vzdušném proudu, se uvažují podle tab. 20,21,22, 23 a 24, pokud se nepoužije přesnějších údajů (např. z měření na modelech nebo i skutečných objektech). V tabulkách jsou uvedeny hodnoty součinitelů C e, C i, C f, C l, C x, a to: a) pro jednotlivé povrchové plochy budov a konstrukcí součinitele C e pro vnější povrch (tab. 20), C i pro vnitřní povrch (tab. 21), k určení normového zatížení kolmého na plošnou jednotku povrchu uvažovaného objektu, zprůměrovaného v rámci příslušné plochy; b) pro jednotlivé povrchy budova konstrukcí součinitele C f pro tření (tab. 22), k určení tangenciálmllo normového zatížení na plošnou jednotku povrchu uvažovaného objektu, zprůměrovaného v rámci příslušné plochy;
c) pro části povrchových ploch budova konstrukcí součinitele C i, pro místní tlaky (tab. 23), k určení největších normových zatížení (v rámci příslušné plochy) na plošnou jednotku povrchu uvažované stavby; d) pro některé konstrukce a prvky součinitele C x pro celek (tab. 24), k určení výsledného normového zatížení v uvažovaném směru větru na plošnou jednotku průmětu prvku či konstrukce do roviny kolmé na směr větru. Mezilehlé hodnoty v tabulkách se určí interpolací.