Вопрос
Как выполняется расчёт ветровой нагрузки на кровельный крепёж в соответствии с СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия», и каким образом полученные значения используются для определения количества и схемы расстановки телескопических дюбелей?
Краткий ответ
Расчёт выполняется по методике СП 20.13330.2016 с определением пикового ветрового давления для каждой зоны кровли (угловой, краевой, центральной). Полученное значение wp (кПа) делится на несущую способность одного дюбеля с учётом коэффициента запаса, что даёт требуемое количество крепежа на 1 м². Для каждого ветрового района РФ существуют свои нормативные значения w0.
Расширенный ответ
Нормативная база
Основной документ — СП 20.13330.2016 (актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*). Дополнительные требования: СП 17.13330.2017 (приложение Г) и ГОСТ 32498-2013. Согласно ГОСТ 27751-2014, расчёт крепежа ведётся по второй группе предельных состояний с коэффициентом надёжности γf = 1,4 для ветровой нагрузки.
Исходные данные
- Ветровой район — по карте 3 приложения Е СП 20.13330.2016 (8 районов: Iа–VII).
- Тип местности — A (открытая), B (городская), C (плотная застройка > 25 м).
- Высота здания h и эквивалентная высота ze.
- Размеры кровли — длина a, ширина b.
- Наличие и высота парапета.
- Тип основания — бетон, профлист, дерево.
- Характеристики дюбеля — Rd по ГОСТ 32498-2013 или протоколу испытаний.
Ветровые районы РФ
| Район | w0, кПа | Характерные регионы |
|---|---|---|
| Iа | 0,17 | Центральная Якутия |
| I | 0,23 | Москва, ЦФО, Поволжье |
| II | 0,30 | Санкт-Петербург, Калининград |
| III | 0,38 | Краснодарский край, Ростовская обл. |
| IV | 0,48 | Побережье Чёрного моря, Крым |
| V | 0,60 | Мурманск, Сахалин, Камчатка |
| VI | 0,73 | Острова Сев. Ледовитого океана |
| VII | 0,85 | Побережье Арктики, горные перевалы |
Коэффициент изменения ветрового давления по высоте
| ze, м | Тип A | Тип B | Тип C |
|---|---|---|---|
| ≤ 5 | 0,75 | 0,50 | 0,40 |
| 10 | 1,00 | 0,65 | 0,40 |
| 20 | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
| 40 | 1,50 | 1,10 | 0,80 |
| 60 | 1,70 | 1,30 | 1,00 |
| 100 | 2,00 | 1,60 | 1,25 |
Аэродинамические коэффициенты
| Зона | Без парапета | С парапетом hп ≥ 0,5 м |
|---|---|---|
| Угловая (F) | −2,8 | −2,5 |
| Краевая (G) | −2,0 | −1,8 |
| Центральная (H) | −1,4 | −1,2 |
Формулы расчёта
Этап 1. Нормативное среднее ветровое давление:
wm = w0 × k(ze) × |c|
Этап 2. Пиковая ветровая нагрузка:
wp = wm × kp
где kp = 1 + 2 × Iv(ze). Интенсивность турбулентности:
Iv(ze) = kI / [c0(ze) × ln(ze/z0)]
kI = 1,0; c0 = 1,0 (равнина); z0: тип A — 0,01 м, B — 0,05 м, C — 0,3 м.
Этап 3. Расчётное значение:
wрасч = wp × γf, где γf = 1,4.
Этап 4. Требуемое количество дюбелей на 1 м²:
n = wрасч / (Rd / γm), где γm = 1,2.
Пример расчёта
Исходные данные: торговый центр в Краснодаре (III район, w0 = 0,38 кПа), h = 15 м, тип B, кровля с парапетом 0,6 м, a = 60 м, b = 40 м, бетон B25, Rd = 0,8 кН.
Угловая зона (F): k(15) = 0,75. wm = 0,38 × 0,75 × 2,5 = 0,713 кПа. Iv(15) = 1,0 / ln(300) = 0,175. kp = 1,35. wp = 0,713 × 1,35 = 0,962 кПа. wрасч = 0,962 × 1,4 = 1,347 кПа. n = 1,347 / (0,8 / 1,2) = 2,02 → 3 шт./м².
Центральная зона (H): wm = 0,38 × 0,75 × 1,2 = 0,342 кПа. wp = 0,342 × 1,35 = 0,462 кПа. wрасч = 0,647 кПа. n = 0,647 / 0,667 = 0,97 → 2 шт./м².
Сводная таблица результатов
| Зона | wm, кПа | wp, кПа | wрасч, кПа | n, шт./м² |
|---|---|---|---|---|
| Угловая (F) | 0,713 | 0,962 | 1,347 | 3 |
| Краевая (G) | 0,513 | 0,693 | 0,970 | 2 |
| Центральная (H) | 0,342 | 0,462 | 0,647 | 2 |
Учёт дополнительных факторов
- Высотность. Для зданий > 75 м — увеличение давления по п. 11.1.8.
- Рельеф. Холм, гребень — коэффициент орографии c0(z) > 1,0.
- Интерференция. Соседние здания могут увеличивать или уменьшать нагрузку. Для ответственных объектов — аэродинамическое моделирование.
- Пульсация. Для гибких мембран резонанс не характерен, но при пролётах > 20 м рекомендуется проверка на усталостную прочность.
Заключение
Расчёт ветровой нагрузки по СП 20.13330.2016 — многоэтапная процедура, требующая корректного определения ветрового района, типа местности, аэродинамических коэффициентов и характеристик крепежа. Результат — дифференцированное по зонам количество дюбелей на 1 м². Для ответственных и высотных объектов рекомендуется поверочный расчёт с аэродинамическим моделированием.
Нормативные документы
- СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».
- СП 17.13330.2017 «Кровли».
- ГОСТ 32498-2013 «Крепёжные элементы для кровельных и гидроизоляционных систем из полимерных материалов».
- ГОСТ 27751-2014 «Надёжность строительных конструкций и оснований».
- ГОСТ 33781-2016 «Кровли из полимерных мембран».
- СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».
Категория товаров
Категория: Кровельные втулки
