Hodnoty součinitelů vnějších tlaků cpe pro zaoblené střechy a zatížení větrem

Vítr je jediné klimatické zatížení, které, na rozdíl od sněhu, působí na všechny typy konstrukcí v každé zemi na světě. Rychlost větru závisí na geografické poloze budovy. Účinky větru na okolní konstrukce působí na stěny a někdy se dostávají i do otvorů. Vzhledem ke složité architektuře budov a požadavkům norem pro vítr je stanovení zatížení větrem jednou z hlavních výzev pro statiky.

Norma a oblast použití

Harmonizace norem v Evropě učinila z EC 1 současnou normu v mnoha evropských zemích. Eurokód 1 stanoví pravidla a metody výpočtu pro zatížení větrem na budovy menší než 200 m. Norma EN 1991-1-4 také stanoví pravidla pro běžné komíny, příhradové stožáry a mosty (silniční mosty, jeřábové dráhy a lávky). Na rozdíl od jiných Eurokódů má každá země vlastní národní přílohu pro EC 1. Existují mimo jiné větrné oblasti (geografická mapa) a další součinitele.

Součinitel tlaku - obecně

Každá stěna budovy je vystavena větru na dvou stranách (vnitřní a vnější). Tlak větru na budovu je buď ztlumený, nebo zesílený, v závislosti na velikosti plochy, na kterou působí vítr, jejích otvorech a typu nárazu na plochy (přetlak nebo pokles). Pro každou konstrukci doporučujeme stanovit tyto dva účinky: vnějšího a vnitřního tlaku. Protože se předpokládá, že mnoho budov je uzavřeno, může být vnitřní tlak větru zanedbatelný.

Součinitel vnitřního tlaku - Cpi

Součinitel vnitřního tlaku cpi závisí na velikosti a uspořádání otvorů v budově. Zde se jedná o stálé otvory (například spáry, komíny atd.). Pokud alespoň na dvou stranách budovy (fasáda nebo střešní krytina) celková plocha otvorů na každé straně představuje 30% nebo více z celkové plochy líce, pak platí pravidla definovaná v 7.3 a 7.4 normy EC 1 (zateplené střechy). Součinitel vnitřního tlaku lze stanovit v několika krocích.

Praktický případ: Otevřený průmyslový hangár

Níže je uveden příklad pro stanovení procenta oblastí otevření každé plochy.

Čtěte také: Energetická účinnost s dřevovláknitou izolací

Při kontrole oblastí otvorů nemá žádná plocha více než 30% otevřené plochy. U budov s dominantní stěnou se jedná o budovu s jednou stěnou, jejíž plocha je dvakrát větší než u všech ostatních ploch:

• cpi = 0,75 ⋅ cpe, pokud jsou oblasti otvorů na dominantním líci dvakrát větší než ostatní otvory
• cpi = 0,9 ⋅ cpe, pokud jsou plochy otvorů na dominantním líci trojnásobkem velikosti ostatních otvorů

Ve většině případů (u běžných staveb) bez přesné znalosti rozdělení otvorů norma doporučuje použít extrémní hodnoty cpi = +0,2 (přetlak) a cpi = 0,3 (podtlak).

Zohlednění součinitele vnitřního tlaku v programu RFEM

V generátorech zatížení větrem v programu RFEM lze zadat hodnotu součinitele vnitřního tlaku po jeho stanovení. Tyto údaje se pak zohlední při automatickém vytváření zatížení. Cosme Asseya je ředitelem pobočky společnosti Dlubal Software v Paříži ve Francii. EN 1991-1-4 Eurokód 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem. Typy "Střecha" a "Přístřešek" umožňují vytvoření protokolu zatížení pro střešní konstrukci (uzavřenou či otevřenou). Podporovány jsou různé typy střech (sedlová, valbová apod.) a několik základních půdorysů. Pomocí lokalizace lze v jakémkoliv místě vytvořit řez konstrukcí a zjistit zatížení působící na prutový prvek.

Typy střech a jejich součinitele cpe

V rozbalovacím seznamu si lze vybrat jeden z následujících typů střechy:

• Vlastní: Pomocí tohoto typu lze zadat střechy s nestandardní topologií (různé sklony střešních rovin, kombinace sedlové a valbové střechy, polovalby apod.). Tvarové součinitele cpe pro typ "vlastní" jsou odvozeny z kapitol 7.2.3, 7.2.4, 7.2.5 a 7.2.6 normy EN 1991-1-4 na základě topologie střechy. Pokud nelze z topologie jednoznačně odvodit typ střechy (například střecha s jedním štítem a jednou valbou), je použita varianta s méně příznivými výsledky.
• Valbová: Tento typ umožňuje zadat valbovou střechu s jednotným sklonem. Pokud je třeba zadat u různé sklony u jednotlivých střešních rovin, je třeba použít typ "vlastní". Výpočet zatížení probíhá dle kapitoly 7.2.6 normy EN 1991-1-4. Pro sklony menší než 5° by měl být použit typ "plochá".
• Sedlová: Tvarové součinitele cpe pro sedlové střechy jsou stanoveny dle kapitoly 7.2.5 resp. tabulky 7.7 normy. Pro sklony menší než 5° by měl být použit typ "plochá". Pokud je třeba zadat u různé sklony u jednotlivých střešních rovin, je třeba použít typ "vlastní".
• Plochá: Plochá střecha slouží ke stanovení zatížení větrem na střešní konstrukce se sklonem menším než 5°. Hodnoty součinitelů cpe vychází z kapitoly 7.2.3 resp. tabulky 7.6 normy. V souladu s normou lze pro typ "Střecha" vybrat různé typy hran střechy (ostré, mansardové, zakřivené, s atikou).
• Pultová: Tento typ střechy je dostupný pouze pro obdélníkový půdorys. Provádí výpočet zatížení větrem dle kapitoly 7.2.4 resp. tabulky 7.6 normy.

Možnosti typu "vlastní"

Pokud je zvolen typ "vlastní", program zpřístupní tabulku "Vlastnosti zdí", kde lze u jednotlivých střešních rovin měnit sklon, výšku okapu či dokonce střešní rovinu vypnout. Takto lze docílit široké palety typů střech. Tabulka "Vlastnosti zdí" obsahuje řádky s jednotlivými hranami půdorysu. Pořadí hran odpovídá číslování na schématu napravo od tabulky. V prvním sloupci "Okap" lze zaškrtnout, zda se má použít u konkrétní hrany střešní rovina či nikoliv. Ve sloupci "Sklon" lze měnit sklon jednotlivých střešních rovin. Sloupec "Výška okapu" umožňuje posunout okap svislým směrem oproti počáteční úrovni.

Čtěte také: Trvanlivé betonové konstrukce

Působení větru na střechu

Pro některé sklony střech jsou v normě u vybraných oblastí předepsány hodnoty maximálního tlaku i maximálního sání. Pomocí přepínače si lze zvolit, zda mají být zobrazeny všechny varianty (položka "Tlak i sání") nebo jen část z nich.

Kotvení (pouze typ "Střecha")

Hodnota zatížení na metr čtvereční může být pomocí této části převedena na počet kotevních prvků. V tom případě je nutné zadat kotevní sílu (únosnost jednoho spojovacího prostředku). Zatěžovací protokol poté obsahuje počty kotevních prvků na metr čtvereční plochy. Tohoto nastavení lze využít například v případě, kdy má být stanoven počet kotevních prvků pro kotvení plochých střech z důvodu sání. Toto nastavení je většinou kombinováno s variantou "Obálka" v následující části "Směr působení větru".

Směr působení větru

V této části lze nastavit, pro jaké směry vanutí větru mají být vytvořeny zatěžovací protokoly. Popis směrů odpovídá orientaci budovy na pracovní ploše. Zvolit lze až čtyři směry působení a obálku. Obálka automaticky zjistí v každém bodě maximální hodnotu ze všech čtyř směrů. Tato část není dostupná pro typ "přístřešek", neboť kapitola 7.3 normy obsahuje již hodnoty tvarových součinitelů pro obálku směrů.

Přístřešek (pouze typ "Přístřešek")

Tato část obsahuje možnost zadat rozsah uvažovaného součinitele plnosti φ v souladu s obrázkem 7.15 normy EN 1991-1-4. Výchozí interval <0;1,0> obsahuje všechny možné stavy, od zcela otevřeného přístřešku (φ=0) až po zcela uzavřený přístřešek (φ=1,0).

Čtěte také: vše o pevnosti betonu v tlaku

tags: #hodnoty #součinitelů #vnějších #tlaků #cpe #zaoblené

Oblíbené příspěvky:

• Jak na montáž provětrávané fasády z desek CETRIS
• jak se vyrábí silikonový tmel
• instalace elektrokrabic do sádrokartonu
• Vše o cenách nátěrů schodišť a tipy
• doprava štěrku Havlíčkův Brod