Hó és szélteher helyes számítása

Az épületekhez kapcsolt kültéri szerkezetek telepítésének biztonsága körültekintő tervezést igényel.

Minden rögzítés annyira jó, amennyire meg van tervezve és fel van építve. Ehhez az is hozzátartozik, hogy minden terhelést figyelembe vegyünk, aminek a szerkezet használat közben ki van téve. Kültéren gyakran előfordul, hogy a hóból és szélből származó tervezési tényezőket rosszul határozzák meg, vagy teljesen figyelmen kívül hagyják. Ennek a következményei: kitépett napelemek, elhajlott kültéri kémények vagy lecsúszott légcsatornák és az ezekkel együtt járó súlyos (anyagi) károk.

Hó és szél hatásmechanizmusa

Hogy a hó- és a szélterhelés pontosan hogyan is hat egy épületre illetve a ráépített szerkezetre, és ennek megfelelően, hogy hogyan kell ezeket a terheket a tervezés során figyelembe venni, az leginkább három befolyásoló tényezőtől függ: a helyszíntől, a terepmagasságtól és az építési magasságtól. A hó- és szélteher általánosságban felületi nyomásként hat egy alapfelületre. Míg a hóból adódó terhelések a gravitáció irányában függőlegesen lefelé hatnak, addig a szélterhelésnél a hatásirányt ugyanezzel a felülettel párhuzamosan szokás feltételezni. Figyelembe kell venni emellett a szélnyomást is, ami valójában egy túlnyomás a szél irányába eső oldalon, és egy szívó hatás a széliránnyal ellentétes oldalon.

Befolyásoló tényezők, és a külső terhelések vizsgálata

A. Hó és szélteher zónák

Az EN 1991 (Eurocode 1)-es szabványsor leírja az összes tervezés során figyelembe vevendő behatást a különféle létesítmények tartószerkezeti tervezése során. A nemzeti függelékekben a regionális, sarkalatos befolyásoló tényezők szerepelnek helyzet és terepmagasság szerint. Így a DIN EN 1991-1-3 szabvány szerint Magyarország egész területére egy szélteher zóna, a DIN EN 1991-1-4-es szerint pedig egy hóteher zóna vonatkozik.
 

B. Terepkategória

A különböző térségek domborzati különbségei és a beépítettségük mértéke az Eurocode 1-ben terepkategóriákként vannak figyelembe véve. 

A szabványokban meghatározott zónákra és kategóriákra vonatkozó értékek alapján arra következtetünk, hogy mekkora külső erő hat a rögzíteni kívánt elemekre.

A terhelések véglegesítése

A várható hó- és szélterhelés egyszerű összegzése az önsúllyal valótlan terhelési értékeket eredményezne. Ezért a kapott külső terheléseket és a saját tömeg terhelését módosítjuk részleges biztonsági tényezőkkel és kombinációs faktorokkal. Ezeket az Eurocode 3 (EN 1993-1-1) foglalja össze. A tervezett szerkezetnek meg kell felelnie teherbírási és biztonsági szempontok szerint a terhelések kombinációiból számolt összterhek elviselésére.
 

Példakonstrukció különböző terhelési esetekre

Hogy milyen eltérőek lehetnek a terhelések a terepviszonyoktól függően, jól látható az alábbi táblázatban, mely egy légcsatorna rögzítésének megoldásához szolgál alapul.

  Helyszín 1 Helyszín 2
Helység Budapest Nyíregyháza
Terepkategória Intenzív beépítettség Mezőgazdasági terület
Földtől mért magasság 12 15
Szélsebesség 23,6 m/s (~84km/h) 23,6 m/s (~84km/h)
Szélnyomás 0,451 kN/m² 0,911 kN/m²
Hónyomás 1,25 kN/m² 1,25 kN/m²
Példakonstrukciók összehasonlítása 1. ábra 2. ábra
















Az Ön célkitűzéseinek leginkább megfelelő konstrukció tervezése során különböző építési helyek esetén teljesen különböző terheléseket kell tehát figyelembe venni. Ugyanolyan peremfeltételek mellett a Budapesti alacsonyabb terhelési viszonyokra egy kevésbé teherbíró sínprofil is megfelel a légcsatorna rögzítésére, míg Nyíregyházán nagyobb keresztmetszetű profilra van szükség. A Nyíregyházi példakonstrukciónál a légcsatorna alá MPC 40/60 –as profil kerül beépítésre (jobbra) míg a Budapesti konstrukciónál (balra) elegendő egy MPC 38/40 -es profil felhasználása.

Összegzés

Összegzés

A hó- és szélteher tekintetében a szerkezet biztonságossága és teherbírása csak részletes és átfogó tervezés során szavatolható. Az előzetes tervezés a szerkezet gazdaságosságára is kihatással lehet: pontosabb tervezéssel az eredetileg feltételezett – túlhasználtságból adódó – károk csökkenthetők, valamint lehetőség nyílik egy túl gyenge konstrukció utólagos, költséghatékony megerősítésére.

További kérdései vannak, vagy egy projektjéhez szeretne támogatást? Alkalmazástechnikai mérnökeink folyamatosan rendelkezésére állnak.