構造物の建物の雪荷重設計要件は何ですか？

雪の荷重は、特に大雪が降りやすい地域では、鉄骨構造の建物の設計において重要な考慮事項です。味付けされた構造物の鉄鋼サプライヤーとして、私はこれらの構造の安全性と耐久性を確保するために、適切な雪荷重設計要件を順守することの重要性を直接目撃しました。このブログでは、鉄骨構造の建物の雪荷重設計の重要な側面を掘り下げ、業界の基準とベストプラクティスを利用します。

雪の負荷を理解する

雪の荷重とは、建物の屋根に蓄積される雪の重量を指します。地理的位置、標高、地域の気候パターン、屋根の形状と向きなど、いくつかの要因の影響を受けます。山岳地帯や北部緯度などの大雪がある地域では、雪の荷重はかなりのリスクをもたらし、建物の構造的完全性に大きなリスクをもたらす可能性があります。

屋根の雪荷重は、通常、1平方フィートあたりのポンド（PSF）または1平方メートルあたりのキロネワトン（kN/m²）で表されます。建築基準と基準は、過去の降雪データやその他の関連する要因に基づいて、特定の場所の適切な雪の負荷を決定するためのガイドラインを提供します。これらのガイドラインは、建築家、エンジニア、および設計者が、過度のたわみや故障なしに、予想される雪の負荷に耐えることができることを保証するのに役立ちます。

雪の負荷に影響する要因

いくつかの要因は、鉄骨構造の建物の雪荷重に影響を与える可能性があります。これらの要因を理解することは、正確な雪の負荷計算と適切な設計のために重要です。

地理的位置

建物の地理的位置は、雪の荷重を決定する上で重要な役割を果たします。標高が高く、気候が寒いエリアは、一般に降雪が大きく、したがって雪の負荷が高くなります。たとえば、山岳地帯に位置する鉄骨構造の建物は、冬が穏やかな沿岸地域の同様の建物と比較して、より高い雪荷重設計を必要とする場合があります。

屋根の形と向き

屋根の形状と向きは、雪の負荷にも影響を与える可能性があります。平らな屋根は、雪が滑る機会が少ないため、ピッチングされた屋根よりも多くの雪を蓄積する傾向があります。さらに、屋根の向きは雪の分布に影響を与える可能性があります。たとえば、北に向いている屋根は、日光が少なくなる可能性があり、したがって、雪をより長期間保持する可能性があり、その結果、雪の負荷が高くなります。

雪のドリフト

雪の漂流は、風が屋根のある領域から雪が吹き、別の領域に堆積すると発生します。これにより、濃縮雪の荷重の領域が作成される可能性があります。これは、鉄骨構造の建物にとって特に問題がある可能性があります。雪の漂流は、斜面が低い平らな屋根や屋根で発生する可能性が高く、近くの建物や風の流れを破壊するその他の障害物によって悪化する可能性があります。

雪密度

雪の密度は、温度、湿度、降雪の種類などの要因によって異なります。湿った大雪は密度が高く、したがって、乾燥したふわふわした雪と比較して屋根に大きな負荷をかけます。雪の負荷を計算するときは、場所と気候の予想される雪密度を考慮することが重要です。

雪荷重設計基準とコード

鉄骨構造の建物の安全性を確保するために、雪の負荷設計のガイドラインを提供するために、さまざまな国内および国際的な基準とコードが開発されました。これらの基準は、上記の要因を考慮し、雪の負荷を計算し、それに耐える構造を設計するための特定の要件を提供します。

米国では、雪の負荷設計に最も広く使用されている基準は、アメリカの土木学会（ASCE）7-最小設計負荷と建物やその他の構造の関連基準です。この標準は、地理的位置、屋根の形状、およびその他の要因に基づいて雪の負荷を決定するための詳細な手順を提供します。また、雪のドリフトやその他の特別なケースの規定も含まれています。

ヨーロッパでは、Eurocode en 1991-1-3：2003-構造に関するアクション - 一般的なアクション - 雪荷重は、雪荷重設計の主要な基準です。 ASCE 7と同様に、Eurocode EN 1991-1-3は、雪の負荷を計算し、それらに抵抗する構造を設計するためのガイドラインを提供します。

これらの基準は、最新の研究および業界のベストプラクティスを反映するために定期的に更新されていることに注意することが重要です。したがって、建築家、エンジニア、デザイナーがこれらの標準の最新バージョンを使用して、彼らの設計が該当する要件に準拠していることを確認することが不可欠です。

雪荷重計算

鉄骨構造の建物の雪荷重を計算するには、いくつかのステップが含まれます。最初のステップは、地上雪の荷重を決定することです。これは、特定の場所の地面にある雪の重量です。これは、地域の年間降雪の平均を示す地元の気象記録または地図から取得できます。

地上雪の荷重が決定されたら、次のステップは屋根の雪荷重を計算することです。これには、屋根の形状、勾配、露出などの要因を考慮することが含まれます。たとえば、ASCE 7標準は、地上雪の荷重と屋根の斜面に基づいて屋根の雪荷重を計算するための式を提供します。特定の角度よりも大きい勾配のあるピッチング屋根は、平らな屋根と比較して雪の荷重が減少する可能性があります。

基本的な雪荷重計算に加えて、雪のドリフトやその他の特殊なケースの影響を考慮する必要もあります。雪のドリフトの計算では、通常、雪のドリフトの高さと幅、屋根に課される追加の負荷を決定することが含まれます。

鉄骨構造の建物の設計上の考慮事項

雪の負荷に耐えるために鉄骨構造の建物を設計するときは、いくつかの重要な考慮事項を考慮する必要があります。

構造的完全性

雪荷重設計の主な目標は、建物の構造的完全性を確保することです。これには、過度のたわみや故障なしに、予想される雪の負荷に耐えることができる適切な鋼のメンバーと接続を選択することが含まれます。設計では、風などの動的荷重の可能性も考慮する必要があります。

屋根の排水

適切な屋根の排水は、鉄骨構造の建物の雪の荷重を減らすために不可欠です。設計された排水システムは、屋根に雪と水の蓄積を防ぐのに役立ち、構造的損傷のリスクを減らすことができます。これには、溝、ダウンロー、排水の斜面の設置が含まれる場合があります。

スノーガードシステム

スノーガードシステムは、大きな塊で雪が屋根から滑り落ちるのを防ぐために、鉄骨構造の建物に設置できます。これらのシステムは、雪の負荷をより均等に分配し、雪のリスクを軽減するのに役立ちます - 建物とその周辺に関連する損傷に関連しています。スノーガードシステムは、鋼、アルミニウム、プラスチックなどのさまざまな材料で作ることができ、さまざまな屋根の種類と用途に合わせてさまざまなデザインがあります。

専門家と協力することの重要性

雪の負荷に耐えるために鉄骨構造の建物を設計することは、専門的な知識と専門知識を必要とする複雑なプロセスです。専門の建築家、エンジニア、または鉄骨構造のサプライヤーと協力することは、適切な雪荷重設計要件を満たすために建物が設計および構築されるようにするために不可欠です。

専門家は、正確な雪荷重計算、鋼鉄のメンバーと接続の適切な選択、および屋根の排水やスノーガードシステムなどの適切な設計機能の実装を支援できます。また、デザインが関連するすべての建築基準と基準に準拠することを保証することもできます。

結論

雪の荷重設計は、特に大雪が降りやすい地域では、鋼構造の建物設計の重要な側面です。雪の負荷に影響を与える要因を理解し、適切な設計基準とコードに従って、専門家と協力することにより、鋼の構造の建物が安全で耐久性があり、予想される雪の負荷に耐えることができるようにすることができます。

あなたが検討している場合鋼構造工場の建物、工場鋼構造、 またはワークショップの鉄骨構造、私はあなたのプロジェクトについて話し合うためにあなたに手を差し伸べることを勧めます。当社の専門家チームは、特定のニーズを満たし、関連するすべての雪荷重設計要件を順守する鉄骨構造を設計および構築するために必要なガイダンスとサポートを提供できます。協力して、時間と要素のテストに耐える構造を作成しましょう。

参照

• アメリカ土木学会（ASCE）。 （2016）。建物やその他の構造の最小設計負荷と関連する基準（ASCE 7-16）。
• 欧州標準化委員会。 （2003）。ユーロコード1：構造に関するアクション - パート1-3：一般的なアクション - 雪の負荷（EN 1991-1-3：2003）。