حمل الثلج الأرضي يُستخرج من جدول، لا يُقاس
حمل الثلج على السقف هو حمل التصميم، معبَّرًا عنه بالكيلوباسكال (كيلونيوتن/م²)، الذي يجب أن يتحمّله هيكل السقف من تراكم الثلج. تستمد قوانين البناء في مناطق الثلوج هذا الحمل من 'حمل ثلج أرضي' مُخطَّط (pg) للموقع — رقم يحدده جدول حمل الثلج في قانون البناء المحلي المعمول به أو دراسة خاصة بالموقع، ولا يُقدَّر أو يُخمَّن مطلقًا في الموقع. تتناسب كل نتيجة أخرى في الصيغة مباشرة مع هذا الرقم الواحد، لذا فإن استخدام قيمة pg خاطئة يُبطل الحساب بأكمله.
صيغة السقف المسطح في ASCE 7
صيغة حمل الثلج على السقف المسطح المرجعية على نطاق واسع في ASCE 7 هي pf = 0.7 × Ce × Ct × Is × pg. معامل التعرّض Ce يتراوح من 0.9 (مواقع مكشوفة تمامًا ومعرَّضة للرياح تفقد الثلج بفعل الرياح) إلى 1.2 (مواقع محمية تحتفظ بثلج أكثر). المعامل الحراري Ct: 1.0 للمباني المُدفَّأة، التي تفقد بعض الثلج نتيجة الذوبان من الأسفل، أو 1.2 للمباني غير المُدفَّأة كالمرائب والسقائف، التي تحتفظ بالحمل كاملاً. معامل الأهمية Is يبقى عند 1.0 للاستخدام السكني النموذجي.
يُحوِّل معامل الميل Cs بعد ذلك حمل السقف المسطح إلى حمل تصميم للسقف المائل، لأن الأسقف الأكثر انحدارًا تتخلص من الثلج بسهولة أكبر: Cs = 1.0 لزوايا السقف حتى 30°، ويتناقص خطيًا نحو 0 مع ازدياد الزاوية من 30° إلى 70°، ما يعطي حمل السقف المائل ps = pf × Cs.
- حمل ثلج السقف المسطح pf = 0.7 × Ce × Ct × Is × pg
- حمل ثلج السقف المائل ps = pf × Cs
مثال محلول
بحمل ثلج أرضي pg = 1.5 كيلوباسكال، وتعرّض عادي (Ce = 1.0)، ومبنى مُدفَّأ (Ct = 1.0)، وميل سقف 4:12: حمل السقف المسطح هو pf = 0.7 × 1.0 × 1.0 × 1.0 × 1.5 = 1.05 كيلوباسكال. زاوية السقف هي arctan(4 ÷ 12) ≈ 18.43°، وهي دون عتبة الـ30° التي يبدأ عندها معامل الميل بتقليل الحمل، لذا Cs = 1.0 ويساوي حمل تصميم السقف المائل ps أيضًا 1.05 كيلوباسكال.
| العامل | القيمة المستخدمة |
|---|---|
| حمل الثلج الأرضي (pg) | 1.5 كيلوباسكال |
| معامل التعرّض (Ce) | 1.0 (عادي) |
| المعامل الحراري (Ct) | 1.0 (مُدفَّأ) |
| معامل الأهمية (Is) | 1.0 (سكني) |
| حمل السقف المسطح (pf) | 1.05 كيلوباسكال |
| زاوية السقف (ميل 4:12) | ≈ 18.43° (Cs = 1.0) |
| حمل السقف المائل (ps) | 1.05 كيلوباسكال |
هذا تقدير تعليمي، لا تصميم مختوم
هذه الصيغة أداة تقدير إنشائي مرجعية على نطاق واسع في ASCE 7، مفيدة لفهم كيفية تفاعل العوامل — وهي ليست بديلاً عن تصميم إنشائي مختوم. يجب أن يُؤخذ حمل الثلج الأرضي (pg) دائمًا من جدول حمل الثلج في قانون البناء المحلي المعمول به، ويجب التحقق من تصميم هيكل السقف النهائي من قِبل مهندس إنشائي مرخّص وفق القانون المعمول به للموقع الفعلي.
الأسئلة الشائعة
ما صيغة حمل الثلج في ASCE 7؟
صيغة حمل ثلج السقف المسطح هي pf = 0.7 × Ce × Ct × Is × pg، حيث pg حمل الثلج الأرضي، وCe معامل تعرّض، وCt معامل حراري، وIs معامل أهمية. يُطبَّق بعد ذلك معامل ميل منفصل للحصول على حمل تصميم السقف المائل.
أين أجد حمل الثلج الأرضي لموقعي؟
يحدد حمل الثلج الأرضي (pg) قانون البناء المحلي المعمول به، عادةً من جدول حمل ثلج أو دراسة خاصة بالموقع للتضاريس المرتفعة أو غير المعتادة — ولا ينبغي تقديره أو تخمينه أبدًا.
لماذا يكون حمل الثلج أقل في مبنى مُدفَّأ؟
تفقد المباني المُدفَّأة بعض الثلج نتيجة الذوبان التدريجي من الحرارة المتسربة عبر السقف، ما قد يقلل تراكم حمل الثلج. لا تحصل المباني غير المُدفَّأة كالمرائب والسقائف على تأثير الذوبان هذا، لذا تطبّق القوانين معاملاً حراريًا أعلى (Ct = 1.2) لمراعاة احتفاظ السقف بحمل الثلج كاملاً.
هل يقلل ميل السقف حمل الثلج دائمًا؟
فقط فوق عتبة معينة. يبقى معامل الميل Cs عند 1.0 لزوايا السقف حتى 30° ولا يبدأ بالتناقص نحو 0 إلا مع ازدياد الزاوية من 30° إلى 70°، ما يعكس أن الثلج ينزلق عن الأسقف الأكثر انحدارًا بسهولة أكبر.
المراجع
- ASCE/SEI 7 — Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures: source of the flat-roof snow load form (pf = 0.7 · Ce · Ct · Is · pg) and slope-factor concept.
- Local/state building code snow load maps — the authoritative source for ground snow load (pg) at a given site.
- International Code Council (ICC) — International Building Code (IBC), structural snow load provisions.