ما هي حاسبة حمل الثلج؟
حاسبة حمل الثلج تقدّر الوزن الذي يفرضه الثلج المتراكم على السقف أو على أي سطح، ويُعبَّر عنه كضغط بوحدة الكيلونيوتن لكل متر مربع (kN/m²) أو بالباسكال (Pa = N/m²) أو بالرطل لكل قدم مربع (psf). معرفة حمل الثلج تساعد المهندسين والمقاولين وأصحاب المنازل على تقدير ما إذا كان المبنى قادرًا على تحمّل ثلوج الشتاء بأمان. أما طريقة ASCE 7 المعروضة هنا فهي تعتمد على المعيار التصميمي الأمريكي، في حين أن طريقة (العمق × الكثافة) هي تقدير فيزيائي عام يصلح في أي مكان.
طريقة الاستخدام
اختر الطريقة المناسبة. للحصول على تقدير سريع في الموقع، اختر عمق الثلج × الكثافة وأدخل عمق الثلج المقاس بالمتر مع تقدير للكثافة (الثلج الطازج ≈ 50–100 كجم/م³، الثلج المستقر ≈ 200–300 كجم/م³، الثلج المبلل أو المضغوط ≈ 400 فأكثر). أما للحصول على قيمة تصميمية وفق الكود، فاختر حمل السقف المسطح وفق ASCE 7 وأدخل حمل الثلج الأرضي pg إلى جانب معامل التعرض (Ce) والمعامل الحراري (Ct) ومعامل الأهمية (I) المأخوذة من المعيار.
شرح المعادلات
تحسب الطريقة الفيزيائية الضغط وفق العلاقة \(p = \rho \cdot h \cdot g\)، حيث \(\rho\) هي الكثافة و\(h\) هو العمق وg = 9.81 م/ث². ينتج عن ذلك الحمل بوحدة الباسكال، ونحوّله أيضًا إلى kN/m² وpsf. أما حمل السقف المسطح وفق ASCE 7 فيُحسب بالعلاقة $$p_f = 0.7 \cdot C_e \cdot C_t \cdot I \cdot p_g$$ ويراعي المعامل 0.7 أن أحمال الأسقف المسطحة تكون عادةً أقل من أحمال الثلج الأرضي.
مثال محلول
لنفترض أن عمق الثلج 0.5 متر وكثافته 200 كجم/م³. عندها يكون الحمل $$= 0.5 \times 200 \times 9.81 = 981 \text{ باسكال} = 0.981 \text{ kN/m}^2 \approx 20.49 \text{ psf}$$ وباستخدام معيار ASCE 7 مع pg = 1.5 kN/m²، وCe = 1.0، وCt = 1.0، وI = 1.0: يكون $$p_f = 0.7 \times 1.0 \times 1.0 \times 1.0 \times 1.5 = 1.05 \text{ kN/m}^2$$
الأسئلة الشائعة
ما الكثافة التي ينبغي أن أستخدمها؟ استخدم 50–100 كجم/م³ للثلج الطازج الخفيف، و200–300 للثلج المستقر، و400 فأكثر للثلج المبلل أو المضغوط والجليد.
ما القيم النموذجية لـ Ce وCt وI؟ Ce ≈ 0.9–1.2 حسب درجة التعرض، وCt ≈ 1.0 للمباني المُدفّأة، وI ≈ 0.8–1.2 حسب فئة الخطورة. تحقّق من القيم الدقيقة من معيار ASCE 7.
هل يأخذ هذا في الحسبان التراكمات أو الميل؟ لا. فهو يعطي حملًا أساسيًا متوازنًا للسقف المسطح؛ أما أحمال الانزلاق والتراكم والأحمال غير المتوازنة فتتطلب أحكامًا إضافية من معيار ASCE 7.
