[科普中國(guó)]-屋面雪壓

基本雪壓

基本雪壓：GB50009，50年的最大雪壓為當(dāng)?shù)匮骸?/p>

我國(guó)原荷載規(guī)范《荷載背后規(guī)范》 (規(guī)結(jié)1—58)中《全國(guó)最大雪深分區(qū)圖》是根據(jù)解放前和解放初期的雪深資料繪成的，站點(diǎn)少，資料年限短，因而可靠性較差。同時(shí)由歷(各)年最大雪深的平均值乘以全國(guó)統(tǒng)一的平均積雪密度200kg/m3來(lái)確定，是不太合理的。因?yàn)楦髂甑姆e雪重量差別很大，往往影響建筑結(jié)構(gòu)安全的是某一次極端最大積雪重量，并不是各年最大積雪重量的平均值，根據(jù)實(shí)測(cè)資料，我國(guó)各地區(qū)的積雪密度也不相同，采用全國(guó)統(tǒng)一積雪密度并不能反映實(shí)際情況。

《工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(TJ 9-74)在修訂時(shí)調(diào)查了全國(guó)17個(gè)省(市、區(qū))的積雪情況，使用1951～1972年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)有積雪密度觀測(cè)資料的地點(diǎn)，直接用每年的最大積雪重量作為統(tǒng)計(jì)樣本，按皮爾遜Ⅲ型曲線進(jìn)行計(jì)算，求得30年一遇的最大積雪重量，在缺乏積雪密度資料的地點(diǎn)，仍統(tǒng)計(jì)30年一遇的最大雪深，然后乘以地區(qū)平均積雪密度，作為基本雪壓值。

我國(guó)大部分地區(qū)處在溫帶，一般地區(qū)降雪期不到4個(gè)月。主要在東北、內(nèi)蒙古、新疆和青海等地區(qū)，冬季嚴(yán)寒時(shí)間長(zhǎng)，積雪厚，由于氣溫低，積雪后可能整個(gè)冬天不化，老雪復(fù)以新雪，使之雪壓增加，如新疆阿爾泰山區(qū)，雪壓值在lkN/m2以上。華北、西北大部分地區(qū)冬季嚴(yán)寒時(shí)間較長(zhǎng)，溫度亦低，但水氣不足，降雪量并不大。但長(zhǎng)江中下游及淮河流域，冬季嚴(yán)寒時(shí)間雖不長(zhǎng)，有時(shí)一冬無(wú)積雪，如果遇到寒潮南下，溫度較低，水氣充足時(shí)可降很大的雪，例如，1955年元旦，江淮一帶大雪，江蘇南京積雪深達(dá)51cm，安徽正陽(yáng)關(guān)雪深52cm。華南、西南地區(qū)，冬季很短，降雪很少，其中很大一部分屬于無(wú)雪地區(qū)；因此雪荷載的確定，應(yīng)從各個(gè)地區(qū)實(shí)際的氣象條件出發(fā)，合理取值。

目前雪載值，一般占整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)自重的10%--30%，這樣大的雪載，往往使得各種屋蓋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的變形，尤其在嚴(yán)寒多雪地區(qū)，大雪之后，屋蓋結(jié)構(gòu)不僅產(chǎn)生較大的殘余變形，有時(shí)還遭致結(jié)構(gòu)破壞。而在屋面低凹處更為嚴(yán)重，由于雪的堆積而形成局部地區(qū)很大的超載，且一般屋蓋結(jié)構(gòu)安全度偏低，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)慎重對(duì)待，妥善處理雪載取值。1

屋面雪壓影響屋面雪壓的因素有：風(fēng)、屋面形式、屋面散熱等。

1） 風(fēng)對(duì)屋面積雪的影響

風(fēng)對(duì)屋面積雪的影響:主要是由風(fēng)的漂積作用引起的。在下雪過(guò)程中，風(fēng)會(huì)把部分本將飄落在屋面上的雪積吹到附近的地面或其它較低的物體上，這種影響就叫風(fēng)的漂積作用。當(dāng)風(fēng)速較大或房屋處于曝風(fēng)位置時(shí)，部分已經(jīng)積在屋面上的雪會(huì)被風(fēng)吹走，從而導(dǎo)致平屋面或小坡度（坡度小于10度）屋面上的雪壓普遍比鄰近地面上的雪壓要小。在高低跨屋面的情況下，由于風(fēng)對(duì)雪的漂積作用，會(huì)將較高屋面的雪吹落在較低屋面上，在低屋面上形成局部較大的漂積荷載。對(duì)多坡度屋面及曲線型屋面，屋谷附近區(qū)域的積雪比屋脊區(qū)大，其原因之一是作用下的雪漂積，屋脊區(qū)的部分積雪被風(fēng)吹在屋谷區(qū)內(nèi)。

對(duì)于高低跨屋面，由于風(fēng)對(duì)雪的漂積作用，會(huì)將較高屋面的雪吹落在較低屋面上，在低屋面上形成局部較大的漂積荷載。蘇聯(lián)根據(jù)西伯利亞地區(qū)的屋面荷載的調(diào)查，對(duì)屋面積雪分布系數(shù)規(guī)定為

=2h/4.0

式中 h——屋面高低差，m；

——基本雪壓，kN/。

并規(guī)定積雪分布寬度=2h，但不小于5m，不大于10m。積雪按三角形分布，如圖所示。根據(jù)我國(guó)的積雪情況調(diào)查，高低屋面堆雪集中程度遠(yuǎn)小于西伯利亞地區(qū)，形成三角形分布的情況較小，一般高低屋面處存在風(fēng)渦作用，雪堆多形成曲線圖形的堆積情況。因此，我國(guó)規(guī)范將其簡(jiǎn)化為矩形分布的雪堆，對(duì)取平均值2．0，雪堆長(zhǎng)度2h不小于4 m。但不大于8 m。

對(duì)多跨坡屋面及曲線型屋面，屋谷附近區(qū)域的積雪比屋脊區(qū)大，也受風(fēng)作用下的雪漂積的影響，屋脊區(qū)的部分積雪被風(fēng)吹積在屋谷區(qū)內(nèi)，造成局部堆雪及局部滑雪。因而，對(duì)多跨坡屋面及曲線型屋面，風(fēng)作用除了使總的屋面積雪減少外，還會(huì)引起屋面的不平衡積雪荷載。

2**）屋面坡度對(duì)積雪的影響**

屋面雪荷載與屋面坡度密切相關(guān)，一般隨坡度的增加而減小，主要原因是風(fēng)的作用和雪滑移所致。

當(dāng)屋面坡度大于到某一角度時(shí)，積雪就會(huì)在屋面產(chǎn)生滑移或滑落，坡度越大滑落的雪越多。屋面表面的光滑程度對(duì)雪滑移的影響較大。雪滑移帶來(lái)的另一個(gè)問題是滑落的雪堆積在與坡屋面領(lǐng)接的較低屋面上。風(fēng)作用使總的屋面積雪減少，對(duì)雙坡屋面及曲線型屋面，還會(huì)引起屋面的不平衡積雪荷載。

3**）屋面溫度對(duì)積雪的影響**

屋面散發(fā)的熱量使部分積雪融化，同時(shí)也使雪滑移更易發(fā)生。

不連續(xù)加熱的屋面，加熱期融化的雪在不加熱期間可能重新凍結(jié)。在屋面較低處結(jié)成較厚的冰層，產(chǎn)生附加荷載。重新凍結(jié)的冰雪還會(huì)減低坡屋面上的雪滑移能力。融化后的雪水常常會(huì)在檐口處凍結(jié)為冰凌及冰壩。這一方面會(huì)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象；另一方面會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的荷載效應(yīng)。

我國(guó)南部氣候較暖，屋面積雪容易融化；北部寒潮風(fēng)較大，屋面積雪容易吹掉。與蘇聯(lián)、加拿大、北歐等國(guó)相比，積雪情況不甚嚴(yán)重．積雪期也較短。因此。我國(guó)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4355及國(guó)外相關(guān)資料，對(duì)屋面積雪分布僅概括地規(guī)定了8種典型屋面積雪分布系數(shù)。其中大部分屋面都列出了積雪均勻分帶和不均勻分布兩種情況，后一種主要是考慮雪的滑移和堆積后的效應(yīng)。2