屋面雪压

影响屋面雪压的因素有：风、屋面形式、屋面散热等。

1） 风对屋面积雪的影响

风对屋面积雪的影响:主要是由风的漂积作用引起的。在下雪过程中，风会把部分本将飘落在屋面上的雪积吹到附近的地面或其它较低的物体上，这种影响就叫风的漂积作用。当风速较大或房屋处于曝风位置时，部分已经积在屋面上的雪会被风吹走，从而导致平屋面或小坡度（坡度小于10度）屋面上的雪压普遍比邻近地面上的雪压要小。在高低跨屋面的情况下，由于风对雪的漂积作用，会将较高屋面的雪吹落在较低屋面上，在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。对多坡度屋面及曲线型屋面，屋谷附近区域的积雪比屋脊区大，其原因之一是作用下的雪漂积，屋脊区的部分积雪被风吹在屋谷区内。

对于高低跨屋面，由于风对雪的漂积作用，会将较高屋面的雪吹落在较低屋面上，在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。苏联根据西伯利亚地区的屋面荷载的调查，对屋面积雪分布系数规定为

=2h/4.0

式中 h——屋面高低差，m；

——基本雪压，kN/。

并规定积雪分布宽度=2h，但不小于5m，不大于10m。积雪按三角形分布。根据我国的积雪情况调查，高低屋面堆雪集中程度远小于西伯利亚地区，形成三角形分布的情况较小，一般高低屋面处存在风涡作用，雪堆多形成曲线图形的堆积情况。因此，我国规范将其简化为矩形分布的雪堆，对取平均值2．0，雪堆长度2h不小于4 m。但不大于8 m。

对多跨坡屋面及曲线型屋面，屋谷附近区域的积雪比屋脊区大，也受风作用下的雪漂积的影响，屋脊区的部分积雪被风吹积在屋谷区内，造成局部堆雪及局部滑雪。因而，对多跨坡屋面及曲线型屋面，风作用除了使总的屋面积雪减少外，还会引起屋面的不平衡积雪荷载。

2）屋面坡度对积雪的影响

屋面雪荷载与屋面坡度密切相关，一般随坡度的增加而减小，主要原因是风的作用和雪滑移所致。

当屋面坡度大于到某一角度时，积雪就会在屋面产生滑移或滑落，坡度越大滑落的雪越多。屋面表面的光滑程度对雪滑移的影响较大。雪滑移带来的另一个问题是滑落的雪堆积在与坡屋面领接的较低屋面上。风作用使总的屋面积雪减少，对双坡屋面及曲线型屋面，还会引起屋面的不平衡积雪荷载。

3）屋面温度对积雪的影响

屋面散发的热量使部分积雪融化，同时也使雪滑移更易发生。

不连续加热的屋面，加热期融化的雪在不加热期间可能重新冻结。在屋面较低处结成较厚的冰层，产生附加荷载。重新冻结的冰雪还会减低坡屋面上的雪滑移能力。融化后的雪水常常会在檐口处冻结为冰凌及冰坝。这一方面会出现渗漏现象；另一方面会对结构产生不利的荷载效应。

我国南部气候较暖，屋面积雪容易融化；北部寒潮风较大，屋面积雪容易吹掉。与苏联、加拿大、北欧等国相比，积雪情况不甚严重．积雪期也较短。因此。我国《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)根据以往的设计经验，参考国际标准ISO 4355及国外相关资料，对屋面积雪分布仅概括地规定了8种典型屋面积雪分布系数。其中大部分屋面都列出了积雪均匀分带和不均匀分布两种情况，后一种主要是考虑雪的滑移和堆积后的效应。2100433B

基本雪压：GB50009，50年的最大雪压为当地雪压。

我国原荷载规范《荷载背后规范》 (规结1—58)中《全国最大雪深分区图》是根据解放前和解放初期的雪深资料绘成的，站点少，资料年限短，因而可靠性较差。同时由历(各)年最大雪深的平均值乘以全国统一的平均积雪密度200kg/m³来确定，是不太合理的。因为各年的积雪重量差别很大，往往影响建筑结构安全的是某一次极端最大积雪重量，并不是各年最大积雪重量的平均值，根据实测资料，我国各地区的积雪密度也不相同，采用全国统一积雪密度并不能反映实际情况。

《工业与民用建筑结构荷载规范》(TJ 9-74)在修订时调查了全国17个省(市、区)的积雪情况，使用1951～1972年统计数据，对有积雪密度观测资料的地点，直接用每年的最大积雪重量作为统计样本，按皮尔逊Ⅲ型曲线进行计算，求得30年一遇的最大积雪重量，在缺乏积雪密度资料的地点，仍统计30年一遇的最大雪深，然后乘以地区平均积雪密度，作为基本雪压值。

我国大部分地区处在温带，一般地区降雪期不到4个月。主要在东北、内蒙古、新疆和青海等地区，冬季严寒时间长，积雪厚，由于气温低，积雪后可能整个冬天不化，老雪复以新雪，使之雪压增加，如新疆阿尔泰山区，雪压值在lkN/m2以上。华北、西北大部分地区冬季严寒时间较长，温度亦低，但水气不足，降雪量并不大。但长江中下游及淮河流域，冬季严寒时间虽不长，有时一冬无积雪，如果遇到寒潮南下，温度较低，水气充足时可降很大的雪，例如，1955年元旦，江淮一带大雪，江苏南京积雪深达51cm，安徽正阳关雪深52cm。华南、西南地区，冬季很短，降雪很少，其中很大一部分属于无雪地区；因此雪荷载的确定，应从各个地区实际的气象条件出发，合理取值。

雪载值，一般占整个屋盖结构自重的10%--30%，这样大的雪载，往往使得各种屋盖结构产生较大的变形，尤其在严寒多雪地区，大雪之后，屋盖结构不仅产生较大的残余变形，有时还遭致结构破坏。而在屋面低凹处更为严重，由于雪的堆积而形成局部地区很大的超载，且一般屋盖结构安全度偏低，因此在进行结构设计时，应慎重对待，妥善处理雪载取值。

《大跨度钢结构屋面风雪荷载》可供从事土木工程、力学等相关专业的广大科技人员以及各设计院与施工企业参考，也可作为上述专业研究生和高年级本科生的学习参考书。这是一部关于大跨度钢结构屋面风雪荷载的专著，本书系统地总结和阐述了作者在大跨度钢结构风雪灾害方面的主要研究成果。主要论述了大跨度钢结构屋面风雪荷载。第一章论述了大跨度钢结构发展现状和存在问题。第二章论述了大跨度钢结构风雪灾害调查分析。第三章论述了基本雪压的计算与分析。第四章论述了基本风压的计算与分析。第五章论述了屋面积雪分布系数。第六章论述了大跨度钢结构风雪荷载组合。

前言

第1章绪论

1.1引言

1.2问题的提出

1.2.1大跨度钢结构风雪灾害调查分析

1.2.2基本雪压研究

1.2.3基本风压研究

1.2.4屋面积雪分布系数研究

1.2.5风、雪荷载组合研究

第2章风雪灾害调查分析

2.1引言

2.2风雪灾害概况

2.3事故原因分析

2.3.1荷载原因

2.3.2设计原因

2.3.3施工原因

2.3.4不正规的设计与施工

2.3.5使用及维护方面

2.4小结

第3章基本雪压的计算与分析

3.1引言

3.2结构作用类型及数学模型

3.2.1作用及作用效应的一般概念

3.2.2作用类型

3.2.3两种概率模型

3.2.4设计基准期内最大荷载的概率分布函数

3.2.5极值l型分布

3.2.6极值工型分布的常用参数估计方法

3.2.7样本序列出现特大值时参数的修改方法

3.2.8利用柯尔莫哥洛夫检验法对分布函数进行检验

3.3建立雪荷载统计模型及确定模型参数

3.3.1雪荷载调查概况与方法

3.3.2利用直方图确定雪荷载分布

3.3.3非参数检验

3.4计算结果与分析

3.4.1计算结果的比较

3.4.2矩法估计和Gumbel法估计的比较

3.5小结

第4章基本风压的计算与分析

4.1 引言

4.2风速资料数据及处理

4.2.1地面粗糙度等级的规定

4.2.2风速的高度换算

4.2.3观测资料时次订正

4.3基本风压的计算

4.3.1空气密度的计算

4.3.2最大风速的统计计算

4.3.3极值工型分布及参数估计

4.3.4极值Ⅲ型分布及参数估计

4.4计算结果优良性指标检验

4.5计算结果与分析

4.5.1用极值工型分布统计数值的计算结果分析

4.5.2用极值Ⅲ型分布统计数值的计算结果分析

4.5.3极值l型分布和极值Ⅲ型分布的对比分析

4.5.4极值Ⅲ型分布与规范的对比分析

4.6小结

第5章屋面积雪分布系数

5.1 引言

5.2风致积雪分析模型的建立

5.2.1流体的力学性质

5.2.2 FLUENT软件

5.2.3风雪效应湍流模型的建立

5.2.4风雪效应多相流模型的建立

5.2.5 FLUENT模型的各项参数设定

5.3单跨单坡屋面积雪分布系数研究

5.3.1单跨单坡屋面积雪调查分析

5.3.2单跨单坡屋面风致积雪模拟分析

5.3.3单跨单坡屋面积雪分布系数的确定

5.4单跨双坡屋面积雪分布系数研究

5.4.1调查分析

5.4.2单跨双坡屋面风致积雪模拟分析

5.4.3单跨双坡屋面积雪分布系数的确定

5.5拱形屋面积雪分布系数研究

5.5.1调查分析

5.5.2拱形屋面风致积雪模拟分析

5.5.3拱形屋面积雪分布系数的确定

5.6带天窗屋面积雪分布系数研究

5.6.1调查分析

5.6.2带天窗屋面风致积雪模拟分析

5.6.3带天窗屋面积雪分布系数的确定

5.7带天窗有挡风板屋面积雪分布系数研究

5.7.1调查分析

5.7.2带天窗有挡风板屋面风致积雪模拟分析

5.7.3带天窗有挡风板屋面积雪分布系数的确定

5.8多跨单坡屋面积雪分布系数研究

5.8.1调查分析

5.8.2多跨单坡屋面风致积雪模拟分析

5.8.3多跨单坡屋面积雪分布系数的确定

5.9双跨双坡屋面积雪分布系数研究

5.9.1调查分析

5.9.2双跨双坡屋面风致积雪模拟分析

5.9.3双跨双坡屋面积雪分布系数的确定

5.10双跨拱形屋面积雪分布系数研究

5.10.1调查分析

5.10.2双跨拱形屋面风致积雪模拟分析

5.10.3双跨拱形屋面积雪分布系数的确定

5.11高、低屋面积雪分布系数研究

5.11.1调查分析

5.11.2高、低屋面风致积雪模拟分析

5.11.3高、低屋面积雪分布系数的确定

5.12小结

第6章大跨度钢结构风雪荷载组合

6.1 引言

6.2荷载和抗力的统计分析

6.2.1荷载的统计分析

6.2.2荷载效应组合

6.2.3抗力的统计分析

6.3门式刚架轻钢结构构件可靠指标的计算

6.3.1极限状态方程

6.3.2可靠度计算

6.3.3计算方法

6.3.4计算结果

6.3.5永久荷载 雪荷载（G S）组合时可靠指标的分析

6.3.6平均可靠指标的分析

6.4小结

参考文献2100433B