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钢结构工程研究⑧ 《钢结构》2010增刊 屋面积雪分布系数分析 蒋坤1，张延年1’2，王元清2，石永久2 (1．沈阳建筑大学土木工程学院，辽宁沈阳110168；2清华大学土木工程系，北京100084) 提要：鉴于近年来全球气候的持续恶化，雪灾等一系列极端气象灾害的频繁发生，尤其是雪灾中降雪 量大大超出历史最高水平，为了减轻和预防轻钢结构在雪灾中的破坏，本文通过对近年来雪灾中降雪分 布不均匀对轻钢结构的影响并结合规范中8种屋面积雪分布系数在雪灾中对尾面产生的实际雪压的分 析， 找出现有规范中屋面积雪分布系数对于当前的雪灾中的降雪分布的不合理性， 通过简单的几何方 法，对雪载不均匀分布影响较大的几种屋面的积雪情况进行初步的计算，找出破坏的症结所在．并根据 实际的降雪量和降雪分布情况，对原有的积雪分布系数做出相应的调整，给出调整范围。总结分析过程， 并给出一些意见和建议， 为以后轻钢结构的设计、使用等提供安全、可靠的依据。 关键词：屋面积雪分布系数；屋面坡度；雪荷载 1．引言 近年来，我国连年发生严重风雪灾害，引起大量建筑物破坏、倒塌，造成巨大的经济 持续降雪，一些地区建筑物屋面承受的雪荷载实际超过O．8蝌／m2，局部地区达到0．9kN／m2。 2009年11月10日开始，中国北方地区大范围遭遇罕见暴雪，河北、山西、河南等地的暴 雪整体己达60年一遇标准，局部地区达到百年一遇。通过调查分析，大量结构破坏和坍塌 的首要原因是雪荷载超载pJ。荷载取值是一个重要结构设计指标，直接影响结构设计，如 取值不当将会造成严重后果【4J。 屋面积雪分布系数是根据建筑屋顶的剖面结构形式以及以往的降雪量综合分析计算得 出的计算系数，保证计算房屋整体荷载时，结构所承受雪荷载不会超过最大限值，从而确 保房屋结构的安全与稳定，但目前《建筑结构荷载规范》中给出的屋面积雪分布系数较为 简单，所能涵盖的屋面类型较少，对于一些新兴建筑结构形式的屋面没有积雪分布系数的 规定，而涉及的八种屋面的积雪分布系数也存在一定的不合理，加之近年来雪灾频繁，降 雪范围广泛，以往降雪量小甚至不降雪的南方地区也普降暴雪，。并伴随严重的冻容天气， 攻关项目(2009一K3—25)；沈阳建筑大学省级重点实验室开放基金资助(3G-200911) 钢结构工程研究⑧ 《钢结构》2010增刊 大大增加了屋面的雪压值，因此按照往年降雪量及降雪分布设定的积雪分布系数显得严重 的过时且不够准确具体，考虑到全球气候的持续恶化，暴雪天气频出，规范的八种积雪分 布系数已不能满足当前的需求，需要根据实际情况加以修改，本文通过对规范中涉及到的 八种屋面形式积雪形式的分析，结合当前的雪灾雪压，对其进行全分析补充，为以后规范 修订屋面积雪分布系数提供建议。 2．单跨单坡屋面 值，分别对应翌5。和2450两个度数区间和四个度数值。当屋面坡角度250。时，考虑到滑雪 因素，一般情况下，积雪在重力作用下，当坡度大于500时会自行脱落，因此取0。但如果 发生冻容天气或屋面粗糙，积雪会附着于坡度大于500的屋面，因此屋面会继续承受积雪 荷载，但此类情况涉及到特殊天气及屋面材质等因素，情况较为复杂，建议此类情况屋面 坡度大于500时，积雪分布系数因适当提高。当屋面积雪分布系数小于250时，积雪产生 的横向力较小，可以忽略不计，积雪产生的竖向力接近于自身重力，规范中现有的屋面积 雪分布系数同样忽略横向力影响，取1．0。当屋面坡度介于250到500之间时，规范只给出 四个坡度对应的屋面积雪分布系数，考虑到新兴建筑结构形式的多样性，以及施工因素， 气候环境及屋面结构材料自身变化的影响，建筑物的屋面坡度可能产生任何角度，因此规 范中现有的对应四个坡度的积雪分布系数显得单一而又片面，应加以补充调整。如果屋盖 设有女儿墙，尤其当女儿墙达到一定高度，当坡度大于500时，上坡积雪滑落后也不会脱 离屋面，会在女儿墙逐渐堆积，因此积雪分布系数可能会接近l，而不是接近0。并且更应 考虑积雪的不均匀分布。因此积雪分布系数应深入此致研究。 舷 朋 朋哺舶哺t劓¨l弘 I ●卢 1 辅●械