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寒潮來襲，全國開啟速凍模式
個(gè)別地區(qū)甚至一夜降溫十幾度
前一秒還在討論要不要穿秋褲的朋友圈
下一秒立馬被各地的降雪所刷屏
雪花飄舞的季節(jié)
世界仿佛被一層銀裝素裹
在這美麗的冰雪世界中
我們也需要格外關(guān)注建筑物的安全
雪的美麗可能掩蓋著一些潛在的風(fēng)險(xiǎn)
因此需要及時(shí)關(guān)注雪后建筑安全！
1、什么是雪荷載？
雪荷載——建筑學(xué)術(shù)語，指作用在建筑物或構(gòu)筑物頂面上計(jì)算用的雪壓。一般工業(yè)與民用建筑物屋面上的雪荷載，是由積雪形成的，是自發(fā)性的氣象荷載。雪載值的大小，主要取決于依據(jù)氣象資料而得的各地區(qū)降雪量、屋蓋形式、建筑物的幾何尺寸以及建筑物的正常使用情況等。 暴雪后，建筑背陰面(背風(fēng)面)積雪嚴(yán)重，如果雪荷載超負(fù)荷，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)安全隱患。如鋼結(jié)構(gòu)建筑可能會(huì)因?yàn)檠┖奢d超負(fù)荷導(dǎo)致檁條變形，在檁條失穩(wěn)時(shí)，拉桿和隅撐系統(tǒng)不能很好地提供支撐作用，進(jìn)而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)固等潛在風(fēng)險(xiǎn)。 當(dāng)雪載值占整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)自重的10%-30%時(shí) ，會(huì)使得各種屋蓋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的變形。特別大雪之后房屋，屋蓋結(jié)構(gòu)過大的殘余變形可能會(huì)破壞房屋結(jié)構(gòu)。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。 積雪的危害 在強(qiáng)風(fēng)的作用下積雪被風(fēng)刮到房屋一側(cè)大量積聚在女兒墻、高低跨、雨篷等部位導(dǎo)致局部雪荷載大大超過設(shè)計(jì)值。當(dāng)四周設(shè)有女兒墻時(shí)，強(qiáng)風(fēng)作用會(huì)使女兒墻內(nèi)側(cè)局部雪荷載過大造成結(jié)構(gòu)破壞和倒塌。有局部突出建筑物存在會(huì)造成屋面局部積雪過大因此會(huì)造成屋面變形或破壞。 2、怎樣確定雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值? 《屋面結(jié)構(gòu)雪荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS796-2020 規(guī)定如下： 由此可知：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值由積雪分布系數(shù)和基本雪壓兩個(gè)參數(shù)確定。 s0：基本雪壓，一般按照50年的重現(xiàn)期的基本雪壓取值，對(duì)雪荷載敏感的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用100年重現(xiàn)期的雪壓。 ur：屋面積雪分布系數(shù)。其取值情況如下所示： 1、對(duì)于山區(qū)雪荷載，仍需要乘以系數(shù)1.2。 2、由上表可知：有均布分布、不均勻分布兩種情況。具體根據(jù)構(gòu)件類別取用。 1）屋面板和檁條按積雪不均勻分布的最不利情況采用; 2）屋架和拱殼應(yīng)分別按全跨積雪的均勻分布、不均勻分布和半跨積雪的均勻分布按最不利情況采用; 3）框架和柱可按全跨積雪的均勻分布情況采用。 3、屋面積雪的滑落不受阻擋時(shí)，積雪分布系數(shù)在屋面坡度大于等于60°時(shí)應(yīng)為 0。 4、雪敏感建筑：根據(jù)《屋面結(jié)構(gòu)雪荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 T/CECS 796-2020中明確做出了定義：屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值的最大值超過屋面單位面積重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值50%以上的建筑結(jié)構(gòu)。 3、影響屋面積雪分布系數(shù)的原因 ① 風(fēng)速 在下雪過程中，風(fēng)會(huì)把部分本將飄落在屋面上的雪，吹積到房屋附近的地面上或其他較低的物體上。當(dāng)風(fēng)速較大或房屋處于風(fēng)口位置時(shí)，部分已經(jīng)堆積在屋面的雪也會(huì)被吹走。因而導(dǎo)致平屋面或小坡度屋面(坡度小于10°)上的雪壓普遍比臨近地面上的雪壓小。 ② 房屋的外形 單跨房屋和等高多跨房屋的屋面雪荷載與屋面坡度密切相關(guān)。一般情況下屋面雪荷載隨屋面坡度的增加而減小(屋面坡度按屋面與水平面的夾角計(jì)算)，主要原因是風(fēng)的作用和雪被滑移所致。當(dāng)風(fēng)吹過屋脊時(shí),在屋面的迎風(fēng)—側(cè)會(huì)因“爬坡風(fēng)”效應(yīng)使風(fēng)速增大，吹走部分積雪。坡度越陡這種效應(yīng)越明顯。 此外，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至較低屋面上，在低屋面形成局部較大的漂積雪荷載。在某些情況下這種積雪非常嚴(yán)重,可能出現(xiàn)該處最大雪壓為三倍于地面的積雪。低屋面上這種漂積雪荷載的大小及其分布形狀與高低屋面的高差有關(guān)。當(dāng)高差不太大時(shí)，漂積雪荷載將沿墻根在一定范圍內(nèi)呈三角形分布;當(dāng)高差較大時(shí)，漂積雪靠近墻根處一般不十分嚴(yán)重，但分布在較大的范圍內(nèi)。 為簡化計(jì)算方便設(shè)計(jì)，現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012規(guī)定對(duì)高低屋蓋交接部位的在低屋面處兩倍高差范圍內(nèi)屋面取漂積雪荷載比其他屋面范圍的雪荷載增大并考慮高低跨處建筑物寬度尺寸的影響,按兩種不同的不均勻積雪分布情況確定該處的積雪分布增大系數(shù),其值為2~4。 ③ 屋面溫度 冬季采暖房屋的積雪一般比非采暖房屋少，這是因?yàn)槲菝嫔l(fā)的熱量使部分積雪融化，同時(shí)也使雪滑移容易發(fā)生。 不連續(xù)加熱的屋面，加熱期間融化的雪在不加熱期間重新凍結(jié)，并且凍結(jié)的冰渣可能堵塞屋面排水，以致在屋面較低處結(jié)成較厚冰層，產(chǎn)生附加荷載；重新結(jié)冰的冰雪還會(huì)繼續(xù)減低坡屋上的雪滑移能力。 對(duì)大部分采暖的坡屋面，在其檐口處通常是不加熱的，故融雪后的雪水常常會(huì)在檐口處凍結(jié)為冰凌及冰壩。這一方面會(huì)堵塞屋面排水，出現(xiàn)滲漏；另一方面會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的荷載效應(yīng)。 ④ 減少大雪后事故發(fā)生的措施 （1）設(shè)計(jì)階段 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對(duì)于雪荷載引起足夠的重視。了解當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)站統(tǒng)計(jì)出的雪壓，并將雪荷載的基本值的重現(xiàn)期五十年一遇作為重要指標(biāo)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中要大于重現(xiàn)期最大雪荷載，這是因?yàn)橐?guī)定的雪荷載的基本值偏低，實(shí)際發(fā)生中容易被突破。 從07年沈陽發(fā)生的雪災(zāi)來看，對(duì)雪災(zāi)較敏感的輕型門窗剛厚度達(dá)到了兩米，按雪荷載密度150kg/m3，而兩米處雪荷載約為300kg/m3，顯然大于要求。對(duì)于各式的屋面應(yīng)有不同的雪荷載設(shè)計(jì)計(jì)算。 在建筑的設(shè)計(jì)中，應(yīng)加入冬季易于清理積雪的女兒墻及減少窩雪的死角。但是實(shí)際的雪荷載情況也較復(fù)雜，雪荷載安全設(shè)計(jì)主要相關(guān)的數(shù)據(jù)還有屋面的高低差，建筑物的坡度，寬度，長度等。 （2）建筑的日常維護(hù)與監(jiān)測 在日常的建筑的維護(hù)中應(yīng)注意以下幾個(gè)情況出現(xiàn)： ①注意天氣氣象預(yù)報(bào)，提前做好惡劣天氣對(duì)建筑的防范工作，在北方出現(xiàn)積雪時(shí)，應(yīng)及時(shí)清理掉建筑屋頂上的積雪，減少積雪對(duì)建筑產(chǎn)生的荷載，還可以減少春季融化積雪后新增的建筑荷載。 ②積雪過后及時(shí)對(duì)建筑進(jìn)行檢測:外觀質(zhì)量檢查，是否有混凝土構(gòu)件開裂狀況的出現(xiàn)，鋼筋保護(hù)層是否酥松，構(gòu)件的連接和節(jié)點(diǎn)是否有腐蝕情況。鋼構(gòu)件的外觀質(zhì)量檢查，重點(diǎn)檢查鋼屋構(gòu)件和柱頭預(yù)埋件的焊縫是否有松動(dòng)腐蝕的狀況。 結(jié)語 積雪會(huì)引起屋面各向受力不均勻或者所受荷載超標(biāo)引起結(jié)構(gòu)局部失穩(wěn)或整體失穩(wěn)，從而引起連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受損甚至坍塌。及時(shí)的安全鑒定可以了解當(dāng)下結(jié)構(gòu)的安全狀況，可以針對(duì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)或者可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)問題采取有效的措施，維護(hù)建筑物的安全性和穩(wěn)定性，降低雪災(zāi)帶來的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而避免倒塌事故的發(fā)生。
