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4.5 雪荷载和覆冰荷载


4.5.1 屋面水平投影面上的雪荷载标准值应为屋面积雪分布系数和基本雪压的乘积。

4.5.2 基本雪压应根据空旷平坦地形条件下的降雪观测资料,采用适当的概率分布模型,按50年重现期进行计算。对雪荷载敏感的结构,应按照100年重现期雪压和基本雪压的比值,提高其雪荷载取值。

4.5.3 确定基本雪压时,应以年最大雪压观测值为分析基础;当没有雪压观测数据时,年最大雪压计算值应表示为地区平均等效积雪密度、年最大雪深观测值和重力加速度的乘积。

4.5.4 屋面积雪分布系数应根据屋面形式确定,并应同时考虑均匀分布和非均匀分布等各种可能的积雪分布情况。屋面积雪的滑落不受阻挡时,积雪分布系数在屋面坡度大于等于60°时应为0。

4.5.5 当考虑周边环境对屋面积雪的有利影响而对积雪分布系数进行调整时,调整系数不应低于0.90。

4.5.6 计算塔桅结构、输电塔和钢索等结构的覆冰荷载时,应根据覆冰厚度及覆冰的物理特性确定其荷载值。计算覆冰条件下结构的风荷载,应考虑覆冰造成的挡风面积增加和风阻系数变化的不利影响,并应评估覆冰造成的动力效应。当下方可能有行人经过时,尚应对覆冰坠落风险进行评价并采取相应措施。

4.5.7 雪荷载的组合值系数应取0.7,频遇值系数应取0.6,准永久值系数应根据气候条件的不同,分别取0.5、0.2和0。

 

条文说明

4.5.1 本条规定了雪荷载的计算方法。

4.5.2 本条规定了基本雪压的取值原则。基本雪压sO是根据标准场地条件下的最大雪压或雪深资料,经统计得到的50年一遇最大雪压,即重现期为50年的最大雪压。对雪荷载敏感的结构,例如轻型屋盖,考虑到雪荷载有时会远超结构自重,极端雪荷载作用下容易造成结构整体破坏,因此规定要提高雪压的取值标准。

4.5.3 本条规定了基本雪压的计算方法。

4.5.4 由于实际屋面形式多种多样、情况千差万别,本条仅规定了积雪分布系数的基本取值原则和考虑的因素,但对具体取值不作强制规定。

4.5.5 国外的雪荷载技术标准中,通常引入暴露系数来考虑风对屋面积雪的影响。该系数是与屋面形状无关的、反映屋面积雪总量的普适系数。理论分析和模型试验都表明,由于风对积雪的吹蚀作用,屋面积雪总的来说会比地面积雪更少。而且周边越空旷、高风速发生的频率越高,被吹落的屋面积雪就越多。另外,气温会影响雪粒子的粘结力,进而影响屋面上积雪发生飘移的风速阈值,因此也是一个重要影响因素。考虑到国内结构设计的习惯和概念的简洁,本规范未引入“暴露系数”这一新的计算参数,而是将其作为积雪分布系数的调整系数加以考虑。鉴于暴露系数的复杂性,本规范仅规定调整系数的下限值为0.9,未引入具体的计算方法。

4.5.6 覆冰对结构物的影响主要体现在四个方面:静力荷载、覆冰对结构风荷载的影响、动力效应和坠冰造成的破坏。(1)结构表面积冰后,覆冰重量将造成结构物承受的竖向荷载增加。这种静力荷载作用对于预应力钢索、细长网架等结构的内力都会造成显著影响。(2)覆冰对结构风荷载的影响主要体现在两个方面,一是覆冰改变了结构的受风面积,二是改变了覆冰结构的风阻系数。(3)覆冰的动力效应有各种不同的表现形式。当覆冰的质量相对较大时,将使结构自振频率明显降低,改变其动力特性。其次,由于覆冰改变了结构横截面形状,因此可能产生驰振等气动不稳定现象,以及涡脱落导致的横风向共振。对于动力敏感的结构物,还需要考虑覆冰从结构表面脱落造成的振动。(4)最后,当覆冰从较高处坠落时,可能损坏低处的结构构件,甚至对行人造成威胁。越高的坠冰意味着越强的撞击作用,因此坠冰高度是评价此类风险的重要因素。

4.5.7 本条规定了雪荷载的组合值、频遇值和准永久值系数。

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工程结构通用规范 GB55001-2021
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