閱讀 3446 次 雪荷載探析與減災措施

雪荷載探析與減災措施

陸承鐸

蘇州科技學院土木工程學院設計研究院，蘇州215011

　　2008年1月下旬，我國中南部普遍遭遇罕見的暴雪天氣，地處華東長三角的蘇州也不例外，從2008年1月24號開始，持續降雪至28號，達到暴雪程度。據蘇州新聞報道,蘇州積雪深度達20cm，張家港更是達到32cm，規模是1984年以來最大的一次降雪。27號已有菜市場的簡易大棚和某農家樂的餐廳大堂被壓塌的報道。28號凌晨，本單位簡易鋼結構汽車棚坍塌，未及時開出車庫的私家車被壓住多輛。蘇州晚問新聞里又有開發區工業廠房被壓垮的報道。我作為結構設計工程師的心情隨著大雪的飄落越發沉重。這兩天輕鋼結構廠房的業主也頻頻給設計院打來電話告知檁條和大梁撓度增大，詢問有無安全危害。他們的擔心是可以理解的。但這樣厚的積雪到底有多重?有沒有超過荷載規范中的給定值?在經濟發達的蘇州，這么多輕鋼結構的工業廠房能否抵抗這樣的積雪荷載?大家心里可能都沒有底!

1、關于雪的數據收集與分析

    根據建筑結構荷載規范(2006年版)GB50009—2001相關條文Ill，江蘇蘇州地區(參照吳縣東山)的50年一遇的基本雪壓值是0.4kN/m^2，那么蘇州新聞里講的20cm厚積雪到底有多重呢﹖

    目前手邊沒有現成的數據可查，好在現在我們有網絡這個巨大的資源庫。首先想到比較快捷的方法就是“內事不決問百度，外事不決問coogle”的網上搜索。敲人關鍵字“雪的容重”，回車，相關資訊躍入眼簾，在浩如煙海的資料中，逐條檢索，很可惜有價值的信息很少。翻完l0頁，總算找到一些這樣的的信息：

    ①中國科學院寒區旱區環境與工程研究所發布時間：2006-03—2108：46：26(帶響又帶電的雪花》一文，其中提到我們曾觀測到在氣溫低于-6℃時，剛下的干燥新雪(粒徑<1mm，平均容重0.06舟km³,2m高度風速達到2m/s就能起動；而下過不久的細粒雪(粒徑<0.5mm，平均容重0.18g/cm² )，起動風速在3.7m/g-4m/g之間；至于老的細粒雪(粒徑0.5mm～lmm，平均容重0.23g/cm²，則要6m/s-8m/s才能起動(引自王中隆，2001)”。

    (2)還有一些相關信息”查了資料新雪的密度為0.04g/cm³—0.19/cm²”，“據cctv報道，按積雪容重l30kg/m²算”，“據測定，一般新雪的密度為0.05e/cm³-0.l0g/cm³；即0.5 kN/m²一lkN/m²”等等。

    以上中科院的信息應該比較詳細。但新雪、老雪無法界定，畢竟不是在搞專項的科研，也沒有測定雪花粒徑的手段，所以上述中科院數據和其他關于雪的密度的信息一樣，都只能作為參考。

    按最大值估算0.2mx2.3kN/m²–0.46kN/m²，顯然大于規范提供的蘇州地區50年一遇基本雪壓值0.4kN/m²；按此算法得張家港32cm厚雪壓值為0.736kN/m²，超出規范1.84倍之多。作為結構設計人員能不為此擔憂嗎?如果張家港的實測數據也是這樣的話，不出問題廠房的設計就真的比規范保守多了，這是不幸中的萬幸。

2、積雪的實地測定與統計分析

    職業的敏感使我再也不能坐在電腦邊紙上談兵了，一定要去實測一下外面的積雪重量。于是我29號一早，就帶上鋼尺和盛器，來到我院的實驗樓，這里有現成實驗條件，整個平屋頂上都是未經擾動的原狀雪作試驗材料，用鋼尺插入原狀雪一量。雪厚20.5cm左右；選中lm見方的區域。分成4塊，用盆裝、電子秤稱重去皮記錄，最后統計結果顯示29號之前本取樣點的屋面積雪深度為20.5cm左右，積雪荷載平均值約為O.42425kN/m² (容重2.0695kN/m²)，超過規范關于給定值。以此類推張家港積雪荷載平均值約為0.66224kN/m²。高出規范1.6556倍。

3、結語

　　路面結冰嚴重，根據氣象預報蘇州依舊處在雨雪邊緣，輕鋼結構的安全隱患依舊存在，沒有緩解跡象。在2月1號再次降雪到來之前，呼吁相關方面積極采取措施防災減災。

    要特別提醒注意的是：

    ①不宜人工踏踩輕鋼屋面清掃積雪，那樣勢必會加重屋面負載，掃雪必要時應采用工具輔助。

    ②廠房內部適當增加臨時支撐措施。

    ③派專人監控屋面大粱、檁條變形，及時疏散工人，建議工人放假。

    ④遠離屋檐滴水形成的冰凌(錐)，高架路兩側路口懸掛的冰凌(錐)應及時清理，免得傷人。

    同時呼吁建設方：今后不要片面追求工程單方含鋼量低于某某值，適當的富余是抵抗災害性氣候帶來的危害、提高房屋結構安全度的重要保證!

參考文獻

【1】GB50009—2001，建筑結構荷栽期范【S】．中國建筑工業出版社，2006．

【2】管理員，帶響又帶電的雪花【DB】．中國科學院寒區旱區環境與工程研究所，2006,3.

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)