НАУКА-СТРОИТЕЛЬНОМУ ПРОИЗВОДСТВУ |
Усиление стальных каркасов одноэтажных производственных зданий при их реконструкции |
|
В соответствии с нормами на нагрузки воздействия нагрузки от снега определяются в зависимости от района расположения объекта. По весу снегового покрова вся территория страны разбита на шесть районов, при этом каждый район охватывает огромную территорию, изменчивость снеговой нагрузки в пределах каждого района весьма значительна. Учет местных метеорологических условий позволяет уточнить снеговую нагрузку и в некоторых случаях снизить ее расчетное значение. Дополнительное снижение снеговой нагрузки может быть получено при учете фактических условий формирования снежного покрова на кровле, наличия подтаивания, интенсивности сдувания и переноса снега. Весьма осторожные рекомендации норм по учету этих факторов в каждом конкретном случае могут быть уточнены на основе наблюдений за состоянием снегового покрова на кровле. Как известно, накопление снега на земле представляет собой нестационарный случайный процесс [40], что вызывает определенные трудности при теоретическом анализе снеговых нагрузок. Изменчивость снеговых нагрузок крайне велика и ежегодные реализации снеговой нагрузки существенно различаются, что не позволяет использовать для их аппроксимации какую-либо одну кривую распределения. Исключение составляет распределение ежегодных максимумов, достаточно хорошо описываемое законом Гум-беля. Однако использование годовых максимумов для определения расчетных значений снеговых нагрузок требует большой длительности наблюдений — не менее 40 лет, что не всегда может быть получено на местных метеостанциях. Кроме того, использование для анализа снеговой нагрузки годовых максимумов не позволяет проанализировать вопросы сочетания снеговой нагрузки с другими кратковременными нагрузками. Как показали исследования [46], накопление снега на покрытиях производственных зданий значительно отличается от накопления снега на земле. Для отапливаемых зданий и горячих цехов при нормальной работе системы водоотвода это различие обусловлено прежде всего подтаиванием снега на кровле.
Стаивание снега приводит к саморегуляции нагрузки на кровле, При достижении снежным покровом определенной высоты (в зависимости от температуры наружного воздуха, плотности снега, внутренней температуры помещения и теплопроводности кровли) точка нулевой температуры перемещается в толщу снегового покрова и начинается стаивание. После уменьшения толщины покрова стаивание прекращается до следующего снегопада или повышения температуры. Для плоских кровель без перепада высот важную роль играет перенос и сдувание снега, зависящие от температуры наружного воздуха, скорости ветра и высоты здания. В результате действия перечисленных факторов нагружение конструкций снеговой нагрузкой после установления устойчивого снежного покрова приближается к стационарному со случайными колебаниями около среднего значения. На основании результатов экспериментальных исследований была предложена модель снеговой нагрузки. При этом снеговая нагрузка на покрытие производственного здания представлена как сумма импульсной функции с периодом повторяемости один год и стационарного случайного процесса отклонений нагрузки от многолетнего среднего значения, Амплитуда импульсной функции равна максимальному из средних пятисуточных значений нагрузки, а длительность ее действия А — среднему времени залегания устойчивого снежного покрова. Как показал анализ [34], распределение отклонений нагрузки от среднего значения удовлетворительно аппроксимируется нормальным законом, что значительно упрощает задачу. При использовании изложенной модели расчетный уровень снеговой нагрузки может быть определен по формуле В большинстве статистических исследований нагрузок корреляционная связь между случайной величиной нагрузки и скоростью ее изменения не учитывается. Однако при изучении снеговых нагрузок подобной связью пренебрегать нельзя, так как максимальные отклонения снеговой нагрузки от среднего уровня связаны с выпадением большого количества осадков в короткий срок, т.е. с увеличением скорости изменения снеговой нагрузки. Хотя коэффициент корреляции р между отклонением снеговой нагрузки и скоростью ее изменения мал и составляет 0,10—0,4, его влияние на интенсивность выбросов весьма сильно. Точное решение задачи а влиянии коэффициента корреляции на число выбросов весьма трудоемко и не может быть рекомендовано для практических расчетов. В работе [34] приводится приближенное решение этой задачи; различия с точным решением не превышают 2,3%. При практических расчетах снеговые нагрузки на покрытие зданий уточняются на основании данных ближайшей метеостанции, расположенной на расстоянии не более 20 км от реконструируемого объекта и имеющей срок наблюдений за снеговой нагрузкой не менее 15—20 лет. Если в регионе в радиусе до 100 км находится несколько метеостанций, то нагрузка в месте расположения объекта определяется интерполяцией. В качестве исходной информации для уточнения снеговых нагрузок используются данные снегомерных съемок на "защищенных" участках, к которым относятся "лес" и "поляна в лесу". Данные снегосъемок "в поле" могут дать заниженные значения снеговой нагрузки, особенно для зданий, которые . находятся в защищенных условиях. Данные по снегомерным съемкам могут быть получены в территориальных управлениях Госкомгидромета и его специализированных организациях. Кроме того, можно пользоваться материалами, содержащимися в метеорологических ежегодниках "Снегомерные съемки", издаваемые территориальными гидрометеорологическими организациями. Если метеостанция не располагает данными о запасе воды, то можно использовать результаты замеров высоты снежного покрова, определенной по рейкам, и средней плотности снега в рассматриваемый интервал времени. Обычно снегомерные съемки проводятся не реже чем через 5 сут, поэтому весь период tj залегания снежного покрова в i-м году разбивается на пятисуточные интервалы и для каждого года наблюдений в рассматриваемый интервал времени определяется значение снеговой нагрузки prj. В многоснежных районах интервал снегосъемок может быть увеличен до 10 сут. В этом случае для получения однородной информации определяется промежуточное значение снеговой нагрузки Расчетное значение снеговой нагрузки на земле определяется по фрмуле. Обработку результатов замеров снеговой нагрузки удобно проводить в табличной форме. Определив расчетную снеговую нагрузку на земле, вычисляют нагрузку на покрытие здания Коэффициент перехода от веса снегового покрова на поверхности земли к снеговой нагрузке на покрытие с принимается в соответствии с нормами проектирования. При обеспечении удовлетворительной работы ВОДООТВОДА щи х устройств учет стаивания снега возможен, однако интенсивность стаивания зависит от многих факторов и требует дополнительного изучения. Более детально исследован вопрос о сдувании и переносе снега на плоских кровлях. Основными факторами, определяющими этот процесс, являются скорость ветра и температура воздуха. В настоящее время известны значения коэффициентов снижения снеговой нагрузки км в зависимости от климатических характеристик района. Исходя из средней скорости ветра за три наиболее холодных месяца и средней январской температуры воздуха полученные значения составили 0,4—0,75 [42]. Поскольку с увеличением высоты скорость ветра возрастает, получены также дополнительные коэффициенты снижения снеговой нагрузки для зданий высотой более 10 м — кн. Суммарное снижение снеговой нагрузки для плоских кровель может достигать 70%, однако малый объем натурных наблюдений не позволяет рекомендовать эти результаты для широкого использования и требует дополнительной проверки.
Общие принципы проектирования несущих и ограждающих конструкций ...
Рычаг, момент, нагрузки. Рычаг — это жесткое тело, вращающееся ...
ВИДЫ СТРОПИЛ. Треугольная двускатная балка-ферма. КРОВЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Крыши и кровли зданий малой и средней этажности. Скатные крыши и ...
ПРОЗРАЧНЫЕ КРОВЛИ - СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ. Светопропускающий ...
Крыши и кровли. Типы и конструкции крыш
|
К содержанию книги: Усиление стальных каркасов одноэтажных производственных зданий при их реконструкции
Смотрите также: