典型单跨低坡度双坡屋面的风致雪堆试验研究

为研究低坡度双坡屋面的风致积雪分布特性及雪荷载分布模式，设计研发了一套风吹雪联合试验装置，以高密度的石英砂颗粒模拟雪粒子，分别开展有无降雪条件下6种来流风速(有降雪1.5～2.5 m/s,无降雪4.6～6.1 m/s)、4种屋面坡度(5°、10°、15°、20°)的风吹雪风洞试验，共计24个试验工况，并就屋面中剖面积雪深度系数、积雪深度系数最大值及所在位置、雪荷载不均系数和雪颗粒净捕获系数等展开分析。结果表明：在多数工况下，低坡度双坡屋面积雪分布仍然呈明显的非均匀性，且降雪会显著影响积雪形态。对于迎风屋面，有无降雪条件下积雪深度系数均随来流风速的增大而减小，随坡度的增大而增大；积雪深度系数最大值点位置随风速增大逐渐远离屋檐，随屋面坡度的增大则呈近似线性移近屋檐。对于背风屋面，屋脊遮蔽效应容易导致积雪堆积，且积雪深度系数随风速增大而增大。随着坡度增大，背风屋面的雪颗粒净捕获系数增大，表明迎风屋面被输运的雪颗粒更容易在背风面沉积，从而加重屋面积雪分布的不均匀性。基于分析结果，归纳有无降雪影响下屋面雪荷载的典型不均匀分布模式，可为类似屋盖的抗雪设计提供参考。