建筑结构丨结构能扛住多大的雪？

建筑结构丨结构能扛住多大的雪？

在建筑设计中，雪荷载是一个重要的考量因素。本文将探讨建筑结构能够承受多大的雪压，以及积雪密度、降雪等级等因素如何影响建筑的安全性。

前两天我们讨论了规范表中没有列出来的城市，基本雪压应该怎么取（建筑结构丨宿迁的基本雪压怎么考虑？）。大家可能还关心我们建成的房子，屋面能扛住多大的雪？

基本雪压是以kN/m2为单位来表示，这个数字不够直观，大家普遍感受到的是积雪有多深而不是积雪有多重，所以需要了解基本雪压对应的雪有多厚。看上去我们只要知道了积雪密度就可以解决这个问题了，可不太巧的是，由于气象条件不同，有的地方雪比较疏松、有的地方雪比较密实，不同地区的积雪密度存在较大差异。

几年前在编制CECS团体标准《屋面结构雪荷载设计标准》的时候，哈尔滨工业大学的莫华美博士统计了各地的积雪密度，最小值只有不到80kg/m3，最大值则可达260kg/m3。所以同样是0.30kN/m2的基本雪压，对应的积雪深度可能是275px，也可能是950px。因此我们无法直接根据基本雪压的大小来回答结构能承受多厚的雪，只能挑几个地方的数据看看大体情况，如下表。

看了这个表，是不是对我们建筑承受积雪的能力有了新的认识，超过了原来的预期？

上表中各地的积雪密度是根据多年数据统计得到的，但具体到每次降雪，积雪密度可能都不相同。好在，积雪深度并不是气象部门划分雪量等级的依据。国家标准《短期天气预报》GB/T21984-2017，是以降雪融化成降水后的深度来区分不同等级的降雪的。

考虑水的密度之后我们很容易就能知道，不同等级的降雪对应了多大的基本雪压。比如暴雪是指24小时降水量为10.0mm19.9mm的降雪，其对应的基本雪压就是0.100.20kN/m2。我们就大致明白，对于基本雪压在0.20kN/m2以上的地区，是可以抵御不超过24h的暴雪考验的。如果连续多日降雪，一方面积雪会不断累积，另一方面积雪也可能会融化、发生迁移，问题会更复杂一些，不过基本雪压是以气象站每日连续观测记录为基础统计得到的，已经涵盖了这些复杂因素的影响。

心细的读者可能会问，虽然由基本雪压和积雪密度可以算出对应的积雪厚度，但屋面积雪深度可能会比这个值高很多啊！的确，在风力作用下屋面的积雪可能会发生迁移，形成不均匀堆积，导致局部雪深远高于基本雪压的对应值。这种情况是通过“积雪分布系数”来考虑的，比如荷载规范中不均匀分布下的积雪分布系数可达2.0，意味着在这种局部区域要按照基本雪压的2倍来考虑雪荷载。

再多说一句，在进行结构的承载能力极限状态设计时，还需要考虑分项系数，雪荷载的设计值按其标准值的1.5倍取值。所以即使降雪量超过了基本雪压对应的标准值，建筑物仍然具有一定的安全冗余度，未必会发生破坏。