Исследование максимальных снеговых нагрузок на грунт. Учет сноса и перераспределения снега под воздействием ветра на пространственных покрытиях зданий. Модель таяния снега на покрытии отапливаемого здания под действием тепла, выделяемого кровлей.
Аннотация к работе
ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ СНЕГОВЫХ НАГРУЗОК НА СООРУЖЕНИЯРабота выполнена в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» (СПБГАСУ) на кафедре сопротивления материалов Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Индейкин Андрей Викторович; Защита состоится “15 ”октября 2009 г. в 1430 час. на заседании совета Д 212.223.03 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет».В течение зимы снеговая нагрузка на покрытие здания принимает неизвестные заранее значения, т. е. является случайной величиной (СВ). Учет влияния ветра на образование снежного покрова особенно актуален, когда речь идет о снеговых нагрузках, играющих значительную роль в расчете прочности покрытий, особенно легких. Проблеме сноса снега и перераспределение его ветром по покрытию посвящены работы А. К. (Соответствующие параметры плохо поддаются статистической проверке и вероятностному моделированию.) Поэтому рекомендации получены для определенных форм покрытий, конкретных местных условий, имеются частные рекомендации по схемам распределения снеговой нагрузки по покрытиям и коэффициенту сноса снега. Таяние снега зависит от подвода тепла к верхней и нижней поверхностям снежного покрова - соответственно к поверхностям раздела «снег - воздух» и «снег - покрытие».Показана практическая значимость темы диссертации.В результате снегосъемок в-ю зиму с интервалом 8-11 дней получают ряд значений веса снега на грунте из которого определяется наибольшая величина: (1) 1 Распределение по декадам максимумов веса снега на грунте за 35 зим в Санкт-Петербурге где - оценки параметров распределения вероятностей Гумбеля, определяемые на основании выборки значений . 1) показан жирной линией существенный тренд снеговых нагрузок, и, следовательно, значения являются зависимыми случайными величинами. Значения в разные декады не будут иметь одинаковые функции распределения вероятностей, т. е. они - неоднородные случайные величины. Принятие допущений о независимости и однородности случайных величин , противоречащих опытным данным, вносит непредсказуемую погрешность в значения уровней x, вычисляемых с помощью распределения Гумбеля.Тогда декадные приращения веса снежного покрова за t-ю декаду i-й зимы вычисляются по формуле: (3) Оценками математического ожидания и стандартного отклонения веса снега и его приращения в t-ю декаду будут соответственно выборочные среднее значение и стандартное отклонение, вычисляемые по формулам: (4) Показано, что СП с независимыми декадными приращениями является достаточно простой и эффективной моделью накопления веса снега на грунте. Из формулы (8) видно, что случайные свойства веса снега определяются случайными свойствами центрированных декадных приращений, которые в j-ю декаду i-й зимы вычисляются по формуле , а изменения их оценок при всех значениях t вызваны статистической изменчивостью результатов снегосъемки в течение декад устойчивого снежного покрова.В новой редакции СНИП число снеговых районов увеличено с шести до восьми; уточнены границы снеговых районов в новой карте районирования территории России по расчетным снеговым нагрузкам . Основная характеристика снеговой нагрузки - расчетное значение - определяется как наибольшее из значений за период не менее 20 лет наблюдений, т. е. Звездочки (**) указывают, что значение (24) вычислено в конкретной географической точке и оно отличается от значения , которое равно средней величине значений по всему снеговому району (см. табл. Например, значения (24) в Москве, Санкт-Петербурге, Рощино, расположенных в третьем снеговом районе, имеют периоды повторяемости T их превышения весом снега, которые изменяются от 8 до 149 зим (табл. На основании только ежегодных максимумов веса снега невозможно получить научно обоснованную кривую распределения вероятностей веса снега на грунте в любую из декад периода снегонакопления.С открытых и возвышенных мест снег сдувается, а на участках так называемой ветровой тени происходит усиленное отложение снежных частиц. Снег, переносимый ветром по земле, не попадает на покрытия зданий. Уменьшение собственного веса конструкций в случае применения таких систем приводит к существенному увеличению относительного вклада снеговых нагрузок в суммарную нагрузку на покрытие. Здесь - расчетное значение снеговой нагрузки на грунт, которое назначается в зависимости от снегового района; - коэффициент перехода от веса снежного покрова грунта к снеговой нагрузке на покрытие, учитывающий разные схемы распределения снеговых нагрузок по покрытию. Во-вторых, жидкие осадки, выпадающие в виде дождя или мокрого снега, задерживаются в снеге на покрытии неотапливаемого здания, а в снеге, лежащем на грунте, вода просачивается сквозь толщу снега и впитывается грунтом.