[发明专利]一种雪荷载的测量方法

说明书

一种雪荷载的测量方法，本发明涉及雪荷载实测方法，发明是要解决现有的雪荷载的测量方法精准度差的技术问题。本方法：一、清理出雪剖面，校正雪特性分析仪；二、测量积雪厚度；三、测量不同雪层深度处的积雪密度并由Origin Pro8拟合出出雪密度曲线；四、计算雪密度中值；五、用称重法获得平均雪密度；六、比较雪密度中值与平均雪密度的误差，若误差大于10％则返回步骤三，若误差小于10％，则保留该雪密度中值；七、得到雪密度中值集合中的第一个元素；八、每隔一段时间重复步骤二至七，得到多个雪密度中值补充到雪密度中值集合里；九、取集合中的最大值用于计算雪压；十、计算雪荷载；十一、结束。本方法流程清晰简洁、实用，可用于建筑屋盖结构设计中。

技术领域

本发明涉及雪荷载实测方法，属于土木工程领域。

背景技术

在寒冷和多雪地区，因雪灾导致的房屋倒塌和人员伤亡的事件时有发生。雪荷载作为结构设计中重要的设计荷载，其对建筑屋盖结构的影响不可忽视，尤其对于大跨度结构、低矮建筑结构、轻型屋盖结构以及膜结构建筑等，雪荷载在风力作用下形成的不均匀分布情况对结构造成的破坏更为显著。因此，合理确定屋盖表面雪荷载取值至关重要，也是现阶段工程设计人员广泛关注和研究的关键问题。而我国在雪荷载研究领域起步较晚，尤其是雪荷载的实测工作开展非常少，而积雪作为高度非线性动力系统，影响其变化的要素很多，相互关系复杂，在进行测量时因为仪器误差或人为失误导致实测结果与实际有很大出入的现象屡见不鲜，同时也存在流程混乱、数据处理不精细、容易操作失误等技术性问题，对结构设计雪荷载取值十分不利，严重影响了结构设计的精准度。因此，建立一套完整、规范的雪荷载实测方法具有重要的实际意义。

发明内容

本发明是要解决现有的雪荷载的测量方法精准度差的技术问题，而提供一种雪荷载的测量方法。

本发明的雪荷载的测量方法，按以下步骤进行：

步骤一：选取平整且积雪保存完整的实测场地，沿竖直方向将积雪清理出一个竖直剖面，并将剖面前多余积雪清理干净作为操作区；将Snow Fork雪特性分析仪放置在清理出的操作区中并将仪器探头暴露在空气中保持10～15min进行校正，保证Snow Fork雪特性分析仪参的频率范围在889～891MHz，波段范围在19～21MHz，衰减率范围在1200～1500；

步骤二：沿竖直方向对剖面处积雪的厚度进行测量，得到积雪厚度，用h₁表示；

步骤三：将Snow Fork雪特性分析仪的探头沿积雪剖面水平放置，待探头完全埋置进雪层中时，由上向下测量雪剖面不同深度处的a个积雪密度值，其中a≥4；建立直角坐标系，以横作标x轴表示积雪深度，即积雪上表面至测量处的垂直距离，以纵作标y轴表示积雪密度，根据实测数据，采用Origin Pro 8函数绘图软件对实测数据进行处理，并拟合出积雪密度随积雪深度而变化的雪密度曲线f(x)；

步骤四：运用积分中值定理公式计算雪密度中值f(ξ)；

式中f(ξ)为雪密度中值(kg/m³)，f(x)为雪密度曲线，h₂为测量雪深；

步骤五：在步骤三测量结束后，采用称重法获得测量位置雪层的平均雪密度ρ；

步骤六：将步骤四得到的雪密度中值f(ξ)和步骤五计算出的平均雪密度ρ，进行比较，若f(ξ)相比ρ误差大于10％，则实测结果f(ξ)不满足要求，返回到步骤三对雪密度中值重新测量计算；若f(ξ)相比ρ误差小于10％，则执行步骤七：

步骤七：将步骤六的雪密度中值f(ξ)记为雪密度中值集合中的第一个元素f(ξ)₁；