探索
EXPLOE
别让雪给压垮了!
发布时间:2024-12-05
打印
{{ isAudioPlay ? '暂停播放' : '播放声音' }}
放大 缩小

雪,尤其是雪暴,能够造成严重的自然灾害。沉重的积雪会妨碍飞机起飞,能压垮成年的大树,甚至能压塌用钢铁支撑的建筑物。

房屋不能承受之重

2009~2010年的那个冬天,整个爱荷华州在12月至次年2月的总降雪量是123年以来最大的。这些雪给这个地区的居民带来了惨重的灾难。

美国爱荷华州西北部的一个农场里发生了仓库被压塌的悲剧。在2009年12月初,刚开始天空中弥漫着被阵风扬到空中的雪花,后来变成雪暴,还伴有冻毛毛雨,雪夹着雨水越下越大。到了2010年1月22日,整个地区的降雪厚度差不多有100厘米。1月23日早晨,天空灰蒙蒙的,到处是被雪压断的树枝,保罗·杰西(Paul Jesse)从未见过这样的景象。大约在中午的时候,杰西听到一种奇怪的声响,他循着声音走过去,发现他那钢架结构仓库的东半部屋顶竟然坍塌了,一根钢制的横梁戳穿了收割机的挡风玻璃。3个月前杰西还坐在这台收割机上收割豆子和玉米,你可以想象这时候他有多么惊讶!

屋顶的东半部坍塌后,在一个朋友的帮助下,杰西爬到屋顶的最西边,挖了一块面积为0.1平方米的冰雪混合物。那方块竟有8.6千克重。

“我联系了设计这个仓库的公司。”杰西说,“那家公司的代表查看过工程设计书后告诉我,这个屋顶每平方米能承受63千克的重量。”很明显,屋顶在坍塌时每平方米承受的重量比屋顶设计的承受量多了23千克。

顶住最高积雪量

当提到屋顶或建筑物的承重能力时,工程师会使用“荷载”这个词。静荷载是承重结构本身的重量,活荷载是施加在承重结构上的由人、家具和屋内设备产生的荷载。而在那些会下雪的地方,建筑师在计算建筑物承重能力时还要考虑基本雪荷载。

基本雪荷载包括了平地上雪和雪中水的重量,也就是雪对地面施加了多少压力。每个国家都有按照历史记录而设定的基本雪荷载标准。从美国土木工程师协会那里可以查到美国全境的基本雪荷载。

因为参照的是平地的积雪重量,而建筑物的屋顶往往不是水平的,那么就要考虑很多附加因素。比如屋顶的坡度会影响雪对屋顶的作用力;向风面和背风面屋顶上雪的厚度不一样,会影响建筑物结构。不同性质的建筑物也有不同的安全标准,一家医院和一间仓库对于安全的要求是不同的。

对于低矮的建筑物,设置的标准会更加严苛,因为风会将高层建筑物上的积雪吹到低层建筑物上。如果低层建筑物刚好位于斜屋顶的高层建筑物侧旁,那么从高层建筑物屋顶上滑落的雪就会对低层建筑物有很大的危害。

就算是处于北温带,一些国家如中国和美国的不少地方的雪荷载也是一般建筑物难于承受的。如美国纽约州的雪城,年平均降雪天数是66.4天,总降雪量是314.5厘米。而阿拉斯加州的汤普森山口则保持了全美国单天降雪量的最高纪录——160厘米,那是1913年12月4日的记录。

对于杰西来说,他没办法控制天气,但是他将自己新建的钢筋结构的仓库屋顶的基本雪荷载设定为每平方米140千克。其实这个基本雪荷载并不算高,美国阿拉斯加州惠蒂尔市设定的基本雪荷载是它的10倍,每平方米为1440千克。