屋面冰雪滑落机制的模拟方法研究
倾斜屋面冰雪滑落会对人民群众的生命财产安全造成很大的威胁,并且是临近低矮屋盖表面的重要荷载.目前对倾斜屋面积雪滑落进行数值模拟多采用基于能量和质量平衡原理的融雪模型,这种模型无法直观地解释倾斜屋面冰雪滑落的力学机制.本文结合气象资料,拟给出能量模型和力学模型之间的关联,从而直观地对倾斜屋面的冰雪滑落进行数值模拟.首先,基于前人提出的能量及质量的平衡模型,结合以屋面积雪中液态水超过积雪最大持水量时作为屋面雪层开始滑移的判定条件,构造建筑屋面融雪模型,提出了以广义摩擦系数和屋面坡度之间的大小关系来判断积雪是否滑落的条件.在此基础上,构造给出屋面积雪中液态水含量和积雪和屋面广义摩擦系数之间的对应关系,将判断条件由抽象的液态水含量转变为力学的平衡原理.最终,将数值模拟结果和现场实测结果进行对比,并总结了这种方法的不足.
倾斜屋面 冰雪滑落 能量模型 力学模型
李嘉良 周晅毅 顾明
同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092
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2013-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）