Прикладная климатология (стр. 13 )

Согласно СНиПу для расчета ветровой нагрузки при гололеде скоростной напор ветра q принимается в четыре раза меньше скоростного напора ветра без гололеда.

Площадь s определяется по толщине нормативной стенки гололеда, т. е. диаметр осевого сечения обледеневшего провода принимается равным 2bн+d, где d – диаметр провода.

Учитывая, что под воздействием ветра обледеневший провод закручивается, целесообразно диаметр обледеневшего провода (d) принимать равным средней геометрической величине из а и с, т. е. .

Различие в определении площади осевого сечения s по толщине стенки гололеда и по среднему геометрическому диаметру будет определяться как .

Ks для гололеда составляет около 1,08, а при других видах гололедных отложений доходит до 2,0–2,5 и зависит не только от плотности отложения, но и от размеров самого отложения.

Ветровая нагрузка при гололедных отложениях на уровне гололедного станка определяется с помощью номограммы, построенной на основании следующей формулы , где Q – значение ветровой нагрузки в г/пог. м, а и с – диаметры гололедно-изморозевого отложения, на гололедном станке в мм, v – скорость ветра в м/с.

В качестве нормативной ветровой нагрузки при гололеде обычно выбирается наибольшая нагрузка, наблюдаемая раз за определенный период лет (раз в 10 лет).

Пересчет ветровой нагрузки с уровня станка на провода с параметрами d = 10 мм и h = 10 м осуществляется с помощью коэффициентов пересчета КDdh (таблица 4.17), который зависит от размеров и вида отложения и скорости ветра.

Таблица 4.17 – Коэффициенты пересчета КDdh

Размер отложения, мм2	V м/с
0,1–8,0	8,1–16,0	>16,0
Гололед	Смесь	Гололед	Смесь	Гололед	Смесь
<50	2,25	2,75	2,38	2,90	2.52	3,10
51–100	1,90	2,40	2,10	2,74	2,30	2,95
101–200	1,80	2,20	2,00	2,58	2,23	2,78
201–800	1,70	2,00	1,90	2,43	2,16	2,70
>800	1,58	1,82	1,80	2,35	2,10	2,62

При определении ветровой нагрузки во время гололеда на провода другого диаметра и другой высоты подвеса используются также специальные коэффициенты.

Результирующие нагрузки при гололедно-изморозевых отложениях. Результирующая, или суммарная гололедно-ветровая нагрузка R на провода воздушных линий равна геометрической сумме двух составляющих – вертикальной нагрузки, определяемой весом гололеда и весом провода, и горизонтальной нагрузки, возникающей под действием ветра , где Р – гололедная нагрузка на провода воздушных линий, р – вес провода (200 г), Q – ветровая нагрузка.

Нормативная толщина стенки гололеда, возможная раз в 10 лет, меняется по территории СНГ в зависимости от района гололедности (таблица 4.18).

Таблица 4.18 – Нормативная толщина стенки гололеда в зависимости от района гололедности

Район гололедности	I	II	III	IV	V особый
Толщина стенки, мм	<7,4	7,5–12,4	12,5–17,4	17,5–22,4	>22,4

Большая часть СНГ относится к I и II районам гололедности. К III и IV районам гололедности относятся высокогорные области, южная часть ETР, Приморье, о. Сахалин и восточное побережье Камчатки.

Снеговые нагрузки. Снеговая нагрузка на различные покрытия определяется весом снежного покрова на единицу площади. В СНиП норматив Ро кгс/м2 по снеговой нагрузке на горизонтальную поверхность определяется по формуле , где р – средняя плотность снега для определенной территории; Н – средняя из ежегодных максимальных высот снежного покрова на защищенных участках. Пересчет веса снежного покрова с горизонтальной поверхности на покрытия, имеющие различный уклон и форму, осуществляется по формуле , где Рн – нормативная снеговая нагрузка; с – коэффициент, зависящий от технических параметров покрытия.

При расчете конструкции покрытия за расчетную нагрузку Рр принимался Рр =1,4 Рн, т. е. нормативные нагрузки увеличивались на 40%. Эта поправка оправдана тем, что норматив Ро определен как среднее из максимальных весов снега за каждый год. Опыт эксплуатации зданий показал, что конструкции покрытий, рассчитанные по действующим нормам, очень редко выходят из строя.

Можно определять расчетные снеговые нагрузки как годовые максимумы, возможные раз в 10 или другие периоды лет и снимаемые с интегральной кривой распределения, построенной на клетчатке для кривых с большой асимметрией. Годовые максимумы снеговой нагрузки рассчитываются по формуле , где Р – снеговая нагрузка в кг/м2 с учетом сноса снега; Рэ– максимальный вес выпавшего за зиму снега; vm – средняя скорость ветра при снегопадах; q – средняя интенсивность сноса снега за сутки (в кг/м2 сутки) при метели без снегопадов; n – повторяемость скоростей ветра более 6 м/с за период отсутствия снегопадов; – продолжительность сноса снега за период, отсутствия снегопадов.

Скорость обычно определяется как средняя скорость ветра, начиная с 4 м/с. Значение q определяется в зависимости от средней скорости ветра при более 5 м/с по таблице 4.19.

Таблица 4.19 – Зависимость интенсивности сноса снега q (кг/м2 сут) от скорости ветра (v м/с)

v	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0	10,5	11,0	11,5	12,0	12,5	13,0	13,5	14,0
q	0	0,05	0,15	0,25	0,45	0,60	0,80	1,00	1,30	1,70	2,20	2,80	3,40

Поскольку нет данных о продолжительности сноса снега за период отсутствия снегопадов, то они определяются приближенно по формуле , где Ту – продолжительность периода с устойчивым снежным покровом, n – число дней со снегопадами.

Произведено районирование территории бывшего СССР по снеговым нагрузкам. На ней выделено шесть районов по величине снеговой нагрузки Ро на горизонтальной поверхности (таблица 4.20).

Таблица 4.20 – Вес снегового покрова для различных районов СНГ

Районы	I	II	III	IV	V	VI
Вес, кгс/м2	50	70	100	150	200	250

К району I относятся южная часть ETР и Средняя Азия (южнее 50 с. ш.), а также западные области Белоруссии, Украины, Молдавии и Литвы. К районам II–III относятся территории средней полосы ETР и Западной Сибири, Восточная Сибирь, побережья морей Северного Ледовитого океана, центральные и восточные области Беларуси. К району V относятся Северо-западное Предуралье, территория вдоль среднего и нижнего течения Енисея, о. Сахалин и Курильские острова, западная часть Камчатки. Наибольшие снеговые нагрузки наблюдаются на восточном побережье Камчатки (район VI).

Коэффициент перегрузки (n) для снеговой нагрузки на покрытия принимается в зависимости от отношения нормативного собственного веса покрытия q к нормативному весу снегового покрытия Ро (таблица 4.21).

Таблица 4.21 –  Коэффициент перегрузки в зависимости от q/Pо

q/Po	>1,0	0,8	0,6	<0,4
N	1,40	1,50	1,55	1,60

4.4. Особенности исследований, связанных с получением показателей для строительных норм и правил

Решение задачи о получении специальных климатических показателей можно разбить на следующие этапы:

изучение влияния метеорологических условий на тот или иной объект и определение климатических показателей, которые позволяют наилучшим образом учесть это влияние при проектировании; разработка метода расчёта специализированных показателей на основе характеристик климата, содержащихся в справочниках, или путём специальной обработки данных метеорологических наблюдений; проведение статистико-климатологической обработки; составление рекомендаций по практическому использованию полученных показателей.

Изучение влияния метеорологических условий на различные объекты осуществляется путём постановки экспериментов в лабораториях, с помощью натурных наблюдений в естественных условиях и путём физического анализа влияния различных метеорологических факторов на тот или иной объект.