CC BY
415СНЕГОВЫЕ НАГРУЗКИ НА КУПОЛЬНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ. ПРИМЕР И ОБЗОР ДАННОЙ ПРОБЛЕМЫ В РАЗНЫХ ИСТОЧНИКАХ Маршания Л.В.1, Нефёдова М.А.2, Пестич С.Д.3
'Маршания Лаша Владимирович — магистрант, кафедра железобетонных и каменных конструкций;
2Нефёдова Марина Александровна — кандидат технических наук, доцент; 3Пестич Сергей Дмитриевич — магистрант, кафедра теплогазоснабжения и вентиляции, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет,
г. Санкт-Петербург
Аннотация: величина снеговой нагрузки на поверхность земли определяется в результате статистической обработки данных метеорологических наблюдений. Характеристика распределения, ссыпания, подтаивания снега на покрытии определяется конструктивными особенностями крыши.
Ссыпание снега вызывается действием силы тяжести, а сдувание в том числе ветром. Уклон покрытия играет определяющую роль при ссыпании, но также надо упомянуть другие факторы, оказывающие влияние: гладкость поверхности кровли, ее теплопроводность, температура воздуха во время залегания снега.
Эффект ссыпания снега с поверхности покрытия учтен в нормах совместно с явлением сдувания от действия ветра при разработке схем распределения снега по поверхности покрытия. На участках скатных, сводчатых, а также купольных покрытий снеговая нагрузка отсутствует при уклонах свыше 60°. При уклонах от 30° до 60° используется понижающий коэффициент.
Ключевые слова: снеговой покров, характеристика, распределение, натурные наблюдения, схемы распределения нагрузок, аэродинамический коэффициент, купольные покрытия.
Снеговой покров на зданиях и сооружениях является снеговой нагрузкой. Вес снегового покрова - величина которого измеряется кгс/м2, численно равна запасу воды в миллиметрах.
Характер распределения снеговой нагрузки на покрытия зданий и сооружений и также его величина определяются рядом факторов. При этом можно выделить четыре основных:
- количество выпадающих в зимнее время твердых осадков;
- ссыпание снега с наклонных поверхностей;
- подтаивание снега на тепловыделяющих покрытиях отапливаемых зданий;
- перенос снега, приводящий к неравномерным отложениям по поверхности покрытия и к сносу некоторой части выпавшего снега с покрытия.
Величина снеговой нагрузки на поверхность земли определяется в результате статистической обработки данных метеорологических наблюдений. Характеристика распределения, ссыпания, подтаивание снега на покрытии определяются конструктивными особенностями крыши.
Ссыпание снега вызывается действием силы тяжести, а сдувание - в том числе и от ветра. Уклон покрытия играет определяющую роль при ссыпании, но также надо упомянуть другие факторы, оказывающие влияние: гладкость поверхности кровли, ее теплопроводность, температура воздуха во время залегания снега. Эффект ссыпания снега с поверхности покрытия учтен в нормах совместно с явлением сдувания от действия ветра при разработке схем распределения снега по поверхности покрытия. На участках скатных, сводчатых, а также купольных покрытий снеговая нагрузка отсутствует при уклонах свыше 60°. При уклонах от 30° до 60° используется понижающий коэффициент.
Таяние снега на поверхности покрытия может происходить при малом сопротивлении теплопередачи ограждающих конструкций, когда поверхность кровли имеет положительную температуру. При проектировании тепловыделяющих покрытий (теплицы, парники, доменные цехи, светопрозрачные кровли), используется особый подход к определению снеговой нагрузки. Нормируется не полная снеговая нагрузка, а нагрузка от одного снегопада. Недостаточное сопротивление теплопередачи утепленных кровель над отапливаемыми зданиями в нормах проектирования учитывается дополнительными понижающими коэффициентами [1].
Основной фактор неравномерных нагрузок от снега - это его перенос под влиянием ветра по площади покрытия. В результате переноса снега возникают места, с которых снег выносится, и места со скоплением снега (так называемые снеговые мешки). Расположение этих
мест связано, главным образом, с профилем поверхности покрытия и так же с направлением ветров. Эти явления изучаются с помощью аэродинамической трубы, а также путем натурных наблюдений за отложениями снега на реальных кровлях. Результаты исследований отображены приведенными в нормах нагрузок коэффициентами перехода от нагрузки на поверхности земли к нагрузке на покрытии (коэффициенты ц).
Основные виды схем равномерного и неравномерного распределения снеговых нагрузок по поверхности покрытия с учетом ссыпания и сдувания приведены в нормах проектирования. Эти схемы можно условно разделить на четыре группы: покрытия однопролетных зданий, одноуровневые покрытия многопролетных зданий, покрытия с перепадами высот, локальные изменения формы покрытий. При этом следует заметить, что схемы отложения снега, приведенные в нормах, охватывают весьма ограниченный набор наиболее распространенных профилей. Если возникают задачи учета снеговой нагрузки на других профилях или уточнения приведенных в нормах данных, то необходимо проведение специальных исследований.
Наиболее достоверную картину распределения снеговой нагрузки на покрытии можно получить по результатам натурных наблюдений и измерений средней скорости ветра на поверхности покрытия и веса снегового покрова. Такие измерения требуют значительных трудовых, временных и материальных затрат. В связи с этим для определения величины и характера распределения снеговой нагрузки на покрытиях различного профиля наибольшее распространение получили модельные экспериментальные исследования в аэродинамических трубах климатического типа. Экспериментальное определение снеговых нагрузок невозможно без предварительного определения конкретных для данной поверхности покрытия аэродинамических коэффициентов, уровня турбулентности ветрового потока и скоростей ветра возле поверхности крыши [2].
В СНиП 2.01.07-85* отсутствуют схемы для определения характера распределения снеговой нагрузки с учетом ссыпания и снегопереноса на купольных сферических и конических покрытиях.
В актуализированной редакции этого документа СП 20.13330.2016 рекомендуется рассматривать несколько вариантов распределения снеговой нагрузки на купольные покрытия: равномерная нагрузка на всё покрытие, равномерная нагрузка на половину покрытия, а также в соответствии со схемами Г13 и Г14 . В данных схемах снег распределен неравномерно на половине покрытия. При этом величина нагрузки зависит от геометрических параметров купола (стрела подъема и диаметр). Интенсивность нагрузки определяется:
Рис. 1. Схемы для определения снеговой нагрузки на купольные и конические покрытия
В работах И.Л. Ружанского предложена схема распределения неравномерной снеговой нагрузки отличная от описанных выше схем. В соответствии с этой схемой нагрузка отсутствует на половине покрытия, а на второй половине интенсивность меняется в зависимости от радиального угла и угла наклона образующей купольной поверхности.
Рис. 2. Схемы для назначения неравномерной снеговой нагрузки на купольные покрытия по АБСЕ 7-95
Подход к определению снеговой нагрузки в зарубежных нормах, в целом, совпадает с подходом, реализованном в российских нормативах.
В европейских, японских, индийских нормах схемы для определения неравномерных снеговых нагрузок на купольные покрытия отсутствуют. При этом прямо указано на необходимость учитывать неравномерную (несбалансированную) нагрузку на покрытиях различной формы.
В канадских нормах указана необходимость учета неравномерной снеговой нагрузки на купольные покрытия, но схема распределения нагрузки не приведена. В работе Тейлора, которая содержит дополнения и пояснения к разделу по определению снеговых нагрузок в канадских нормах, представлены схемы распределения снеговых нагрузок на плоских,
уклонных, арочных покрытиях, покрытиях с перепадами высот, покрытиях многопролетных зданий. В целом, приведенные схемы совпадают с описанными в российских нормах. Схемы для определения на купольные покрытия на круглом плане не представлены [4].
В американских нормах описана схема приложения неравномерной снеговой нагрузки на купольные сферические покрытия. Интенсивность снеговой нагрузки необходимо назначать в соответствии со схемами для арочных покрытий (рисунок 2) в секторе с центральным углом 90° на подветренной стороне купола. С обеих сторон от этого сектора нагрузка должна линейно уменьшаться до 0 в секторах с центральным углом 22,5°. Наветренный сектор купола с центральным углом 225° должен быть свободен от снега.
Список литературы
1. Гордеев В.Н. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения / В.Н. Гордеев, А.И. Лантух-Лященко, В.А. Пашинский, А.В. Перельмутер, С.Ф. Пичугин; под общ. ред. А.В. Перельмутера. 3-е изд., перераб. М.: изд-во АСВ, изд-во СКАД СОФТ, изд-во ДМК Пресс, 2009. 528 стр.
2. Грудев И.Д. Определение нормативных и расчетных значений снеговыхнагрузок / И.Д. Грудев, В.В. Филиппов, Т.А. Корнилов, А.В. Рыков // Промышленное и гражданское строительство, 2007. № 4. С. 10-12.
3. Лебедева И.В. Региональное нормирование снеговых нагрузок в России / И.В. Лебедева, Ю.П. Назаров, Н.А. Попов // Строительная механика и расчет сооружений, 2006. № 3. С. 71-77.
4. Ледовский И.В. Современное состояние нормирования снеговых нагрузок / И.В. Ледовский // Промышленное и гражданское строительство, 2008. № 2. С. 31-33.
5. Ледовский И.В. Выбор статистической модели накопления снега на грунте / И.В. Ледовский // Промышленное и гражданское строительство, 2008. № 1. С. 45.
6. ANSI/ASCE 7-95. Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. American Society of Civil Engineers, 2005. 419 p.
7. IS 875 Code of practice for design loads (other than earthquake) for buildings and structures. Part 4 snow loads. Bureau of Indian standards, 2010. 11 p.
8. AIJ Recommendations for Loads on Buildings. Chapter 5 Snow Loads. 30 p.
9. Endo A., Tomabechi T. Wind channel experiment of the forming conditions of snow depth on various roofs with model snow // Memoirs of the Hokkaido Institute of Technology, 1983. № 11.
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СПЕКТРОВ АНТОЦИАНОВ
Жигульский Р.О.
Жигульский Роман Олегович — магистрант, физико-технический факультет, Астраханский государственный университет, г. Астрахань
Аннотация: в статье рассматривается возможность изучения антоцианного комплекса, а также перспективы его использования.
Ключевые слова: антоцианы, комплекс, спектры, колебания, структура, антоцианидин.
На протяжении долгих лет идет изучение группы водорастворимых пигментов -антоцианов, которые окрашивают фрукты и овощи в яркие тона (фиолетовый, красный, жёлтый, синий). Известно, что данные соединения благотворно влияют на человеческий организм, поскольку проявляют антиоксидантные, бактерицидные, противоспалительные свойства. Ягодные источники пигментов являются отличными природными красителями, широко использующимися в медицине, в пищевой индустрии (при изготовлении кондитерских изделий, йогуртов, напитков).
Термин «антоциан» был впервые введен Маркартом в 1835 году и происходит от двух греческих слов anthos - цвет, окраска и kyanos - лазоревый [1, 131 с]. Антоцианы - гликозиды антоцианидинов и производные одной и той же ароматической структуры - флавиевого катиона. Этот катион состоит из бензопирилиевого ядра и фенольного кольца (рис. 1).
