拱形屋面积雪破坏成因与修复防护方案

拱形屋面在暴雪与强风的共同作用下，容易因积雪堆积而导致结构破坏。本文分析了一起实际破坏案例，阐述成因、后果及修复方案。

暴雪积雪堆积诱发的拱形屋面破坏案例

2018年3月9日，某乳业工厂车间拱形屋面在连降大雪的影响下发生塌陷事故。积雪在拱形屋面上滑动堆积，当滑动到拱形屋面与附跨屋面交界处时，由于附跨屋面结冰形成阻滞，加之强西南风的吹拂作用，冰雪混合物逐步在拱形屋面东北侧堆积。堆积至一定高度后，积雪突然从拱形屋面向下崩塌，冲击到附跨屋面，使其积雪厚度达到1.5米以上。

破坏的直接原因

屋面雪荷载超出设计荷载数倍，导致以下连锁破坏：

• 屋面檩条在超载状态下扭曲、失稳
• 连接螺栓被剪断
• 屋面板塌陷被损坏
• 损坏面积约1000平米

气象与结构因素分析

本事故由三个主要因素共同造成：

• 连续降雪在拱形屋面产生大量积雪堆积
• 屋面设计的曲率与风向形成的风压分布不均
• 交界处结冰形成的滑动阻力突变引发应力集中

拱形屋面防护与修复方案

防护设计要点

为避免类似破坏，应在以下方面加强：

• 根据当地气象条件合理确定雪荷载设计值，考虑风吹卸载效应
• 优化屋面与附跨屋面的交界处设计，避免形成积雪陷阱
• 在高寒地区选用更厚的板材或增加拱形屋面的刚度
• 设置必要的防滑或导雪装置

修复工程规模

此次修复工程投资预算为49.5万元，主要包括屋面板的更换与结构加固。修复完成后应进行全面的荷载试验验证，确保修复后的结构性能达到设计要求。

常见问题

拱形屋面为什么容易被积雪破坏？

拱形屋面的曲率设计虽然能减少风阻，但也容易在特定风向和降雪条件下形成积雪陷阱。积雪在屋面滑动时，可能在交界处堆积，造成局部荷载集中，超出原设计荷载。

如何判断拱形屋面积雪堆积的危险？

当屋面上积雪厚度不均、出现明显堆积沟壑、或听到结构出现异常响声时，应立即组织人员清理屋面积雪。在高寒地区应定期进行积雪深度巡查。

修复后如何进行质量验收？

应对屋面板、檩条连接、螺栓等关键部件进行逐一检查，进行静载或动载试验，验证结构强度与刚度达到设计值。江苏杰达钢结构工程有限公司在此类修复工程中拥有丰富经验，可提供专业的设计与施工指导。

小结

拱形屋面在我国北方广泛应用，但冬季防护必须重视。设计阶段应充分考虑当地最大雪荷载与风-雪组合工况，施工完成后需要定期维护。江苏杰达钢结构工程有限公司提醒广大业主，在积雪季节来临前进行屋面检查与清理，可有效预防此类事故发生。

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