ДИНАМИКА СНЕГОВОЙ НАГРУЗКИ ВО ВРЕМЯ СНЕГОПАДОВ В СЕЗОНЕ 2019-2020 гг. (г. ЮЖНО-САХАЛИНСК)

Исследование выполнено при финансовой поддержке Гранта Президента РФ № МК-867.2020.5.

АННОТАЦИЯ

В работе приводятся данные о приростах снеговой нагрузки во время снегопадов прошедших в г. Южно-Сахалинск в зимнем сезоне 2019-2020 гг. записанных с помощью разрабатываемой системы измерения. Не смотря на то, что сезон был малоснежным получены данные изменения нагрузки во время шести снегопадов. Величина снеговой нагрузки во время снегопадов не превысила 60 Па.

Ключевые слова: снеговая нагрузка, Сахалин, обрушение кровли, снегопад.

Анализируя случаи обрушения кровель, произошедших на территории России за последние 20 лет, можно сделать вывод, что основное количество обрушений произошло не из-за постепенного нагружения кровель в течение зимы, а по причине резкого увеличения снеговой нагрузки за короткий промежуток времени – снегопад [1]. При кратковременных снеговых нагрузках происходит резкое увеличение массы снега на кровле за короткий промежуток времени. Снег не успевает равномерно распределиться по всей площади, что ведёт к обрушению кровли вследствие критического увеличения нагрузки на её отдельные участки.

Оценка прироста величины снеговой нагрузки на кровлю в течение снегопада может существенно повлиять на общее рассмотрение проблемы снегонакопления на кровле и на нормирование снеговой нагрузки. Однако, в настоящее время, данному вопросу не уделяется должного внимания, не смотря на произошедшие катастрофы, унесшие человеческие жизни. Все большую актуальность исследование снеговых нагрузок приобретает в связи с уменьшением величины снеговой нагрузки в нормативных документах. Снижение величин нагрузок, которые будут воздействовать на здание в процессе его эксплуатации, проводит к уменьшению запаса прочности конструкции, скомпенсировать риск вероятного ущерба можно проводя мониторинг снеговой нагрузки.

За длительный период своего развития (с 1933 г.) нормирование в области определения снеговых нагрузок в России претерпело существенные изменения, однако, последние изменения в СП 20.13330.2016 [3] Нагрузки и воздействия (актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (с Изменением № 1)) привели к снижению нормативной величины снеговой нагрузки закладываемой в расчеты.

Рисунок 1. Сравнение величин снеговой нагрузки [2] и [3]

Сахалинская область относится к одному из наиболее проблемных субъектов России по степени влияния на ее хозяйственную деятельность снега и связанных с ним процессов. На территории области возникали ЧС связанные с разрушением строительных конструкций под воздействием снеговых нагрузок разрушения. Например, за зимний сезон 2017-2018 гг. снеговыми нагрузками в г. Южно-Сахалинск (областной центр) было разрушено 3 сооружения.

Наблюдения за приростом величины снеговой нагрузки происходило в течение зимнего сезона 2019-2020 гг. в пределах территории городской застройки г. Южно-Сахалинск на территории Сахалинского ботанического сада, где была установлена система позволяющая собирать и передавать информацию об изменении нагрузки в течение снегопада.

Зимний сезон 2019-2020 гг. можно охарактеризовать как среднеснежный. Количество выпавших осадков по ГМС Южно-Сахалинск составило 224 мм, что составляет 96% от нормы. С ноября по декабрь выпало 103 мм осадков, в январе 25 мм, в феврале 27 мм и 69 мм в марте. Однако, несмотря на то, что количество выпавших осадков было в пределах среднемноголетних значений общее количество снегопадов, подходящих для регистрации прироста нагрузки, было мало.

В течение зимы наблюдалось всего двенадцать дней с количеством осадков ≥ 5 мм, пять дней в декабре, два в январе, один в феврале и четыре в марте.

Зарегистрировать снегопады в декабре не получилось, в связи с тем, что осадки выпадали не только в твердом (снег), но в жидком (дождь) и смешенном виде. Осложняли ситуацию не типичные для этого времени года оттепели. Негативно сказалась и низкая интенсивность снегопадов, выпадая на приемное устройство снег успевал частично стаивать, поэтому использовать полученные данные для последующей обработки было не корректно.

Рисунок 2. Графики прироста величины снеговой нагрузки во время снегопадов А) 20.01.20; Б) 31.01.20; В) 03.02.20

Всего за сезон 2019-2020 гг. была получена динамика изменения снеговой нагрузки за 6 снегопадов. На рис.2 приведены графики прироста величины снеговой нагрузки за снегопады 20 января, 31 января и 03 февраля. Во время снегопадов величина снеговой нагрузки не превысила 60 Па.

До настоящего момента не существовало метода получения данных о приросте величины снеговой нагрузки во время снегопадов, который позволил бы дать своевременные рекомендации о вероятном наступлении чрезвычайной ситуации.

Данные о величинах снеговых нагрузках, которые можно получать разрабатываемым методом, являются основой для научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ в регионах, где влияние снежного покрова на население и хозяйственно-экономическую деятельность имеет большое значение.

ВЫВОДЫ

Система мониторинга снеговой нагрузки, при ее дальнейшем внедрении, позволит охватить наблюдательными пунктами территорию, на которой исследования снежного покрова не проводились. Особенно актуально получение данной информации для резидентов сахалинских территорий опережающего развития при строительстве новых транспортных магистралей, освоении территории под туристические и спортивные маршруты, создании туристических баз и вахтовых поселков.

Список литературы:

1. Лобкина В.А. Ущерб от снеговых нагрузок в Российской Федерации. Причины и последствия // Геориск. – 2012. – №1. – С. 50-53.
2. СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*.
3. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (с Изменениями N 1, 2).