前两天雪花飞舞,大地白茫茫一片。人们经常会用鹅毛、棉絮、芦花等词语来描画雪花的轻捷,不过看似轻捷的雪花,有时刻能将大树压弯了腰,把房顶压塌。雪究竟有多重?咱来称一称吧。
1 量一量 称一称看看雪究竟有多重
试验一:
●试验目标:测量特定体积的积雪重量,了解雪有多重
●试验资料:平坦的积雪、卷尺、量杯、电子秤、硬纸板
●试验环节:
1.选取平坦的积雪,测量其厚度,约8厘米(如图①)
2.用硬纸板像切蛋糕一样划出特定面积,试验选取的是长30厘米、宽20厘米的面积
3.将选取面积中的积雪转移至量杯中,测量其重量
●试验结果:通过测量,这块体积为4800立方厘米的积雪重量为521.6克(如图②),计算得出试验中积雪的密度约为每立方米108.7千克,水的密度为每立方米1000千克,也就是说,雪的密度大约是水的密度的1/10。
●剖析:河南科技大学林学院老师吴振景引见,用积雪的品质除以体积就可以算出其密度,然而这个数值并不具备普适性。由于积雪密度与含水形态、积雪期间等都有相关,我们很难详细界定其密度大小。比如说,北边雪含水量比南边低,相对松懈,在等同品质的状况下体积就大;积雪越厚,在重力作用下,雪的密度也越大。
2 雪的重量一算吓一跳
那么,如何预算雪有多重呢?我们先来了解降水量和积雪深度这两个概念。降水量是指气候观测人员用规范容器将12小时或24小时内采集到的雪化成水后,测量获取的数值,以毫米为单位。积雪深度就是理论我们看到的雪的厚度,是积雪外表到低空的垂直距离,以毫米为单位。
中国气候局数据显示,在理论状况下,1毫米的降水量,在北边相当于下了8至10毫米厚的雪,在南边则相当于下了6至8毫米厚的雪,重要是由于北边雪的含水量比南边低。水的密度是必定的,由此我们可以大略推算出:在北边,1平方米面积上8至10毫米厚的积雪大略重1公斤,100平方米就是100公斤;在南边,1平方米面积上6至8毫米厚的积雪大略重1公斤,100平方米就是100公斤。
据此,100平方米的平面屋顶假设积雪一尺(333毫米)厚,那么房顶就会接受3至5吨的重压,相当于8到14头成年公牛的重量,可想而知雪有多重。
3 反常积雪对上层修建简直没有影响
看了下面的数据,您或者感到很吃惊,要是雪下得大,家里的房子会遭到影响吗?我们用纸板制造了多个小房子,组成一组修建群,对此启动试验。
试验二:
●试验目标:验证积雪会不会对屋宇形成影响
●试验资料:积雪、自制小房子
●试验环节:将自制小房子摆放在雪地中,为节俭期间我们将积雪抛撒在小房子上,最后积雪厚度约为小房子的一半高
●试验结果:在积雪的重压下,用纸板制造的小房子纹丝不动。(如图③)
●剖析:河南科技大学土木工程学院老师虞跨海引见,说到雪对修建的影响,就要知道“雪荷载”这一律念,它是指作用在修建物或构筑物顶面上的雪压。
屋面雪荷载散布与屋面坡度亲密相关,普通随屋面坡度的增大而减小,当屋面坡度到达某一水平时,积雪就会从屋面上滑移或滑落。目前,反常状况下的降水量对如今少数市区修建的影响都十分小,尤其是上层修建。虞跨海说:“现代的上层修建,其自身自重加上装修资料、家具等重量,远超越积雪重量,因此楼顶积雪对修建的影响简直可以疏忽不计。”
4 桥梁等大跨度修建尤其要思考雪荷载的影响
积雪对普通修建的影响可以疏忽不计,那么对其余修建呢?为了验证积雪对大跨度修建的影响,我们用1块软木板和4根小柱子制造了一个简单的大跨度小桥。面对降雪天气,这座小桥能不能抗住呢?
试验三:
●试验目标:验证积雪对大跨度修建的影响
●试验资料:积雪、自制大跨度小桥
●试验环节:将小桥搁置在雪地中,在其上方抛撒积雪。关于薄薄的积雪,小桥看起来没有任何疑问,然而当积雪量参与到必定水平时,桥面就开局变形
●试验结果:自制大跨度小桥被雪压弯了。
●剖析:虞跨海引见,须要重点思考雪荷载的重要是大跨度的修建如桥梁、轻质屋顶结构,以及多坡屋面和曲线形屋面等。这些修建或者因雪荷载不平衡、结构稳固性差等疑问而遭到破坏,深刻来说就是雪的沉积或者不平均,假设在修建的某些局部沉积少量积雪,就容易出疑问。
此外,农业消费中的蔬菜大棚在设计时也须要思考雪荷载的影响。吴振景引见,蔬菜大棚刚兴起的时刻,雨雪天气容易产生倒塌,目前这种状况曾经十分少了。
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