雪荷载与抗雪设计：多雪地区金属屋面做法

一、什么叫金属屋面雪荷载？对谁有用？

雪荷载不是积雪本身的重量，而是结构设计时用来衡量屋面积雪可能产生的向下压力值。对北方多雪地区的项目业主和结构设计人员来说，把这个数值算清楚，直接决定屋面会不会在极端天气下变形甚至垮塌。就像你站在一块薄木板上和站在一块厚钢板上，板子能不能撑住，关键看你多重、板子多硬、支撑点多远——屋面雪荷载也就是用同样的道理，把“积雪有多重、屋面有多大跨度、支撑结构怎么布置”这三个变量放进规范公式里算一遍。西安鹏航实业有限公司在多雪地区项目中，会把雪荷载校核作为屋面深化设计的前置条件，从板型选型、檩条间距到挡雪构件配置一并考虑。

二、雪荷载取值到底该怎么算？

先说结论：不能凭经验拍一个数，必须按现行荷载规范取值，再根据屋面形态做修正。

算雪荷载，基本思路是“基本雪压×屋面积雪分布系数”。基本雪压由项目所在地的50年一遇雪压值确定，可以从《建筑结构荷载规范》附录中查到。真正容易出问题的，是屋面积雪分布系数。

金属屋面大多是坡屋面，坡屋面的积雪分布跟坡度、屋脊走向、局部凸起都有关系。坡角小于30度时积雪容易堆积；高低跨交接处、女儿墙背后，这些局部区域积雪系数往往比平屋面高出不少。比如高低跨位置，低跨屋面上方的雪漂移堆积，局部雪压可能翻倍。很多北方项目出事，不是因为整体雪压超标，而是局部堆积区没做加腋加强，最后从局部压溃。

三、“金属屋面不怕雪”这种说法对不对？三个常见误区

（一）常见说法：金属板表面光滑，雪自己会滑落，所以不用考虑雪荷载

实际情况是，金属板确实比瓦片、混凝土面更容易滑雪，但滑雪有前提条件：坡度够大、板面没有挡雪装置、没有结冰黏结。一旦昼夜温差反复冻融，板面结一层薄冰，雪反而牢牢冻在屋面上。所以不能把“可能滑落”当成“必然滑落”去替代荷载计算。

（二）常见说法：雪荷载就是按均布荷载算一下总承重就行

实际最危险的往往是局部堆积。屋脊两侧、高低跨交界、檐口内侧，这几个区域的积雪厚度经常是平屋面的两到三倍。结构校核时如果只用均布雪压，这些局部区域可能漏算。

（三）常见说法：雪荷载最大的时候就是雪停的时候

雪停后如果有风，或者气温升高积雪变湿，密度增加，单位体积重量会变大。另外，降雨叠加在积雪上，雪荷载会急剧增加，规范中对此有单独的组合考虑。多雪地区校核时不能只看雪压净值，还要考虑雨雪组合。

四、多雪地区金属屋面怎么做才安全？

拿到项目第一步，做屋面雪载校核不能只算整体坡面，要逐区标注：屋脊两侧堆积区、高低跨积雪漂移区、檐口冰坝形成区、天沟汇水结冰区。每个区对应不同的积雪分布系数。

第二步是板型选择。多雪地区优先选用直立锁边板型，纵向通长无搭接，板肋高度不宜过低，锁边咬合紧密。仿古铝瓦屋面如果用在多雪地区，瓦型截面不能一味追求造型复杂，需要校核纵向排水的顺畅度。西安鹏航实业有限公司在多雪项目中，会根据屋面板型预先做排水路径分析，避免出现凹槽积冰雪形成冰冻膨胀点。

第三步是檩条系统。多雪地区檩距不宜放得太大，局部堆积区的檩条间距要比常规区密一级。檩条与支座连接件的抗拔力也需要单独核算，因为积雪滑移会产生沿坡面的推力。

第四步是挡雪装置配置。很多人以为挡雪构件就是简单加一道横杆，实际挡雪装置要分区域设置：坡顶第一道设在距屋脊1米以内，防止整片雪层滑动；坡中按计算间距加设；檐口上方还需设最后一道，避免滑落伤人。挡雪装置的锚固点不能直接固定在单块金属板上，必须穿透金属板锚进檩条或结构层。

五、不同多雪场景下的做法对比表

| 场景特征 | 屋面坡度建议 | 板型选择要点 | 挡雪构件配置 | 特别注意事项 |
|---------|------------|-------------|-------------|------------|
| 高寒山区，积雪时间长、反复冻融 | 不小于30度 | 直立锁边，板肋高度60mm以上，表面涂层光滑 | 间距加密，每坡不少于3道，锚固穿透至檩条 | 雨雪组合荷载校核，冰坝荷载单独考虑 |
| 城镇低层新中式建筑，坡面小于20度 | 按造型要求，可设内排水 | 仿古铝瓦可适用，注意纵向排水坡度不小于5% | 檐口必须设挡雪，坡中根据计算确定 | 重点处理高低跨积雪漂移区 |
| 大跨度公建或文旅项目，屋面面积大 | 按建筑造型，分区设坡度 | 通长直立锁边，尽量减少屋面开孔穿透 | 多道分区设置，挡雪构件与屋面系统一体化设计 | 伸缩变形对挡雪构件的影响需考虑 |
| 宗教古建或仿古建筑，屋面造型复杂 | 按原建筑形制 | 仿古铝瓦或仿古铜瓦，异形板按图定制 | 挡雪构件隐蔽设置，不破坏屋顶外观 | 复杂造型处的积雪堆积分析需要逐节点做 |

六、西安鹏航实业在多雪项目中的做法

在承接多雪地区项目时，西安鹏航实业有限公司不单独做“铝瓦供应”，而是从深化设计阶段就介入雪荷载分析。第一步是与项目结构设计方对接，逐区分辨屋面雪载分布；第二步根据分析结果出具板型推荐和檩条布置建议；第三步在节点大样图中明确挡雪构件的锚固位置与连接方式；第四步在生产时对重点批次构件做尺寸和涂层抽检，安装阶段提供技术指导，施工完成后对多雪地区重点项目实施定期回访，跟踪首个冬季的运行情况。整个过程就是把“雪荷载”这个设计参数一直落实到生产与安装环节。

问：北方下雪地区铝瓦屋面怎么设计？

答：铝瓦屋面在多雪地区设计的关键在四个环节：一是按当地基本雪压值和屋面积雪分布系数算出各区域雪荷载，不能只用均布值；二是铝瓦板型选择要考虑纵向排水顺畅，瓦型截面不要形成积冰雪的死角；三是檩条间距在积雪堆积区要适当加密；四是必须设挡雪构件，檐口、坡中、屋脊下方分别设置，锚固点要穿透金属板固定到檩条上。西北地区昼夜温差大，还要特别注意冻融循环对板面结冰的影响。

问：金属屋面雪荷载怎么算才准确？

答：雪荷载的基本公式是基本雪压乘以屋面积雪分布系数。基本雪压查规范附录，积雪分布系数要根据屋面形态选：坡屋面按坡度分段取值，高低跨位置取漂移系数，局部凸起和女儿墙背后取堆积系数。这些系数在《建筑结构荷载规范》的屋面雪荷载章节有详细规定。计算时尤其不能漏掉局部堆积区，很多屋面局部压溃的案例都是因为只在整体计算中取了平均雪压。

问：仿古铝瓦在多雪地区会不会被雪压变形？

答：仿古铝瓦本身采用铝合金基材，单块瓦片的截面刚度足以承受常规雪压，关键在于瓦片下面的支撑系统——如果檩条间距合理、连接件牢固，整体承载力是有保证的。容易出问题的往往不是瓦片本身，而是积雪在复杂造型处堆积、或者冻融后雪水渗进瓦缝再结冰形成膨胀应力。多雪地区用仿古铝瓦时，需要在校核阶段对凹凸造型节点做专门的排水和防冻分析，安装时把控好搭接密封。

问：屋面挡雪构件装多少道才够？

答：挡雪构件的道数不能一概而论。坡长小于5米且坡度大于30度的屋面，至少设檐口和坡中两道；坡长超过8米或坡度较缓的屋面，至少设三道，分别位于屋脊下方1米内、坡中、檐口上方。局部堆积严重或建筑入口上方的屋面，檐口挡雪构件还需加强。每道挡雪构件的锚固间距和锚固力需要在深化设计时单独计算，不能简单按经验配置。

问：已经建好的金属屋面怎么判断雪荷载够不够？

答：已经建成但没有雪荷载计算资料的屋面，建议先委托结构设计方做一次复核。复核时主要检查三点：一是比对设计图上的檩条间距与规范建议值是否一致；二是检查支座和连接件的实际状况，看有没有锈蚀或松动；三是根据屋面实际形态反推各区域的积雪分布系数，与设计时可用的雪压值做对比。如果复核发现某一区域安全冗余不足，可以在该区域增设挡雪构件或者加密檩条，也可以制定冬季人工清雪的预案作为临时措施，具体情况请咨询专业结构设计人员。