Obciążenie śniegiem w Polsce w projektowaniu i diagnostyce konstrukcji

Jerzy A. Żurański, Andrzej Sobolewski

W monografii przedstawiono wyniki analizy statystycznej i probabilistycznej obciążenia śniegiem gruntu na obszarze Polski jako wielkości odniesienia w ocenie obciążenia śniegiem dachów. Omówiono techniki i metody pomiarowe pokrywy śnieżnej na gruncie, stosowane w Polsce, oraz podano przykładowe wyniki pomiarów grubości pokrywy śnieżnej, ciężaru objętościowego śniegu i obciążenia śniegiem gruntu. Do analizy statystycznej i probabilistycznej wykorzystano wartości maksymalne obciążenia śniegiem gruntu wybrane z każdej zimy z lat 1950–2010 ze 115 stacji i posterunków meteorologicznych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowego Instytutu Badawczego. Wartości charakterystyczne obciążenia śniegiem gruntu, o okresie powrotu 50 lat, oszacowano za pomocą rozkładu prawdopodobieństwa wartości ekstremalnych, zwanego rozkładem Gumbela, którego parametry szacowano metodą największej wiarygodności. Wyniki przedstawiono tabelarycznie oraz graficznie w postaci wykresów i map terytorialnego rozkładu obciążenia śniegiem w Polsce. Omówiono metodę ustalania strefowych wartości obciążenia śniegiem, przedstawiono nowy podział kraju na strefy obciążenia przyjęty przez Polski Komitet Normalizacyjny i opublikowany w załączniku krajowym do normy europejskiej oraz w zmianie do dotychczasowej normy polskiej. W monografii przedstawiono ocenę wyjątkowych wartości obciążenia śniegiem gruntu oraz długotrwałości występowania określonych wartości obciążenia śniegiem. Omówiono awarie i katastrofy konstrukcji pod ciężarem śniegu w Polsce w latach 1968–2006. Szczególną uwagę poświęcono wynikom pomiarów i analiz obciążenia śniegiem wykonanym po katastrofie hali MTK w Chorzowie w styczniu 2006 r. W pracy omówiono dotychczasowe przepisy i normy polskie ustalające obciążenie śniegiem dachów, poczynając od końca XIX w. aż po normy aktualne. Przedstawiono także kierunki dalszych prac, zaproponowane przede wszystkim na podstawie wyników pomiarów i analiz wykonanych po katastrofie hali MTK w Chorzowie. Omówiono problemy diagnostyki konstrukcji zaprojektowanych w czasie obowiązywania norm, w których normowe obciążenie śniegiem było mniejsze, niekiedy znacznie, w stosunku do norm aktualnych. Przedstawiono także zagadnienia związane z odśnieżaniem dachów. W pięciu załącznikach podano: 1) współrzędne geograficzne i krótkie opisy stacji i posterunków meteorologicznych IMGW-PIB, z których wykorzystano wyniki pomiarów; 2) analizowane dane pomiarowe; 3) wykresy wieloletnich przebiegów zimowych wartości maksymalnych obciążenia śniegiem gruntu w latach 1950-2010; 4) wyniki obliczeń statystycznych i probabilistycznych; 5) wykresy na siatce probabilistycznej Gumbela wartości obciążenia zmierzonych przez 115 stacji i posterunków.