一、基本情况 

　　获奖项目名称:大跨屋盖结构抗风雪理论、设计关键技术与工程应用 

　　主要完成单位:同济大学、北京市建筑设计研究院股份有限公司、石家庄铁道大学、华东建筑设计研究院有限公司、中国建筑科学研究院有限公司、湘湖实验室、天合光能股份有限公司、国家能源集团新能源技术研究院有限公司

　　主要完成人:周晅毅、朱忠义、周健、马文勇、薛原、康路阳、强生官、刘振彪、辛林桂、吴悦、赵航、崔建华、丁山、张耀康、蒋本卫 

　　二、项目背景 

　　大跨屋盖是风、雪荷载敏感结构。风荷载、雪荷载及其两者的共同作用是其设计的控制荷载。准确获得屋盖结构表面的风、雪荷载，并对结构效应做出合理的分析，是保障屋盖结构在极端天气下安全可靠的关键。然而，主流的荷载规范仅能提供几种简单外形屋面的风载体型系数以及积雪分布系数。此外，规范中的部分条文，尤其是雪荷载条文，主要依靠经验和少量的实测结果，缺乏严格的理论根据。因此，建立精细化的风雪荷载模拟方法，对于提高结构抵抗风雪灾害能力具有非常重要的理论意义和实用价值。通过多年的探索和实践，本项目解决了诸多大跨屋盖结构抗风雪关键技术问题，形成了系列具有自主知识产权的成套技术，并进行了广泛的工程应用。 

　　三、创新成果 

　　（1）提出了分段准定常的屋面风吹雪模拟方法，研发了考虑风雪及结构振动耦合的风洞试验技术，解决了长时间风雪暴、降雪等复杂因素难以模拟的问题。 

图1 不同阶段屋面周边的雪浓度分布

图2 风吹雪气弹模型

　　（2）考虑长/短波辐射、温湿度及屋面传热等环境作用，建立了建筑屋面多层融雪模型，提出了滑落雪荷载定量计算方法。

图3 屋面融雪过程中的能量和质量交换 

图4 滑落雪荷载系数随屋面坡度变化的曲线

　　（3）发展了建筑物表面非定常风压的精确测量方法及多目标等效的屋盖结构静力等效风荷载方法，有效提高了设计风荷载的精度和计算效率。

图5 测压试验数据处理软件 

　　四、推广应用 

　　已将所建立的雪荷载精细化模拟方法以及结构风荷载、结构效应分析、等效静力风荷载方法成功应用于北京大兴国际机场航站楼、北京首都国际机场3号航站楼、乌鲁木齐天山国际机场T4航站楼、深圳宝安国际机场T3航站楼、昆明长水国际机场T2航站楼等重大项目的结构设计中，为工程师进行大跨屋盖结构抗风雪设计提供了直接的依据。 

图6 众多大跨屋盖工程采用了本项目的研究成果