平面腹部凸出双坡房屋屋面风致雪漂移研究*

颜卫亨， 张 雯， 吴东红

(1 长安大学建筑工程学院， 西安 710061； 2 长安大学理学院， 西安 710061)

0 引言

风致雪漂移运动是一种气流携带雪颗粒或者冰粒运动的多相流运动，当房屋自重较轻时，风致雪漂移运动造成的雪荷载往往成为结构的控制荷载，可能导致建筑物的破坏，威胁生命及财产。近年来，因屋盖局部积雪荷载过大导致房屋受损甚至压塌的事故时有发生[1]，所以对轻型房屋风致雪漂移运动的研究亟需进行。

由于风致雪漂移运动的复杂性，目前国内外的相关研究仍在发展中。对轻型房屋风致雪漂移研究，纵观国内外规范：我国现行的建筑荷载规范[2]，仅概括性地给出了单跨单坡、单跨双坡以及拱形房屋等10种简单房屋外形的沿屋面坡度方向的积雪分布系数，未包含沿屋脊长度方向的积雪分布系数，同时指出所给的积雪分布系数取值仅是根据设计经验或参考国外文献所得；国际通用的建筑结构荷载规范，例如美国规范ASCE/SEI 7-10[3]在雪荷载计算中对影响雪荷载的众多因素作了详细规定及计算，考虑了热力系数等因素的影响，欧洲规范BS EN 1991-1-3∶2003[4]在雪荷载设计章节中，给出了不考虑雪自由滑移情况下屋面积雪分布系数的设计参考值。国内外相关研究成果中：Boutanios等[5]基于一种新的雪相粘性模型，提出了一种新的双向耦合欧拉-欧拉CFD计算公式，该方法能够准确预测发展和接近发展的气流条件下的降雪量、气流分布以及雪的输运；Yoshihide[6]对近年来计算流体动力学的研究成果进行了讨论，证明了进一步开发模型、验证数据库和利用CFD结果进行高级分析的必要性；肖艳等[7]设计制作了拱形屋面风洞试验模型，通过风洞试验测得屋面平均风速，结合CFD数值模拟确定平均风速方向，并通过公式计算得到屋面的积雪分布系数；周晅毅等[8]采用拉格朗日方法模拟了立方体周围积雪重分布的情况，分析了数值模拟中的雪颗粒阈值摩擦速度对积雪沉积侵蚀的影响。

CFD技术以及湍流模型的不断发展，使得数值模拟成为国内外近年来用于研究风致雪漂移的常用方法。腹部含有过渡凸块的轻型房屋[9-10]已在工程中大量使用，然而国内外均缺乏对此种体形房屋风致雪漂移的研究，且对沿房屋屋脊长度方向的相关积雪分布研究也都未涉及，相应结构设计只能参考单跨双坡屋面的积雪分布系数，理论滞后于工程，因此可能存在安全隐患，所以有必要对平面腹部凸出双坡房屋屋面的风致雪漂移进行研究，以此探究该种体形房屋沿跨度及长度方向的积雪分布规律，指导工程实践。

1 数值模拟理论基础及数值模拟环境确定

1.1 数值模拟理论基础

风雪两相流的流动是不稳定的，其速度等流动特性都随机变化，即风雪两相流的流动属于湍流，是一种高度非线性的复杂流动[11]。在风雪两相流的流动中，风对雪的影响起主要作用，而雪对风的影响十分微小，可以忽略不计，因此风雪效应可建立风雪两相的流体力学方程，空气流为主相，雪为次相。作为连续介质的流体而言，风雪流运动遵循的物理定律主要为质量守恒定律、动量守恒定律以及能量守恒定律，主要表现为两相流的连续性方程、动量方程(NS方程)以及雪相浓度方程[12]。

通过壁面处的摩擦速度u＊来判断积雪的侵蚀或沉积状态，当u＊大于壁面阈值摩擦速度u＊t时发生积雪侵蚀，当u＊小于u＊t时发生积雪沉积。

u＊=u(z)·K/ln(z/zs)

(1)

式中：u(z)为近壁面风速；K为Karman常数，取0.4；zs为雪面粗糙度；z为近壁面网格中心到雪面的高度。

采用侵蚀沉积模型得到积雪的侵蚀与沉积量：

式中：qero，qdep分别表示单位时间内单位壁面面积上发生侵蚀进入流域或沉积下来的雪的质量；A为侵蚀常数，取-7.0×10-4；ωf为雪颗粒的下落速度，取0.2m/s。

1.2 模型设计及数值模拟环境确定

图1 平面腹部凸出双坡房屋外观图及尺寸图

1.2.1 模型设计

平面腹部凸出双坡房屋已在工程中广泛使用，其凸块的作用是增加房屋多功能使用及缓冲过渡，该类建筑结构主要是由主体建筑和辅助建筑两部分组成，其中主体建筑为双坡屋面，辅助建筑为一个凸出的过渡区域。为研究该类体形的建筑，选择中国人民解放军总后建筑工程研究所研制的一种轻型可移动的房屋，如图1所示，该房屋主要用作公共卫生及健康服务，其结构为平面腹部凸出的双坡房屋，房屋总体质量轻，属于典型的风雪敏感结构。

为提高所选体形的普遍适用性，选取平面腹部凸出相对尺寸来分析模型，为考察其腹部凸出大小对主体结构的影响，不同模型中，只改变腹部凸出过渡区域的大小，主体结构尺寸不变。

定义：当腹部凸出过渡区域长边l(短边b)和房屋主体结构中长边L(短边B)的比值等于1/x时，即l/L=b/B=1/x，称之为1/x模型。根据房屋的使用功能要求及人体尺寸和活动所需空间的大小，建立了单跨双坡模型(无过渡凸块)、1/4模型及1/2模型，如图2(a)所示，图2(b)为数值模拟建模风向角设置及屋面自然分区(物理自然分割)编号图。

图2 1/x模型比例示意图和风向角及屋面分区编号示意图

1.2.2 数值模拟参数设置及边界条件

根据行业标准《建筑工程风洞试验方法标准》(JGJ/T 338—2014)[13]，网格划分时为保证计算域的网格质量及数量，使用混合网格划分，采用非结构化网格对核心区进行网格加密，非加密区采用结构化网格，网格尺寸增长因子为1.1，阻塞率控制为3%，立方体模型计算区域长×宽×高取为30H×15H×10H(其中H=1m，为立方体边长)，如图3所示。

目前常用的大气边界层风速剖面有两种：平均风速剖面指数律分布和平均风速剖面对数律分布，选取较为普遍使用的平均风速剖面指数律分布。我国建筑荷载规范中未涉及湍流强度分布的规定，故入流面的来流湍流特性通过参考日本的“房屋荷载建议[14]”，直接给定湍流动能k和湍流耗散率ε，公式中涉及的参数均在自编的UDF接口中实现。入口边界设置为速度入口边界，出口边界为完全发展出流边界。流域顶部和两侧采用自由滑移的壁面条件。建筑物表面和地面采用无滑移的壁面条件。

1.2.3 立方体数值模拟环境可行性验证

为验证风雪数值模拟环境的有效性及可行性，通过与Oikawa[15]等于2000年在日本进行的1m边长立方体周围风致雪漂移运动的实测结果对比，从而确定合理的数值计算环境。

图4 数值模拟积雪深度与实测数据对比图

图4给出了不同壁面阀值摩擦速度的24h工况下CFD数值模拟结果和Oikawa[15]实测数据的比较结果。横风向截面距立方体截面中心长度为X，迎风向截面距立方体截面中心长度为Y，图中采用立方体边长H对截面位置无量纲化，0代表立方体中截面中心，0.5代表立方体的表面。纵坐标中Z为积雪深度，H0为雪的初始深度，Z/H0小于1表示在雪的初始深度(H0=0.3m)上侵蚀，大于1表示在雪的初始深度上堆积。

迎风向积雪的侵蚀与沉积规律与实测基本吻合，迎风区在距离立方体0.6H处发生了较大的侵蚀，背风区在立方体表面处的实测积雪也有较大的沉积，无量纲积雪深度值约在1.5，数值模拟值约为1.1，相差较大，主要是因为在近壁面处，湍流未完全发展，k-kl-ω三方程湍流模型无法再对壁面处的绕流非饱和区进行较好的模拟。横风向，积雪的侵蚀与沉积规律与实测基本吻合，近壁面受涡流的影响，产生了少量的沉积，实测的积雪侵蚀最大值发生在距离壁面左侧1.4H、右侧1.0H处，存在一定的不对称性，主要原因是实测过程中受环境因素等影响，来流风速无法严格控制在同一速度，导致了数值模拟与实测的差异。

由图4可以看出，当壁面阈值摩擦速度u＊t=0.15m/s时，模拟值与实测数值相对比较吻合。可见，壁面阈值摩擦速度u＊t取为0.15m/s，k-kl-ω三方程模型与立方体实测数值吻合程度较好，能较好地模拟实测环境。

1.2.4 高低屋面算例进一步验证

通过立方体模型验证了数值环境在建筑周围积雪分布模拟中的有效性，为进一步验证数值环境对于建筑表面积雪分布模拟的可行性，增加与Tsuchiya[16]于2002年进行的高低屋面模型的积雪实测的对比，由于Tsuchiya[16]实测高低屋面风速的不稳定性，李雪峰[17]在进行高低屋面风洞试验时，将风速设定为低屋盖高度处的风速，为6.5m/s，故数值模拟的入口边界风速取为6.5m/s。

图5 高低屋面实测对比图

图5为CFD数值模拟结果和Tsuchiya[16]的实测数据及李雪峰[17]风洞试验结果比较。由图5可知，三条曲线虽然在极值处数值不同，但是三条曲线极大值、极小值出现的位置均呈现一致性，即积雪出现侵蚀与堆积的位置相差不大，且三条曲线的变化趋势一致，即屋盖上积雪的分布状态在一定程度上相差不大，由此可以说明该数值模拟方法能够很好地模拟建筑表面积雪分布情况。

2 风致雪漂移模拟结果及分析

2.1 模型的屋面分区

对模型进行数值模拟，限于篇幅，仅给出5m/s风速下，180°风向角的腹部凸出1/4模型的屋面物理分区及屋面细致分区后的积雪分布对比图。图6(a)是未对屋面进行细致分区时模拟的积雪系数分布云图，仅为物理自然分割，图6(b)是该工况下，经过在大量工况试验后，根据积雪分布特点，在原物理分区基础上进行的更为细致的特性分区积雪系数分布云图。

对比图6(a)，(b)可知，仅靠物理分区的积雪系数分布云图较为简单，不能对各区的积雪分布规律进行细致描述，无法表达各分区积雪分布的不均匀性，不利于积雪各分区特点研究，尤其不能更好反映腹部凸出部分对其屋面的影响，且无法真实反映房屋屋面沿屋脊长度方向的积雪分布差异。

鉴于积雪不仅沿房屋短边跨度分布不均，且沿长边面宽也存在分布不均这一事实，为真实反映腹部凸出部分的影响，提高结构设计的计算精度，在分析与探讨屋面积雪分布规律的基础上，对屋盖沿屋脊长度方向进行了合理有效分区，以表达沿屋脊长度不同区域积雪的分布特性，对B区及C区进行了细致划分，等分为B1，B2，B3及C1，C2，C3，见图7。

通过对屋面详细分区，得出分区后积雪分布系数，并与屋面物理分区积雪分布系数进行比较，进一步说明屋面详细分区的必要性。表1为屋面物理分区各分区积雪分布系数，表2为屋面详细分区的各分区积雪分布系数。

屋面物理分区各分区积雪分布系数 表1

屋面细致分区各分区积雪分布系数 表2

对比表1、表2可发现，迎风向B区，物理划分与细致划分各分区积雪分布系数差异不大，但物理划分未能体现沿长度方向积雪分布系数变化规律，背风向C区，物理划分的积雪分布系数大约为细致划分后C1，C2，C3区积雪分布系数的均值，但细致划分后可发现，C2区积雪分布系数值超过C区积雪分布系数值约9%，如若不进行沿长度方向的分区，则会忽略房屋屋面沿长度方向中心部位的积雪堆积特性。根据积雪分布的普遍规律，将屋面沿长度方向进行细致分区后，可较为准确地描述各分区积雪分布特性。

图7 风向角及屋面细致分区编号示意图

图8 5m/s风速下1/4模型房屋屋面积雪分布系数云图

2.2 数值建模的计算工况

在前期大量工况试算的基础上，确定影响屋面积雪分布的关键因素，以不同风向角(0°，45°，90°，135°，180°)、不同风速(5，7.5，10，12.5，15m/s)及不同屋面坡角(20°，31°，40°)为参数，对单跨双坡模型、1/4模型及1/2模型房屋，进行共195种工况下的风致积雪漂移的数值模拟，限于篇幅，选取典型工况结果进行说明。

2.2.1 5m/s风速下不同屋面坡角的风致雪漂移分布情况

为体现屋面坡角对房屋风致雪漂移积雪分布的影响，列出在180°风向角、5m/s风速下的3种屋面坡角下的积雪分布规律图(图8)，以及不同屋面坡角下屋面各分区积雪分布系数对比图(图9)，由于单跨双坡模型、1/4模型及1/2模型在规律上具有一致性，故仅给出1/4模型(房屋原型)的计算结果分析。

由图8可知，在180°风向角、5m/s风速下，屋面积雪侵蚀与堆积的程度随着屋面坡角的改变而改变。屋面坡角为20°时，迎风区B区发生较小程度的积雪侵蚀，并且形成了3个轻微程度的涡状侵蚀，越靠近涡心，侵蚀程度越大，背风区C区发生较小程度的积雪堆积，主要堆积点发生在腹部过渡凸块上，以屋脊为分界线，积雪分布呈弧状，凸块屋檐处堆积程度最大，最大积雪分布系数为1.004；屋面坡角为31°时，迎风区B区发生较小程度的积雪侵蚀，以屋脊为分界线，B区的积雪分布呈弧状，整体侵蚀程度较均匀，背风区C区发生较小程度的积雪堆积，离屋脊越远的地方，积雪堆积程度越大，对比屋面坡角为20°时的背风区积雪堆积情况来看，相同地点的积雪堆积程度，31°屋面坡角的积雪堆积程度较大，最大积雪堆积发生在凸块上，最大积雪分布系数为1.030；屋面坡角为40°时，同屋面坡角为20°及31°的情况一致，最大的积雪堆积同样发生在凸块上，最大积雪分布系数为1.038。综合各个屋面坡角的积雪分布图，可发现积雪在凸块与主体结构连接处的阴角易发生积雪堆积，在主体结构的4个阳角与过渡凸块的2个阳角，则不具备这种积雪分布特性。

图9 5m/s风速下1/4模型不同屋面坡角屋面各分区积雪分布系数

由图9可见，3种屋面坡角的迎风区B区积雪分布系数相差不大，均发生相同程度的积雪侵蚀，背风区C区的积雪侵蚀与堆积程度与屋面坡角有关。20°屋面坡角，4个屋面分区的积雪分布系数均最小，40°屋面坡角，4个屋面分区的积雪分布系数均最大。从整体曲线来看，20°屋面坡角的曲线整体较为平缓，在低风速下，屋面整体发生较为轻微的积雪侵蚀，背风区与迎风区风致雪漂移效应差别不明显。31°屋面坡角与40°屋面坡角的曲线，迎风区B区曲线较为平缓，背风区C区与H1区变化波动较大，C1区与C3区积雪分布系数接近，C2区的积雪分布系数大于C1，C3区，H1区积雪分布系数最大，其中40°屋面坡角的H1区积雪分布系数最大，为1.038，说明5m/s风速、180°风向角下，40°屋面坡角的H1区积雪堆积程度最大。

2.2.2 15m/s风速下不同屋面坡角的风致雪漂移分布情况

为对比较大风速下屋面坡角对风致雪漂移屋面积雪分布的影响，列出1/4模型在180°风向角、15m/s风速下的3种屋面坡角下的积雪分布规律图(图10)，以及不同屋面坡角下屋面各分区积雪分布系数对比图(图11)。

图10 15m/s风速下1/4模型房屋屋面积雪分布系数云图

由图10可知，在180°风向角、15m/s风速下，不同的屋面坡角，屋面积雪侵蚀与堆积的程度有所不同。屋面坡角为20°时，整个屋面发生积雪侵蚀，无积雪堆积情况，背风区C区积雪侵蚀程度达到最大；屋面坡角为31°时，迎风区B区积雪侵蚀程度达到最大，达到稳定状态，积雪分布系数为0.2，在背风区C区与H1区交界处，形成山丘状的积雪堆积，越接近中心，积雪堆积程度越大，最大积雪分布系数为2.8，远离中心，积雪堆积程度降低，直至发生侵蚀；屋面坡角为40°时，迎风区B区积雪侵蚀程度达到最大，达到稳定状态，积雪分布系数为0.05，在背风区C区与H1区交界处，形成山丘状的积雪分布，越接近中心，积雪分布系数越大，远离中心，积雪堆积程度降低，整体呈现为侵蚀状态。15m/s风速下，40°屋面坡角的最大积雪堆积程度小于20°屋面坡角的最大积雪堆积程度，说明较大的风速不利于较大屋面坡角(不考虑因屋面坡角过大，导致雪自由滑移的情况)的背风区积雪堆积。

由图11可见，15m/s的风速下，20°屋面坡角的屋面各分区积雪分布系数整体保持平缓，积雪分布系数值稳定在0.2左右；31°屋面坡角与40°屋面坡角的迎风区B区积雪分布系数值同20°屋面坡角一样，B1，B2，B3区积雪分布系数值稳定在0.2左右，背风区C区变化规律同低风速5m/s的情况一致，40°屋面坡角的积雪分布系数值除H1区外均大于31°屋面坡角的积雪分布系数值，C区整体积雪分布系数值除C2区外，均小于1，发生积雪侵蚀，C2区积雪分布系数大于C1及C3区，约为1.0左右。背风区H1区，40°屋面坡角的积雪分布系数值小于20°屋面坡角，说明在15m/s的风速下，40°屋面坡角背风区积雪堆积程度降低，不利于积雪堆积。

2.2.3 5m/s风速下不同模型的风致雪漂移积雪分布情况

为体现不同模型房屋风致雪漂移屋面积雪分布的差异，列出在180°风向角、5m/s低风速下，3种模型房屋的屋面各分区积雪分布系数对比图(图12)以及风致雪漂移积雪分布规律图(图13)，由于不同屋面坡角在规律上具有相似性，故仅给出31°屋面坡角(房屋原坡角)的计算结果分析。

图11 15m/s风速下不同屋面坡角屋面各分区积雪分布系数

图12 5m/s风速下不同模型屋面各分区积雪分布系数

图13 5m/s风速下不同模型房屋屋面积雪分布系数云图

图14 15m/s风速下不同模型房屋屋面积雪分布系数云图

由图12可知，在5m/s低风速、31°屋面坡角下，不同模型的风致雪漂移积雪分布规律不同。单跨双坡模型中，迎风区未出现涡状侵蚀，背风区出现积雪弧状堆积，最大积雪分布系数为0.98；1/4模型中，迎风区未发现积雪涡状侵蚀，形成的是大区域的带状侵蚀，侵蚀程度较轻，积雪分布系数约为0.998，背风区积雪由屋脊向凸块发展，堆积程度逐渐增大，最大积雪分布系数为1.03，相比20°屋面坡角，堆积程度有所加深；1/2模型中，迎风区出现3个涡状侵蚀，侵蚀程度相差不大，相比20°屋面坡角，侵蚀程度加深，背风区，屋面积雪由屋脊向凸块发展，堆积程度逐渐增加。综合图12中积雪分布规律可发现，同不同坡角下5m/s风速时一致，积雪在凸块与主体结构连接处的阴角易发生积雪堆积，在主体结构的4个阳角与过渡凸块的2个阳角，则不具备这种积雪分布特性。

由图13可知，5m/s风速、31°屋面坡角下，不同模型屋面积雪分布情况有所不同，单跨双坡模型整体曲线低于1/4模型与1/2模型。单跨双坡模型在5m/s风速下，屋面发生整体侵蚀，迎风区侵蚀程度大于背风区，而1/4模型与1/2模型在5m/s风速下，屋面各分区积雪差异不大，迎风区发生轻微侵蚀，背风区发生轻微堆积。屋面积雪分布规律为迎风区低于背风区，说明当单跨双坡加上过渡区域后，会减弱整体屋面的侵蚀程度，屋面积雪易发生堆积。

2.2.4 15m/s风速下不同模型的风致雪漂移积雪分布情况

图14，15分别为15m/s风速、180°风向角、31°屋面坡角下的3种模型房屋屋面积雪分布系数云图和各分区积雪分布系数对比图。

由图14可知，在15m/s高风速、31°屋面坡角下，不同模型的风致雪漂移积雪分布规律相同。单跨双坡模型、1/4模型以及1/2模型，在迎风区积雪已达到稳定的完全侵蚀状态，积雪分布系数稳定在0.2左右，背风区积雪分布均由屋脊向背风侧屋檐发展，积雪堆积程度不断增大，单跨双坡模型的最大积雪分布系数约为0.95，1/4模型的最大积雪分布系数约为2.8，1/2模型的最大积雪分布系数约为3.6，说明背风区凸块越大，积雪越容易堆积。

由图15可见，15m/s风速、31°屋面坡角下，不同模型屋面各分区积雪分布系数趋势相同。不同模型的迎风区积雪分布系数均在0左右，不同模型的背风区积雪分布系数变化趋势一致，H1区最大，其次为C2区，C1区与C3区相等，且最小。

图15 15m/s风速下不同模型屋面各分区积雪分布系数

图16 不同屋面坡角房屋屋面积雪分布系数

2.3 不同模型的积雪分布系数分析对比

通过对单跨双坡模型、1/4模型、1/2模型这3种模型房屋进行共195种工况下的风致雪漂移数值模拟，得到各工况下房屋屋面各分区的平均积雪分布系数值。针对某一种房屋模型的某一屋面坡角，筛选屋面各分区在不同风速、不同风向角下的平均积雪分布系数最大值，作为该房屋模型在该屋面坡角下的积雪分布系数设计参考值。本节整理了3种房屋模型在20°，31°，40°屋面坡角下的各分区积雪分布系数设计参考值，如表3所示。

平面腹部凸出双坡房屋各分区积雪分布系数 表3

需要指出的是，积雪的自然滑落是因为雪的自重影响，同时与积雪休止角有关。积雪休止角为雪颗粒自然下落所能稳固保持的最大倾斜角度，环境温度为-35～-3.5℃时，积雪休止角为45°～55°。故可以看出，环境温度越低，积雪休止角越大，也就是环境温度越低，积雪越不容易发生自由滑移。自然环境中，风致雪漂移发生时的温度很容易在零度以下，积雪更容易在屋面发生堆积而不是自由滑落。本文所有模型的房屋屋面坡角均未超过45°，故积雪仍能在屋面保持稳固，不发生自由滑落。同时，因边界条件未考虑自然滑落，故积雪设计指导值偏安全。

为对比不同模型房屋在同一屋面坡角下的屋面各分区积雪分布系数值差异，图16给出了20°，31°及40°屋面坡角下，不同模型的积雪分布系数对比，为着重对比房屋主体屋面各分区积雪分布系数值的细微差异，故图中未体现凸块区的积雪分布系数值。图17为不同模型的凸块区域积雪分布系数的对比。

图17 不同模型的凸块区积雪系数对比

由图16(a)可知，屋面坡角为20°时，不同模型房屋的主体屋面各分区的积雪分布系数值差别不大，均值约在0.996左右，主体屋面均呈现积雪侵蚀状态。结合图17可知，20°屋面坡角下，凸块区域积雪分布系数值也在1以下，说明积雪未堆积。由此可知，20°的屋面坡角，在风致雪漂移运动中，积雪不易堆积。

由图16(b)可知，屋面坡角为31°时，单跨双坡模型与1/2模型，主体结构屋面积雪分布系数值较平稳，B区与C区积雪分布系数值差别不大。1/4模型，B区与C区积雪分布系数值相差较大，且C区积雪分布系数值较大。说明在较小的屋面坡角下，凸块区域越大，B区与C区的差异性越不容易显现。结合图17可知，31°屋面坡角下，凸块区域积雪分布系数值明显增大。

由图16(c)可知，屋面坡角为40°时，单跨双坡模型，主体结构屋面积雪分布系数值较平稳，B区与C区积雪分布系数值差别不大。1/4模型与1/2模型房屋，B区与C区积雪分布系数值相差较大，且C区积雪分布系数值较大。说明在越大的屋面坡角(不超过积雪休止角)下，B区与C区的差异性越容易显现。同时可发现，屋面坡角越大(不超过积雪休止角)，凸块越大，积雪越容易堆积。结合图17可知，40°屋面坡角下，1/4模型与1/2模型凸块区域积雪分布系数值略大于1，说明积雪在过渡区只有少量堆积。

3 结论

(1)在分析屋面积雪分布规律的基础上对房屋屋面进行分区，能更好地反映积雪沿屋脊长度方向的分布特性，分区后屋面中部的积雪分布系数值超过不分区约9%，分区后的积雪分布系数值有利于荷载设计的安全性及合理性，因此对风雪敏感结构，应对其表面进行分区，以揭示其不利积雪分布。

(2)低风速下(5m/s)的平面腹部凸出双坡房屋，积雪在凸块与主体结构连接处的阴角容易发生堆积，在主体结构的4个阳角及凸块的2个阳角，不具备这种积雪分布特性。随着屋面坡角的增大(不大于积雪休止角)，若不考虑雪的自由滑移，房屋各分区积雪分布系数整体呈增加趋势，同时积雪在屋面每个坡面的中心会堆积较多，边区上则不容易堆积。

(3)当双坡房屋腹部含有凸出的过渡区域时，腹部凸块对屋面积雪分布有一定影响，凸块越大、坡角越大的情况下，凸块临近屋面区域积雪堆积会增加，且腹部凸出区域相对尺寸越大，积雪沉积区域及积雪分布系数越大。平面腹部凸出区域对主体影响明显，腹部凸出区域的积雪分布系数最大约为单跨双坡屋面积雪分布系数的2.5倍，若仅参考单跨双坡屋面积雪系数进行设计，存在安全隐患。

(4)为给出平面腹部凸出双坡房屋抗风雪设计时雪荷载取值，归纳得到3种房屋模型在20°，31°，40°屋面坡角下的各分区积雪分布系数(表3)，可作为雪荷载设计时积雪分布系数设计参考值，未给出的工况，建议采用线性插值法计算，由于数值模拟未考虑雪的自由滑移，故该设计参考值尤其适用于零度以下的风致雪漂移环境(环境温度越低，积雪休止角越大，越不容易自由滑落)，设计值偏于安全。