1.2. Температура наружного воздуха

Районы северной строительно-климатической зоны характеризуются континентальным климатом с большими годовыми амплитудами. Годовой амплитудой температуры воздуха называют разность средних месячных температур самого теплого и самого холодного месяцев. Большая амплитуда в континентальном климате создается понижением зимних температур. Годовые амплитуды в континентальном климате составляют 25–40^о С, где крайние значения наблюдаются после солнцестояний. Так, минимум температуры наблюдается в январе, а максимум – в июле.

Климат на территориях северной строительно-климатической зоны в значительной мере зависит от воздействия воздушных и морских течений. В прибрежных районах, где сказывается действие североатлантических течений, климат более мягкий, морской. В средней части материка климат имеет резко континентальный характер.

В зимний период в районах северной строительно-климатической зоны устанавливается область высокого давления, поэтому проникновение влажных масс воздуха из других районов прекращается. Весной и летом область высокого давления разрушается (изменяется на низкое давление), поэтому направление ветров меняется на обратное [4].

Температура наружного воздуха меняется в суточном ходе вслед за температурой земной поверхности, поэтому учитывают осредненный за многолетний период ход температуры. Осредненная суточная амплитуда температуры зависит от широты местности (с увеличением широты суточная температура воздуха убывает, так как убывает полуденная высота солнца над горизонтом), характера почвенного покрова (чем больше амплитуда температуры самой поверхности, тем больше амплитуда температуры воздуха), близости водных бассейнов, форм рельефа местности (на выпуклых формах – вершинах и склонах гор и холмов – суточная амплитуда температуры воздуха уменьшена по сравнению с равнинной местностью, а вогнутых – долинах, оврагах, лощинах – увеличена).

Зимой наиболее низкая температура устанавливается в зоне полюса холода. Например, в Верхоянской впадине, где скапливаются массы холодного воздуха, средняя температура января достигает минус 50 °С [5].

Летом температура воздуха распределяется в зависимости от широты: наиболее низкая температура устанавливается на арктическом побережье и наиболее высокая – у южных границ распространения вечномерзлых грунтов. Исключением являются побережья Берингова и Охотского морей, где летом удерживается более низкая температура, чем на тех же широтах в континентальных районах [5].

Данные о максимальной и минимальной температурах воздуха, средней ее величине в течение холодных суток, а также средней и максимальной амплитуде суточных колебаний и повторяемости температур наружного воздуха приведены в [1,2].

Обобщая нормативные данные, можно отметить, что районы северной строительно-климатической зоны характеризуются:

• отрицательной среднегодовой температурой наружного воздуха (ниже минус 1 ⁰С);

• низкой температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки (минус 40 ⁰С и ниже);

• низкой абсолютной минимальной температурой наружного воздуха, достигающей отметки ниже минус 45 ⁰С;

• амплитудой суточного колебания температуры наружного воздуха в течение года, превышающей 30 ⁰С;

• средней суточной амплитудой температуры наружного воздуха самого холодного месяца более 12 ⁰С, а теплого – более 14 ⁰С и большого числа колебаний отрицательной температуры с переходом через 0 ⁰С более 100 циклов.

Согласно положениям СНиП 2.05.03-84* [6] нормативное температурное климатическое воздействие учитывают при выборе строительного материала конструкций, расчете перемещений в мостах всех систем, при определении усилий во внешне статически неопределимых системах, а также при расчете элементов сталежелезобетонных пролетных строений.

Среднюю по сечению нормативную температуру элементов или их частей принимают равной для бетонных и железобетонных элементов в холодное время года, а для металлических конструкций в любое время года нормативной температуре наружного воздуха; для бетонных и железобетонных элементов в теплое время года нормативной температуре наружного воздуха за вычетом величины, численно равной 0,2 а, но не более 10 ⁰С, где а толщина элемента или его части [6].

Температуру элементов со сложным поперечным сечением определяют как средневзвешенную по температуре отдельных элементов (стенок, полок и др.).

Нормативные температуры воздуха в теплое и холодноевремя принимают равными [6]:

а) при разработке типовых проектов, а также проектов повторного применения на территории страны:

● для конструкций, предназначенных для районов с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40 ^оС,

= 40 ^оС; = – 50^оС;

● для конструкций, предназначенных для остальных районов,

= 40 ^оС; = – 40^оС;

б) в других случаях

= ,

где – средняя температура воздуха самого жаркого месяца, принимаемая по СНиП [2];– постоянная величина для определения температуры воздуха наиболее жарких суток, принимаемая по карте изолиний СНиП 2.01.01-82 [2].

Нормативную температуру принимают равной расчетной минимальной температуре воздуха в районе строительства [6].

За расчетную минимальную температуру принимают среднюю температуру наружного воздуха наиболее холодной пятидневки в районе строительства в соответствии с требованиями СНиП 2.01.01-82 [2] с обеспеченностью: 0,92 – для бетонных и железобетонных конструкций; 0,98 – для стальных конструкций и стальных частей сталежелезобетонных конструкций [6].