不同重现期风压转换方法探讨.pdf免费

第十届全国现代结构工程学术研讨会 不同重现期风压转换方法探讨 赵洋1 颜卫亨1王振锋1 (长安大学汽车学院。西安710021)(长安大学建筑工程学院，西安710061) 提要：以现行建筑结构可靠度设计统一标准》为基础，针对对建筑结构设计使用年限不同而采用不同风压重现期，根据 建筑结构荷载规范》所给全国风压数据，推导出不同重现期与50年重现期风压的比值， 关键词：不同设计使用年限，不同风压重现期，比值 -▲』一—J- 一、刖舌 速记录，按基本风压的标准要求，将不同风仪高度和时次时距的年最大风速，统一换算成离地10m高，自 的基本风速1，。，再按式wo=py：／2所确定的风压值(P为当地空气密度)。 我国现行规范¨j给出的全国各城市的风压值系按以上规定的标准条件求出的。然而实际上还存在有一 些特殊情况。例如，结构(如野营住房结构、活动板房和其它临时性结构)都具有一定的使用功能和结构 可靠性要求，这就使结构在设计时必须采用不同的设计使用年限和设计基准期，另外，不同结构的采用的 安全度势必不完全相同(即荷载重现期不同)，这些问题在结构进行抗风设计时必须予以考虑。所以，我们 很有必要掌握非标准条件与标准条件之间风速和风压的换算关系。 目前对非标准情况下风压值的计算和转换方法研究甚多，并且除最大风速重现期之外的其他几项指标 众资料的换算关系基本相同，唯独对不同重现期的换算存在一定程度上的差异，这就值得我们去思考，并 进行更深一步的探讨。 最大风速的重现期 年最大风荷载每年出现一次，以1年为统计最大风速的样本时间，则各年的最大风速数据必然各不相 同。结构设计时，若取各年最大风速的平均值作为设计依据显然是不太合理的，因为大于该平均值的年数 必然很多。所以应取大于平均值很多的某个值来进行设计。该设计值选取的标准为：大于该值的设计风速 并不是经常出现的，而是隔一定的时期后再出现，即它是若干年内的最大风速，这个间隔时期就称为重现 期14J。从概率的意义上讲，该设计标准也可理解为不超过该值的概率或保证率，从而保证了结构的安全度。 这样，荷载的重现期与不超过该设计值的保证率具有一定的关系。 设基本风速的重现期为瓦年，则l／To为每年实际风速超过基本风速的概率，因此每年不超过基本风速 的概率或保证率Po为： 工业建筑2010增刊 第十届全国现代结构工程学术研讨会 ‰_1一专 n’ 实际每年的最大风速可认为是一随机变量，其概率分布符合极值I型分布。显然，基本风速的重现期 越大，其保证率昂也就越高，则基本风速越大。各种结构由于其使用功能不同，基本风速重现期的选择也 各不相同，我国荷载规范中，对一般结构，重现期为50年。而对于临时性结构或轻型结构(如野营住房结 构、活动房屋结构等)因其特殊性，决定了结构的使用年限一般为3年、5年或10年，因此在其重现期方 面与一般结构也有所不同。所以研究不同重现期之间的转换关系就显得尤为重要。 三、不同重现期的转换 (一)转换原理 重现期不同，最大风速的保证率昂将不同，相应的最大风速值也将不同。由于不同结构重要性不同， 重现期的规定也可不同。因此需要了解不同重现期风速或风压间的换算关系。 本文以现行规范【11所给全国各地的风压统计资料为基础，对全国667个台站，其中589个有风台站， 以概率统计为基础，剔除少数变异系数较大的台、站(变异系数大，说明采集样本很分散，统计的意义不 大)基础上进行分析，得出风压的概率分布，然后再根据重现期与超越概率或保证率的关系式(1)可得出 不同重现期的风压，由此可得不同重现期与50年重现期风压的比值从，列成表l： 表1 不同重现期风压与50年重现期风压比值 重现期70(年) 5 i0 20 25 30 40 50 60 100 7 0．607 0．729 0．847 0．885 0．915 0．963 I．000 1．030 1．116 根据荷载规范所给公式