考慮風向影響的建筑結構風荷載評估與抗風設計.pdf

1、根據(jù)我國的荷載規(guī)范GB50009-2012中的相關規(guī)定，屋蓋上的風壓由各方向上的最不利風壓系數(shù)和各方向上最大的設計風速共同決定，即假定最大設計風速正好來自于結構響應最大的方向。然而，這種簡化計算將使風荷載計算值偏于保守。為了得到更加合理、經(jīng)濟的結構設計方案，為今后的工程設計優(yōu)化提供參考，本文針對風向對屋蓋風荷載的折減效應展開系統(tǒng)研究。論文的工作主要包含以下幾個方面:
　　(1).簡述均一性檢驗的不同方法，包括t檢驗法、標準正態(tài)均一

2、檢驗及懲罰最大F檢驗等。比較各方法的優(yōu)劣，并采用t檢驗法對年最大風速數(shù)據(jù)的原始記錄進行均一性檢驗，對不滿足均一性條件的數(shù)據(jù)進行修正。經(jīng)過均一性修正后，年極值樣本分布的尾部形狀發(fā)生顯著改變。
　　(2).基于經(jīng)典極值理論建立各方向上極值風速確概率模型，求出各方向上50年一遇的設計風速值;另外，基于樣本獨立峰值建立各方向上的極值風速概率模型，并求出各方向上50年一遇的設計風速值。通過對比兩種方法的計算結果，可知基于樣本獨立峰值的極值分

3、析法將低估各方向上的設計風速。此外，閥值的選取是基于樣本獨立峰值的極值分析法的關鍵。
　　(3).簡述了四種不同的風向折減效應分析方法，包括Simiu法，Sector bysector法、超越界限法及過境風暴法。本文分析各方法的優(yōu)缺點，以作為改良我國抗風設計的理論基礎。
　　(4).考察日本規(guī)范中風向折減因子的合理性，參照日本規(guī)范中風向折減因子的定義，分析屋蓋幾何形式和建筑朝向對風向折減因子的影響。結合實測風速和風洞試驗結果

4、分析，研究表明日本規(guī)范中的風向折減因子對屋蓋的幾何形式和建筑朝向并不敏感。該結論證實了日本規(guī)范中風向折減因子的合理性。因此可不計結構類型，對我國各城市分別給出一組統(tǒng)一的風向折減因子。本文結合風洞試驗數(shù)據(jù)，總結各屋蓋形式具有代表性風壓系數(shù)的方向，對日本規(guī)范條例進行補充優(yōu)化。
　　(5).考察美國規(guī)范中風向折減因子的合理性，參照美國規(guī)范中風向折減因子的定義，分析屋蓋幾何形式和建筑朝向對風向折減因子的影響。研究表明美國規(guī)范中的風向折減因

5、子受屋蓋幾何特征和建筑朝向的影響較大。本文總結風向因子和屋蓋結構的長寬比、坡度、矢跨比之間的變化規(guī)律，其結果可為結構的優(yōu)化設計提供定性判斷。此外，本文根據(jù)各建筑朝向下風向折減因子的變化趨勢，提出最佳建筑朝向的概念。利用本文總結的最佳建筑朝向的判斷標準，對于任一個各方向風速數(shù)據(jù)已知的城市，即可迅速選出風向折減效應較大的朝向。
　　(6).利用基于小容量樣本的極值分析分別對日本及美國規(guī)范中的折減因子進行計算，研究表明該方法均可獲得同經(jīng)