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基于风向的建筑工程设防风速预测研究

作　者: 冯有良
导　师: 蒋济同
学　校: 中国海洋大学
专　业: 管理科学与工程
关键词: 风荷载规范极值分布风向风速预测
分类号: TU312.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 54次
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内容摘要

近年来,随着我国城市化速度加快、人口增长及社会的快速发展,建筑工程领域高层、超高层建筑不断涌现。风荷载是超高层建筑的主要控制荷载,对于工程设防风速预测的研究非常必要。本文以实测风荷载资料为依据,参照国内外不同国家风荷载规范对风荷载计算的规定,从对风速样本做了不同处理,运用不同极值分布模型预测极值风速,并对计算结果进行对比等几个方面对工程设防风速预测进行了探讨和研究：(1)首先介绍了风的相关基础知识,介绍了我国的风荷载规范；并着重对比了中、日、美、澳、英等国家的风荷载规范：对风荷载的计算公式及参数、基本风压、体形系数、风压高度变化系数等列表比较。(2)介绍了一维复合极值分布理论及二维复合极值分布理论；同时介绍了经典极值理论、Pearson-Ⅲ分布等几种常用的概率分布模型；对于不同的样本选取方法,参数估计,以及拟合优度检验方法进行了总结。(3)本文对潮涟岛26年的实测风速资料进行了统计分析,以我国的建筑结构荷载规范规定的方法为依据,采用不同概率预测模型对极值风速进行了预测,将复合极值分布预测值与单因素年极值序列拟合极值曲线所得的预测值进行了比较,推荐针对本资料的极值风速预测的极值概率预测模型。(4)在仔细比较我国规范和国外规范对于极值风速预测方法的不同规定之后,提出考虑风向的极值风速预测方法,利用不同的概率预测模型。对于潮涟岛风速资料进行了分风向统计分析,形成不同风向的风速资料样本,针对不同风向的样本进行了极值风速的预测,并对预测结果进行了相同概率模型分风向与不分风向计算结果的比较,以及不同概率模型分风向与不分风向计算结果的比较。根据比较结果提出了极值风速预测的一种新思路。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-19
  1.1 引言  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-17
    1.2.1 各国风荷载规范对比  12-13
    1.2.2 极值风速分布模型  13-15
    1.2.3 ASCE7的最大阵风分布图  15-16
    1.2.4 考虑风向的风速概率分布  16-17
  1.3 本文的工作内容和意义  17
  1.4 本文工作的创新点  17-19
2 风及风荷载规范概述  19-30
  2.1 风概述  19-23
    2.1.1 基本风压  20-22
    2.1.2 风荷载体形系数  22-23
    2.1.3 风压高度变化系数  23
  2.2 我国的风荷载规范介绍  23-24
  2.3 部分国家的风荷载规范比较  24-29
    2.3.1 风荷载计算公式  24-25
    2.3.2 基本风速(风压)  25-27
    2.3.3 体形系数  27
    2.3.4 风压高度变化系数  27-29
  2.4 本章小结  29-30
3 常用的概率分布模型  30-49
  3.1 样本选取的方法  30-33
    3.1.1 年极值法  30-31
    3.1.2 阈值法  31-32
    3.1.3 年N大值法  32-33
  3.2 常用概率分布模型  33-37
    3.2.1 Gumbel分布(极值Ⅰ型)  33-34
    3.2.2 皮尔逊Ⅲ型分布(Pearson-Ⅲ)  34-35
    3.2.3 其他常用概率分布模型  35-37
  3.3 复合极值分布模型  37-44
    3.3.1 一维复合极值分布模型  38-40
    3.3.2 二维复合极值分布模型(BCED)  40-44
  3.4 参数估计的方法  44-46
    3.4.1 矩法  44-45
    3.4.2 极大似然法  45-46
    3.4.3 最小二乘法  46
  3.5 拟合度最优检验  46-48
    3.5.1 χ~2检验  47
    3.5.2 柯尔莫哥洛夫检验法(K-S检验)  47-48
  3.6 本章小结  48-49
4 极值分布理论在工程设防风速预测中的应用  49-56
  4.1 资料简介  49-50
  4.2 基于Gumbel分布的工程设防风速预测  50-51
  4.3 基于Possion-Gumbel极值分布的工程设防风速预测  51-55
    4.3.1 大风发生频次分布  53-54
    4.3.2 预测结果  54-55
  4.4 不同方法计算结果的比较  55-56
5 考虑风向的工程设防风速预测  56-69
  5.1 风向划分  56-57
  5.2 样本选取  57-58
  5.3 基于Gumbel分布分风向的工程设防风速预测  58-60
  5.4 基于Possion-Gumbel极值分布分风向的工程设防风速预测  60-63
  5.5 不同方法计算结果的比较  63-67
    5.5.1 不同概率模型计算结果的比较  63-65
    5.5.2 同一概率模型计算结果的比较  65-67
  5.6 本章小结  67-69
6 结论与展望  69-71
  6.1 总结与结论  69
  6.2 问题与展望  69-71
参考文献  71-74
附录  74-77
致谢  77-78
个人简历  78
发表的学术论文  78

基于风向的建筑工程设防风速预测研究

内容摘要

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