应用气象学第三章概要.ppt

★ 不同平均时段换算 我国很多台站1969年以前，一日定时4次或3次观测2分钟平均风速，无10分钟自记风速资料，这就要求把定时最大风速换算成自记最大风速，这可通过一次换算相关公式进行，如广西省 4次：y=0.793x+4.71 相关系数：0.81 3次：y=0.821x+4.85 相关系数： 0.75 不同时段与10分钟平均风速的平均比值 平均时段 1h 10min 5min 2min 1min 30s 20s 10s 5s 瞬时 统计比值 0.94 1.0 1.07 1.16 1.20 1.26 1.28 1.35 1.39 1.50 平均时段越短，比值越大。实际上，有很多因素影响比值，比如平均风速、天气过程。瞬时风速与10分钟风速之比在陆地上约1.5，海上约1.3，寒潮大风约1.47，台风为1.51，雷暴大风为1.67。 ★ 不同重现期换算 不同重现期对风速影响有统计关系： 表 不同重现期的风压比值 重现期 （年） 100 50 30 20 10 1.08 1.00 0.90 0.84 0.75 1.09-1.11 1.00 0.88-0.96 0.83-0.86 0.74-0.78 100年上限适合东南、华南沿海， ★ 不同线型比较 概率密度分布函数曲线不同，影响基本风速或基本风压，一般对资料在15年以下的台站，采用PearsonⅢ曲线，有三个估计参数： 线型选择：好坏主要根据适合度检验来确定，我国计安民对极值Ⅰ型分布曲线进行了改进，适合度提高了6.407%，更能反映我国风速实测资料。 海上风压的推算 由于海上实测资料缺乏，一般以离岸一定距离的海岛风速代替，通过与实测风资料的对比，确定风压比值，一般风速越大，海岛风速与陆上风速之比越小，只要已知沿海陆上风压，和相应离海岸不同距离的海上风压增大系数，即可求得海上风压。 海陆风压比和海上风压增大系数 ? 沿海陆上风速（m/s） 30 35 40 海上风压增大系数 风 压 比 距 海 岸 30km 1.30 1.25 1.23 ? 1.70 1.50 1.40 1.2-1.3 1.3-1.5 1.5-1.7 30-50km 50-100km 随机风振 脉动风作用下结构风响应的性质是动力的，又是随机的，因而应按随机振动理论进行分析，亦即在风速中存在着高频的脉动部分，对高层建筑物影响较大。 1975年10月5傍晚，一个强台风经过日本八丈岛，最大阵风67.8m/s，房屋被狂风掀掉700多栋，据目击者说，许多房屋通风的框格式玻璃窗和高层建筑物的大型玻璃窗玻璃粉碎了，从被打碎玻璃的窗口和高层建筑物的大型玻璃窗刮进的强风直揭顶棚和屋顶，在顺风向，风压常因平均风和脉动风而分成平均风压和脉动风压，平均风压的作用考虑到风的长变动周期远大于一般结构的自振周期，虽然本质是动力的，但实际作用仍相当于静力（采用静力计算方法），后者具有动力性作用，而引起结构振动。在横风向，由于产生漩涡分离脱落等原因，产生了横向振动，按随机振动理论计算。 脉动风功率谱 脉动风功率谱是应用随机振动理论进行计算的必备资料，它需要由强风观测得到的风记录求出，常有两种途径： 为了确定脉动风功率谱，可由强风观测资料经过相关分析，获得风速的相关曲线，建立相关曲线的数学表达式-----相关函数，然后通过傅立叶变换求得功率谱的数学表达式。 还可把强风观测记录通过超低频滤波器直接测出风速的功率谱曲线，建立数学表达式。 脉动风荷载对结构的影响： 在风功率谱中，卓越周期一般在20—60s；当结构物的自振频率越靠近风的卓越频率时，风振的影响越显著。一般风谱的卓越频率低于建筑物的自振频率。 电视塔、烟囱、输电线塔及大跨度的悬挂桥等的周期在20-1s之间，风振影响最为显著；高层建筑等结构的周期一般在10-0.5s之间，风振影响次之；对于一般建筑物（五层左右住房）其周期大多在0.5-0.1s之间，风振动影响微弱。 随机震动过程中出现概率最多的周期。 我国荷载规范规定：对于高度低于30m或高宽比小于1.5的房屋结构，以及自振周期小于0.25s的塔架、桅杆和烟囱等高耸结构可以不考虑脉动风振的影响。 目