风压概率

科普中国-科学百科 2018-04-25 作者:刘勇

  风压标准要求一定概率下的最大风速,即一定重现期的年最大风速。所谓重现期,指大于某数值的最大风速平均多少年可能遇到1次。如50年一遇,它的重现期为50年。

  重现期不是周期,如在1959年出现了百年一遇的大风,这并不意味着下一次将在2059年又出现。不过,使用重现期的概念是体现建筑结构的安全度。换句话说,建筑结构的安全度可用设计时采用的重现期长短来体现。重现期为50 a的风速,每1年出现超过这个风速的概率是1/50(即2%),不超过这个风速的概率为49/50=98%。重现期为100 a的风速,每年再现的概率为1/100=1%,每年不超过这个风速概率是99/100=99%。所以,重现期长比重现期短更安全。

  简介

  风压标准要求一定概率下的最大风速,即一定重现期的年最大风速。所谓重现期,指大于某数值的最大风速平均多少年可能遇到1次。如50年一遇,它的重现期为50年。

  重现期不是周期,如在1959年出现了百年一遇的大风,这并不意味着下一次将在2059年又出现。不过,使用重现期的概念是体现建筑结构的安全度。换句话说,建筑结构的安全度可用设计时采用的重现期长短来体现。重现期为50 a的风速,每1年出现超过这个风速的概率是1/50(即2%),不超过这个风速的概率为49/50=98%。重现期为100 a的风速,每年再现的概率为1/100=1%,每年不超过这个风速概率是99/100=99%。所以,重现期长比重现期短更安全。1

  X分布函数

  风速极值的重复发生,可以利用极值理论进行计算。每年最大风速Xmax,它是一个随机变量,不同年代出现的最大风速值不同。以F(x)代表X小于Xmax的概率,称为X分布函数。

  研究最大风速的问题,首先确定F(x)的线型。关于线型的确定,国内外进行了很多工作。归纳起来主要有两方面,一方面从统计理论上确定年最大风速应服从的概率线型,然后从实际资料确定其参数,如极值分布线型另一方面,从经验概率上确定年最大风速分布线型,然后从实际资料确定其参数,如皮尔逊线型族。目前国内外,在计算风压时,基本上采用极值分布线型。从统计学理论导出随机变量的极值的概率分布称极值分布。以风速为例说明极值分布的意义。

  从每年的风速记录中挑出每年的最大风速,许多个年最大风速必具有一概率分布,属于极大值的分布。1

  极值I型

  极值分布在气候正常时用的是I型极值分布(又称双指数分布)

  原始分布属指数型,其极大值X的分布应属I型分布,其分布函数:

  

  检验风速的理论分布与经验分布的适合度,一般采用科尔莫洛夫检验或w检验。1

  本词条内容贡献者为:

  刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院

责任编辑:科普云

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