成信工應(yīng)用氣象學(xué)課件05建筑氣象

第五章

建筑氣象第一節(jié)、氣象要素極值的推算大型水庫最大降水量高層建筑最大風(fēng)速輸電線最大冰重2008年1月的這場大雪之所以為災(zāi)如此嚴(yán)重，停電因素占了一半。之所以停電，是因為輸電線結(jié)冰壓倒了鐵塔，壓斷了電線。據(jù)江蘇省民政部門初步統(tǒng)計，大面積暴雪造成江蘇9市31縣(市、區(qū))不同程度受災(zāi)，1597間房屋倒塌，直接經(jīng)濟損失1.9億元。第一節(jié)、氣象要素極值的推算重現(xiàn)期：設(shè)某要素的極大值為xp，如果其大于或等于xp的時間平均每N年出現(xiàn)一次，則xp就稱為N年一遇的極大值，xp的重現(xiàn)期就是N年。6.1一、經(jīng)驗頻率法

適用于工程設(shè)計所需的重現(xiàn)期小于氣象要素資料的年代長度。實測年極值序列為X1，X2，…，Xn，按由大到小的順序排列為：6.2一、經(jīng)驗頻率法經(jīng)驗頻率分布函數(shù)：0一、經(jīng)驗頻率法將樣本，即以橫坐標(biāo)為P，要素極值為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙（海森頻率紙）上繪出平滑曲線。最后，根據(jù)工程需要，得到所對應(yīng)的xp一、經(jīng)驗頻率法例1：某地1957-1980年的冰重年極值見表6.1，利用經(jīng)驗頻率法推算15年一遇的最大冰重。二、皮爾森—Ⅲ型（P—Ⅲ型）原理： 皮爾森—Ⅲ型分布對隨機變量具有廣泛地概括和模擬能力，在氣象、水文上常用來擬合年、月的最大風(fēng)速和最大日降水量等極值分布。二、皮爾森—Ⅲ型（P—Ⅲ型）概率密度函數(shù)為：x0≤x(6.4)

(6.5)

(6.6)

(6.7)(6.8)(6.9)二、皮爾森—Ⅲ型（P—Ⅲ型）步驟計算x，Cs，Cv。Cs一定時，在離均系數(shù)表中查出一系列P所對應(yīng)的Φp值。計算與Φp，P對應(yīng)的xp值。用P橫坐標(biāo)和對應(yīng)的xp為縱坐標(biāo)，在海森頻率紙上繪出平滑曲線。二、皮爾森—Ⅲ型（P—Ⅲ型）比較經(jīng)驗頻率曲線和P—Ⅲ型分布曲線，若兩者擬合不合理則對P—Ⅲ型分布曲線進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，稱為“適線”。在已適線后的P—Ⅲ型分布曲線上查P(=1/N)對應(yīng)的xp值，即為N年一遇的要素極值。二、皮爾森—Ⅲ型（P—Ⅲ型）例2：利用表6.1給出的某地1957-1980年共24年的年極值資料，用P—Ⅲ型分布推算30年一遇的最大冰重。二、皮爾森—Ⅲ型（P—Ⅲ型）1、x=5.424(kg/m)

Cv=0.476Cs=1.108≈1.1二、皮爾森—Ⅲ型（P—Ⅲ型）2、Cs

=1.1時，在離均系數(shù)表中查出一系列P所對應(yīng)的Φp值。3、計算與Φp對應(yīng)的xp值（表6.2）。4、用Cs

=1.1時計算的xp與對應(yīng)的P，在海森頻率紙上繪出P—Ⅲ型分布曲線。5、比較經(jīng)驗頻率曲線和P—Ⅲ型分布曲線，適線。二、皮爾森—Ⅲ型（P—Ⅲ型）6、在擬合較好的P—Ⅲ型分布曲線△上查得 N=30 P=1/30=3.3% 對應(yīng)的xp=12.4(kg/m)，即為30年一遇的最大冰重。三、第Ⅰ型極值分布原理： 隨機變量的極值仍然是一個隨機變量，其分布稱為極值分布。極值分布函數(shù)取決于原始分布函數(shù)和樣本容量。當(dāng)原始分布為指數(shù)型分布時，其極大值的分布服從第Ⅰ型極值分布。三、第Ⅰ型極值分布其分布函數(shù)為：

(6.10)

(6.11)

(6.12)三、第Ⅰ型極值分布工程設(shè)計要求的極值的x≥xp的頻率為：(6.13)

(6.14)三、第Ⅰ型極值分布將(6.11)和(6.12)式代入(6.14)式得：

(6.15)令(6.16)(6.17)三、第Ⅰ型極值分布步驟計算x，Cv。計算（或查表）P所對應(yīng)的Ψp值。計算與Ψp對應(yīng)的xp值。在包偉爾頻率紙上繪P和對應(yīng)的xp。

(6.18)(6.19)三、第Ⅰ型極值分布在此直線上查找P(=1/N)對應(yīng)的xp值，即為N年一遇的要素極值。例3：利用表6.1給出的某地1957-1980年共24年的年極值資料，用第Ⅰ型極值分布推算30年一遇的最大冰重。三、第Ⅰ型極值分布1、x=5.424(kg/m)

Cv=0.4762、計算（或查出）P所對應(yīng)的Ψp值時，由于第Ⅰ型極值分布在包偉爾頻率紙上是一直線，因此只需兩點。設(shè)：

P=43%Ψp=0 P=5%Ψp=1.873、利用(6.17)計算xp值，分別為：5.424、10.251(kg/m)4、用

P=43%xp=5.424 P=5%xp=10.251 在包偉爾頻率紙上點繪。5、在直線上查出：N=30P=3.3%對應(yīng)的 xp=11.2(kg/m)擬合優(yōu)度的檢驗Χ2檢驗柯爾莫哥洛夫檢驗ω2檢驗第二節(jié)、氣象與城市規(guī)劃，建筑設(shè)計第二節(jié)、氣象與城市規(guī)劃，建筑設(shè)計采光標(biāo)準(zhǔn)識別物的尺寸d≤0.15mm，稱為特別精細(xì)的工作，照度的最低值為250lx；0.15<d≤0.3mm，稱為很精細(xì)的工作，照度的最低值為150lx；0.3<d≤1.0mm，稱為精細(xì)工作，照度的最低值為100lx；1.0<d≤5.0mm，稱為一般工作，照度的最低值為50lx；d>5.0mm，稱為粗糙工作，照度的最低值為25lx；建筑物的風(fēng)荷載計算基本風(fēng)壓風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)振系數(shù)基本風(fēng)壓

(KN/m2)(6.29)風(fēng)振系數(shù)垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值表6.2P—Ⅲ型分布計算表P(%)Cs=1.1；Cv=0.476Cs=1.5；Cv=0.55ΦpxpΦpxp13.0913.403.3315.3551.8910.311.9511.23101.348.901.