北京林业大学学报

2021, v.43(05) 99-107

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空气密度时空统计特性及对基本风压的影响——以山东省为例
Spatial and temporal statistical characteristics of air density and its influence on basic wind pressure:a case study of Shandong Province, eastern China

吴春冰;王京学;冀晓东;姜谦;何建军;梁羽石;

摘要(Abstract):

【目的】基本风压的确定对评估结构抗风中风荷载设计值尤为重要。空气密度是计算基本风压的基本参数之一,其取值受地貌和气候类型的影响存在一定的差异性。因此,研究空气密度时空统计特性及对基本风压的影响对风荷载评估具有重要意义。【方法】该文基于山东省123个气象站2005-2017年的气温、气压和风速资料,计算并统计分析空气密度的概率分布特性、随冷暖季及空间分布变化规律,并结合由Gumbel分布统计分析得到的设计风速,探讨了空气密度对基本风压的影响。【结果】(1)全季空气密度的概率密度函数呈双峰型,区分冷暖季后与Gamma、Weibull、Burr及GEV概率密度函数拟合精度有所提升,冷、暖季空气密度分布函数分别与Weibull、Burr函数拟合较好;(2)空气密度由沿海向内陆地区逐渐减小,随海拔高度增加而减小;(3)在低海拔平原地区,冷季平均空气密度计算下的风压与固定空气密度1.25 kg/m~3、考虑海拔对空气密度影响下的风压相差不大,在高海拔地区,固定空气密度1.25 kg/m~3计算下的风压偏大;(4)对于山东低海拔平原地区,选取极值空气密度计算得到的基本风压较固定空气密度1.25 kg/m~3、考虑海拔对空气密度影响的风压值大10%~14%左右。【结论】该研究通过统计空气密度时空特性,并结合极值风速,探讨了不同空气密度对基本风压的影响,为结构设计中空气密度的选取提供重要参考。

关键词(KeyWords): 空气密度;概率密度函数;空间分布;基本风压

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(31570708);; 国家水体污染控制与治理科技重大专项子课题二(2017ZX07101002-002)

作者(Author): 吴春冰;王京学;冀晓东;姜谦;何建军;梁羽石;

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