北部灣沿海基本風(fēng)壓的分布及等級劃分

北部灣沿?；撅L(fēng)壓的分布及等級劃分

北部灣位于廣西南部，位于南海西北部。它的平均年齡組為3.5個亞熱帶氣候的9個（1973年）。熱帶氣旋經(jīng)過時常伴隨著大風(fēng)和暴雨。大風(fēng)會對高層建筑、通信設(shè)施、交通設(shè)施等造成嚴(yán)重破壞,對沿海的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財產(chǎn)造成極大威脅。隨著2008年1月16日國家批準(zhǔn)《廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》正式實(shí)施,北部灣沿海的大型工程設(shè)施、高層建筑和高聳構(gòu)筑的建設(shè)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展態(tài)勢,因此,對北部灣沿海建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計也就成為防災(zāi)減災(zāi)的重點(diǎn)工作?；撅L(fēng)壓是工程設(shè)施抗風(fēng)設(shè)計中的重要參數(shù),它關(guān)系到整個建筑物的安全性和是否經(jīng)濟(jì),基本風(fēng)壓估計太高會增加建筑成本,造成不必要的浪費(fèi),太低則難以規(guī)避風(fēng)險,會造成坍塌事故。所以,準(zhǔn)確計算基本風(fēng)壓,對北部灣沿海的各項(xiàng)建設(shè)工程抗風(fēng)安全和建設(shè)資金的合理使用都有重要的現(xiàn)實(shí)意義。北部灣沿海熱對流旺盛,使該地區(qū)常受雷暴大風(fēng)、熱帶氣旋大風(fēng)的影響。陣風(fēng)較多,風(fēng)速較大,對建筑物的安全有較大的威脅。因此有必要用自記3s平均年極大風(fēng)速1數(shù)據(jù)和方法1.1氣象站資料年限北部灣沿海年最大風(fēng)速、年極大風(fēng)速資料,取自東興、防城港、防城、欽州、合浦、北海和潿洲島等7個氣象站,資料年限為測風(fēng)開始年至2008年(表1)。《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)》1.1.1高度轉(zhuǎn)換式中,Z采用式(1),將7個氣象站歷年最大風(fēng)速訂正到標(biāo)準(zhǔn)高度10m。1.1.2海岸區(qū)域站北部灣沿海7個氣象站中,潿洲島是被海水包圍的孤島,而其余6個氣象站都在海岸邊。海岸與海島的氣候差異較大,因此,將北部灣沿海分為海岸和海島2個區(qū)域。潿洲島屬于海島區(qū)域,其余6個站則屬于海岸區(qū)域。根據(jù)有自記風(fēng)觀測記錄的東興、防城港、防城、北海等4個氣象站歷年4次和3次定時2min平均最大風(fēng)速與自記10min平均最大風(fēng)速資料,分別建立海岸4次和3次定時2min平均最大風(fēng)速與自記10min平均最大風(fēng)速的相關(guān)方程(以下分別簡稱4次換算式和3次換算式)。同理,用潿洲島歷年4次2min平均最大風(fēng)速與自記10min平均最大風(fēng)速資料,建立潿洲島4次換算式,結(jié)果見表2。表2中,Y為10min平均年最大風(fēng)速,X為2min平均年最大風(fēng)速。上述方程式均通過信度為0.01的F檢驗(yàn)1.2計算方法風(fēng)壓是垂直于氣流方向的物體表面所受到的風(fēng)的壓強(qiáng)?；撅L(fēng)壓式中,uf0771.2.1空氣式中,ρ為空氣密度(t/m1.2.2分布尺度參數(shù)風(fēng)速的年最大值采用極值Ⅰ型概率分布擬合其保證率函數(shù)為:式中,u為分布的位置參數(shù),即分布的眾值;uf061為分布的尺度參數(shù)。上述2個分布參數(shù)與均值其中,x由式(5)得到:重現(xiàn)期為R(概率為P=1/R)的最大風(fēng)速x2結(jié)果與分析2.1根據(jù)北海岸的基本壓力2.1.1最佳試驗(yàn)的調(diào)整由式(6)-(9)計算出分布參數(shù)u和uf061(表3)。對計算結(jié)果做柯爾莫哥洛夫擬合優(yōu)度檢驗(yàn)2.1.2基本風(fēng)壓分析2.2陣風(fēng)風(fēng)壓與陣風(fēng)風(fēng)速匹配關(guān)系北部灣沿海7個氣象站中,只有防城港、防城、北海、東興、潿洲島等5個氣象站有3s平均極大風(fēng)速資料,采用1.1.1小節(jié)中式(1)的方法將極大風(fēng)速序列統(tǒng)一換算到標(biāo)準(zhǔn)高度10m,然后根據(jù)防城港、防城、北海、東興等4個氣象站的極大風(fēng)速和最大風(fēng)速資料,建立北部灣海岸區(qū)域10m高度自記3s平均年極大風(fēng)速和自記10min平均年最大風(fēng)速相關(guān)方程(以下簡稱極大風(fēng)速換算式),用同樣的方法建立潿洲島極大風(fēng)速換算式,結(jié)果見表5。表5中,Y為3s平均年極大風(fēng)速,X為10min平均年最大風(fēng)速。經(jīng)檢驗(yàn),海岸和潿洲島的極大風(fēng)速換算式均通過信度為0.01的F檢驗(yàn),表明相關(guān)方程式的可靠性很好。將各氣象站50年一遇最大風(fēng)速v3廣西沿海沿海風(fēng)壓的展望利用建站至2008年東興、防城港、防城、欽州、合浦、北海和潿洲島的最大風(fēng)速、極大風(fēng)速資料,對北部灣沿海的基本風(fēng)壓、陣風(fēng)風(fēng)壓進(jìn)行了分析和研究,發(fā)現(xiàn)北部灣沿海的基本風(fēng)壓和陣風(fēng)風(fēng)壓都是越靠近海的地方越大;陣風(fēng)風(fēng)壓是基本風(fēng)壓的1.5~2.0倍。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,對不同地域、不同高度、不同結(jié)構(gòu)的建筑采用合適的風(fēng)壓進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計,對于建筑物的安全和減少大風(fēng)危害都是非常必要的。由于廣西沿海的氣象站較少,站點(diǎn)稀疏,造成本文的研究結(jié)果在地域分布上可能不夠精細(xì),有待今后收集到海岸和海島加密自動氣象站足夠多的風(fēng)速資料后再開展更深入的研究。此外,本文只研究了高度為10m、重現(xiàn)期為50a的基本風(fēng)壓,對于不同重現(xiàn)期(30a、100a等)不同高度(30m、50m、100m、200m等)的風(fēng)壓有待進(jìn)一步研究。采用指數(shù)律風(fēng)速廓線公式