低矮建筑双坡屋盖上风压系数的概率分布

全 涌,顾 明

(同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092)

风灾调查显示,大部分的低矮建筑破坏都是从局部破坏开始的,因此深入研究建筑表面局部风压的概率统计特性从而合理估计极值风荷载,对减少低矮建筑的风致破坏有很大意义。基于东京工艺大学的在线低矮建筑气动数据库中的数据,以其中一个模型工况试验结果为例,分析屋面风压的概率分布特性。

从图1-图3分别给出了迎风墙、背风墙和屋盖测点上的风压系数时程和概率统计特性分析。图中可以看出,风压系数时程曲线上出现大量高尖的峰值。风压系数偏度系数和峰度系数都分别都远远偏离高斯过程的对应值0和3,表现出较强的非高斯特性。

图1 迎风墙上的风压系数概率统计特性分析

图2 背风墙上的风压系数概率统计特性分析

图3 屋盖迎风墙附近区域的风压系数概率统计特性分析

更多更全面的试验数据表明,在迎风墙、屋盖上风区、侧墙上风区和斜风时屋盖某些关键部位上,风压系数的偏度系数和峰度系数都严重偏离高斯过程对应值,表现出很强的非高斯性;在背风墙、屋盖下风区和侧墙下风区,风压系数的偏度系数接近高斯过程对应值,但峰度系数仍然偏大,风压系数仍然是非高斯性的;鉴于风压系数有如此强烈的非高斯性,利用峰值因子法得到的最不利正负风压系数将严重低估围护结构风荷载。