风压极值的阀值模型研究

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1、学校代号：10532学密号：S11011057级：公开湖南大学硕士学位论文风压极值的阈值模型研究国家自然科学基金资助(91215302，51178180，51278190)Astudyonextremewindpressure：POTmodelbyWUHuanqingB．E．(CentralSouthUniVersity)201lthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineerin

2、gStructralEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniVersitySupervisorProfessorLIZhengnongMay，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：侄欢

3、灰日期：加fL}年石月f弓日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密函。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：彳五孑定灰导师签名：微日期：zal中年舌月f3日日期：沁c(P年6月少日风压极值的

4、阈值模型研究摘要风荷载作用下结构的安全性一直是工程界高度重视的课题，在计算结构强度和局部稳定性时，需要用到风压极值。由于规范只给出体型系数的均值分布，通常借助风洞试验并采用极值估计方法确定风荷载极值，选用合适的极值估计方法是关键。风洞试验常用的极值计算方法是基于高斯分布假定的峰值因子法，然而实际风压并不总表现出高斯性。当风压样本的非高斯性显著时，峰值因子法将得到偏于不安全的结果。因此，研究风压极值的算法具有重要意义。本文基于乌鲁木齐新客站风洞试验的数据，分析了屋盖表面风压的分布特性。通过比较阈值模

5、型方法、经典极值方法和峰值因子法算得的风压极值，证明阈值模型的计算结果最好。论文的主要创新是提出了一种能适应不同分布的风压极值计算方法，并发现对于峰值因子法得到的极值，超出的样本数与峰度系数和偏度系数线性相关，进一步验证了峰值因子法不适用非高斯风压的极值计算。首先，对火车站的刚性测压试验作了介绍。近年来国内新建了许多高铁客运站，由于站房主体横跨整个车站的到发场，因而形成中部贯通的特殊结构。通过对试验数据的分析，发现不同风向角下屋盖表面均受负压作用。总体来说，迎风面的屋盖边缘出现高负压区，沿屋盖中心

6、方向迅速降低。对于不同的风向角，屋盖各边缘均表现出风压密集变化的特征，屋盖中间部分的负压则比较稳定。其次，通过一个算例，详细说明了阈值模型方法、经典极值方法和峰值因子法的计算步骤，然后按照高斯样本和非高斯样本，分别比较了三种方法得到的风压极值的异同。结果表明，对于高斯分布的风压样本，三种不同方法计算得到的结果比较接近；对于非高斯分布的样本，三种算法对风压极值估计的差别比较大，并以阈值模型方法的结果最优。最后，分析了屋盖各个测点风压样本的偏度系数和峰度系数，发现屋盖边缘表现出显著的非高斯特性，而中间

7、部分的风压基本属于高斯分布。通过采用阈值模型方法计算风压极值，发现屋盖边缘可能出现或正或负的极大值风压，但从绝对值来看远小于可能出现的极小值风压，屋盖中间部分承受较大的负压。关键词：风压；非高斯；极值；广义Pareto分布；POT模型II硕士学位论文AbstractThesaf．etyofstructuresunderwindloadshasbeenakeysubjectinengineering．IncalculatingthestrengthofstructureandlocalstaLbil

8、ity，weneedtheextremeValueofwindpressure．SincetheloadcodeproVidesonlythedistributionofmeanValueofshapecoemcients，ingeneral，thewindtunneltestiscarriedouttoachieVetheextremeValue．Usingpropermethod，wecangetareliableextremeValue．SoitisVeryimportant