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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。