基于Copula函数的建筑动力风荷载相关性组合-论文.pdf

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1、第48卷第8期Jou浙rnalof江Zhejia大ngUn学iversit学y(En报ginee(r工ing学S版cien)ce)Vo1．48No．82014年8月Aug．2014DOI：10．3785／j．issn．1008—973X．2014．08．004基于Copula函数的建筑动力风荷载相关性组合涂志斌，黄铭枫，楼文娟(浙江大学结构工程研究所，浙江杭州310058)摘要：为了得到经济合理的抗风设计方案，提出一种基于Copula函数的高层建筑动力风荷载相关性组合方法．在某高层建筑模型高频动力天平试验(HFFB)数据的基础上，通过Copula函数和风荷载分量的边缘分布

2、构建任意两分量的联合概率密度函数(JPDF)，引入条件极值，计算二者的相关关系和组合值；利用各风向角下的组合值构建了最不利包络荷载组合，并以此为结构的设计风荷载．结果表明，该方法能够确定给定保证率下任意两风荷载分量的组合关系；以最不利包络荷载组合为设计风荷载能保证结构的抗风安全性．关键词：Copula函数；联合概率密度函数；条件极值；组合系数；最不利包络荷载组合中图分类号：Tu4ll；TU472文献标志码：A文章编号：1008—973X(2O14)08—1370—06DynamicwindloadcombinationoftallbuildingsbasedonCopul

3、afunctionsTUZhi—bin，HUANGMing—feng，LOUWen—juan(1．InstituteofStructuralEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，China)Abstract：BasedonCopulafunctionsadynamicwindloadcombinationmethodwasdevelopedtoachievemoreeconomicalwind—resistancestructuraldesignsoftallbuildings．Thejointprobabilityd

4、ensityfunctions(JPDF)ofwindloadcomponentswereconstructedbymakinguseofthewindtunneldataderivedfromthehighfrequencyforcebalance(HFFB)testforahigh—risebuilding．Thecorrelationsandcombinationeffectsoftwowindloadcomponentswerequantifiedwiththeconditionthatoneofthosereachesitsmaximum．Theworstenv

5、elopeofloadcombinationswerealsodeterminedfromthewindloadcombinationresultsunderallincidentwinddirections，andcouldbeusedasdesignwindloads．Thedesignwindloadsgeneratedbytheproposedmethodhaveapre——assignednon——exceedanceprobabilityandcouldresultinnotonlysafebutmoreeconomicaldesignfortallbuild

6、ingsagainstwindhazards．Keywords：Copulafunctions；jointprobabilitydensityfunctions(JPDF)；conditionalextremes；combinationcoefficients：theworstenvelopeofloadcombinations高层建筑动力风荷载是服从特定分布的随机过程经验为基础的组合规则，如Turkstra法则及其程，各分量间存在不可忽视的相关性．研究者一致认拓展；2)以可靠度理论为依据的组合方法，如为，发展一个有效的方法来确定风荷载分量的组合Solari等的工作．经验

7、方法趋于保守且存在计系数和设计风荷载十分必要．算量大、分量间相关性模糊等缺点．AIJE和So—目前风荷载效应组合方法可分为2类：1)以工lari等利用荷载分量的椭圆包络及其外切多边形收稿日期：2013—06—15．浙江大学学报(工学版)网址：WWW．journals．zju．edu．cn／eng基金项目：交通运输部科技资助项目(2011318223170)；国家自然科学基金资助项目(51008275)；浙江省公益性技术应用研究计划资助项目(2012C21059)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2012QNA4013)