[发明专利]一种计算风荷载的方法及其系统

权利要求书

1.一种计算风荷载的方法，其特征在于，所述方法包括：

基于预测风速地区的风速数据确定所述地区的风速类型；

基于所述风速类型和风速数据确定极值风速；

基于所述极值风速计算任意高度处的风荷载；

所述风速类型包括：气候风和台风。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预测风速地区的风速数据确定风速类型，包括：

获取所述预测风速地区的风速数据；

基于所述风速数据与所述风速数据对应的当日气象图表进行对比；

基于所述对比结果确定所述风速值的风速类型。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述极值风速计算风荷载，包括：

基于所述极值风速和空气密度计算风压；

将所述风压带入风荷载的计算公式得到风荷载。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述风荷载的计算公式如下：

WK＝βz×μs×μz×Wo

式中，WK为风荷载；βz为高度z处的风振系数；μs为风荷载体系数；μz为风压高度变化系数；Wo为风压。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述风速类型和风速数据确定极值风速，包括：

根据风速类型、风速数据对暴风重现期风速公式的参数进行设定；

基于设定好参数的暴风重现期风速公式计算预测期间的风速；

从所述风速计算结果中选择极值风速。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述从所述风速计算结果中选择极值风速，包括：

若所述预测地区存在一种风速，则直接从所述风速计算结果中选择极值风速；

若所述预测地区存在多种风速，则基于风速数据计算每种风速占比比重，基于所述比重确定风速类型，将所述风速类型对应的风速计算结果作为极值风速。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据风速类型、风速数据对暴风重现期风速公式的参数进行设定，包括：

从风速数据中选择风暴数据，并基于所述风暴数据计算风速平均值；

基于所述风速平均值确定风暴重现的预测公式的比例因子和形状系数值；

其中，所述暴风重现期风速公式的参数为：比例因子和形状系数。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述从风速数据中选择风暴数据，并基于所述风暴数据计算风速平均值，包括：

基于所述风速类型设置最小基础风速值；

基于所述最小基础风速值和预设的m-1个步长得到m个基础风速值；

基于每个基础风速值，从风速数据中选择大于所述基础风速值的风速数据作为所述基础风速值对应的风暴数据，并计算每个风暴数据与所述基础风速的差值，进而根据所有的差值获得所述基础风速对应的风速平均值。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述风速平均值确定预先制定的风暴重现的预测公式的比例因子和形状系数值，包括：

基于m个基础风速值确定的m组风速平均值绘制曲线图；

基于所述曲线图计算曲线的斜率值和截距值；

基于所述斜率值和截距值以及含有比例因子的表达式和含有形状系数的表达式，确定比例因子和形状系数值。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述风暴重现的预测公式如下：

V_r＝v₀+a[1-(nr^-b)]/b

式中，V_r为预测期第r年的风速，r在(1,…,R)范围内；R为风暴预测期；b为形状系数；a为比例因子；v₀为最小基础风速值；n为基于最小基础风速值的风暴次数。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述含有形状系数的表达式如下：

式中，b为形状系数。