[发明专利]一种基于埃尔米特多项式计算风压极值的简易方法

摘要

本发明公开了一种基于埃尔米特多项式计算风压极值的简易方法，对屋面上的风压极值进行估计。首先，基于风洞试验数据，得出风压数据的统计值，包括均值、标准差、偏度和峰度；然后，根据数据得到相应的高斯峰值因子；接下来，利用近似解析式，计算埃尔米特多项式中的参数，通过简易方法得到非高斯情况的峰值因子；最后根据峰值因子确定风压极值。本方法的特点在于计算式相对简单且精度较高，方便工程师计算，便于工程实际上的应用。

主权项

一种基于埃尔米特多项式计算风压极值的简易方法，用于屋面风压极值的估计，为房屋的抗风设计提供参考，包含如下的处理过程：1)获取风压数据假定X(t)表示非高斯风压时程，通过风洞试验获得非高斯风压数据{X(tk)}(k＝1,2,…N，)N为数据样本量，数据对应的实际时间为TN；2)计算风压数据的统计值风压数据的均值μX、标准差σX、偏度α3和峰度α4分别计算如下μX=1NΣk=1NX(tk);σX=1NΣk=1N[X(tk)-μX]2α3=1NΣk=1N[X(tk)-μX]3σX3;α4=1NΣk=1N[X(tk)-μX]4σX4---(1)]]>3)计算高斯风压峰值因子假设U(t)为标准高斯过程，v0,u表示U(t)的平均上穿零率；v0,u用标准化的非高斯时程Y(t)＝[X(t)‑μX]/σX的平均上穿零率v0,y近似估计，计算方式如下v0,u≈v0,y=1TNΣk=2NI[Y(tk)>0|Y(tk-1)<0]---(2)]]>式中I为示性函数；U(t)在时距T内的极值用表示，的均值即高斯峰值因子，表示为其中γ＝0.5772为欧拉常数，4)计算非高斯风压峰值因子相应地，假设表示标准化的非高斯时程Y(t)在时距T下的极值，基于埃尔米特多项式，通过如下方法计算的均值，即非高斯峰值因子其中a＝0.40和b＝0.95是修正系数，参数h3，h4和κ计算如下h4=1+1.5(α4-3)-118h3=α34+21+1.5(α4-3)κ=1/1+2h32+6h42---(5)]]>5)计算非高斯风压极值得到后，非高斯风压X(t)在时距T下的极值为