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2018-12-03 15:20:45 | 分类:资料| 标签:城市规划

50年一遇=50年遇一次?——结构工程师应当知道的风速常识50年一遇=50年遇一次?——结构工程师应当知道的风速常识_1
在上一篇文章中,我们提到了中国的基本风速是50年一遇的,而美国和澳洲规范的基本风速根据设计条件不同,有不同的重现期。“50年一遇”和“50年重现期”含义相同,是指某一事件出现或发生的平均时间间隔。以我们推送的“风速常识系列”来打比方,该系列的4篇文章推送日期分别是:结构能抗几级风——结构工程师应当知道的风速常识之一——9月20日阵风与平均风——结构工程师应当知道的风速常识之二——9月26日中国规范的风荷载安全吗——结构工程师应当知道的风速常识之三——9月30日50年一遇=50年遇一次?——结构工程师应当知道的风速常识之四——11月22日从9月20日到11月22日的63天时间里,共有4篇文章推送,因此可以说该系列文章的“重现期”约为21天,即21天一遇。这个例子说明了两个问题:第一、所谓的“多长时间一遇”是一种平均概念。本系列文章是21天一遇的,但9月20日看到了第一篇,再过6天你就可以看到第二篇;而且再过4天你又可以看到第三篇;只不过要等50多天后,你才会看到第四篇……(为了让大家对“重现期”有直观的认识,我们憋了一个多月没发文

50年一遇=50年遇一次?——结构工程师应当知道的风速常识_2

)所以,本文标题问题的答案是:“50年一遇”只是在统计意义上的“平均50年遇到一次”,而不是绝对化的“50年肯定遇到一次”或“49年肯定不会遇到”。第二、重现期是和该事件发生的概率有关系的。关于第二点,我们从数学角度做一个说明,对于公式不感冒的童鞋可以直接跳过本段了。对于总体中独立的样本,一个事件(如X>x)首次出现的概率服从几何分布,即第t次试验时事件才首次出现的概率为:50年一遇=50年遇一次?——结构工程师应当知道的风速常识_3其中,p为事件出现的概率,1-p为事件不出现的概率。将试验表示为时间间隔,则一个事件出现后再次出现的时间间隔是随机变量T,其数学期望值可以表示为:50年一遇=50年遇一次?——结构工程师应当知道的风速常识_4由此可见,重现期虽然是一个时间概念,但实际上是和该事件的发生概率有关的。年超越概率2%的荷载值,其对应的重现期就是50年;而年超越概率1%的荷载值,对应的重现期则为100年。所以,重现期本质上反映的是荷载的取值大小:重现期越长,荷载的年超越概率就越低,荷载的取值就越高。以我国《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)对抗震烈度的定义来说明。在定义建筑结构的抗震设防标准时,采用了设计基准期(50年)内的超越概率和重现期两个概念,将设计基准期内超越概率63%的地震称为“众值烈度”地震或“小震”,其重现期为50年;将超越概率10%的地震称为“基本烈度”地震或“中震”,其重现期为475年;将超越概率2%~3%的地震称为“罕遇烈度”地震或“大震”,其重现期为1600~2400年,如下图所示。上述地震大小的定义与我国建筑结构“三水准”、“两阶段”的抗震设计方法是相适应的。“重现期475年”和“设计基准期内超越概率10%”其实是同一件事情的两种表达方法。重现期475年等于年超越概率0.21%,则在50年设计基准期内的超越概率为:50年一遇=50年遇一次?——结构工程师应当知道的风速常识_5

针对小震和大震也可以用同样的计算方法,有兴趣的童鞋可以算一算。

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“小震”、“中震”和“大震”对应的超越概率简单小结一下:第一、“50年一遇”等于“50年遇一次”从平均意义上讲是正确的,但是今年出现50年一遇的台风,明年仍然有可能出现。第二、重现期和年超越概率成反比,它代表的是荷载的取值大小,重现期越长则荷载的取值越大。


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