風向風速對結構風振疲勞壽命影響

風速在空間上有一定的分布并隨時間變化,一般規范往往只給出基本風速或者風壓。若要對結構進行風振疲勞壽命可靠性分析,這顯然是不夠的,需要考慮結構位置處的風速風向聯合作用的影響。獲得結構位置處的風速風向聯合分布函數的最直接的方法是在結構位置處安裝風向風速儀并長期測得結構位置處的氣象資料,由于這種方法需要做長期的前期準備,在實際工程中這種方法難以應用;另外一種常用的方法是根據結構附近氣象站的氣象資料得到風速風向聯合分布,從而進行結構風振疲勞壽命分析。而文中所提到的風向風速，我們可以通過相關的儀器如風向風速儀來監測。氣象檢測中，我們經常需要測定風向、風速、溫度、濕度、二氧化碳含量等參數，以了解環境，而本文中的風向風速，也屬于氣象檢測中的一部分，而風向風速監測儀是專業用于測定風向風速的儀器。另外，雨量監測也有特定的儀器如自記式雨量計。雨量監測是土壤水分測定的輔助步驟，因為土壤水分的直接來源是降雨。

在具體的實例中，我們首先對建筑結構附近兩個氣象站的氣象資料，進行統計分析,得到建筑結構位置處兩個不同的風速風向聯合分布函數,然后分析了不同的風速風向聯合分布函數對結構系統風振疲勞主要失效模式以及結構系統風振疲勞失效概率的影響,結果表明:用南海氣象站的風速風向聯合分布函數通過風振疲勞計算后識別出主要失效模式的數目比用廣州氣象站風速風向聯合分布函數識別出主要失效模式的數目多;在結構失效歷程的第一到第三階段用兩種分布函數識別出了相同的失效構件;由廣州氣象站風速風向聯合分布函數得到的天線結構系統風振疲勞壽命的失效概率為3.8%左右,由南海氣象站風速風向聯合分布函數得到的結果為3.0%左右。這說明不同的風速風向聯合分布函數對結構系統風振疲勞失效概率的影響較大,也說明在對重要結構進行風致疲勞壽命分析時應獲得盡量準確的風場參數。