千年一遇?台风这是要成精了!(中篇）

来源：小树洞谈光伏支架 作者：John Smart

▵ 飓风Micheal的形成轨迹

▵ 飓风Micheal登陆海滩前后对比

ASCE 7-05用重要性系数来转换MRI 50的风速

美标ASCE 7-05(以下称7-05)为2005年时发布的荷载规范，只有一张50年一遇的风区图，使用I到IV四种重要性系数，分别转换成25年，50年，100年一遇的风速。

▵ 四种重要性系数

那么是如何用一个重要性系数来转换不同重现期的呢？这里引进一个公式(Peterka and Shahid. 1998)：

这里V_50指的是某地50年一遇的风速，V_T指的是需要计算的重现期为T年的风速。

举个例子，假如我们需要求25年一遇风速与50年一遇风速的比值：

由上可知，25年一遇风速为50年一遇风速的0.93倍。根据伯努利定理，风压正比于风速的平方，所以我们可以得到25年一遇的风压约为50年一遇风压的0.93^2=0.87倍。相应的，100年一遇为50年一遇风压的1.15倍。

而这里计算得到的0.87和1.15，正是7-05里面的重要性系数大小。

ASCE 7-10在ASCE 7-05基础上的重现期转换

美标在2010年时重新编制了一版荷载规范，ASCE 7-10(以下称7-10)。

这里要注意，7-10并没有对7-05进行强制性替换，事实上，在美国有很多州的PE工程师并没有认可7-10的计算方式，而只使用7-05进行设计。

类似于7-05，7-10也对建筑物的风险等级(Risk/Occupancy Category)进行了从I到IV的四种分类，并对应这四种分类，分别规定了四种不同的风区图。

▵ ASCE 7-10, Table 1.5-1里区分了4种分类

▵ 同一地点使用3种不同风速来对应4种重要性等级

7-10里进一步抵消了LRFD的风荷载组合系数1.6，从而提高了风速的重现期。

第1类重要等级，300年一遇的风速，对应原先7-05里25年一遇的风速。

第2类重要等级，700年一遇的风速，对应原先7-05里50年一遇的风速。

第3&4类重要等级，1700年一遇的风速，对应原先7-05里100年一遇的风速。

这样也使得在美国同一个地区里，不管使用7-05还是7-10，其计算得到的风压是相同的。

但是这里要注意，对于非美国地区的海外项目，是不能直接使用7-10的，而是需要进行风速的转换。举个例子，比如菲律宾的规范NSCP里，马尼拉50年一遇风速为200km/h，由于其是基于7-05，假如使用7-10进行计算，使用第一类重要性，则需要将50年一遇风速转换为300年一遇，利用上面的公式我们可以得到300年一遇风速是50年一遇的1.18倍。也就是说使用7-10时的风速为200*1.18=236km/h。

类似的规范还有：

• 沙特规范SBC 301

• 孟加拉规范BNBC

• 阿根廷规范CIRSOC 102

• 智利规范Nch 432

  等等…

对于光伏电站，一般会根据业主对于其项目的评估使用ASCE 7-10里的“I类”或者“II类”两种重要性等级。那么光伏跟踪器使用的就是300年或者700年一遇的风速。

▵ 1700年一遇啊，这飓风可真是要成精了！

飓风Micheal的重现期计算

最后我们来回答前面引言的问题，如何计算飓风Micheal的重现期。

首先，对于飓风的风速一般都是按照1min的持续风速来描述的，Micheal在登陆前，海上10m高度最大风速为155mph，使用1.3的gust factor (根据Powell and Houston. 1996)，得到其对应的3s gust风速为201.5mph，而Panama City近海处10m高度上50年一遇约为150mph，计算可得MRIs 约为1556年：

“下期小树洞带大家一起认识下澳洲规范AS 1170和NCC对重现期的使用方法”

原文始发于微信公众号（坎德拉学院）：千年一遇?台风这是要成精了!(中篇）