來源：小樹洞談光伏支架 作者：John Smart
引言
前一期小樹洞介紹了重現(xiàn)期這個概念，也解釋了千年一遇臺風(fēng)的含義。就在上周，颶風(fēng)Micheal在美國Panama City登陸，登陸前1min最大風(fēng)速達(dá)到了可怕的155mph(69.3m/s)，重現(xiàn)期達(dá)到千年一遇，這到底是怎么計算出來的呢，請看小樹洞下面的詳細(xì)解釋。
??颶風(fēng)Micheal的形成軌跡
??颶風(fēng)Micheal登陸海灘前后對比
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ASCE 7-05用重要性系數(shù)來轉(zhuǎn)換MRI 50的風(fēng)速
美標(biāo)ASCE 7-05(以下稱7-05)為2005年時發(fā)布的荷載規(guī)范，只有一張50年一遇的風(fēng)區(qū)圖，使用I到IV四種重要性系數(shù)，分別轉(zhuǎn)換成25年，50年，100年一遇的風(fēng)速。
??四種重要性系數(shù)
那么是如何用一個重要性系數(shù)來轉(zhuǎn)換不同重現(xiàn)期的呢？這里引進(jìn)一個公式(Peterka and Shahid. 1998)：
這里V_50指的是某地50年一遇的風(fēng)速，V_T指的是需要計算的重現(xiàn)期為T年的風(fēng)速。
舉個例子，假如我們需要求25年一遇風(fēng)速與50年一遇風(fēng)速的比值：
由上可知，25年一遇風(fēng)速為50年一遇風(fēng)速的0.93倍。根據(jù)伯努利定理，風(fēng)壓正比于風(fēng)速的平方，所以我們可以得到25年一遇的風(fēng)壓約為50年一遇風(fēng)壓的0.93^2=0.87倍。相應(yīng)的，100年一遇為50年一遇風(fēng)壓的1.15倍。
而這里計算得到的0.87和1.15，正是7-05里面的重要性系數(shù)大小。
ASCE 7-10在ASCE 7-05基礎(chǔ)上的重現(xiàn)期轉(zhuǎn)換
美標(biāo)在2010年時重新編制了一版荷載規(guī)范，ASCE 7-10(以下稱7-10)。
這里要注意，7-10并沒有對7-05進(jìn)行強(qiáng)制性替換，事實上，在美國有很多州的PE工程師并沒有認(rèn)可7-10的計算方式，而只使用7-05進(jìn)行設(shè)計。
類似于7-05，7-10也對建筑物的風(fēng)險等級(Risk/Occupancy Category)進(jìn)行了從I到IV的四種分類，并對應(yīng)這四種分類，分別規(guī)定了四種不同的風(fēng)區(qū)圖。
??ASCE 7-10, Table 1.5-1里區(qū)分了4種分類
??同一地點使用3種不同風(fēng)速來對應(yīng)4種重要性等級
7-10里進(jìn)一步抵消了LRFD的風(fēng)荷載組合系數(shù)1.6，從而提高了風(fēng)速的重現(xiàn)期。
第1類重要等級，300年一遇的風(fēng)速，對應(yīng)原先7-05里25年一遇的風(fēng)速。
第2類重要等級，700年一遇的風(fēng)速，對應(yīng)原先7-05里50年一遇的風(fēng)速。
第3&4類重要等級，1700年一遇的風(fēng)速，對應(yīng)原先7-05里100年一遇的風(fēng)速。
這樣也使得在美國同一個地區(qū)里，不管使用7-05還是7-10，其計算得到的風(fēng)壓是相同的。
但是這里要注意，對于非美國地區(qū)的海外項目，是不能直接使用7-10的，而是需要進(jìn)行風(fēng)速的轉(zhuǎn)換。舉個例子，比如菲律賓的規(guī)范NSCP里，馬尼拉50年一遇風(fēng)速為200km/h，由于其是基于7-05，假如使用7-10進(jìn)行計算，使用第一類重要性，則需要將50年一遇風(fēng)速轉(zhuǎn)換為300年一遇，利用上面的公式我們可以得到300年一遇風(fēng)速是50年一遇的1.18倍。也就是說使用7-10時的風(fēng)速為200*1.18=236km/h。
類似的規(guī)范還有：
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沙特規(guī)范SBC 301
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孟加拉規(guī)范BNBC
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阿根廷規(guī)范CIRSOC 102
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智利規(guī)范Nch 432
等等…
對于光伏電站，一般會根據(jù)業(yè)主對于其項目的評估使用ASCE 7-10里的“I類”或者“II類”兩種重要性等級。那么光伏跟蹤器使用的就是300年或者700年一遇的風(fēng)速。
??1700年一遇啊，這颶風(fēng)可真是要成精了！
颶風(fēng)Micheal的重現(xiàn)期計算
最后我們來回答前面引言的問題，如何計算颶風(fēng)Micheal的重現(xiàn)期。
首先，對于颶風(fēng)的風(fēng)速一般都是按照1min的持續(xù)風(fēng)速來描述的，Micheal在登陸前，海上10m高度最大風(fēng)速為155mph，使用1.3的gust factor (根據(jù)Powell and Houston. 1996)，得到其對應(yīng)的3s gust風(fēng)速為201.5mph，而Panama City近海處10m高度上50年一遇約為150mph，計算可得MRIs 約為1556年：
“下期小樹洞帶大家一起認(rèn)識下澳洲規(guī)范AS 1170和NCC對重現(xiàn)期的使用方法”
原文始發(fā)于微信公眾號（坎德拉學(xué)院）：千年一遇?臺風(fēng)這是要成精了!(中篇）