Huang, Mingfeng;Li, Qiang;Xu, Haiwei;Lou, Wenjuan;Lin, Ning
Wind and Structures
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제26권3호
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pp.129-146
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2018
Extreme wind speed analysis has been carried out conventionally by assuming the extreme series data is stationary. However, time-varying trends of the extreme wind speed series could be detected at many surface meteorological stations in China. Two main reasons, exposure change and climate change, were provided to explain the temporal trends of daily maximum wind speed and annual maximum wind speed series data, recorded at Hangzhou (China) meteorological station. After making a correction on wind speed series for time varying exposure, it is necessary to perform non-stationary statistical modeling on the corrected extreme wind speed data series in addition to the classical extreme value analysis. The generalized extreme value (GEV) distribution with time-dependent location and scale parameters was selected as a non-stationary model to describe the corrected extreme wind speed series. The obtained non-stationary extreme value models were then used to estimate the non-stationary extreme wind speed quantiles with various mean recurrence intervals (MRIs) considering changing climate, and compared to the corresponding stationary ones with various MRIs for the Hangzhou area in China. The results indicate that the non-stationary property or dependence of extreme wind speed data should be carefully evaluated and reflected in the determination of design wind speeds.
도시화가 진행됨에 띠라 고층아파트와 고층빌딩 등 지형지물의 변화가 많이 일어나고 있다. 지형지물의 변화는 강풍 발생의 원인으로 작용하며, 풍속은 풍상측 지형지물의 영향으로 같은 속도의 바람이 붙어올지라도 그 값이 증가 또는 감소한다. 설계기준에서는 이러한 변화를 풍속고도분포계수로 정의하고, 지표면조도에 따라 그 값을 산정하여 반영하도록 하고 있지만 현실에서는 설계자의 주관적 판단에 따라 지표면조도를 결정하야 풍속고도분포계수를 산정하고 있으며, 건설지점의 지표면조도를 구분하기 위한 연구와 자료 또한 부족한 실정이다. 본 논문에서든 최근 고층주거건물이 많이 건설된 지역을 대상으로 건축물의 수직높이에 따분 지표면조도를 GIS프로그램을 이용하여 정량적으로 구분함으로써 풍속 고도분포계수를 보다 합리적으로 산정하고자 한다. 풍하중을 고려한 구조물 설계 시 본 연구에서 제안한 풍속고도분포계수 산정방법을 이용함으로써 설계의 합리성과 구조물의 안전성을 더 높일 수 있을 것이다.
In the present paper, the practicability of Commentray on Wind Loads of Korean Standard Design Loads fur Buildings, which has been enacted in Minstry of Construction and Transportation in June 2000, is validated by using the meteorological data measured at Homi-Cape, Pohang. Assuming that the vertical wind profile follows the power-law in a quasi-steady state, wind profile exponents are calculated by seasons by using wind data as collected through four monitoring towers. According to the Commentray on Wind Loads, Pohang is classified with its exposure category being B and the wind profile exponent being 0.22, while it is identified that the average wind profile exponent as calculated in this study is 0.26. Also, in this paper, a cross-correlation method is suggested in order to identify any meteorological correlation between measurement sites quantitatively.
This paper presents an approach for evaluating directionality effects for both wind speeds and wind loads in hurricane-prone regions. The focus of this study is on directional wind loads on low-rise structures. Using event-based simulation, hurricane directionality effects are determined for an open-terrain condition at various locations in the southeastern United States. The wind speed (or wind load) directionality factor, defined as the ratio of the N-year mean recurrence interval (MRI) wind speed (or wind load) in each direction to the non-directional N-year MRI wind speed (or wind load), is less than one but increases toward unity with increasing MRI. Thus, the degree of conservatism that results from neglecting directionality effects decreases with increasing MRI. It may be desirable to account for local exposure effects (siting effects such as shielding, orientation, etc.) in design. To account for these effects in a directionality adjustment, the factor described above for open terrain would need to be transformed to other terrains/exposures. A "local" directionality factor, therefore, must effectively combine these two adjustments (event directionality and siting or local exposure directionality). By also considering the direction-specific aerodynamic coefficient, a direction-dependent wind load can be evaluated. While the data necessary to make predictions of directional wind loads may not routinely be available in the case of low-rise structures, the concept is discussed and illustrated in this paper.
Jiayao Wang;Tim K.T. Tse;Sunwei Li;Tsz Kin Chan;Jimmy C.H. Fung
Wind and Structures
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제37권2호
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pp.105-115
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2023
Structural design includes calculation of the wind speed as one of the major steps in the design process for wind loading. Accurate determination of design wind speed is vital in achieving safety that is consistent with the economy of construction. It is noticeable that many countries and regions such as Hong Kong, Japan and Australia regularly make amendments to improve the accuracy of wind load estimations for their wind codes and standards. This study compares the latest Hong Kong wind code published in 2019, which is generally known as the Code of Practice on Wind Effects in Hong Kong - 2019, with the latest revision of the AIJ Recommendations for Loads on Buildings - 2015 (Japan), and the Australian/New Zealand Standard, AS/NZS 1170.2:2021. The comparisons include the variations between the design wind speed and the vertical profiles of wind speed multipliers. The primary purpose of this study was to show any differences in the basic design wind speed and exposure factor estimations among the three economies located in the Western Pacific Ocean. Subsequently, the reasons for such underlying variations between the three documents, are discussed, together with future development trends.
Three wind-tunnel simulations of the atmospheric boundary layer (ABL) flow in suburban country exposure were generated for length scale factors 1:400, 1:250 and 1:220 to investigate scale effects in wind-tunnel simulations of the suburban ABL, to address recommended wind characteristics for suburban exposures reported in international standards, and to test redesigned experimental hardware. Investigated parameters are mean velocity, turbulence intensity, turbulent Reynolds shear stress, integral length scale of turbulence and power spectral density of velocity fluctuations. Experimental results indicate it is possible to reproduce suburban natural winds in the wind tunnel at different length scales without significant influence of the simulation length scale on airflow characteristics. However, in the wind tunnel it was not possible to reproduce two characteristic phenomena observed in full-scale: dependence of integral length scales on reference wind velocity and a linear increase in integral length scales with height. Furthermore, in international standards there is a considerable scatter of recommended values for suburban wind characteristics. In particular, recommended integral length scales in ESDU 85020 (1985) are significantly larger than in other international standards. Truncated vortex generators applied in this study proved to be successful in part-depth suburban ABL wind-tunnel simulation that yield a novel methodology in studies on wind effects on structures and air pollution dispersion.
The probabilistic characteristics of wind loads have been analyzed using statistical data on wind speeds, pressure coefficient, exposure coefficient, and gust factor. The wind speed data collected in 25 nationwide weather stations have been modified to be consistent in measuring height, exposure condition as well as averaging time, Having performed Monte Carlo simulation for various heights and site conditions, the statistical models of wind loads were determined, in which Type-I extreme value distribution has been applied. The models also incorporate a reduction factor of 0.85 to account for the reduced probability that the maximum wind speed will occur in a direction most unfavorable to the response of structure.
The paper describes the work of the Working Group on Wind Structure, one of the International Codification Working Groups set up by the International Association of Wind Engineering in 1999. The topics of terrain and exposure, shielding and shelter, topographic effects, tropical cyclone and hurricane wind structure, and thunderstorm wind structure, are described with emphasis on their codification in wind loading codes and standards. Recommendations from the working group are given.
Hwang, Won-Tae;Han, Moon-Hee;Kim, Eun-Han;Suh, Kyung-Suk;Gyuseong Cho
한국원자력학회:학술대회논문집
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한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(4)
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pp.28-33
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1996
Wind-speed has much effect on the dispersion of the radioactive effluents released into the atmosphere. Accurate measurement of low wind-speeds is very important for the realistic assessment of radiation exposure. The objective of this study is to analyze the effects of different calm conditions on the radiation exposure due to the normal operation of a nuclear facility at KAERI (Korea Atomic Energy Research Institute) site. When calm condition is changed from 0.5 m/sec to 0.21 m/sec, the effects on radiation exposure show a distinct difference.
국내 풍하중의 합리적인 확률모형을 개발하기 위하여 전국 25개 지역에서 수집된 풍속자료를 일관성을 가지도록 측정높이, 노풍도, 측정시간등에 대한 보정을 실시하여 이용하였다. 풍하중의 활률특성에 영향을 미치는 요소로는 풍속, 풍력계수, 속도압계수, 가스트계수 등의 확률특성이 고려되었다. 풍하중을 결정하는 각종 계수들의 확률특성으로부터 풍하중의 확률특성을 분석하기 위해서 널리 이용되는 Monte Carlo Simulation기법을 이용하였다. 풍하중의 확률분포로는 풍속과 같이 Gumbel의 Type-I 극한값 분포를 적용하였으며 simulation결과에서 상부 10%만을 이용하였다. 또한 어떤 특정 구조물에 최대풍속이 가장 불리한 방향에서 발생할 확률이 낮은 것을 고려하여 감소계수 0.85를 적용하여 모형화하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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