为什么台风来时大部分建筑都是完好的？

​ 在建筑结构设计中是以基本风压作为风荷载度量的。类似于杭州，其基本风压为0.45$kN/m^2$ 而言，其换算成风速是27.08m/s。

风压与风速关系： $$w_0=v^2/1600$$

​ 那么这代表多少级风呢？其处于10级风范围（24.5~28.4）m/s。而杭州是有大概率台风经过的（尽管不是登陆地），那么可以说每年遇到超10级风基本是大概率事件了。那么一个问题来了：为什么绝大部分建筑台风来时是不坏的？

​ 有一个问题是台风时距的问题。资料2说台风采用的是2分钟时距，然后相应转化得到0.45$kN/m^2$ 时台风大概也就12级左右。在这种情况下取0.45$kN/m^2$ 应该是合理的。但是《台风涡旋测风数据判别规范》GB/T 36745-2018中的平均风速采用的是10分钟时距。这样的话基本只需要进行地貌的转化了。。或者换句话说杭州市也就50年一遇最大风速11级左右。可能这与一般的认识不大一样（以为台风登陆后路过杭州的话也能达到12级左右）。从另一个角度来看可能又没错，如石浦50年一遇基本风压1.20$kN/m^2$ ，换算下来43.8m/s，差不多14级台风了。所以说对于杭州来说，得收回上面这句话“每年遇到超10级风基本是大概率事件”。

​ 如果直观的看，如果记建筑对风荷载的抵抗能力（简称抗力）为$R$,风荷载产生的各种内力（统称效应）为$S$,那么显然设计时应满足： $$R\geq S$$ 假定没有富余量，那么当大于设计风荷载，建筑是一定破坏的？即使有富余量，但倘若富余量不大，也有很大可能会超出抗力。

​ 那么问题出在哪里了呢？

​ 需要知道，目前的建筑结构设计是一种概率设计。也就是说，上述抗力$R$、效应$S$就不是一个确定的值，而是随机变量。那么此时所采用的基本风压和抗力就只是代表着该随机变量可能取到的某一个值，也许是平均值，也许是具有某种保证率的值。

​ 例如对于基本风压，它代表如果统计每年最大风速，每隔50年风速会出现一次大于这个值（专业术语叫做重现期）。如果设计年限是50年的话，按照概率论，代表50年内平均风速均不超过该值的概率为：$(1-1/50)^{50}$，我们把这个值算一下，大概是36.41%，也就是说有大概63%的概率是会超过这一风速的。换句话说，基本风压这个值在$\int{p}=36.41\%$这个位置处。同样的，对于抗力也在某一概率密度位置处。

​ 我们以下图1（上）做说明，绿色曲线代表效应随机变量$S$概率密度分布,红色曲线代表抗力随机变量$R$概率密度分布,对应直线表征所取的代表值。那么设计时，外力代表值保持不变，调整抗力代表值使之不小于(图1下），即红色直线在绿色直线右侧或重合。相应可以计算出随机变量$R-S\geq 0$的概率。

图1

不过按照上图所示代表值选取下，此概率显然较小，也就是说有很大概率发生破坏。为此，在代表值基础上乘以一个大于1系数，如下图2（上）所示，此时再另两直线重合，随机变量$R-S\geq 0$的概率相应变大许多。在结构设计中即是如此所操作，相应的，尽管风荷载代表值不大，但由于乘了相关系数，使抗力大于效应概率保证在99%以上（此数值根据结构破坏可能产生的后果相应有所不同）。

图2

​ 实际上述乘以系数的方法亦应用与抗力，只是此时是除以一个大于1的系数。

​ 上述说明的就是《建筑结构可靠性设计标准》中所叙述的“建筑结构设计宜采用以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法”

​ 所以说总结起来不坏原因：1 风就规范那么大 2 具有一定可靠度

参考资料：

资料1

资料2

热带气旋分类规定（依据台风业务和服务规定）：

最后更新：2020年5月8日 星期五 天气晴