基于Copula函数的海绵城市日气温设计

极端温度和温差影响混凝土微观结构特征和力学性能,气温被视作混凝土施工维养的重要设计依据。基于中国819个气象站1961—2015年日气象和地理信息资料,采用地统计方法和Copula函数对海绵城市进行气象分区,分析分区日均温和日温差边际、联合概率分布,设计日均温、日温差和相应混凝土抗压强度。结果表明:海绵城市气象分区与行政分区一致;各分区日均温和日温差多服从正态分布,冬、夏日均温期望值在0～13.6℃和23.2～26.4℃间变化、标准差在3.2～5.4℃和2.5～3.5℃间变化,冬、夏日温差期望值在7.4～12.1℃和7.4～11.8℃间变化、标准差在2.9～3.7℃和1.8～3.4℃间变化;日均温和日温差联合概率分布冬季对称,夏季不对称,相应AMH Copula函数参数值分别在-5.68×10~(-6)～4.93×10~(-6)和-6.37×10~(-6)～4.89×10~(-6)间变化;冬季,东北、华北和西北分区设计频率分别处于50%、5%、5%,低于国标设计温度,设计出的混凝土无法达到抗冻要求,其余分区设计频率在国标设计温度内满足设计要求;夏季,各分区日均温均高于混凝土国标养护温度,易使得混凝土内外温度失调而产生热胀破坏。设计的极端温度、温差及抗压强度是对现有国标混凝土养护温度的补充和完善,为海绵城市新性能混凝土构建提供科学依据。