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3 荷【载分类?和,荷载组?合
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3.1 荷载!分类和荷载代表值
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:3.1.1 工】程结构可靠》性设计统一标—准,G,B 50153指出!。结构上的作用可按】随时间?或,空间的变异分类还可!按结构的反应—性质分类《其,中最基本的》是按随时间的变异分!类在分析《结构可?。。靠度时它关系到概】率模型的《选择;在按》各类极限状态设【计时它还关系到荷】载代表值《及其效?应组合形式的选择】
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, 本规范中】的永久荷《载和可变荷载类【同于以往所谓—的恒荷载和活荷载;!而偶然荷载也相【当于50《年代规范中的特殊荷!载
】 ?土压力和预应力作】为永久?荷,载是因为它》们都是?随时间单《调变化?而,能趋于限值的—荷载其标《准值都是依》其可能出现的—最大值来确定在建筑!结构设计《中有时也《会遇到?有水压力作用的情况!对水位不变的水压】力可:按永久荷载考—虑而水位变》化,的水:压,力应:按可变荷《载考虑
! 地震作【用(:包括地震力和地【震加速度《等)由建筑》抗震设计《规范GB 5—0,011具《体规定?。
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? , :偶,然,荷载如撞击、—爆炸:等是由各部》门以:其专:业本身特点》一般按经验确定采】用本次修订》增加了偶然荷—载一:章偶然荷载的标准】值可按该章规—定,。的方:法确定采用
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3.1》.2 结》构设计中采用何种荷!载代表将直接影响】到荷载的取值和大小!关系结构设计的安全!要,以强制?性条文?给以规定
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虽然任】何荷载都《具有不同性质的变】异性但在设》计中不?可能直接引用反映荷!。载变异性《。的各种统计参数通过!复杂的概率运—算进行具体》设计因此在设—计时除了采用能便于!设计者使用的设计】表达式外对荷载仍应!赋予:一个规定的量值【称为荷载《代表值?荷载:可根据不同的设计】要求规定不》同的代表值以使之】能更确切地反—映它在?设计中?的,特点本规范给—。出,荷载的四种代表值标!准值:、组合值《、频遇值和准永久值!荷,载标准值是荷载【的基本代表值—而其他代《表值都可在标准【。值的基础上》乘以:。相应的系数后得出
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!荷载:标准值是指其在结构!的,。使用期间可能出现的!最大荷载值》由于荷载本身的随】机性因而使》用期间的最大荷【。载也是随机变量原则!。上也可用它的统计分!。布来描述按工—程结构可靠性设计统!一标准GB 50】。153的规定荷【载标准值统一由【设计基?准,。期最大荷载概率【分,布的某个分》位值来?确定设计基准期【统一规?定为50年而对【该分位值的百—分位未作《统一规定
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因—。此对某?。类荷载当有足—够,资料而有可》。能对其统计分—布作出合理估—计时则在其设计基】准,期最大荷载的分【布上可根据协议【的百分位《。取,其分位值作为该【荷,载的:代表:值原则上可取—。分布的特征值(例如!均值、众《值或中值)国际上习!惯称之?为荷:。载的:。特征值(《Char《a,ct:eristic v!al:ue)实际上对于大!部,分自然荷载包括风雪!荷载:习惯上都以其—规定的平均重—现期来定《义,标准值也即》相当于以《其重现期内最大荷】载的分布的众值为】标准值
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:。 《目前:并非对所有荷—。。载都能取《得充分的资》料为此不得不—从实际出发根据【已有:的工程实践经验通过!分析判断《后协议一个公—称值(?Nominal【 valu》e)作为《代表值在《本规范中对按这【两,种方式规定》的代:表值统称为荷载标准!值
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3.1.3 在!确定各类可》变荷载的标准值【时会涉及出现荷载最!大值的时域》问题本规《范统一?采用一?。般结构的设计使用年!。限5:0年作为《规,定荷载最大值的时域!在此也称之为设计】基准期?采用不同的》设,计基准期会得到不同!的可变荷载代—表值:因而也会直接影响】结构的安全必须以】强制性条文予以【确定设计人员在按】本规范的《原则和方《法确定其他可变荷载!。时也应采用》5,0年:。。设计基准《期以便与本规—范规定的分项—系,数、:组合值系数等参数】相匹配
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3.1.4 【 本:规范所涉及》。的荷:载其标准值》的取值应按本规范各!章的规定采用本规】范提供的荷载标准值!若,。属于强制性条款在设!计中必须作为荷【载最小值采用;【若不属于强制性条款!则,应由业主认可—。后采用并在设计文件!中注明
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3.1.!5 当《有两种或两种以上的!可变荷载在结构上要!求同时?考,虑时由于所》有,可变荷载同时—达到其?单独出现时可能达】到,。的最大值的概率极】小,因此除主导》荷载:(产生最大效应【的,荷载)仍可以其标准!值为代表值外其他伴!随,荷载均应采》用相应时段内的最大!荷载:也,即以小?于其标准值的—组合值为荷载—代表值而组》合值原则上》可按:相应时段最大荷载分!布,中的协议《分位:值(可?取与标准值》相同的分位值—),来确定
! 国际标【准对:组合值的确定—方法:另有规定它出于可】靠指标一致性的目的!并采用经简化后的】敏感系数α给—出两种不《同方法的组合值系】数表达式在概念上】这种方式比同分位】。值的表达《方式更为合理但在】研究中发现采用不】同方法所得的结果对!实际应用来说并【没有:明显的差异考虑【到目前实际荷载取】样的局限《性,因此本规范暂时不】明确组合值的—确,定方法主要还是在】工程设计《的经验范围内偏保】守,地加以确定
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3.1.6! 荷载的标准值是!在,规定的设计基准期内!最大荷载的意义上确!定的它没有反—映荷载?作,为随机过《程而具有随时间变异!的特:性当结构按正—常使用极限状—态的要?求进行设计时例如】要求控制房屋—的变形、裂》缝、局?部损坏以《及引起不舒适的【振动时就《应从不同《的,要求出?发,来选择荷载的代【表值
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在【。可变荷载《Q的随机过程中荷】载超过?某,水平Qx的表示【方式国际标准对此】建,议有:两种
! 1 用超过!Qx:的总持?续,时间:Tx=∑ti或其】与设:计基准期《T,的比:值μ:x=:Tx/T来表示见】图1(a《)图1(b)给【出的是可变荷载Q在!非零时域内任—意时点荷载》Q*的概率分布函】数FQ*(Q)超】越Qx的概率为p】*,。可按下式确定—。。
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》 对于各态历经的】随机过程《μx可按下式确【定
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:式,中q:。为荷载Q的非—零概率
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? 《当μx为规定时则】相应的荷载》水平Q?x按下式确》定,。
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对于】与时:间有关联的正常【。使用:极限状态荷载的【代表值?均可考虑按上述方】式取:值例如允许某些极】限状态在一》个较短的持续时间内!被超:。过或在总体上—不长的时间》内被超过《可以采用《较小的μx》值(建议不大于0】.,1)计算荷》载频遇值Qf—作为:荷载:的代表值《它相当于在结构【上时而?出现的较《大荷载值但总是小】于,荷载的标《准值对于在结构上经!常作用的可》变荷载应《以准永久值为代表值!相应的μx值—建议:取0.5相当于可变!荷载在整《个变化过程中的【中间值
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? 2 》用超越Qx的次数n!x或单位时间内的】平均超?越次:数vx=nx/T(!跨阈率)来表—示(图2)
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!跨阈率可通过直【接观察确定一—。般也可?应用随机过》程的某些特》性(例如其谱密【度函数)间接确定】当其任意时点荷载的!均值μQ*及其跨阈!率vm为《已知而且《荷载是高斯平—。稳各态历经的随机过!程则对应于跨阈【率vx的荷》载水平Qx可—按下式确定
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: :。 对于?与荷载?。超越次数有》关联的正《常使用极限状态荷】载,的代:表值可考虑按上【述方式?取值国际标》准,建议将?。此作为确《。定频遇值《的另一种方式尤【其是当结《构振动时涉及人的】舒适性、影响非结构!构件的性能和设备】的使用功能的极限状!态但是国际标—准关于跨阈率—的取:值目前并没有—具体的建《议
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图2》 可变荷载按【跨,阈率确定代》表值:示意图?
【 按《严格的统计》定义来确定》频遇:值和准永《久值:目前还比较困—难,本规范所《提供的?这些代表值大部分】还是根据工程经【验并参考《国外标准的相—关内:容后确定的对于有】可能再?划,分为持久《性和临时《性两类的《可变荷载可以直接】引,用,荷载的持久性部【分作为荷载准永久】值,取值的依据
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