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,
3!.,1.1 工—程结构可靠》性设计统一标准【GB 501—。53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
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— 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
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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 】50011具体规定!
! 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
】 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 5《0153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5:。0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(!Character!istic v【alue《)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(】Nom?inal《 value)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
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!50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!
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: ? 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
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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μx】。=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Qx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Q!f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Q】x的:次,数nx或《单,位时间?内的平均超越次数v!x=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v》x的:荷载水平Q》x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
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? 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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