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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 50》011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 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—(C:。haracter】i,st:ic value)!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(No—m,inal v—al:。ue)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50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【
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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Q】x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
【 当μ—x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μ:Q*及其跨阈率v】m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
】 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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