3 荷载!分类和荷载组—合
:
《
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 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
》
?
,
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G?B 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
《。
?。
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【
》
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》 50153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
—
— 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(Ch《aracter【。i,st:ic va》。lue)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
【
《 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(】Nomi《nal v》alue)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
【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
?
?
: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
】
?
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
—
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
》
【。
对于【各态历经的随机过程!μx:可按下式确定
】
:
,。
—
式】中q为荷载》Q的非零《。概,。率
—
》当μx为规定时则相!应的荷载水平Q【x,。按下式确定》
《
?
:
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
—
— 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)
】 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vx的!荷,载水平Qx可—按下式确定
】。
【
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
—
—
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:
: