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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 50《153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 【5001《1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
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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 5015【3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【ar:acter》。。istic 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》(Nom《inal 》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】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
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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
】 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μ!x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):。
—。 : , ,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
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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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