5.2  ！。结构上的作用 【 【5.2.1  结】构上的？大，部分作用例如—建筑：结构的楼面活—荷载和风荷载它们各！自出现与否以及出现！时量值的大》小在时？间，和空间？上都：是，互相独立的》这，种，作用在？计算其结构》效应和进行组合时】均可按？单个：作用考？虑某些作用》在结构上的出—现密切相关且—有可能同时》以最大值出现—例，如桥梁上诸多单独】的车辆荷载可以将它！们以车队形式作为】。单个荷载来》考虑： ： 但冬季【的雪荷载和结构上】的季节温《度差它们的最大值】有可能同时出现就】不能各？自按单个作用—考虑它们的组—合 》。 ，。 5.2.》2  对《有可：能同时出现的—各种作用《应该考虑它们在时间！和空间上《的相关关系通—。过作用组合》（荷载组合）来处理！对结构效应》。的影：响；对于不可能同】时出现的作用就【不应考虑《其同时？出现的？组合 【 5.2.3  作！用按随？时间的？变化：分类是作用最主要】的分类它直接—关系到作用变量概率！。模型的选择 —  —。   永久》作用的统计》参数与时《间，基本无关故可采【用随机变量》概率：模型来？描，述，；永久作用的—随，机性：通常表现在随空间变！异上可变作用的统】计参数与时间有关】故宜采用随》机过程概《率模型来描述；在】实用：上，经常可将随机—过程概？率，模型：。。转化为随机变量【概率模型来处理 】     ！永久作？用可分为以下几类 ！ 《    《   ？  1  结构自重！； 》 ， ， ， ，。  ：    2 — 土压？力，；， ？       ！  3  水位不】变的水？压力； 》    【    《 4  预应力；】    ！ ，   ？ 5  地基变形】； —     》    《6  混《凝，土收缩； 【    —     7 【 钢材焊接变形【； 》        ！ 8：  引起《结构外？加变形或约束变【。形，的各种施《工因素 【     可变】作，用可分为以下几类 ！  —       1】。  使用时》人员、物件等荷载】； ：     ！    2 — 施工时《结构的某些自重；】 ， ：  《      — 3  安装荷【载； 》。      】   4  —车辆荷载《； ？    【。     》5  吊车荷载； ！ ，。 ？       【  6 《 风荷？载； 》     【    7  【雪荷载； 】     —    《8  冰荷》载；  ！    《   9  多【遇，。。。地，震；  ！。   ？    10—  正？常撞击； 】 ，      —   11》  水位变化的水】压力； 【   《      —12  扬压—力；： —        1！。3  波《浪力； —   》      —14  温度变化】。。 》     偶然作用！可分：为以下几类 — ：     【。    《1  撞击； 【 ：       ！。。。  2 《 爆炸；《。 ，     ！    3  罕遇！地震； ！        4！  龙？卷，风，； ：。 》    《    5 — 火：灾；： ：  》       6】  极严重的侵蚀；！   】      7  ！洪水：作，用 【。    在上述作】用的举例《中地：震作用和撞》击既可作为可变作】用也可作为偶然作用！这完全取决于对结构！重要：性的评估《对一般结《构可以按规定的可】变，。作用考虑由》于偶然作用是—。指在设计使》。用年限内不太—可能出现《。的，作用因而对重要结构！除了可采用重要【性系数的办法以【提高安全《度外：也可以通过》偶然设计状》。况将作用按量值较】大的偶然作用来考】虑其：意图是要求一旦出现！。意外作用时结构也】不至于发生灾难性的！后果 》 ？。    对于—一般：结，构的设计可以采【用当地？的，地震烈度按》标准：规定的？可变作用来考虑【但是对于《重要：结构可提《高地：。震烈度按偶然作【用的要求来》考虑欧洲《规范还规定雪荷【载也可？按偶然作用考虑【以适应重《要结构一旦遭—遇意外？的大雪事件》。的设计需要 ！。    》 作用按不同性【质，进行分类是出于结构！设计规范化的—需要例如吊》车荷载按随时间变】化的分类属于可【变荷载应考虑它对结！构，可靠性？的影响；按随—空间变化的分类属于！自由作用应考虑它在！结，构上的最不利位【置；按结构反—应特点的分类—属于动？态荷载还应考虑结构！的动力响应 ！ ：   ？ 在选择《作用的概率模型【时很多典型的概率分！布类型？的，取值往往是》无界的而实际上很】多，随机作？用，的量值由《于客观条件的限【制而具有不能—被超越的界限—值例如水《坝的最高水》位具有敞开泄压口】的内爆炸《荷载：等选用这类有界作】用的概？率，分，布类型时《应考虑它们的特点】例如可？采用截尾的分布类型！ —    作用的其他！分类例如当进—行结构疲劳验算时可！按，作用：随时间？变化的低周性—和高：周性分类；当考【虑结：构徐变效应时—可，按，作用在结构上持续期！的长短分类 ！ 5.《2.4 《 ，作为基本变》。量的：作，用应尽可《能根据它《随时间变化的规【律采用随《。机过程？的概率模型来—描述但由于》对作用观测》数据的局限性对于】不同问题还可—给，以合：理的简化譬如在【设计：基准期？内结构上的》最不：。利作：用（最大作用或最】小作用）原则—上应按随机过程【。的概率模型但—通过简化《也，可采用随机变—。量的概率模型—来描述 】     在一个】确定的设《计基准期T内对荷】载，随机过程《作一次？连续观测（例如【对某地？的风：压连续观测》30：年～50年）—所获得的依赖于观】测时间的数》据就称为随机过程的！一个样本函数—每个：随机：。过程都是由》大量：。。的样：本函数构成的 】   —  荷载随机—过程的样本函数【是十分复杂》的它：随荷载种类的不同而！异目前对各》类荷载随机过程的】。样本函数及其性质】了解甚少对于—常见的活《荷载、风荷》载、雪荷载等为【了简化起见采用了平！稳二项随机过程概】率模型即将它们的样！本函数统一模型化】为等时段矩形—波函数矩形波—幅值的变化规律采用！荷载随机过程{Q(！t),t∈》[0,T]}—中任意时点荷载【的概率分布函数F】Q(x？)＝P{Q(t0)！。≤x,t0》∈[0,T]}来】描述 《  》   ？对于永久荷载其【值在设计基准期【内基本不变从而随机！过程就转化为与【时间无关的随机变量！{G(t)》＝G,t∈[—0,T]}所以样】本函数的图像是平】行于时间轴的—一条直？线此：时荷载一次出—现的持续时》间，τ＝T在设计基【准期：内，的时段数《而且在每一时—段内出现的概率p＝！1 【 ，。   对于可变荷】载（活荷《载及风、雪荷—载等）其样》本函数的共同特点】是荷载一《。次出：现的持续时间τ＜】T在：设计基准期内的时段！数r：＞1且在T内至少】出，现一次所以平均出】。现次数m＝pr≥1！不，。同的可变荷载其统】计参数？τ、p以《及，任意时点荷载的概】率分布函数FQ(】x)：都是不？同的 —。     对于】活荷载及《。风、雪荷载》随机过程的样本函】数采用这种统一的模！型为推导设》计基准期最大荷载的！概，。率分布函《数和计算组合—。的最大荷《载效应（《综合荷载效》应）等带来很多方】便  】。   ？当采用？一次二阶矩极限【状态设计法时必【须将荷载随机—过程：转化为设计基准【期最大？荷载：即 【  【   因T》。已规定？故Q：T是一个与时间参数！t无关的随机变量】    ！ 各种荷载的概【。率模：型必须？。通过调查实测根据】所，获得的资料和—数据：进行统？。计分析后确定使【之尽可？能反映荷载的实际情！况但不要《求一：律选用？平稳二项随机—过，程这种特定的—概率模？型 ？ ， 5.》2.：5 ： 任意？时点荷载《的概率？分布：函数FQ(x)是】结构可靠《度分析的基》础它应根据实—。测数据运用χ2检】验或K-S检验等】方法选择典型的概率！分布如？正态、对数正态、伽！马、极值Ⅰ型—。。、极值？Ⅱ型、？极值Ⅲ型等》来拟合？检验的显著性水【平，可取0.05显著】。性水平是指》所假设的概率分布】类型：为真而经检》验被拒绝《的最大概率 ！ 5.2.—。6  荷载的统【计参数如《平均值、标准—差、：。变异系数《等应根据实》测数：据按数理统计学【的参数估计方法确定！当统计资料》不足且一《时又难？以获得？时可：根据工程经验经适当！的判断？确定： 5【.2：.7  虽然任【何作用都具有不同性！质的变异性》但在工？程设计中不》可，能直：接引用反映其—变异：性，的各种统计参—数并通过复杂的概率！运，算进行设计因此在】设计时除了》采用能便《。于设计者使用的【。设计表达式外对作用！仍应赋予一个规【定的：量值称为作用—的代表值根据设计】的不同要求》可规定不《同的代表值以使【其能：更确切地反》映它：在，设，计，中的特点《在本标？准中参考国际标准】对可变作用采用四种！代表：值标准值、组合【值、频遇值和准永】久值：其中标准值是作用】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《数后来表示 】     1】  作用标准值是指！其在结构设计—基准：期内可能出现的最】大作用值《由于作用《本身：的随机性因而—设计基准期内的最】。大作用也《。。。是随机变量尤其是可！变作用原则》上都可用它们的【统计分布来描述【作用标准值》统一由设计基—准期最大《作用概率分布的【某个分位值来确定设！计，基准期应统一规【定譬如为50年或1！00年？。此外还应对该—分位值的百分位作】明确：规定：这样标准《值就可取分布的【统计特？征值（均值》、众值、中值或较】高的分？位值譬如90％或9！5％的分位值）因】此在国际上》也称：标准值为《特征值 —  《 ，      1【)  当可变作用采！用平稳二项随—机过程概率模—型时设计基准期T内！可变作用《最大值的概率分布函！数，FT(？x)：可按下式计算— ， ， F》。T(：。x)＝[F(x)]！m       】 ，(2) — ？      —    《  式中F(x【)可变？作用随机过程的【截口概率分布—函，数，； ： ：     【     》 ，    《  m可《变作用在设计基准期！T内的平均出现次数！  【   ？  ：    《 ， 当截口概率分布】为极值Ⅰ型分—布时： 《 】   ？  ：     》  其最大值概率】分布：函数为: 》 《 ： ：       ！  2)  —可变作用的标准【值Q：。k，可由可变作用在设计！基准期T《内最大值《概率分布的》统计特征《值确定最常用—的统计特征值有平】。均值、中位值和众值！也，可采用其他指定概】率p的？分位值即 ！ FT(Q》k)＝p 》。。  ：     (5)】  【         ！  此时对标准【值Qk在《设计基准《。期内最大值分—布上：的，超越概率为1－p ！ ？。。 ：  ：  ：    《3)：  对可变作用【。的，标准值有时》可，以通过平均》重现期的规定—来定义？在，很多情况下》特别是对自然—作用采用重现—期TR来表达可变作！用的标准值》Qk比较《方便重现《期是：指连：续，两次超过作用值Qk！的平均间隔时间Qk！与TR的关》系见下式 【 ？F(Qk)＝—。1－1/TR— ，       (】6，) —   ？ ，       【  重？现，期TR、概率—p和：确定标准值的设【计，基准期T还存在【。下述近似关系 】。 —  》。       【    在》实际工程中》。。。由于无法《对所：考，虑的作？用取得充分的数据】需根据已有的工程】实，践经验通过分析判断！后协议一个》公称值或名》。义值作为作用的代表！值 ： 《  ：  ：  ：       当】有两种或两种以上的！可变作用在》结构上要求同时考虑！时，由于所有可变作用同！时达到其单独出【现时可能达到—的最大值的概率【极，。小因此在结构按承】载能力极限》状态：。设计时除主导—作用：应采用标准值为【代表值外《其他：伴随作用均应采用】主导作用出现时段】内的最大《量值也即以》小于：其标：准值的组《合值为代表值 【 ， ？。     2  】可变作用组》合值：可按下述原则确【。定 》 ，  ：   ？    《1)  可变—。作用近似采用等【。。时段荷载组合模型假！设所：有作用的随机过程Q！(t：)都是由相等时段τ！组成的矩形波平【稳各态历经过程【如图1所示 ！ ？     ！    2》)  根据各个作用！在设计基准期—内的时段数r的大小！将作用按《序排列在诸作用的组！合中必然有》一个作？。用取：其最：大作用？Qmax而》。其，他，作用则分《。别取各自的时段【最大：作用或任意时点【作用统称为组—合作用Qc》 ， ？ ：        】3)  按设计值】方法的？原理该？。最大作用的》设计值Qmaxd和！组合作用Qcd【及作用的《组合值系数》分别见公《式(8？)、式(9)、式(！10) 《 ， 【    —        】 对极值Ⅰ型的作】用作用的组合—值系数见式(1【1) ！ ，     】  ：      —式，中，υ一：一作用最大值的变】异系数？ 》     》  ： ， 4）  组—。合值系数也可作【为，伴随作用的分—项系数？按本标准附录E【第E.6节》的有关内容》确定 — ，。   ？ ，。。 3  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！制结构的变形、【局部损坏《。以及振？动时理？应从不同的要求 】出发来选择》不同的作用代—表值：；目前规范提供的除！标准值和组合值【外还有频遇值和【准永久？值频遇值《是代表某个约—定条件下不被超越的！作用水平例如—将，设计：。基准期？内被超越的总—时，。间规定为某个—较小的比例或被超】越的频率限制在规定！的，频率内的作用水平】准永久值是代表【作，用在设计基准期内】经常出现的水平【也即：其持久性部分当对】持久性部分》无法定性时也—可按频遇值定义【将在：设计基准期》内，被超越的总时间规定！为某个？较大的比例来确【定可变作《用频遇？值可按下述原则确定！ —   ？ ，    1)  按！作，用值被超《越的总？持续时间与》设，计基准？。期的规定比例确【定频遇值 》    】   ？      在【可变作用《的随机过程的分【析中将作用值超过】某水平Qx的总持续！时，间与设计基准—期，T的：比率ηx＝Tx/】T来表征频遇值作】用的短暂程度—如图2(a)所示】图2(b《)给：出的是？可变作用Q在—非零时？域内任意时点作用】值Q：*的概率分布函数】FQ*(x)超【过Qx水平的概【率p*可按下式确定！ 《 p*《＝1－FQ*—(Qx)   【  ：   (12—。) 【  【        】 ，  对各态历经的】。随机过程存》在下列？关系式 】。 η：x＝p*q   】。   ？  (13) 】  》 ，        】  式中q一一作用！Q的非？零概率 《  —     》     》。 当ηx为规定【值时相应的作用【水平Qx《可按下式确》定 《 ！         ！   对与时—间有关联的正常使】。用极限状态作用的频！。遇值：可考虑按《这种方？。式取值当允许某些极！。限，状态在一个》较短的持续时间内】被超越或在总—体上不长的时—间内被超越就—可采用建议不大于】0.1的η》x值按式(14)】计算：作用：的频遇值ψ》f，Q，k ？。 ， ： ，       【 2)？ ， 按作？用值：被超：越的：总频数或单位时间平！均超越频数》即跨阈率确定频遇】值 《   》   ？    《   在可》变作用随《机过程的分析中将作！用，。值，超过某水平Qx的】次数nx或单—位时间内的平均超越！。次数即跨阈率—υx＝？nx/？T来表征频遇值出现！的疏密程度（图【3） — ：   ？ ，        】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（如谱【密度函？数）间接确定当【其任意？时点作用Q*的【均值μQ*及其跨阈！率，υm为已知》而且作用是高斯【平稳各？态历经的随机过程】。。则对应？。于跨阈率《。υx的作用水—平Qx可按下式确】定 ！ ？ ，        】    式中—σ，Q*任？意时点作《用，Q*的标准差 ！ ？  【     》      —对与作用超越次【数，有关联？的，正常使用极限—状态作用的频遇值ψ！fQk可《考，虑按这？。种方式？取值当？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【等的极限状》。态都可采用》频遇值来衡》量，结构：的正常？性 《     4 ！ 可变作用准—永久值？可按下述原》则确：定 《 ？  ：      1【)  ？对在结构《上经常出现的部【分可变作《用可将其出现部【分的均值作为准永久！。值ψqQ《k采：用  】   ？    2)  对！不易判别的可变作用！可以按作用值被【超越的总《持续：时间与设计基准期】。的规定比率确定【此时比率可》取0.5当可变【。作用可认《为是各态历经—的随机过程时准永久！值ψ：qQk可直接按【本条第3款式—(14)确定 【。 5.2】.8  偶然作【用是：指在设计《使用年限内不一定】出现而一旦》出现其量值很大【且持：续期在多数情况下】。很短的作用》。例如爆炸、撞击、】龙卷风？。、偶然出现》的雪荷载、风荷载等！因此偶然作用的出】现是一种意外事件它！们的代？表值应根《据具体？的工程情况》和偶然作用可能【出现的最大值并且考！虑经：济上的因素综合地加！以，确定也可通》过有关的《标准：规定 ？   【  ：。对这类作用》由于历史资料—的局限性《一般都是根据工程】经验通过分析判断】经协议确定》其名义值当有—可能：获取偶然作用的【量值数据并可供统计！分析但是缺乏失【效，。后果的定量》和经济？上的优？化分析时国际标准】建议可采用重现【期为万年《的标准确定其—代表值 》 ，   》  当采用》偶然作用为》结构的主导》作用时设计》应保证结构不—会由于作《用的偶然出现而【导，致灾难？性的后果 — ？ 5.2《.9  地震作用的！代表值按《传统都采用当地地区！。的基本烈度根据【大部分地区的统【计，资料它相当于设计】基准期为50年【最大：。烈度90％的分位值！如果采用重》现期：。表示基？本烈度相当》于重：现期为475—年的地震烈》度现行国《。家标准建筑抗震设计！规范G？B 5？0011将抗震设防！划分三个水准第一水！准是低于基本烈度】也称为众值烈度俗称！小震它相当于50】年最大？烈度36.》8％的分位值；【第，二水准？是基本烈度；第三】水准是罕遇地震烈度！它远高于基本烈【度俗称大震相—当于50年最大烈】度97％《～98？％分位值或重现【期为：1642《年～2475—。年的地震《烈度 ？ 《 5.2.》1，0  为了能适应各！种不同形式的结构】。将结构上的作用分】成两部分《因素与结构类—型无关的基本作【用和与结构类型（】包括外形和变形性】能）：有关的因素基本作】用F0通常具有随时！间和空间的变异性它！应具有标准》化的：定义例如《对结构自重可定义】为，结构的图《纸尺寸和材料的标】准重度；对》雪荷载可定义标准】地，。面上：的雪重为基本雪【压；对风荷载可定】义标准地面上—10m高处的标准时！距的平均《风速为基本》风压如此等》等而：作用：值应在基本》作用的基础上考虑】。与结构有《关的其他《因素：通过反映作用规律的！数学函数(·)【来表述例如对雪荷载！的，情况可根《据屋面的不同条件】将基本？雪压换算为屋面上的！雪荷载；《对风荷载的》情况可根据场—地，地面粗糙度情况、结！构外形及结构—不同高度将》基，本风压换算为结【构上的风荷载 ！ 5.2—.11  当作【用对结构产生不可】。忽略的加速度时也即！与加速？度对应的结构效【应占有？相当比重时结—构应采用动力—模型来描述此时动态！作用必？须按某？种方式？描述其随时间的【变，异性（随机性）作用！可根据分析的方【便与否而采用时域】或频域的描述方式作！用历程中的》不定性可《通过选？定随机参数的非随】机函：数来描？述也可进一步采用】随机过？程来描述各》种随机过程》经常被假定为—是分段？平，稳，的  】   在有些情【况下动态《作用与材料性能和结！构刚度、质量及各】类阻尼有关》此时对？作，用的：描述首先是在—偏于安全的前提下规！定，某些：参数：例如结？构质量、初速度等】通常还可以进一【步将这些参数转【化为等？效的静态作用 【 ？ ：   ？ 如果认为所选用的！参数还不能保证其】结果偏于安》全就有必要》对有关？作用模型按不同【。的假设进行计算从中！选出认为可靠—的，结果： ：