？ 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； —   》     》 ，13  波》浪力； 》 ， ，     —。    1》4  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FQ》(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QT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F】Q(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95《％，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【 FT】。(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(】Qk)？＝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】Q，k，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Q】max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Q！ma：xd和组合作用Qc！。d及作用的组合值】系数分别见公式【。(8)、式(9【)、式(1》0) — ：   】    《      对极】值Ⅰ型的作用—作用的组合值—系，数见式(11)【 ： 《    ！  ：       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《Q，。x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】 ？。 ηx》＝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Q！x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ψf【Qk 《 《   ？     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＝n】x，/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Q》x可按？下式：确定 — ？     ！   ？ ，    式》中σQ*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ψf《Q，k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ψ】qQk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ψqQk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GB 50【。011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5》0年最大烈度97】％～98《％分位值或》重现：。期为：1642年～247！5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 】