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； — ： ：  ：      1【1，  水位变化的水】压力；？ ， ，   —     》 ，12  《扬压力； 【 ：   ？     》 13？  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？.0：5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10—0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Qk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Q【k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Q》。k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Qmax】d和组？合作用Qcd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Qx的总持续时】间与设计《基准期T的比率【ηx＝？T，x/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【ηx：值按式(14)计算！作用：的频遇值《ψ，fQk 】      —   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—Qk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ψqQk【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5】0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47】5年的地震烈度【现行国？家标：准，。建筑抗震设计规范G！B 50011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 》 《5.2.10—  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《.2.1《1  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 【