， 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～5》0，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,t？0∈[？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χ《2，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：100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 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(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Q—k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Qma—x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Q：c， 》。。 ，        】3)  按设计值】方法的？原理该最大作用【。的设计？值Qma《。。xd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(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， 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υ—x的作用水平Qx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ψfQk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ψq—Qk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50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.—2.10  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：1，0m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 《 ，