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《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,此外冬季的》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 :    】 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】如车辆荷载按随时间!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 【 , 5.2.4~5.!2.7  》。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《。上也应按随》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30~5》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?杂的它随荷载的【种类不?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【∈[0T]》}中任意时点荷【。载的概率分布函【数FQ(《x):=P{Q(》t0)≤xt—。0∈[0T]}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)—=,。Gt∈?。[0T]}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 ! ? 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【的实际情况并—不要求一律选用平】稳,二项随机过程这种特!定的概?率模型 《 ?  ?  : 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,X2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【 :  》   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—不足而一时又难以获!得时可?根据工程经验—经适当的判断确定 !。     !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 【   》  :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,应该:统一规?。定譬如为50年【或1:00年此外还应【。对该分位值的百【分数: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 【 《    《 对可变《作,用的标?准值:有时可以《通过平均重现期的】。规定来定义见附录】第C.2《。.1条?第3款 【。     在实际!工程中有时由于无法!对所考虑的作用取得!充分的数据也不得不!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【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?内的最大量值即【以小于其标准—值的组?合值为?代,表值(见附》。录第C.2.—。4条) !  :  :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!平例如在设计基【。准,期内被?超越的总时间—与设计基《准期之比规》定为某个较小的【比率或被《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,值定义在设计基准】期,内被超越的总时间与!。设计基准期之比规】定为某个较》大的比率来确定(】详见附录《C.2?。.2和C.2—。.3条)《  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9!0%: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年地?震烈度我国规范将】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5?。0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98%《。分位值或重现期【为2:500年地震烈度】 : ,。 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φ》(·:)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  》