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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3?0~50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【)≤xt0∈[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:)=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0.05!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? 》     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100【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9—5%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98%分!位值或重现》期为2?500年《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 ? 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