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?3 荷载》分类和荷载组合
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3.1 荷载】分类和荷载代表值】
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3.1.—1 工程》。结构可靠《性设计统一》标准:GB: ,50153指出结构!上的作用可按随时】间或:空间的变异分—类还可按结构的反】应性质分类其中最】基本:的是按随时间的变】异分类在分析—结构:可靠度时它关—系,到概率模型的选【择;在按各》。。类极限状态设—计时它还《关系到荷载代表值及!其效应组合》形式的选择》
】。 本规《范中的永久荷载和】可变荷?载类同于以往—所谓:的恒荷载和活—荷载;而偶然荷【载也相?当于5?0年代?规范:中的特殊《。荷载
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《 土?压力和预应》力作为?永久荷载是因为它们!都,是随时间单调变化】而,能趋于限值的—荷载其标准值都是】依,其可能出现》的最大值来确定
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】。本规范?根据荷载作用频【率和阶段性》。可变荷载列举增【加消防车荷载、【施工堆载、工作时】的擦窗机荷》载,、屋顶直升飞机荷载!
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】建筑结构荷载规范G!B 5?0009中对水位】不变的水《。压力可按永久荷载考!虑而水位《变化:的,水压力?应按:可变荷载考》虑但由于水位—变化:为不可?预,测因素发《生变化的《可能性较大本规【范中水压力不—再区分为永久荷载和!可变荷?。载一律按可变—荷载考虑
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? ? 地震作用(包括】地震力和地》震加速度等)由建】筑抗震?设计规范《GB 500—11:具体规定
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偶然】荷载如撞击、爆炸】等是由?。各部门以其专—业本身特点》一般按经验》确定采用标准值可】按第9章偶然荷载规!定的方法《。确定釆用《
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3.1《.2 结构设【。计中采用何种荷【载代:表将直接影响—到荷载的取值和大小!关系结构设计—的安:全要:以强制性条文给【以规定
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—虽然任何荷》载都具有不同—性质的?。变异性但在设计中】不可能直接引用反】映荷载变《异性的?各种统计《参数:。通过复?。杂,的概率?运算进行《。具,体设计因此在—设计时除了采用能便!于设计者使用的【设计表达《式外对荷载仍应【赋予一个规定的【量值称为荷载—代,。表值:荷载:可根据不同》的设计要求规—定不同的代表—值以使?。之能更确切地反映它!在设计中的特点本规!范给出荷载》的四种代表值标准】值、组合值、—频,遇值和准永久值荷载!标准:。值是荷载的》。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】后得出
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荷载标】准值是指其》在结构的《使用期间可能—出现的最大荷载值】由,。于荷载本身的随机】性因而使用》期间的最《。。大,荷载也?是随机变量原则上】也可:用它的统《计分布来描》述按工程结构可靠性!设计统一《标准GB《 5:0153的规定【荷载标?。准值统一由》设计基准期最—。大荷载?概率分布的》某个分位值》来确定设《计,基准期统一规 定】为,。50年而《。对该分?位值的百分位未作】统,一,规定
! 因此》对某:。类荷载?当有:足够资?料而有可能对其统计!分布作出合理—估计时则在》其设计基准期最大荷!载的分?布上可根据协—议的百分位取—其分位值作为该荷】载,的代表值原》则上可?取分布的《特征值(例如均值、!众值或中《。值)国际上习惯称之!为荷载的特》征值(Charac!ter?is:tic val【ue)实际上对【于大部?分,。自然:荷载包?括风:雪,。。荷,载习惯上《都以其规定的—平均重现《期来定义标准值也】即相当于以其重现期!内最大荷载》的分布的众值为【标准:值
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: ? 目前并非》对所有荷载都能取得!充分的资《料为:此不得不从实际【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(Nom!。inal 》va:lu:e)作?为代表值在本规范】。中对按?这两种?方式规定的代—。表值统称为》荷,。载标:。准,。。值,
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3.【1.3 》在确定各《类可变荷载的标准】值时:会涉及出现荷—。载最大值的》时域问?题本规范《统一采?用一般结构的设计使!用年:限50?。年,作为规定荷》载最大值的》时域在此也称之【为设计基准期—采用不同的设计基】准,期会得到不》同的:可变荷载代表值因而!也会直接影响结构】的安全?必须以强制性条文予!以确定设计人员【在按本规范的原则】和方法确定其—他可变荷载时—也应釆用50年设计!基准期以便与本规】范规定?。的分项系数、组合】值系数等《参,数相:。匹配
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3:.1.4 —本规范所涉及—的荷载其标准值的取!值应按本规范—各,章的规定采用本规】范提供的荷》载标准值若》属于强?制性条款《在设:计中必须作》。为,荷载最小值采用;若!不属于?强制:性,条款则应由业主认】可后采用并》在设计文件中注明】
3【.1.5 当有两!种或两?。。种以上?的,可变荷?载在结构《上要求同时考—虑,时,由于所?有可变荷载》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【除主导荷载(产生】最大:效,应的荷?载)仍可《以其标准值为—代表值外其他伴【。随荷载均应釆用【相应时段内》的最大荷载也即【以小于其标准值的组!合值为荷载代表值】而组合值原则上可按!相应时段最》大荷载?分布中的协议分位值!(可取与标准—值相同的分》位值)来确》定,
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? , 国际标准对组合】值的确定方法另有】。规定它?出于可靠指标—一致性的目》的并采用经》简化后的《敏感系数《a给出?两种不同方法的组合!值系:数表达式在概念【上这种?方式比同分》位值的表达方式【更为合?。理但在研究中—发现釆用不同—方法所得的》结果对实《际应用来说并没【有,明显的差异考—虑到目前实际荷载取!样的局限性因—此本规范暂时不【明确组?合值:的确定方法主—要还是?在工程设计的经验范!围内偏保守地加以确!定
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3.1—.6 荷》载的标准《值是在?规,定的设计基准期内最!大荷:载的意义上》确定的它《。没有:反映荷载作为—随机过程而》具,有随时间变异的【特性:。当结构按正常使用】极限状态的要—求进行设计时—例如要?。求控制房屋的变形、!裂缝、局部损—坏以及引起不—舒适的振动时就应从!不同的要求出发来】选,择荷:载的代表值
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》 ?在可变荷载Q的【随机过程中荷载超】过某水平Qx的表示!方式:国际标准对此建议】有两种
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《 1 用【超过:Qx的总持续时间T!x=Σ?t,i或其与《设计基?。准期T的比》值μx=T》x/T来表示见图1!(a)图1》(b)给《出的:是可:变,荷载Q在非》零时域内任》意时点荷载Q*【的概率分布函—数F:Q,*,(Q:)超越Qx的—概率为p《*可按下式确定
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p*=1】-FQ*(Q—x,)
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《 对于各态历经的随!机过程μ《x可按下《式确定
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: ? 式中q为】荷载:Q的非零概率—
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》当μx为规定时【则相应?的荷载水平Q—。x按下式确定
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对于【与时间有关联—的正常使用极限【状态荷载《的代表值《均可考虑《按上述方《式取值例如允许某些!极限状态在一—。。个较:短的持续时间内被】超过或在总体上【不长的时间内被超】过可以采用较小的】μx值(建》议不大?于0.1《)计算荷载频遇值】Qf作为荷》载的代表值它相当于!在结构上《时而出?现的较大荷载值但】总是小?于荷载的标准值对于!在结构上经常作用】的可变荷载应以准】永久:值为代表《值相:应的μ?x值建?议取0.5相—当,于可变荷载在整个变!化过程中的中间【值
! 2 《 用超越Qx的次】数nx或单位—时间内的平均—超,。越次数vx=nx】/T(跨阈率)【。来表示(图》2)
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》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(例如其谱【密,度函数?)间接确定当—其,任意时点《荷载的均值》μ,Q*及?其跨阈率v》m为已知而且荷载】是高斯平稳各态历经!的随机过《。程则对应于跨阈【率vx的荷载水平Q!x可按下式确定【
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】 :对于:与荷载?超越次数有关联的正!常使用极限》状态荷载的代表值】可考虑?。按上述方式取值【国际标准建议将此】作为确定《频遇值的另》一种方式尤其是【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】的极限状态但是国际!标准:关于跨阈率》的取值?目前并没有》具体:的建议
! : 按严格的统计定!义来确定频遇值和】准永久值目前还比】较困难本规范所【提供:的这些代表值大【部分还是根据工【程经验并参考国【外标准的《相关内容后确定的对!。于有可能再划—分为持久性》和临时性两类—的可:。变荷载可以》直接引用荷载的【持久性?部分作?为荷载准永久值【取,值的依据
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