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
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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50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GB 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!
【。 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
】 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 5015】3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
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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(Ch【aracter【istic》 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
【 ? 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(N《。omi?nal val【ue)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?
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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
!。 1 用—超过Qx《的总持续时》间Tx=《Σti或其与设计】基准期T《的比值μ《x=Tx/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《FQ:。*,。(Q)?超越Qx的概—。率为p*可按下式确!定
p】*=1-FQ—*(Qx)
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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Qx《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μx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
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? 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μQ!*,及其跨阈率vm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Qx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
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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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