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 50!1,53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50—年代规范中的特【殊,。荷载
】 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
! ? 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 —5000《9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】
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
《
【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? 50?153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(Cha》ra:cteris—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(:Nomi《n,al value】),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》。Tx=Σt》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: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μx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
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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【
— ? 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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