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! 501《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
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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GB !50009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G!B :50011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: 50153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(C》hara《cteristi】c value)】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(】。N,o,mi:n,al valu【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
】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【5,0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!
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=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Q—x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Q?x的次数nx或【单位:时间内的平均—超越次数v》x=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》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《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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