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G》B 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
【 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
! 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 50!。011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?
— 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 !5,01:53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(Char】a,cteris—tic 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(》Nomi《nal va—lue)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Q《x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T!x,=Σti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Qx【的概率为p*可按】下式确定
》
p—*=1?。-F:Q*(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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》。
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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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《
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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n:x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)
! 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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