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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 50】153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G:。B 500》09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》 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: 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5】0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(Chara!。cterist【i,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(Nomi!nal 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
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【
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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
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? 1 用超过!Qx的总《持续时间Tx=Σ】。。ti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
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: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
《。
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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