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
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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,
! 建:筑结构荷载规范【GB 5《0,00:9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【。
】 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G《B, 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(C】。haracter】is:ti:c 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,(No?minal》 val《。u,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》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
】 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?
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Q【x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?Qx的概率为p【*可按下式》确定
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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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?。
【 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=n?。x,/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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