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
! 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 ?50:009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
! : ,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 5》0011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:。
— , 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》0153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(Chara】cterist【ic 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(【N,。omin《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》
—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
! ? 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!=Σti或其—与设计?基准期T的比值μ】x=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Q?x的概率为p*可】按下式确定
】
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
【。
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μ【x值(建《议不大于0.1)计!算荷载频遇值Q【f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?
】 :2 ?用,。超越Q?x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】
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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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