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3，荷載分類和荷載組合3.1、荷載分類和荷載代表值3 1,1，工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、GB，50153指出 結(jié)構(gòu)上的作用可按隨時(shí)間或空間的變異分類，還可按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)性質(zhì)分類.其中最基本的是按隨時(shí)間的變異分類,在分析結(jié)構(gòu)可靠度時(shí),它關(guān)系到概率模型的選擇,在按各類極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),它還關(guān)系到荷載代表值及其效應(yīng)組合形式的選擇.本規(guī)范中的永久荷載和可變荷載 類同于以往所謂的恒荷載和活荷載.而偶然荷載也相當(dāng)于50年代規(guī)范中的特殊荷載、土壓力和預(yù)應(yīng)力作為永久荷載是因?yàn)樗鼈兌际请S時(shí)間單調(diào)變化而能趨于限值的荷載.其標(biāo)準(zhǔn)值都是依其可能出現(xiàn)的最大值來確定 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。有時(shí)也會(huì)遇到有水壓力作用的情況，對水位不變的水壓力可按永久荷載考慮、而水位變化的水壓力應(yīng)按可變荷載考慮.地震作用。包括地震力和地震加速度等，由 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB。50011具體規(guī)定.偶然荷載,如撞擊.爆炸等是由各部門以其專業(yè)本身特點(diǎn).一般按經(jīng)驗(yàn)確定采用,本次修訂增加了偶然荷載一章 偶然荷載的標(biāo)準(zhǔn)值可按該章規(guī)定的方法確定采用。3,1，2,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用何種荷載代表將直接影響到荷載的取值和大小。關(guān)系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全、要以強(qiáng)制性條文給以規(guī)定 雖然任何荷載都具有不同性質(zhì)的變異性、但在設(shè)計(jì)中，不可能直接引用反映荷載變異性的各種統(tǒng)計(jì)參數(shù)，通過復(fù)雜的概率運(yùn)算進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，因此.在設(shè)計(jì)時(shí),除了采用能便于設(shè)計(jì)者使用的設(shè)計(jì)表達(dá)式外 對荷載仍應(yīng)賦予一個(gè)規(guī)定的量值、稱為荷載代表值,荷載可根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求、規(guī)定不同的代表值、以使之能更確切地反映它在設(shè)計(jì)中的特點(diǎn) 本規(guī)范給出荷載的四種代表值。標(biāo)準(zhǔn)值。組合值 頻遇值和準(zhǔn)永久值，荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值 而其他代表值都可在標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上乘以相應(yīng)的系數(shù)后得出 荷載標(biāo)準(zhǔn)值是指其在結(jié)構(gòu)的使用期間可能出現(xiàn)的最大荷載值 由于荷載本身的隨機(jī)性.因而使用期間的最大荷載也是隨機(jī)變量.原則上也可用它的統(tǒng)計(jì)分布來描述、按，工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，GB.50153的規(guī)定,荷載標(biāo)準(zhǔn)值統(tǒng)一由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大荷載概率分布的某個(gè)分位值來確定。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期統(tǒng)一規(guī)定為50年。而對該分位值的百分位未作統(tǒng)一規(guī)定 因此。對某類荷載、當(dāng)有足夠資料而有可能對其統(tǒng)計(jì)分布作出合理估計(jì)時(shí)，則在其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大荷載的分布上?？筛鶕?jù)協(xié)議的百分位。取其分位值作為該荷載的代表值、原則上可取分布的特征值。例如均值,眾值或中值、國際上習(xí)慣稱之為荷載的特征值 Characteristic、value 實(shí)際上.對于大部分自然荷載，包括風(fēng)雪荷載，習(xí)慣上都以其規(guī)定的平均重現(xiàn)期來定義標(biāo)準(zhǔn)值、也即相當(dāng)于以其重現(xiàn)期內(nèi)最大荷載的分布的眾值為標(biāo)準(zhǔn)值、目前、并非對所有荷載都能取得充分的資料.為此。不得不從實(shí)際出發(fā).根據(jù)已有的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過分析判斷后,協(xié)議一個(gè)公稱值。Nominal,value。作為代表值 在本規(guī)范中 對按這兩種方式規(guī)定的代表值統(tǒng)稱為荷載標(biāo)準(zhǔn)值 3 1.3、在確定各類可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)、會(huì)涉及出現(xiàn)荷載最大值的時(shí)域問題 本規(guī)范統(tǒng)一采用一般結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限50年作為規(guī)定荷載最大值的時(shí)域 在此也稱之為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期,采用不同的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，會(huì)得到不同的可變荷載代表值.因而也會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)的安全 必須以強(qiáng)制性條文予以確定.設(shè)計(jì)人員在按本規(guī)范的原則和方法確定其他可變荷載時(shí)、也應(yīng)采用50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，以便與本規(guī)范規(guī)定的分項(xiàng)系數(shù),組合值系數(shù)等參數(shù)相匹配,3,1.4,本規(guī)范所涉及的荷載。其標(biāo)準(zhǔn)值的取值應(yīng)按本規(guī)范各章的規(guī)定采用,本規(guī)范提供的荷載標(biāo)準(zhǔn)值.若屬于強(qiáng)制性條款 在設(shè)計(jì)中必須作為荷載最小值采用。若不屬于強(qiáng)制性條款.則應(yīng)由業(yè)主認(rèn)可后采用 并在設(shè)計(jì)文件中注明。3、1.5,當(dāng)有兩種或兩種以上的可變荷載在結(jié)構(gòu)上要求同時(shí)考慮時(shí),由于所有可變荷載同時(shí)達(dá)到其單獨(dú)出現(xiàn)時(shí)可能達(dá)到的最大值的概率極小 因此、除主導(dǎo)荷載。產(chǎn)生最大效應(yīng)的荷載,仍可以其標(biāo)準(zhǔn)值為代表值外 其他伴隨荷載均應(yīng)采用相應(yīng)時(shí)段內(nèi)的最大荷載。也即以小于其標(biāo)準(zhǔn)值的組合值為荷載代表值,而組合值原則上可按相應(yīng)時(shí)段最大荷載分布中的協(xié)議分位值?？扇∨c標(biāo)準(zhǔn)值相同的分位值、來確定.國際標(biāo)準(zhǔn)對組合值的確定方法另有規(guī)定，它出于可靠指標(biāo)一致性的目的，并采用經(jīng)簡化后的敏感系數(shù)α,給出兩種不同方法的組合值系數(shù)表達(dá)式 在概念上這種方式比同分位值的表達(dá)方式更為合理,但在研究中發(fā)現(xiàn).采用不同方法所得的結(jié)果對實(shí)際應(yīng)用來說。并沒有明顯的差異，考慮到目前實(shí)際荷載取樣的局限性,因此本規(guī)范暫時(shí)不明確組合值的確定方法。主要還是在工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi).偏保守地加以確定。3.1 6，荷載的標(biāo)準(zhǔn)值是在規(guī)定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載的意義上確定的,它沒有反映荷載作為隨機(jī)過程而具有隨時(shí)間變異的特性，當(dāng)結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),例如要求控制房屋的變形、裂縫.局部損壞以及引起不舒適的振動(dòng)時(shí)。就應(yīng)從不同的要求出發(fā).來選擇荷載的代表值，在可變荷載Q的隨機(jī)過程中.荷載超過某水平Qx的表示方式,國際標(biāo)準(zhǔn)對此建議有兩種、1，用超過Qx的總持續(xù)時(shí)間Tx。ti?；蚱渑c設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期T的比值μx、Tx T來表示，見圖1，a、圖1、b。給出的是可變荷載Q在非零時(shí)域內(nèi)任意時(shí)點(diǎn)荷載Q、的概率分布函數(shù)FQ，Q.超越Qx的概率為p，可按下式確定,對于各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)過程，μx可按下式確定，式中 q為荷載Q的非零概率.當(dāng)μx為規(guī)定時(shí)、則相應(yīng)的荷載水平Qx按下式確定,對于與時(shí)間有關(guān)聯(lián)的正常使用極限狀態(tài)。荷載的代表值均可考慮按上述方式取值、例如允許某些極限狀態(tài)在一個(gè)較短的持續(xù)時(shí)間內(nèi)被超過 或在總體上不長的時(shí)間內(nèi)被超過、可以采用較小的μx值 建議不大于0.1。計(jì)算荷載頻遇值Qf作為荷載的代表值。它相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上時(shí)而出現(xiàn)的較大荷載值 但總是小于荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,對于在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常作用的可變荷載.應(yīng)以準(zhǔn)永久值為代表值、相應(yīng)的μx值建議取0。5。相當(dāng)于可變荷載在整個(gè)變化過程中的中間值 2。用超越Qx的次數(shù)nx或單位時(shí)間內(nèi)的平均超越次數(shù)vx。nx。T,跨閾率、來表示、圖2?？玳撀士赏ㄟ^直接觀察確定,一般也可應(yīng)用隨機(jī)過程的某些特性。例如其譜密度函數(shù),間接確定.當(dāng)其任意時(shí)點(diǎn)荷載的均值μQ。及其跨閾率vm為已知，而且荷載是高斯平穩(wěn)各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)過程、則對應(yīng)于跨閾率vx的荷載水平Qx可按下式確定,對于與荷載超越次數(shù)有關(guān)聯(lián)的正常使用極限狀態(tài)，荷載的代表值可考慮按上述方式取值,國際標(biāo)準(zhǔn)建議將此作為確定頻遇值的另一種方式，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)涉及人的舒適性、影響非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能和設(shè)備的使用功能的極限狀態(tài),但是國際標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于跨閾率的取值目前并沒有具體的建議.圖2?？勺兒奢d按跨閾率確定代表值示意圖 按嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)定義來確定頻遇值和準(zhǔn)永久值目前還比較困難,本規(guī)范所提供的這些代表值 大部分還是根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)并參考國外標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容后確定的。對于有可能再劃分為持久性和臨時(shí)性兩類的可變荷載.可以直接引用荷載的持久性部分 作為荷載準(zhǔn)永久值取值的依據(jù)。