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5,2,結(jié)構(gòu)上的作用5 2，1,結(jié)構(gòu)上的大部分作用 例如建筑結(jié)構(gòu)的樓面活荷載和風(fēng)荷載。它們各自出現(xiàn)與否以及出現(xiàn)時(shí)量值的大小 在時(shí)間和空間上都是互相獨(dú)立的，這種作用在計(jì)算其結(jié)構(gòu)效應(yīng)和進(jìn)行組合時(shí).均可按單個(gè)作用考慮,某些作用在結(jié)構(gòu)上的出現(xiàn)密切相關(guān)且有可能同時(shí)以最大值出現(xiàn).例如橋梁上諸多單獨(dú)的車輛荷載、可以將它們以車隊(duì)形式作為單個(gè)荷載來(lái)考慮、此外、冬季的雪荷載和結(jié)構(gòu)上的季節(jié)溫度差，它們的最大值有可能同時(shí)出現(xiàn).就不能各自按單個(gè)作用考慮它們的組合.5,2，2、對(duì)有可能同時(shí)出現(xiàn)的各種作用.應(yīng)該考慮它們?cè)跁r(shí)間和空間上的相關(guān)關(guān)系,通過(guò)作用組合、荷載組合.來(lái)處理對(duì)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的影響.對(duì)于不可能同時(shí)出現(xiàn)的作用、就不應(yīng)考慮其同時(shí)出現(xiàn)的組合。5,2 3。作用按隨時(shí)間的變化分類是作用最主要的分類.它直接關(guān)系到作用變量概率模型的選擇.永久作用的統(tǒng)計(jì)參數(shù)與時(shí)間基本無(wú)關(guān) 故可采用隨機(jī)變量概率模型來(lái)描述,永久作用的隨機(jī)性通常表現(xiàn)在隨空間變異上 可變作用的統(tǒng)計(jì)參數(shù)與時(shí)間有關(guān)、故宜采用隨機(jī)過(guò)程概率模型來(lái)描述 在實(shí)用上經(jīng)?？蓪㈦S機(jī)過(guò)程概率模型轉(zhuǎn)化為隨機(jī)變量概率模型來(lái)處理、作用按不同性質(zhì)進(jìn)行分類,是出于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范化的需要 例如、車輛荷載、按隨時(shí)間變化的分類屬于可變荷載 應(yīng)考慮它對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性的影響。按隨空間變化的分類屬于自由作用。應(yīng)考慮它在結(jié)構(gòu)上的最不利位置 按結(jié)構(gòu)反應(yīng)特點(diǎn)的分類屬于動(dòng)態(tài)荷載。還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng) 在選擇作用的概率模型時(shí)。很多典型的概率分布類型的取值往往是無(wú)界的、而實(shí)際上很多隨機(jī)作用的量值由于客觀條件的限制而具有不能被超越的界限值 例如水壩的最高水位.具有敞開(kāi)泄壓口的內(nèi)爆炸荷載等、選用這類有界作用的概率分布類型時(shí).應(yīng)考慮它們的特點(diǎn)，例如可采用截尾的分布類型 作用的其他分類,例如、當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)疲勞驗(yàn)算時(shí)，可按作用隨時(shí)間變化的低周性和高周性分類,當(dāng)考慮結(jié)構(gòu)徐變效應(yīng)時(shí) 可按作用在結(jié)構(gòu)上持續(xù)期的長(zhǎng)短分類 5，2，4.5 2、7、作為基本變量的作用 應(yīng)盡可能根據(jù)它隨時(shí)間變化的規(guī)律、采用隨機(jī)過(guò)程的概率模型來(lái)描述.但由于對(duì)作用觀測(cè)數(shù)據(jù)的局限性 對(duì)于不同問(wèn)題還可給以合理的簡(jiǎn)化,譬如.在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)結(jié)構(gòu)上的最不利作用 最大作用或最小作用 原則上也應(yīng)按隨機(jī)過(guò)程的概率模型。但通過(guò)簡(jiǎn)化.也可采用隨機(jī)變量的概率模型來(lái)描述，在一個(gè)確定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期T內(nèi)、對(duì)荷載隨機(jī)過(guò)程作一次連續(xù)觀測(cè).例如對(duì)某地的風(fēng)壓連續(xù)觀測(cè)30，50年、所獲得的依賴于觀測(cè)時(shí)間的數(shù)據(jù)就稱為隨機(jī)過(guò)程的一個(gè)樣本函數(shù)。每個(gè)隨機(jī)過(guò)程都是由大量的樣本函數(shù)構(gòu)成的。荷載隨機(jī)過(guò)程的樣本函數(shù)是十分復(fù)雜的 它隨荷載的種類不同而異 目前對(duì)各類荷載隨機(jī)過(guò)程的樣本函數(shù)及其性質(zhì)了解甚少。對(duì)于常見(jiàn)的活荷載.風(fēng)荷載 雪荷載等、為了簡(jiǎn)化起見(jiàn),采用了平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過(guò)程概率模型。即將它們的樣本函數(shù)統(tǒng)一模型化為等時(shí)段矩形波函數(shù) 矩形波幅值的變化規(guī)律采用荷載隨機(jī)過(guò)程 Q t，t.0、T。中任意時(shí)點(diǎn)荷載的概率分布函數(shù)FQ,x.P,Q.t0。x t0，0。T、來(lái)描述.對(duì)于永久荷載、其值在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)基本不變，從而隨機(jī)過(guò)程就轉(zhuǎn)化為與時(shí)間無(wú)關(guān)的隨機(jī)變量，G、t.G，t,0,T,所以樣本函數(shù)的圖像是平行于時(shí)間軸的一條直線.此時(shí),荷載一次出現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間τ，T。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的時(shí)段數(shù) 而且在每一時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)的概率p,1，對(duì)于可變荷載、活荷載及風(fēng),雪荷載等.其樣本函數(shù)的共同特點(diǎn)是荷載一次出現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間τ T.在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的時(shí)段數(shù)r.1 且在T內(nèi)至少出現(xiàn)一次,所以平均出現(xiàn)次數(shù)m.pr 1，不同的可變荷載。其統(tǒng)計(jì)參數(shù)τ,P以及任意時(shí)點(diǎn)荷載的概率分布函數(shù)FQ，x.都是不同的、對(duì)于活荷載及風(fēng).雪荷載隨機(jī)過(guò)程的樣本函數(shù)采用這種統(tǒng)一的模型 為推導(dǎo)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大荷載的概率分布函數(shù)和計(jì)算組合的最大荷載效應(yīng),綜合荷載效應(yīng)。等帶來(lái)很多方便、當(dāng)采用一次二階矩極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法時(shí)，必須將荷載隨機(jī)過(guò)程轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大荷載，因T已規(guī)定，故QT是一個(gè)與時(shí)間參數(shù)t無(wú)關(guān)的隨機(jī)變量 各種荷載的概率模型必須通過(guò)調(diào)查實(shí)測(cè)。根據(jù)所獲得的資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后確定，使之盡可能反映荷載的實(shí)際情況,并不要求一律選用平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過(guò)程這種特定的概率模型。任意時(shí)點(diǎn)荷載的概率分布函數(shù)FQ.x，是結(jié)構(gòu)可靠度分析的基礎(chǔ),它應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù).運(yùn)用X2檢驗(yàn)或K、S檢驗(yàn)等方法。選擇典型的概率分布如正態(tài)，對(duì)數(shù)正態(tài).伽馬、極值,型,極值.型。極值。型等來(lái)擬合.檢驗(yàn)的顯著性水平可取0,05、顯著性水平是指所假設(shè)的概率分布類型為真而經(jīng)檢驗(yàn)被拒絕的最大概率,荷載的統(tǒng)計(jì)參數(shù)、如平均值,標(biāo)準(zhǔn)差。變異系數(shù)等 應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。按數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的參數(shù)估計(jì)方法確定、當(dāng)統(tǒng)計(jì)資料不足而一時(shí)又難以獲得時(shí)、可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)經(jīng)適當(dāng)?shù)呐袛啻_定.雖然任何作用都具有不同性質(zhì)的變異性。但在工程設(shè)計(jì)中、不可能直接引用反映其變異性的各種統(tǒng)計(jì)參數(shù)并通過(guò)復(fù)雜的概率運(yùn)算進(jìn)行設(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(duì)作用仍應(yīng)賦予一個(gè)規(guī)定的量值、稱為作用的代表值、根據(jù)設(shè)計(jì)的不同要求 可規(guī)定不同的代表值.以使能更確切地反映它在設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)。在本標(biāo)準(zhǔn)中參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)可變作用采用四種代表值.標(biāo)準(zhǔn)值。組合值,頻遇值和準(zhǔn)永久值,其中標(biāo)準(zhǔn)值是作用的基本代表值,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)后來(lái)表示、作用標(biāo)準(zhǔn)值是指其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)可能出現(xiàn)的最大作用值 由于作用本身的隨機(jī)性 因而設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的最大作用也是隨機(jī)變量、尤其是可變作用，原則上都可用它們的統(tǒng)計(jì)分布來(lái)描述。作用標(biāo)準(zhǔn)值統(tǒng)一由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大作用概率分布的某個(gè)分位值來(lái)確定、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期應(yīng)該統(tǒng)一規(guī)定，譬如為50年或100年,此外還應(yīng)對(duì)該分位值的百分?jǐn)?shù)作明確規(guī)定,這樣標(biāo)準(zhǔn)值就可取分布的統(tǒng)計(jì)特征值、均值,眾值,中值或較高的分位值、譬如90?；?5。的分位值、因此在國(guó)際上也稱標(biāo)準(zhǔn)值為特征值。對(duì)可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值 有時(shí)可以通過(guò)平均重現(xiàn)期的規(guī)定來(lái)定義、見(jiàn)附錄第C，2、1條第3款、在實(shí)際工程中 有時(shí)由于無(wú)法對(duì)所考慮的作用取得充分的數(shù)據(jù)、也不得不從實(shí)際出發(fā).根據(jù)已有的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)分析判斷后,協(xié)議一個(gè)公稱值或名義值作為作用的代表值、當(dāng)有兩種或兩種以上的可變作用在結(jié)構(gòu)上要求同時(shí)考慮時(shí),由于所有可變作用同時(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、因此在結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí).除主導(dǎo)作用應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值為代表值外 其他伴隨作用均應(yīng)采用主導(dǎo)作用出現(xiàn)時(shí)段內(nèi)的最大量值,即以小于其標(biāo)準(zhǔn)值的組合值為代表值,見(jiàn)附錄第C。2、4條,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),例如要求控制結(jié)構(gòu)的變形,局部損壞以及振動(dòng)時(shí) 理應(yīng)從不同的要求出發(fā)、來(lái)選擇不同的作用代表值,目前規(guī)范提供的除標(biāo)準(zhǔn)值和組合值外。還有頻遇值和準(zhǔn)永久值，頻遇值是代表某個(gè)約定條件下不被超越的作用水平、例如在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)被超越的總時(shí)間與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期之比規(guī)定為某個(gè)較小的比率、或被超越的頻率限制在規(guī)定的頻率內(nèi)的作用水平。準(zhǔn)永久值是代表作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)的水平，也即其持久性部分,當(dāng)對(duì)持久性部分無(wú)法定性時(shí) 也可按頻遇值定義,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)被超越的總時(shí)間與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期之比規(guī)定為某個(gè)較大的比率來(lái)確定。詳見(jiàn)附錄C，2、2和C,2,3條,5 2 8,偶然作用是指在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)不一定出現(xiàn)、而一旦出現(xiàn)其量值很大.且持續(xù)期在多數(shù)情況下很短的作用 例如爆炸。撞擊,龍卷風(fēng)。偶然出現(xiàn)的雪荷載 風(fēng)荷載等.因此 偶然作用的出現(xiàn)是一種意外事件，它們的代表值應(yīng)根據(jù)具體的工程情況和偶然作用可能出現(xiàn)的最大值、并且考慮經(jīng)濟(jì)上的因素,綜合地加以確定 也可通過(guò)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定、對(duì)這類作用、由于歷史資料的局限性.一般都是根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn).通過(guò)分析判斷，經(jīng)協(xié)議確定其名義值,當(dāng)有可能獲取偶然作用的量值數(shù)據(jù)并可供統(tǒng)計(jì)分析、但是缺乏失效后果的定量和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)化分析時(shí) 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)建議可采用重現(xiàn)期為萬(wàn)年的標(biāo)準(zhǔn)確定其代表值.當(dāng)采用偶然作用為結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)作用時(shí)、設(shè)計(jì)應(yīng)保證結(jié)構(gòu)不會(huì)由于作用的偶然出現(xiàn)而導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。5、2。9，地震作用的代表值按傳統(tǒng)都采用當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的基本烈度，根據(jù)大部分地區(qū)的統(tǒng)計(jì)資料 它相當(dāng)于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年最大烈度90,的分位值、如果采用重現(xiàn)期表示,基本烈度相當(dāng)于重現(xiàn)期為475年地震烈度。我國(guó)規(guī)范將抗震設(shè)防劃分三個(gè)水準(zhǔn) 第一水準(zhǔn)是低于基本烈度,也稱為眾值烈度,俗稱小震,它相當(dāng)于50年最大烈度36 8，的分位值.第二水準(zhǔn)是基本烈度 第三水準(zhǔn)是罕遇地震烈度.它遠(yuǎn)高于基本烈度.俗稱大震.相當(dāng)于50年最大烈度98,分位值,或重現(xiàn)期為2500年地震烈度，5.2 10，為了能適應(yīng)各種不同形式的結(jié)構(gòu).將結(jié)構(gòu)上的作用分成兩部分因素.與結(jié)構(gòu)類型無(wú)關(guān)的基本作用和與結(jié)構(gòu)類型 包括外形和變形性能。有關(guān)的因素?；咀饔肍0通常具有隨時(shí)間和空間的變異性。它應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)化的定義 例如對(duì)結(jié)構(gòu)自重可定義為結(jié)構(gòu)的圖紙尺寸和材料的標(biāo)準(zhǔn)重度.對(duì)雪荷載可定義標(biāo)準(zhǔn)地面上的雪重為基本雪壓.對(duì)風(fēng)荷載可定義標(biāo)準(zhǔn)地面上10m高處的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)距的平均風(fēng)速為基本風(fēng)壓、如此等等、而作用值應(yīng)在基本作用的基礎(chǔ)上，考慮與結(jié)構(gòu)有關(guān)的其他因素.通過(guò)反映作用規(guī)律的數(shù)學(xué)函數(shù)φ、來(lái)表述、例如、對(duì)雪荷載的情況、可根據(jù)屋面的不同條件將基本雪壓換算為屋面上的雪荷載 對(duì)風(fēng)荷載的情況、可根據(jù)場(chǎng)地地面粗糙度情況、結(jié)構(gòu)外形及結(jié)構(gòu)不同高度，將基本風(fēng)壓換算為結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載.5,2.11 當(dāng)作用對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可忽略的加速度時(shí)。即與加速度對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)效應(yīng)占有相當(dāng)比重時(shí),結(jié)構(gòu)應(yīng)采用動(dòng)力模型來(lái)描述,此時(shí)。動(dòng)態(tài)作用必須按某種方式描述其隨時(shí)間的變異性.隨機(jī)性 作用可根據(jù)分析的方便與否而采用時(shí)域或頻域的描述方式 作用歷程中的不定性可通過(guò)選定隨機(jī)參數(shù)的非隨機(jī)函數(shù)來(lái)描述.也可進(jìn)一步采用隨機(jī)過(guò)程來(lái)描述，各種隨機(jī)過(guò)程經(jīng)常被假定為分段平穩(wěn)的.在有些情況下。動(dòng)態(tài)作用與材料性能和結(jié)構(gòu)剛度,質(zhì)量及各類阻尼有關(guān),此時(shí)對(duì)作用的描述首先是在偏于安全的前提下規(guī)定某些參數(shù)、例如結(jié)構(gòu)質(zhì)量、初速度等,通常還可以進(jìn)一步將這些參數(shù)轉(zhuǎn)化為等效的靜態(tài)作用.如果認(rèn)為所選用的參數(shù)還不能保證其結(jié)果偏于安全，就有必要對(duì)有關(guān)作用模型按不同的假設(shè)進(jìn)行計(jì)算.從中選出認(rèn)為可靠的結(jié)果、