巖土工程設(shè)計安全度3 巖土工程荷載

1、注冊土木工程師（巖土）繼續(xù)教育：注冊土木工程師（巖土）繼續(xù)教育：巖土工程設(shè)計安全度巖土工程設(shè)計安全度 3 巖土工程荷載巖土工程荷載3 巖土工程荷載巖土工程荷載o 3.0 荷載取值與安全度o 3.1 荷載的分類o 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型o 3.3 荷載的代表值o 3.4 荷載組合o 3.5 荷載分項系數(shù)3.0 荷載取值與安全度o 容許應(yīng)力法容許應(yīng)力法o 總安全系數(shù)法總安全系數(shù)法o 概率極限狀態(tài)法概率極限狀態(tài)法 KSRK,210kkRniQiciQiQQGGafRSSSkkk3.0 荷載取值與安全度 荷載（作用）和抗力是任何工程普遍存在的荷載（作用）和抗力是任何工程普遍存在的一對矛盾，為了確

2、保工程安全，抗力對于荷一對矛盾，為了確保工程安全，抗力對于荷載必須有一定的裕度，這就是載必須有一定的裕度，這就是安全度安全度。 SRPPf0,21nXXXg0,RSg3.0 荷載取值與安全度o S：作用效應(yīng)：作用效應(yīng)作用作用荷載荷載 作用效應(yīng)作用效應(yīng)由作用引起的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反應(yīng)，例如內(nèi)力、變形和裂縫等 直接作用（施加在結(jié)構(gòu)上的集中力、分布力-荷載荷載）作用作用 間接作用（引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因）3.1 3.1 荷載的分類荷載的分類o荷載的分類：荷載的分類： 按隨時間的變化分類按隨時間的變化分類 （永久作用 、可變作用 、偶然作用 ） 按隨空間的變化分類按隨空間的變化分類 （固定作

3、用 、自由作用 ） 按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特點分類按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特點分類 （靜態(tài)作用 、動態(tài)作用） 按有無限值分類按有無限值分類 （有界作用、無界作用）3.1 3.1 荷載的分類荷載的分類o荷載的分類：荷載的分類：結(jié)構(gòu)上的荷載可分為下列三類：結(jié)構(gòu)上的荷載可分為下列三類：永久荷載永久荷載 例如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。例如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。可變荷載可變荷載 例如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰例如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等。荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等。偶然荷載偶然荷載 例如爆炸力、撞擊力等。例如爆炸力、撞擊力等。注：自重是指材料自身重量產(chǎn)生的荷載（重力）（建筑

4、結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB500092001） 3.1.1 ）3.1 3.1 荷載的分類荷載的分類o荷載的定義：荷載的定義：永久荷載：永久荷載：在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時間變化，在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計，或其變或其變化與平均值相比可以忽略不計，或其變化是單調(diào)的并能趨于限值的荷載。化是單調(diào)的并能趨于限值的荷載。 可變荷載：可變荷載：在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時間變化，且在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時間變化，且其變化與平均值相比不可以忽略不計的荷載。其變化與平均值相比不可以忽略不計的荷載。 偶然荷載：偶然荷載：在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)使用期

5、間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的荷載。其值很大且持續(xù)時間很短的荷載。 表表411 橋橋 涵涵 荷荷 載載荷載分類荷載分類荷載名稱荷載名稱荷載分類荷載分類荷載名稱荷載名稱主主 力力恒恒 載載結(jié)構(gòu)構(gòu)件及附屬設(shè)備自重結(jié)構(gòu)構(gòu)件及附屬設(shè)備自重預(yù)加力預(yù)加力混凝土收縮和徐變的影響混凝土收縮和徐變的影響土壓力土壓力靜水壓力及水浮力靜水壓力及水浮力基礎(chǔ)變位的影響基礎(chǔ)變位的影響附附 加加 力力制動力或牽引力制動力或牽引力風(fēng)風(fēng) 力力流水壓力流水壓力冰壓力冰壓力溫度變化的作用溫度變化的作用凍脹力凍脹力活活 載載列車豎向靜活載列車豎向靜活載公路活載公路活載(需要時考慮需要時考慮)列車豎向動力作用列車豎向

6、動力作用長鋼軌縱向水平力長鋼軌縱向水平力(伸縮力伸縮力 和撓曲力和撓曲力)離心力離心力橫向搖擺力橫向搖擺力活載土壓力活載土壓力人行道人行荷載人行道人行荷載特特 殊殊 荷荷 載載列車脫軌荷載列車脫軌荷載船只或排筏的撞擊力船只或排筏的撞擊力汽車撞擊力汽車撞擊力施工臨時荷載施工臨時荷載地震力地震力長鋼軌斷軌力長鋼軌斷軌力3.1 3.1 荷載的分類荷載的分類o荷載分類的意義荷載分類的意義o 出現(xiàn)的概率出現(xiàn)的概率o 變異性變異性o 概率模型概率模型o 標(biāo)準(zhǔn)值的選取標(biāo)準(zhǔn)值的選取o 荷載組合荷載組合o 設(shè)計的安全度設(shè)計的安全度3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 出現(xiàn)荷載最大值的時域問

7、題：出現(xiàn)荷載最大值的時域問題：設(shè)計基準(zhǔn)期設(shè)計基準(zhǔn)期為確定可變荷載代表值而選用的時間參數(shù)為確定可變荷載代表值而選用的時間參數(shù)3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 永久荷載 在任一時刻，發(fā)生的概率接近或等于在任一時刻，發(fā)生的概率接近或等于1； 在結(jié)構(gòu)使用期間，荷載值隨時間的變化通?？梢院雎?；在結(jié)構(gòu)使用期間，荷載值隨時間的變化通?？梢院雎?； 荷載值的不確定性的量級與其他荷載類型相比小很多。荷載值的不確定性的量級與其他荷載類型相比小很多。o模型模型：隨機變量：隨機變量o模型化的模型化的樣本函數(shù)樣本函數(shù)：一條與時間軸平行的直線：一條與時間軸平行的直線o永久荷載的永久荷載的概率分布概

8、率分布，一般采用，一般采用正態(tài)分布正態(tài)分布，其標(biāo)準(zhǔn)值可直接由其總體分布的平均值確，其標(biāo)準(zhǔn)值可直接由其總體分布的平均值確定定o可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計尺寸與材料單位體積的自重（或單位面積的自重）平均值確定可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計尺寸與材料單位體積的自重（或單位面積的自重）平均值確定 3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 可變荷載 在任一時刻，荷載出現(xiàn)與否是隨機事件；在任一時刻，荷載出現(xiàn)與否是隨機事件； 在結(jié)構(gòu)使用期間，荷載的量值隨時間變化，且其變化在結(jié)構(gòu)使用期間，荷載的量值隨時間變化，且其變化與平均值相比不可以忽略不計與平均值相比不可以忽略不計 o 概率模型概率模型：隨機過程：隨機過程

9、 模型化為平穩(wěn)二項隨機過程模型化為平穩(wěn)二項隨機過程 模型化的模型化的樣本函數(shù)樣本函數(shù)：等時段的矩形波函數(shù)：等時段的矩形波函數(shù) 3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o平穩(wěn)二項隨機過程平穩(wěn)二項隨機過程假定：假定： (1)根據(jù)荷載每變動一次作用在結(jié)構(gòu)上的時間長短，將設(shè)計基準(zhǔn)期根據(jù)荷載每變動一次作用在結(jié)構(gòu)上的時間長短，將設(shè)計基準(zhǔn)期 等分為等分為 個相等的時段個相等的時段 ，或認(rèn)為設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載均勻變動，或認(rèn)為設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載均勻變動 次；次； (2)在每個時段內(nèi)，荷載出現(xiàn)的概率為在每個時段內(nèi)，荷載出現(xiàn)的概率為p，不出現(xiàn)的概率為，不出現(xiàn)的概率為q1-p； (3)在每一時段內(nèi)，當(dāng)荷載

10、出現(xiàn)時，其幅值是非負(fù)的隨機變量，且在每一時段內(nèi)，當(dāng)荷載出現(xiàn)時，其幅值是非負(fù)的隨機變量，且在不同時段上其概率分布函數(shù)在不同時段上其概率分布函數(shù) 相同，這種概率分布稱為任意相同，這種概率分布稱為任意時點荷載概率分布；時點荷載概率分布； (4)不同時段上的荷載幅值隨機變量相互獨立，且與在時段上荷載不同時段上的荷載幅值隨機變量相互獨立，且與在時段上荷載是否出現(xiàn)也相互獨立。是否出現(xiàn)也相互獨立。Tr/Tr xFQ , 0,TttQ3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o樓面活荷載的統(tǒng)計樓面活荷載的統(tǒng)計持久性活荷載 任意時點持久性活荷載的分布：極值型臨時性活荷載 任意時點臨時性活荷載的分布

11、：極值型3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 樓面活荷載的統(tǒng)計樓面活荷載的統(tǒng)計3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 樓面活荷載的取值 荷載規(guī)范 ：民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)范提供的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，若屬于強制性條款，則在設(shè)計中必須作為荷載作為荷載最小值采用最小值采用；若不屬于強制性條款，則應(yīng)由業(yè)主認(rèn)可后采用，并在設(shè)計文件中注明。3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 樓面活荷載的折減樓面活荷載的折減不可能以標(biāo)準(zhǔn)值的大小同時布滿所有樓面 樓面梁樓面梁：第1（1）項： 第1（2）7項： 取0.9 取0.9墻、柱、基礎(chǔ)：墻、柱、基礎(chǔ)：22

12、5mA 250mA 3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 風(fēng)荷載的統(tǒng)計風(fēng)荷載的統(tǒng)計 荷載量值的數(shù)學(xué)模型：荷載量值的數(shù)學(xué)模型： 垂直作用于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：垂直作用于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 基本風(fēng)壓基本風(fēng)壓:按規(guī)定的地貌、高度、時距等量測的風(fēng)速所對應(yīng)的風(fēng)壓),(0FF 0wwzszk0w3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o風(fēng)荷載的統(tǒng)計風(fēng)荷載的統(tǒng)計 基本風(fēng)壓基本風(fēng)壓基本風(fēng)速基本風(fēng)速： 標(biāo)準(zhǔn)高度的規(guī)定：10m 地貌的規(guī)定 ：空曠平坦地貌 公稱風(fēng)速的時距 (公稱風(fēng)速實際是一定時間間隔內(nèi)（稱為時距）的平均風(fēng)速):10min 最大風(fēng)速的樣本時間

13、:1年 基本風(fēng)速的重現(xiàn)期 0021vw3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 風(fēng)荷載的統(tǒng)計風(fēng)荷載的統(tǒng)計o 基本風(fēng)壓的確定方法基本風(fēng)壓的確定方法是，根據(jù)規(guī)定的高度、規(guī)定的地貌、是，根據(jù)規(guī)定的高度、規(guī)定的地貌、規(guī)定的時距和規(guī)定的樣本時間所確定的最大風(fēng)速的概率規(guī)定的時距和規(guī)定的樣本時間所確定的最大風(fēng)速的概率分布，按規(guī)定的重現(xiàn)期分布，按規(guī)定的重現(xiàn)期(或年保證率或年保證率)確定基本風(fēng)速，確定基本風(fēng)速，然后依據(jù)風(fēng)速與風(fēng)壓的關(guān)系得到基本風(fēng)壓。然后依據(jù)風(fēng)速與風(fēng)壓的關(guān)系得到基本風(fēng)壓。3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 風(fēng)荷載的概率模型風(fēng)荷載的概率模型o 風(fēng)速的年最大值

14、概率模型：風(fēng)速的年最大值概率模型：極值型 分布函數(shù)：分布函數(shù)： 分布的尺度參數(shù)、位置參數(shù)（即眾值）與均值和標(biāo)準(zhǔn)分布的尺度參數(shù)、位置參數(shù)（即眾值）與均值和標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)系：差的關(guān)系： expexpuxxF28255. 157722. 0u3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 不同重現(xiàn)期風(fēng)壓的確定 根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，確定平均重現(xiàn)期為R的最大風(fēng)速 根據(jù)規(guī)范查表，10年，50年，100年 根據(jù)規(guī)范規(guī)定換算： 1lnln1RRuxR) 110/ln)(ln(1010010RxxxxR3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 作用在建筑物上的風(fēng)荷載作用在建筑物上的風(fēng)荷載 基

15、本風(fēng)壓 ：分布圖、表 風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 風(fēng)荷載體型系數(shù)； 高度處的風(fēng)振系數(shù) 0wwzszk0wzsz3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 雪荷載的統(tǒng)計 屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算： 式中 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值； 屋面積雪分布系數(shù)； 基本雪壓 o 雪壓s：可根據(jù)雪深和積雪的密度計算得出即 o 基本雪壓：當(dāng)?shù)乜諘缙教沟孛嫔系姆e雪荷載 0ssrkksr0sghS3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o雪荷載的概率模型 樣本統(tǒng)計時間：1年（7月至次年6月份間的最大雪壓 ） 雪壓的年最大值概率分布：極值I型 expexpuxxF3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與

16、概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 不同重現(xiàn)期雪壓的確定 根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，確定平均重現(xiàn)期為R的最大雪壓 根據(jù)規(guī)范查表，10年，50年，100年 根據(jù)規(guī)范規(guī)定換算： 1lnln1RRuxR) 110/ln)(ln(1010010RxxxxR3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o雪荷載的分布o(jì) 與屋面形式有關(guān)o 計算不同構(gòu)件考慮不同分布 屋面板、檁條：不均勻分布的最不利情況； 屋架、拱殼：全跨均勻、全跨不均勻、半跨均勻； 框架、柱：全跨均勻3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o雪荷載的取值o 山區(qū)：實際調(diào)查；增大20。o 對雪荷載敏感的結(jié)構(gòu)，基本雪壓應(yīng)適當(dāng)提高3.

17、2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o地震作用o 地震作用的隨機性時間、空間、強度o 作用效應(yīng)強度、頻譜、持續(xù)時間o 工程抗震設(shè)計反應(yīng)譜3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 抗震設(shè)計的三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)1. 第一水準(zhǔn)烈度要求小震（低于抗震設(shè)防烈度）不壞：50年內(nèi)超越概率63的地震烈度（眾值烈度）作用下，建筑處于正常使用狀態(tài)，視為彈性體系2. 第二水準(zhǔn)烈度要求中震（地震基本烈度）可修：50年內(nèi)超越概率約10的地震烈度作用下，結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性工作階段，變形可控?fù)p壞可修3. 第三水準(zhǔn)烈度要求大震（高于抗震設(shè)防烈度）不倒：50年內(nèi)超越概率23的地震烈度（罕遇地震）作用下

18、，結(jié)構(gòu)有較大非彈性變形，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 偶然荷載偶然荷載 偶然荷載是指在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的荷載，包括撞擊、爆炸、火災(zāi)、龍卷風(fēng)等。 偶然荷載出現(xiàn)是罕遇事件，概率極小，能夠收集的資料也非常有限，一般都是根據(jù)工程經(jīng)驗，考慮結(jié)構(gòu)的使用特點，進(jìn)行綜合判斷分析，確定一個量值作為代表值。3.2 3.2 荷載的統(tǒng)計與概率模型荷載的統(tǒng)計與概率模型o 巖土壓力巖土壓力 土壓力也具有長期作用，且壓力隨時間變化量與平均值相比可以忽略，或單調(diào)變化并能趨于限值的特點，因此也屬于永久荷載。 標(biāo)準(zhǔn)值可直接由其總

19、體分布的平均值確定。 3.3 3.3 荷載的代表值荷載的代表值o荷載的選用：荷載的選用： 任何荷載都具有不同性質(zhì)的任何荷載都具有不同性質(zhì)的變異性，但在設(shè)計中，不可能直接引用反映荷變異性，但在設(shè)計中，不可能直接引用反映荷載變異性的各種統(tǒng)計參數(shù)，通過復(fù)雜的概率運載變異性的各種統(tǒng)計參數(shù)，通過復(fù)雜的概率運算進(jìn)行具體設(shè)計。因此，在設(shè)計時，除了采用算進(jìn)行具體設(shè)計。因此，在設(shè)計時，除了采用能便于設(shè)計者使用的表達(dá)式外，對荷載仍應(yīng)能便于設(shè)計者使用的表達(dá)式外，對荷載仍應(yīng)賦賦予一個規(guī)定的量值予一個規(guī)定的量值，稱為荷載代表值。，稱為荷載代表值。2.1.42.1.4 荷載代表值：荷載代表值：設(shè)計中用以驗算極限狀態(tài)設(shè)計中

20、用以驗算極限狀態(tài)所采用的荷載量值，例如所采用的荷載量值，例如標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值遇值和準(zhǔn)永久值.3.3 3.3 荷載的代表值荷載的代表值o 標(biāo)準(zhǔn)值：荷載的基本代表值，標(biāo)準(zhǔn)值：荷載的基本代表值，為設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載統(tǒng)計為設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載統(tǒng)計分布的特征值（例如均值、眾值、中值或某個分位值）分布的特征值（例如均值、眾值、中值或某個分位值）. * 荷載標(biāo)準(zhǔn)值是指設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)可能出現(xiàn)的最大荷載值。由于荷載本身荷載標(biāo)準(zhǔn)值是指設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)可能出現(xiàn)的最大荷載值。由于荷載本身的隨機性，因而使用期間的最大荷載也是隨機變量，其統(tǒng)計參數(shù)和的隨機性，因而使用期間的最大荷載也是隨機變量

21、，其統(tǒng)計參數(shù)和概率分布類型，可以觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運用參數(shù)估計和概率分布的概率分布類型，可以觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運用參數(shù)估計和概率分布的假設(shè)檢驗方法確定。荷載標(biāo)準(zhǔn)值則可根據(jù)它在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)最大值假設(shè)檢驗方法確定。荷載標(biāo)準(zhǔn)值則可根據(jù)它在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)最大值概率分布的某個分位值來確定，如取其統(tǒng)計特征值概率分布的某個分位值來確定，如取其統(tǒng)計特征值(平均值、眾值、平均值、眾值、中值等中值等)或某個分位值或某個分位值(90%分位值或分位值或95%分位值等分位值等)。 * 對于可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值，有時可以通過平均重現(xiàn)期的規(guī)定來定義。對于可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值，有時可以通過平均重現(xiàn)期的規(guī)定來定義。 * 當(dāng)對某種作用無法取得

22、充分?jǐn)?shù)據(jù)資料時，只能根據(jù)已有的工程實踐當(dāng)對某種作用無法取得充分?jǐn)?shù)據(jù)資料時，只能根據(jù)已有的工程實踐經(jīng)驗，經(jīng)分析判斷后，協(xié)議一個公稱值作為代表值。經(jīng)驗，經(jīng)分析判斷后，協(xié)議一個公稱值作為代表值。3.3 3.3 荷載的代表值荷載的代表值o 組合值組合值：對可變荷載，使組合后的荷載效應(yīng)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)：對可變荷載，使組合后的荷載效應(yīng)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的超越概率，能與該荷載單獨出現(xiàn)時的相應(yīng)概率趨于一致的的超越概率，能與該荷載單獨出現(xiàn)時的相應(yīng)概率趨于一致的荷載值；或使組合后的結(jié)構(gòu)具有統(tǒng)一規(guī)定的可靠指標(biāo)的荷載荷載值；或使組合后的結(jié)構(gòu)具有統(tǒng)一規(guī)定的可靠指標(biāo)的荷載值。值。 * 當(dāng)有兩種或兩種以上的可變荷載在結(jié)構(gòu)上要求同

23、時考慮時，由于所當(dāng)有兩種或兩種以上的可變荷載在結(jié)構(gòu)上要求同時考慮時，由于所有可變荷載同時達(dá)到其單獨出現(xiàn)時可能達(dá)到的最大值的概率極小，有可變荷載同時達(dá)到其單獨出現(xiàn)時可能達(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)計時，除主導(dǎo)荷載（產(chǎn)生最大效因此在結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，除主導(dǎo)荷載（產(chǎn)生最大效應(yīng)的荷載）采用標(biāo)準(zhǔn)值為代表值外，其他伴隨荷載均應(yīng)采用相應(yīng)于應(yīng)的荷載）采用標(biāo)準(zhǔn)值為代表值外，其他伴隨荷載均應(yīng)采用相應(yīng)于主導(dǎo)荷載出現(xiàn)時段內(nèi)的最大量值，也即以小于其標(biāo)準(zhǔn)值的組合值為主導(dǎo)荷載出現(xiàn)時段內(nèi)的最大量值，也即以小于其標(biāo)準(zhǔn)值的組合值為荷載代表值。荷載代表值。 * 可變荷載組合值，應(yīng)為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)

24、值乘以荷載組合值系數(shù)?？勺兒奢d組合值，應(yīng)為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載組合值系數(shù)。 3.3 3.3 荷載的代表值荷載的代表值o 頻遇值頻遇值：對可變荷載，在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的：對可變荷載，在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。荷載值。 * 當(dāng)允許某些極限狀態(tài)在一個較短的持續(xù)時間內(nèi)被超過，當(dāng)允許某些極限狀態(tài)在一個較短的持續(xù)時間內(nèi)被超過，或在總體上不長的時間內(nèi)（如超過的總持續(xù)時間與設(shè)計或在總體上不長的時間內(nèi)（如超過的總持續(xù)時間與設(shè)計基準(zhǔn)期之比不大于基準(zhǔn)期之比不大于0.1）被超過，就可以采用相應(yīng)的較）被超過，就可以采用相

25、應(yīng)的較小數(shù)值作為荷載的代表值。它相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上時而出現(xiàn)小數(shù)值作為荷載的代表值。它相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上時而出現(xiàn)的較大荷載值，但總是小于荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。的較大荷載值，但總是小于荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。 * 可變荷載頻遇值應(yīng)取可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載頻遇值可變荷載頻遇值應(yīng)取可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載頻遇值系數(shù)。系數(shù)。3.3 3.3 荷載的代表值荷載的代表值o 準(zhǔn)永久值準(zhǔn)永久值：對可變荷載，在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越：對可變荷載，在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時間約為設(shè)計基準(zhǔn)期一半的荷載值。的總時間約為設(shè)計基準(zhǔn)期一半的荷載值。 * 它相當(dāng)于可變荷載在整個變化過程中的中間值。對于它相當(dāng)于可變荷載在整個變化過程中的中間值。對于在結(jié)構(gòu)上經(jīng)

26、常作用的可變荷載，應(yīng)以準(zhǔn)永久值為代表值。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。 * 可變荷載準(zhǔn)永久值應(yīng)取可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載準(zhǔn)永久可變荷載準(zhǔn)永久值應(yīng)取可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)。值系數(shù)。3.3 3.3 荷載的代表值荷載的代表值o 荷載的選用原則荷載的選用原則3.1.23.1.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對不同荷載應(yīng)采用不建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對不同荷載應(yīng)采用不同的代表值。同的代表值。 對永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。對永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。 對可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、對可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為代表值。組合值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作

27、為代表值。 對偶然荷載應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)使用的特點確定對偶然荷載應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)使用的特點確定其代表值。其代表值。3.3 3.3 荷載的代表值荷載的代表值o 荷載設(shè)計值荷載設(shè)計值荷載代表值與荷載分項系數(shù)的乘積。荷載代表值與荷載分項系數(shù)的乘積。3.4 3.4 荷載組合荷載組合o 荷載組合：荷載組合：按極限狀態(tài)設(shè)計時，為保證結(jié)按極限狀態(tài)設(shè)計時，為保證結(jié)構(gòu)的可靠性而對同時出現(xiàn)的各種荷載設(shè)計構(gòu)的可靠性而對同時出現(xiàn)的各種荷載設(shè)計值的規(guī)定。值的規(guī)定。3.4 3.4 荷載組合荷載組合o 原因：原因：作用在結(jié)構(gòu)物上的各類荷載中，除作用在結(jié)構(gòu)物上的各類荷載中，除永久荷載以外，可變荷載、偶然荷載是否永久荷載以外，可變荷載、

28、偶然荷載是否出現(xiàn)以及出現(xiàn)時量值的大小，都具有隨機出現(xiàn)以及出現(xiàn)時量值的大小，都具有隨機性。這些隨機出現(xiàn)的荷載之間，有些是相性。這些隨機出現(xiàn)的荷載之間，有些是相互獨立的，有些是密切相關(guān)的，有些是幾互獨立的，有些是密切相關(guān)的，有些是幾乎不會同時出現(xiàn)的。乎不會同時出現(xiàn)的。3.4 3.4 荷載組合荷載組合o 目的：目的：保證在各種可能出現(xiàn)的荷載組合情保證在各種可能出現(xiàn)的荷載組合情況下，通過設(shè)計，都能使結(jié)構(gòu)具有不低于況下，通過設(shè)計，都能使結(jié)構(gòu)具有不低于規(guī)范規(guī)定的而且大致相同的可靠度水平，規(guī)范規(guī)定的而且大致相同的可靠度水平，并對可能同時出現(xiàn)的各種荷載作用的設(shè)計并對可能同時出現(xiàn)的各種荷載作用的設(shè)計值做出合理的

29、規(guī)定。值做出合理的規(guī)定。 3.4 3.4 荷載組合荷載組合o 方法方法1 峰值疊加法峰值疊加法 對于同時作用的種荷載，設(shè)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)對于同時作用的種荷載，設(shè)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的最大值分別為的最大值分別為 ，則荷載組合最大值，則荷載組合最大值取為：取為：maxiSniiMSS1max3.4 3.4 荷載組合荷載組合o 方法方法2 Turkstra組合規(guī)則組合規(guī)則 輪流以一個荷載效應(yīng)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的最大值與其余荷載的任意時點值組合 ； 荷載效應(yīng)組合取上列諸組合的最大值 0010101, 0maxtStStStStSSniiiTtCi CnCCCSSSS,max21 3.4 3.4 荷載組合荷載組合方

30、法方法2 Turkstra組合規(guī)則組合規(guī)則3.4 3.4 荷載組合荷載組合o 方法方法3 JCSS組合規(guī)則組合規(guī)則 該規(guī)則是國際結(jié)構(gòu)安全度聯(lián)合委員會(JCSS)建議的荷載組合規(guī)則，要點是：1. 荷載的樣本函數(shù)為平穩(wěn)二項隨機過程；2. 荷載與荷載效應(yīng)之間滿足線性關(guān)系；3. 根據(jù)經(jīng)驗與分析，確定可能相遇的荷載種類；不可能同時出現(xiàn)的荷載不考慮其間的組合；4. 當(dāng)一種荷載取設(shè)計基準(zhǔn)期最大荷載或時段最大荷載時，其他參與組合的荷載僅在該最大荷載的持續(xù)時段內(nèi)取相對最大荷載，即： 11, 0, 02, 01maxmaxmax nitntTtMtStStSS3.4 3.4 荷載組合荷載組合o 方法方法3 o J

31、CSS組合規(guī)則組合規(guī)則3.4 3.4 荷載組合荷載組合o 方法方法3 JCSS組合規(guī)則組合規(guī)則按該規(guī)則確定荷載效應(yīng)組合的最大值時，可考慮所有可能的不利組合項，取其中最不利者。3.4 3.4 荷載組合荷載組合o 規(guī)范規(guī)定的荷載組合規(guī)范規(guī)定的荷載組合基本組合：承載能力極限狀態(tài)計算時，永久作基本組合：承載能力極限狀態(tài)計算時，永久作用和可變作用的組合。用和可變作用的組合。niQikciQikQQGkGSSSS211niQikciQiGkGSSS1wkwwEvkEvEhkEhGEGSSSSS3.4 3.4 荷載組合荷載組合o 規(guī)范規(guī)定的荷載組合規(guī)范規(guī)定的荷載組合偶然組合：承載能力極限狀態(tài)計算時，永久作偶

32、然組合：承載能力極限狀態(tài)計算時，永久作用、可變作用和一個偶然作用的組合。用、可變作用和一個偶然作用的組合。3.4 3.4 荷載組合荷載組合o 規(guī)范規(guī)定的荷載組合規(guī)范規(guī)定的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)組合：正常使用極限狀態(tài)計算時，采用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)組合：正常使用極限狀態(tài)計算時，采用標(biāo)準(zhǔn)值或組合值為荷載代表值的組合。準(zhǔn)值或組合值為荷載代表值的組合。 （主要用于當(dāng)一個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生（主要用于當(dāng)一個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生嚴(yán)重的永久性損害的情況）嚴(yán)重的永久性損害的情況）QiknicikQGkSSSS213.4 3.4 荷載組合荷載組合o 規(guī)范規(guī)定的荷載組合規(guī)范規(guī)定的荷載組合頻遇組合：正常使用極限狀態(tài)計算時，對可變頻遇組合：正常使用極限狀態(tài)計算時，對可變荷載采用頻遇值或準(zhǔn)永久值為荷載代表值荷載采用頻遇值或準(zhǔn)永久值為荷載代表值的組合。的組合。 （主要用于當(dāng)一個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生（主要用于當(dāng)一個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生局部損害、較大變