荷载是时间的函数。对任一个特定时刻荷载并非定值,存在变异。故对任一个特定时刻,荷载可用随机变量来描述。对于一个时间区段,荷载可用随机过程来描述。图1.1.1表示了在一个时间区段内这种荷载随时间变化的示意图,横坐标是时间、竖坐标是各种荷载值,在这坐标图中列出了四种情况:永久荷载、持久性活荷载、临时性活荷载、总荷载。
选用不同的时间区域,荷载的统计结果是不同的,《建筑结构荷载规范》规定按一般结构的设计使用年限50年的时间区域来进行统计分析,这50年即是设计基准期。
《建筑结构荷载规范》规定:
2.1.5 设计基准期 design reference period
为确定可变荷载代表值而选用的时间参数。
3.1.3 确定可变荷载代表值时应采用50年设计基准期。
荷载为一随机变量。结构设计时,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来进行具体设计。考虑到结构设计的实用简便和工程人员的传统习惯,目前各种“结构设计规范”所给出的极限状态设计表达式仍采用荷载的具体取值。这些取值能较好地反映荷载的变异性及它在设计中的特点,这个量值就是荷载代表值。
《建筑结构荷载规范》规定:
2.1.4 荷载代表值 representative values of a load
设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值,例如标准值、组合值、频遇值和准永久值。
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图1.1.1 荷载-时间的分布情况
a)永久荷载 b)持久性活荷载 c)临时性活荷载 d)总荷载
荷载代表值就是设计表达式中对荷载赋予的规定值。具体说来,荷载的代表值指的是在结构或结构构件设计时,针对不同的设计目的所采用的荷载规定值。原则上荷载的代表值可以取分布的特征值(如均值、众值或中值),实际上,目前并不是所有的荷载都能取得充分资料,只能协定一个公称值作为代表值。
荷载标准值是荷载的基本代表值,是指结构在设计基准期内,正常情况下可能出现的最大值。其他代表值是在标准值的基础上换算得到的。
对于永久荷载只有一个代表值——标准值;对于可变荷载,有四个代表值——标准值、频遇值、准永久值和组合值。
《建筑结构荷载规范》规定:
3.1.2 建筑结构设计时,应按下列规定对不同荷载采用不同的代表值:
1.对永久荷载应采用标准值作为代表值;
2.对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值;
3.对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
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