5.2  作用的设计参数5.2.1  作为基本变量的作用,应尽可能根据它随时间变化的规律,采用随机过程的概率模型来描述。    永久作用的统计参数与时间基本无关,其随机性通常表现在随空间变异上,故可采用随机变量概率模型来描述。    可变作用的统计参数一般与时间参数有关,宜用随机过程概率模型来描述。在实用上可将随机过程概率模型转化为随机变量概率模型。    作用随机过程的样本函数十分复杂,它随荷载的种类不同而异。对于常见的风雪荷载等,为了简化,采用了平稳两项随机过程概率模型,即将它们的样本函数统一模型化为等时段矩形波函数,矩形波幅值的变化规律采用作用随机过程{Q(t),t∈[0,T]}中任意时点作用的概率分布函数FQ(x)=P{Q(t0)≤x,t0∈[0,T]}来描述。    当采用基于概率论的极限状态设计法时,必须将作用随机过程转化为设计基准期的最大荷载:    因为T已规定,所以QT是一个与时间参数t无关的随机变量。因此常将可变作用在设计基准期内的极大值或极小值(当作用减小为不利时)作为随机变量来处理。    任意时点作用的概率分布函数是结构可靠性分析的基础。根据所获得的资料和数据进行统计分析,运用X2检验或K—S检验等方法,选择典型的概率分布如正态、对数正态、伽马、极值Ⅰ型、极值Ⅱ型、极值Ⅲ型等来拟合,检验的显著性水平可统一取0.05。     作用的统计参数,如平均值、标准差、变异系数等,要根据实测数据,按数理统计中参数估计方法确定。当统计资料不足、一时又难以获得时,需根据工程经验经适当的判断确定。5.2.2  任何作用都具有不同性质的变异性,但在工程设计中,不可能直接引用反映其变异性的各种统计参数并通过复杂的概率运算进行设计。因此,除了采用能便于设计者使用的分项系数设计表达式外,对作用仍要赋予一个规定的量值,称为作用的代表值。     根据设计的不同要求,可以规定不同的代表值,以便能更确切地反映它在设计中的特点。对可变作用而言,其代表值包括标准值、组合值、频遇值和准永久值。标准值是作用的基本代表值,而其他代表值都是在标准值的基础上乘以相应的折减系数来表示。5.2.3  根据概率极限状态设计方法的要求,可变作用的标准值可以取作用在设计基准期内极大值(或极小值)的概率分布的某一分位值。必要时作用的标准值也可以取有关规范规定的名义值或由工程经验确定。5.2.4  偶然作用是指在设计使用年限内不一定出现,而一旦出现其量值很大,且持续期在多数情况下很短的作用。因此偶然作用的出现是一种意外事件,其代表值即是设计值,应根据具体的工程情况和偶然作用可能出现的最大值,并且考虑经济上的因素综合确定,也可通过有关标准规定;若偶然作用有一定统计规律,其设计值也可以通过某一分位值来确定。5.2.5  地震作用的代表值相当于设计基准期为50年超越概率为10%。如果采用重现期表示,基本烈度相当于重现期为475年地震烈度。我国规范将抗震设防划分为三个水准,第一水准是低于基本烈度,俗称小震,相当于50年超越概率为63.2%;第二水准是基本烈度;第三水准是罕遇地震烈度,俗称大震,相当于50年超越概率为2%,或重现期为2475年地震烈度。5.2.6  结构对于所受作用的反应称为作用效应。它可以是构件的轴力、弯矩和扭矩等,也可以是结构某一部位的裂缝宽度和变位等。    结构的作用效应与作用的关系,通过试验或计算确定。当作用与作用效应呈线性关系时,其比值称为作用效应系数;当作用与作用效应呈非线性关系时,作用效应采取作用的函数式表示。有些情况下,作用效应可以通过直接测定来获取,如混凝土轨下和轨中弯矩、钢轨的应力等。    按照极限状态设计方法,在许多情况下,需要采取作用效应为极限状态表达式的基本参数,这需要通过一定的换算关系由结构的作用求得,此时作用效应采用作用的函数式表达,应根据试验、计算或经验确定其模型不定性。

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